(57)【要約】  本発明は、保持装置（１）を異なる位置間で搬送するためのグリップおよび位置決めアセンブリ（２）に関し、グリップおよび位置決めアセンブリ（２）は、搬送中、グリップおよび位置決めアセンブリ（２）を保持装置（１）に分離可能に結合し、保持装置（１）を確実に保持するための結合装置（２８、３５）を有する。グリップおよび位置決めアセンブリ（２）は、保持装置（１）を保持位置と解放位置との間で移動させ、保持装置を保持位置と解放位置との間で作動させるとともに、保持装置の搬送を可能とするための一体化された駆動部（３１）を有する。結合装置（２８、３５）は１つまたは複数の整列要素（２８）を有し、保持装置（１）との連結接続を提供する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランプ装置（１）を異なる位置間で搬送するためのグリップおよび位置決めアセンブリ（２）であって、前記グリップおよび位置決めアセンブリ（２）を前記クランプ装置（１）に着脱可能に接続し、搬送の間、前記クランプ装置（１）を確実に保持するための結合装置（２８、３５）を備え、前記グリップおよび位置決めアセンブリ（２）が、前記クランプ装置（１）をクランプ位置と解放位置との間で移動させるための一体化された駆動部（３１）を有し、前記結合装置（２８、３５）が一または複数の整列要素（２８）を備え前記クランプ装置（１）との連結接続を提供することを特徴とする、グリップおよび位置決めアセンブリ（２）。
【請求項２】
前記駆動部（３１）が、前記クランプ装置（１）の調整要素（１６）に結合するために、モータ（３４）によって回転される結合要素（３２）を有することを特徴とする請求項１に記載のグリップおよび位置決めアセンブリ（２）。
【請求項３】
前記結合要素（３２）が、ギヤ機構（３６、３７、３９）を介して前記モータ（３４）によって回転させられることを特徴とする請求項２に記載のグリップおよび位置決めアセンブリ（２）。
【請求項４】
前記結合要素（３２）が、筐体（３０）に回転可能に取り付けられることを特徴とする請求項２または３に記載のグリップおよび位置決めアセンブリ（２）。
【請求項５】
前記結合要素（３２）が、前記筐体（３０）内で軸方向に変位可能でありバネによって付勢されることを特徴とする請求項４に記載のグリップおよび位置決めアセンブリ（２）。
【請求項６】
前記クランプ装置（１）の調整要素（１６）の位置を決定するためのセンサ（５３）が前記結合要素（３２）と連携していることを特徴とする請求項４に記載のグリップおよび位置決めアセンブリ（２）。
【請求項７】
前記クランプ装置（１）の開口幅を決定するための距離センサ（５２）が、前記筐体（３０）に配置されることを特徴とする請求項４から６のいずれか一項に記載のグリップおよび位置決めアセンブリ（２）。
【請求項８】
前記結合装置（２８、３５）が、前記クランプ装置（１）のロッキングおよび保持のためにロッキングユニット（３５）を備えることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載のグリップおよび位置決めアセンブリ（２）。
【請求項９】
前記ロッキングユニット（３５）が、ロック位置とアンロック位置との間でプランジャ（４４）によって移動可能なロッキング要素（４５）を備えることを特徴とする請求項８に記載のグリップおよび位置決めアセンブリ（２）。
【請求項１０】
前記ロッキング要素（４５）が、クランプ装置（１）のロッキングラグ（２９）を受けるための複数の開口部（４８）を有することを特徴とする請求項９に記載のグリップおよび位置決めアセンブリ（２）。
【請求項１１】
前記整列要素（２８）が、前記クランプ装置（１）のくさび型、円錐形、または円筒形の凹部（２７）に、相補的に係合するためのくさび形の棒状部材、円錐、または円筒であるように構成され、および／または前記整列要素（２８）が、前記クランプ装置（１）のくさび形の棒状部材、円錐形、または円筒形要素を受けるための凹部であるように構成されていることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載のグリップおよび位置決めアセンブリ（２）。
【請求項１２】
産業用ロボット（３）に取り付けられる、または産業用ロボット（３）の一部であることを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載のグリップおよび位置決めアセンブリ（２）。
【請求項１３】
把持および操作アセンブリであって、加工中、ワークを確実に保持するためのクランプ装置（１）と、前記クランプ装置（１）を異なる位置間で搬送するために、前記クランプ装置（１）に着脱可能に接続されるグリップおよび位置決めアセンブリ（２）と、を備えており、前記グリップおよび位置決めアセンブリ（２）が、当該グリップおよび位置決めアセンブリ（２）を前記クランプ装置（１）に着脱可能に接続し、且つ搬送中は前記クランプ装置（１）を確実に保持するための結合装置（２８、３５）と、前記クランプ装置（１）をクランプ位置と解放位置との間で移動させるための一体化された駆動部（３１）と、を備えていることを特徴とし、さらに、前記クランプ装置（１）が、前記グリップおよび位置決めアセンブリ（２）の前記結合装置（２８、３５）に接続するための少なくとも１つのアダプタ部（２４、２５）を有することを特徴とする把持および操作アセンブリ。
【請求項１４】
前記グリップおよび位置決めアセンブリ（２）が請求項１から１２のいずれか一項に記載されるように構成されていることを特徴とする請求項１３に記載の把持および操作アセンブリ。
【請求項１５】
前記クランプ装置（１）が、ベース本体（１３）および少なくとも２つの把持爪（１１、１２）を有する万力であるように構成されていることを特徴とする請求項１３または１４に記載の把持および操作アセンブリ。
【請求項１６】
前記クランプ装置（１）が、前記グリップおよび位置決めアセンブリ（２）の前記結合装置（２８、３５）に接続するための互いに対向して配置された２つのアダプタ部（２４、２５）を有することを特徴とする請求項１３から１５のいずれか一項に記載の把持および操作アセンブリ。
【請求項１７】
前記クランプ装置（１）が、加工テーブル（５２）上に位置決めとクランプをするための少なくとも１つのゼロ点クランプ要素（２６）を有することを特徴とする請求項１３から１６のいずれか一項に記載の把持および操作アセンブリ。
【請求項１８】
加工機上のクランプ装置を操作する方法であって、加工中、ワークを確実に保持するためのクランプ装置（１）が、結合装置（２８、３５）によって前記クランプ装置（１）に着脱可能に接続されたグリップおよび位置決めアセンブリ（２）によってワーク（５４）に移動され、前記グリップおよび位置決めアセンブリが、クランプ位置と解放位置との間で前記クランプ装置（１）を動かすための一体化された駆動部（３１）を有し、前記ワーク（５４）が、前記グリップおよび位置決めアセンブリ（２）に一体化された前記駆動部（３１）の作動によって、前記クランプ装置（１）で持ち上げられ、前記持ち上げられたワーク（５４）とともに前記クランプ装置（１）が、前記グリップおよび位置決めアセンブリ（２）によって前記加工機の加工位置に搬送されることを特徴とする加工機のクランプ装置を操作する方法。
【請求項１９】
第１の空の第１のクランプ装置（１）が、第１のグリップおよび位置決めアセンブリ（２）によって、固定的に設置された第２のグリップおよび位置決めアセンブリ（２）に搬送され、前記第１の空の第１のクランプ装置（１）を、前記固定的に設置された第２のグリップおよび位置決めアセンブリ（２）に移送後、一方の側で加工されたワーク（５６）を保持する第２のクランプ装置（１）が、前記第１のグリップおよび位置決めアセンブリ（２）によって持ち上げられ、このクランプ装置が、前記固定的に設置された第２のグリップおよび位置決めアセンブリ（２）に、前記空の第１のクランプ装置（１）を介して移動され、前記ワーク（５６）が、第１のクランプ装置（１）に移送され、前記現在空の第２のクランプ装置（１）をセットした後、前記現在装着されている第１のクランプ装置（１）が、前記固定的に設置された第２の位置決め装置（２）から取り外され、前記加工機の加工位置に搬送することを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前文による、異なる位置間でクランプ装置を搬送するためのグリップ（greif、握る）および位置決めするアセンブリに関する。本発明は、またクランプ装置とこのようなグリップおよび位置決めアセンブリを備える把持および操作アセンブリ（Spann- und Handhabungseinrichtung）、ならびにワークの取り扱い方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ドイツ国特許出願公開第１０２０１５１０３６５３号明細書（特許文献１）は、把持爪（クランプジョー）を有するクランプバイス（把持用の万力）を、そこに確実にクランプされたワークとともに、トレイと工作機械内の加工ユニットとの間でグリップの形態のグリップおよび位置決めアセンブリによって搬送可能なクランプシステムを開示している。加工のために、クランプバイスを、その中で確実にクランプされたワークとともに単独またはグループで供給することができるようにするために、かつ完成したワークをそれらのクランプバイスと一緒に搬送キャリッジ上に戻すことができるようにするために、クランプバイスは、グリップ受けの輪郭を有する。互いに相対的に移動する２本のグリップフィンガ上で、関連するグリップは、搬送中、クランプバイスを確実に保持するために、グリップ受け輪郭に相補的な嵌合輪郭を有する。しかしながら、グリップの形態によるグリップおよび位置決めアセンブリの設計のため、クランプバイスは、異なる位置間でのみ搬送可能であるが、把持爪を開閉するために作動させることはできない。
【０００３】
旧東ドイツ国経済特許第２９１２８０号明細書（特許文献２）では、補助グリップを受けるためのグリップジョーを有する第１のグリップが開示されている。第１のグリップは、補助グリップを作動させるための駆動部を有する。補助グリップのベース本体は、ワークの幾何学的形状に適合する。第１のグリップのグリップジョーもまた、ワークに適合するように設計されており、それにより、ワークと補助グリップのベース本体の両方をグリップジョーにより持ち上げることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】ドイツ国特許出願公開第１０２０１５１０３６５３号明細書
【特許文献２】旧東ドイツ国経済特許第２９１２８０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、前述のタイプのグリップおよび位置決めアセンブリ、このようなグリップおよび位置決めアセンブリを備える把持および操作アセンブリ、ならびに加工機械におけるクランプ装置の操作を利用可能にすることであり、クランプ装置を異なる位置間で確実に搬送することに加えて、クランプ装置を保持位置と解放位置との間で移動させることも可能にする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題は、請求項１の特徴を有するグリップおよび位置決めアセンブリ、請求項１３の特徴を有する把持および操作アセンブリ、ならびに請求項１８の特徴を有する方法によって解決される。本発明の有用な実施形態および有利な改良は、従属請求項から得られる。
【０００７】
グリップおよび位置決めアセンブリを、クランプ装置に着脱可能に結合し、搬送中、クランプ装置を確実に保持するための結合装置（Kopplungseinrichtung、連結装置）に加えて、本発明によるグリップおよび位置決めアセンブリは、クランプ装置をクランプ位置と解放位置との間で移動させるための一体化された駆動部を有する。このように、このタイプのグリップおよび位置決めアセンブリは、クランプ装置を異なる位置、例えば、トレイと工作機械内の加工位置との間を往復搬送するだけではなく、クランプ装置をクランプ位置と解放位置との間で移動させるために異なる位置で作動させることもできる。このように、グリップおよび位置決めアセンブリは、従来のクランプ装置を、加工中にワークを確実に保持するために使用するだけでなく、ワークを搬送し取り扱うためにグリップアセンブリとして使用することを可能にする。これにより、装填作業が簡素化され、セットアップ時間やダウン時間が短縮される。また、リクランプや交換作業を、機械加工室の外で行うことができる。さらに、グリップおよび位置決めアセンブリの結合装置はまた、１つまたは複数の整列要素（Ausrichtelement、位置合わせ要素）を備え、クランプ装置との連結接続を提供することができる。このように、アセンブリをクランプ装置に正しく位置決めし接続すること、およびクランプ装置を確実に保持することを、それぞれ簡略化かつ改善することができる。
【０００８】
本発明の特に有用な変形形態では、グリップおよび位置決めアセンブリに一体化された駆動部は、クランプ位置と解放位置との間でクランプ要素を移動させるためのクランプ装置の調整要素に接続するためのモータ駆動式の結合要素を有する。このようにして、グリップおよび位置決めアセンブリをクランプ装置に結合している間、駆動部は、クランプ位置と解放位置との間でクランプ装置を移動させるための、クランプ装置の調整要素に接続され得る。
【０００９】
本発明の好ましい変形形態では、結合要素は、ギヤユニットを介して、例えばチェーンギヤ機構の形態で、モータによって駆動されることができる。しかし、ギヤユニットはまた、ベルト駆動、ギヤホイール駆動、または別の適切な伝達システムであってもよい。
【００１０】
グリップおよび位置決めアセンブリをクランプ装置へ結合する際、結合要素を調整要素に簡単に接続するために、筐体に軸回転可能に取り付けられている（drehbar gelagerte、枢動可能に取り付けられている）結合要素は、軸方向に移動可能であり、バネによって付勢されてもよい。
【００１１】
グリップおよび位置決めアセンブリに配置され、クランプ装置への着脱可能な接続を提供する結合装置は、好適には、クランプ装置をロック位置に保持するためのロッキングユニット（Verriegelungseinrichtung、固定ユニット）を備えることができる。このために、結合装置と相互作用する受け部材は、クランプ装置上に配置されてもよい。この受け部材は、別個のアダプタ部に配置されても、またはクランプ装置に一体的に配置されてもよい。これにより、搬送中、クランプ装置は確実に保持される。
【００１２】
本発明の建設的な好ましい変形形態では、ロッキングユニットは、ロック位置（固定位置）とアンロック位置（解除位置）との間でピストンによって移動可能なロッキング要素を含むことができる。ロッキング要素は、可撓性の板金または剛性のラッチであってもよい。ロッキング要素は、クランプ装置のアダプタ部のロッキングラグを受けるための複数の開口部を有してもよい。
【００１３】
本発明の別の好ましい実施形態では、結合装置の整列要素は、例えば、くさび形の切欠きまたは円筒形もしくは円錐形の開口部に係合するための、くさび形の棒状部材、円筒形のピンまたは円錐形のピンとすることができる。あるいは、また、整列要素は、くさび形の棒状部材または円錐形のもしくは円筒形の要素、特に円筒形のピンまたは円錐形のピンを受けるための凹部であってもよい。
【００１４】
上述のグリップおよび位置決めアセンブリは、産業用ロボットに取り付けられてもよく、または産業用ロボットの一部であってもよい。
【００１５】
本発明はさらに、クランプ装置と、クランプ装置を異なる位置間で搬送するために、クランプ装置に着脱可能に接続可能なグリップおよび位置決めアセンブリと、を備える把持および操作アセンブリに関する。グリップおよび位置決めアセンブリは、グリップおよび位置決めアセンブリをクランプ装置に着脱可能に接続し、搬送中、クランプ装置を確実に保持するための結合装置と、クランプ装置をクランプ位置と解放位置との間で移動させるための一体化された駆動部と、を備える。クランプ装置はさらに、グリップおよび位置決めアセンブリの結合装置に接続するためにクランプ装置に配置された、少なくとも１つのアダプタ部の形態のインターフェースを備える。アダプタ部は、別個の構造部品であるように、または例えば、クランプ装置のベース本体に一体化されるように構成されてもよい。好ましくは、互いに対向して配置された２つのアダプタ部がクランプ装置に配置され、クランプ装置をグリップおよび位置決めアセンブリの結合装置に接続してもよい。
【００１６】
グリップおよび位置決めアセンブリは、既に記載したようにさらに構成されてもよい。
【００１７】
グリップおよび位置決めアセンブリ専用のクランプ装置は、好ましくは、ベース本体および少なくとも２つの把持爪を有する万力であるように構成される。
【００１８】
クランプ装置は、それを加工機の加工テーブル上または高速交換システム上に位置決めし保持するための追加のインターフェースを有してもよい。このインターフェースは、例えば、少なくとも１つのクランプピンの形態で設計することができる。
【００１９】
本発明で記載された加工機上でクランプ装置を操作する方法は、加工中にワークを確実に保持するために設けられたクランプ装置を、結合装置によってクランプ装置に着脱可能に接続し、クランプ装置をクランプ位置と解放位置との間で移動させるための一体化された駆動部を備える、グリップおよび位置決めアセンブリによって、ワークに移動させることと、グリップおよび位置決めアセンブリに一体化された駆動部の作動によって、クランプ装置でワークが持ち上げられることと、持ち上げられたワークとともにクランプ装置が、グリップおよび位置決めアセンブリによって加工機の加工位置またはリクランプ位置に搬送されることと、を特徴とする。
【００２０】
本発明のさらなる独特な特徴および利点は、図面を参照して以下の好ましい実施例の説明から得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】クランプ装置とグリップおよび位置決めアセンブリを備える把持および操作アセンブリの斜視図である。
【図２】図１のクランプ装置の斜視図である。
【図３】図２のクランプ装置の側面図である。
【図４】整列要素を備え把持爪を除いた図２のクランプ装置を示す図である。
【図５】クランプ装置のアダプタ部を示す図である。
【図６】図５のアダプタ部専用の整列要素を示す図である。
【図７】グリップおよび位置決めアセンブリの斜視図である。
【図８】図５に示されたグリップおよび位置決めアセンブリの駆動部を示す図である。
【図９】図７のグリップおよび位置決めアセンブリの断面図である。
【図１０】アダプタ部を含む図７のグリップおよび位置決めアセンブリの断面図である。
【図１１】図１０の領域Ａの拡大部分図である。
【図１２】図７のグリップおよび位置決めアセンブリのロッキング要素を示す図である。
【図１３】クランプ装置とグリップおよび位置決めアセンブリを備える把持および操作アセンブリのさらなるバージョンの断面図である。
【図１４】図１３の矢印Ａ−Ａ方向から見た図である。
【図１５】ワークを保持するクランプ装置を搬送中の、把持および操作アセンブリを示す図である。
【図１６】ワークを搬送中の把持および操作アセンブリを示す図である。
【図１７】ワークの移送中の把持および操作アセンブリを示す図である。
【図１８】グリップおよび位置決めアセンブリの第２のバージョンの斜視図である。
【図１９】クランプ装置の第２のバージョンの斜視図である。
【図２０】図１８に示すグリップおよび位置決めユニットの整列要素、および図１９に示すクランプ装置のアダプタ部を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１に示す把持および操作アセンブリは、加工中、ワークを確実に保持するためのクランプ装置１と、クランプ装置に着脱可能に接続可能であり、異なる位置間でクランプ装置を搬送するためにクランプ装置１に接続可能であるグリップおよび位置決めアセンブリ２と、を備える。示されている実施例では、グリップおよび位置決めアセンブリ２は、クランプ装置１に接続可能であり、ここでは多関節アームロボットの形態であるロボット３に取り付けられている。しかしながら、グリップおよび位置決めアセンブリ２は、ポータルロボット（Portalroboter）またはクランプ装置１を異なる方向に移動させるための別の構成の搬送および位置決めシステムにも取り付けられてもよい。また、グリップおよび位置決めアセンブリ２は、産業用ロボットの一部または別の搬送および位置決めシステムの一部であってもよい。
【００２３】
図１に示されているロボット３は、当該技術分野において公知である下部架台またはスタンド４を備え、その上に回転台（Karussell）５が垂直軸の形態の第１の軸を中心として回転可能に取り付けられている。回転台５には、揺動アーム６が水平軸の形態の第２の軸を中心として回転可能に取り付けられている。揺動アーム６の自由端には、アーム７が第２の軸と平行な第３の軸を中心として回転可能に取り付けられており、第３の軸もまた水平軸である。アーム７は、第４の軸を中心としてアーム７に回転可能に取り付けられた横方向に突出した第１のハンド構成部品８を有するハンド構成部品（Handteil）を有する。第１のハンド構成部品８のフォーク型自由端には、第２のハンド構成部品９が第４の軸に対して直角に第５軸を中心として回転可能に取り付けられている。前方の第３のハンド構成部品１０は、ハンド構成部品９の第６の軸を中心として回転可能に取り付けられる。クランプ装置１に接続可能なグリップおよび位置決めアセンブリ２は、前方の第３のハンド構成部品１０に取り付けられる。
【００２４】
図２および図３に異なる角度で示されているクランプ装置１は、互いに相対的に移動可能な２つの把持爪１１および１２を有する中心クランプ装置として構成されている。しかしながら、装置は、１つの固定された把持爪と、それに対して相対的に移動可能な１つの把持爪とを有するクランプ装置、または３つ以上の把持爪を有する複数のクランプ要素を有するクランプ装置であってもよい。示されている実施例では、万力（Schraubstock、クランプバイス）の形態を有するクランプ装置１は、ベース本体１３を有し、その上で、２つの把持爪１１および１２が、スライダ部材１４および１５によって移動可能にガイドされ、調整要素１６（ここでは調整スピンドルの形態）を有する調整機構によって相反する方向に作動される。調整要素１６の自由端の外形プロファイル１７（ここでは外部六角頭の形態）は、調整スピンドルとして構成された調整要素１６を回転させて、２つの把持爪１１および１２を互いに相対的に調整することができる。外部六角頭の形態の外形プロファイル（Auβenprofil、外形輪郭）１７の代わりに、他の結合手段、例えば、スプラインシャフト（Keilwellen）、爪型アタッチメント、４面コネクタまたはピンアタッチメントを有するシャフトも同様に使用することができる。
【００２５】
図２に示すように、ベース本体１３は、上部ガイド面２０および２１を有する２つの離隔した側壁１８および１９を有する。示されている実施例では、２つのガイド面２０および２１は、硬化かつ研磨されたガイドレール２２および２３上に配置されている。しかしながら、ガイド面２０および２１は、側壁１８および１９上に直接配置されてもよい。２つのスライダ部材１４および１５は、ベース本体１３の２つの側壁１８および１９の間に嵌合し移動可能にガイドされる。グリップおよび位置決めアセンブリ２に接続されるように設計されたアダプタ部２４または２５は、ベース本体１３の２つのそれぞれの端面に取り付けられている。さらに、図３に記載のように、ゼロ点クランプ要素２６はベース本体１３の底部に配置されている。ゼロ点クランプ要素２６（ここではクランプピンとして構成されている）は、クランプ装置１を正確に位置決めして保持するために、当該技術分野において公知のゼロ点クランプシステムの一部であってもよい。このゼロ点クランプ要素２６を使用して、クランプ装置１は、例えば、適切な形状の受け部材を有する加工機の加工テーブル上に正確に位置決めされて配置され、好適なクランプ装置によってその上にクランプされることが可能である。
【００２６】
図４に示すように、クランプ装置１のベース本体１３に取り付けられるアダプタ部２４および２５は、グリップおよび位置決めアセンブリ２の整列要素２８との連結係合を提供するための凹部２７を有する。図４に示す実施例では、凹部２７は、アダプタ部２４または２５の両端に設けられたくさび形の切欠きであるように構成され、それ専用の整列要素２８は、くさび形の棒状部材であるように構成されている。しかしながら、整列要素２８はまた、円錐形の形状を有するか、または斜めに配置された円筒形であるように構成されてもよく、それ専用の凹部２７は、円錐形の断面または斜めに配置された円筒形の面を有する開口部であるように設計されてもよい。互いに相補的な他の形状も可能である。さらに、グリップおよび位置決めアセンブリ２のロック位置にクランプ装置１を保持するための、２つの下向きに突出したロッキングラグ２９が、アダプタ部２４および２５に設けられている。
【００２７】
図５は、さらにアダプタ部２４の別の実施例を示しており、図６は、それ専用の整列要素２８を示している。本実施例では、整列要素２８は、斜めに配置された円筒形であるように構成され、整列要素２８専用のアダプタ部２４の凹部２７は、斜めに配置された円筒形の面を有する半円状の凹部であるように構成されている。
【００２８】
図７に個別に示されているグリップおよび位置決めアセンブリ２は、筐体３０を備え、整列要素２８（ここではくさび形の棒状部材であるように構成されている）がその上に配置されている。グリップおよび位置決めアセンブリ２は、さらに駆動部３１を備え、これにより、クランプ装置１をクランプ位置と解放位置との間で移動させることがでる。駆動部３１は、クランプ装置１の調整要素１６に接続可能であり、筐体３０内に回転可能に取り付けられ、軸方向に変位可能な結合要素３２を備える。結合要素３２（ここでは駆動ブッシングであるように構成されている）を調整要素１６に着脱可能に接続し、調整要素を回転させるために、結合要素は、調整要素１６の端部の外部輪郭１７と相補的な内部輪郭３３を有する。筐体３０に配置され、第１のギヤ段とチェーンギヤ機構として設計された第２のギヤ段とを有するモータ３４によって、結合要素３２を回転させてクランプ装置１を作動させることができる。さらに、クランプ装置１のアダプタ部２４および２５のロッキング要素２９と相互作用し、グリップおよび位置決めアセンブリ２のロック位置に、クランプ装置１を保持するために設けられたロッキングユニット３５が筐体３０に配置される。
【００２９】
図８は、調整要素１６に接続可能な結合要素３２を回転させるために筐体３０内に配置されたチェーンギヤ機構を示す。チェーン駆動機構は、モータ３４によって駆動される駆動ピニオン３６を有し、駆動ピニオン３６は、連結チェーン３７を介して出力歯車３９に接続され、出力歯車３９は、スプラインシャフト接続３８を介して駆動ブッシング３２と噛合している。さらに、連結チェーン３７に張力を与えるために圧縮バネ４０によって作動する２つのテンションブロック４１が、筐体３０内に配置されている。
【００３０】
図９に示す側面図は、筐体３０に軸回転可能（枢動可能）に取り付けられた出力歯車３９の駆動ブッシング３２が、スプラインシャフト接続３８によって軸方向に移動可能にガイドされるが、出力歯車３９に関するねじれに対して保護されていることを示している。駆動ブッシング３２は、圧縮バネ４２によって外側に付勢されており、その結果、図９に示すように、圧縮バネ４２の力に対抗して、伸長位置から収縮位置へと移動可能である。ロッキングユニット３５は、筐体４３内を移動するプランジャ４４を備え、ロッキング要素４５は、プランジャによって、図１０に示すロック位置と図１１に示す破線によって識別されるアンロック位置との間で移動可能である。
【００３１】
記載した実施例では、図１２に個別に示されているロッキング要素４５は、２つの外側取付部４６と可撓性中間部４７とを有する板バネとして構成されている。可撓性中間部４７は、アダプタ部２４または２５に設けられた２つのロッキングラグ２９を受けるために設けられた２つの開口部４８を有する。さらに、可撓性中間部４７はまた、プランジャ４４の上端のために設けられた開口部４９を有する。しかしながら、ロッキングユニットはまた、フック、カラー付きプランジャまたはグリップアームを有する関節構成要素として構成されてもよい。
【００３２】
図１０のロック位置では、ロッキング要素４５（ここでは板バネで構成されている）は、その上部ロック位置（下方に曲げられていない）で示されており、アダプタ部２４または２５のロッキングラグ２９は、それぞれの開口部４８に係合する。これにより、クランプ装置１とグリップおよび位置決めアセンブリ２との間の接続が適切な位置に確実にロックされる。プランジャ４４が圧縮空気または他の圧縮媒体によって作動された結果、ロッキング要素が代わりに下向きに曲げられた場合、ロッキング要素４５は、それぞれのアダプタ部２４または２５のロッキングラグ２９を解放し、クランプ装置１とグリップおよび位置決めアセンブリ２との間の接続を切り離すことができる。プランジャ４４が、供給コネクタ５０を介して圧縮媒体によって作動される場合、ロッキング要素４５は下向きに曲げられ、それぞれのアダプタ部２４および２５のロッキングラグ２９を解放する。プランジャ４４が代わりに供給コネクタ５１を介して圧縮媒体によって作動される場合、ロッキング要素４５は上部ロック位置に移動される。
【００３３】
図７で見られるように、クランプ装置１の開口幅とスライダ部材１４および１５の位置とを決定するために設けられた距離センサ５２が、グリップおよび位置決めアセンブリ２の筐体３０に配置される。ジョーの幅が記憶されたデータテーブルと距離センサ５２とによって、把持爪１１および１２間のクリアランスを計算してもよく、それに応じてモータ３４を作動させてもよい。クランプ装置１を所望の開口幅に設定することができ、ワークを持ち上げてクランプすることができる。クランプ装置１を閉じた後、クランプ装置１の開口幅を、距離センサ５２によって確認することができる。把持爪１１および１２間のクリアランスを監視することにより、ワークの幅方向の位置や幅を監視することができる。クリアランスを監視するために、好ましくは、光学式、静電容量式、超音波式、またはレーザー式のセンサが使用される。
【００３４】
図１３および図１４は、図９および図１０に示されたレイアウトにおけるバネ負荷式の結合要素３２の代替形態を示す。代替形態のレイアウトでは、クランプ装置の調整要素１６（ここでは調整スピンドルとして構成されている）に結合可能な結合要素３２は、バネ負荷式ではなく、グリップおよび位置決めアセンブリ２の筐体３０内に軸方向に移動可能に配置されていない。センサ５３によって、調整要素１６の位置を決定することができ、モータは、結合のために回転駆動を補正することができる。センサ５３は、例えば、調整要素１６の外形プロファイル１７のマークまたは測定点５４を検出するために、中空の結合要素３２の内に配置された光学センサであってもよい。
【００３５】
図１５に示すように、上記の把持および操作アセンブリを使用することにより、例えば、図１に示すように、クランプ装置１は、供給ステーション５５で手動によりクランプされたワーク５６とともに、供給ステーション５５から加工機の加工テーブル５９に搬送することができる。
【００３６】
しかしながら、グリップおよび位置決めアセンブリ２を、ロボット３に取り付けた状態で、かつクランプ装置１をグリップおよび位置決めアセンブリに結合した状態で把持および操作アセンブリを使用することにより、図１６に示すように、グリップおよび位置決めアセンブリ２を適切に回転させることにより、ワーク５６をワーク保管場所またはトレイ５７から持ち上げて工作機械の加工テーブルに搬送することも可能である。したがって、クランプ装置１は、クランプおよびグリップユニットとの組み合わせとして機能することができる。
【００３７】
図１７に示すように、追加のグリップおよび位置決めアセンブリ２を使用することにより、第１の加工工程で使用されたワーク５６を、第２の加工工程で使用されるクランプにクランプすることが可能である。第１のグリップおよび位置決めアセンブリ２を有するロボット３は、最初に、空の第１のクランプ装置１を、例えば、機械加工室外部の取付場所５８に配置可能な固定的に設置された第２のグリップおよび位置決めアセンブリ２に搬送する。空の第１のクランプ装置１が、固定的に設置された第２の位置決め装置２に移送された後、第１のグリップおよび位置決めアセンブリ２を有するロボット３は、一方の側で加工されたワーク５６を保持する第２のクランプ装置１を持ち上げて、空の第１のクランプ装置１を、固定的に設置された第２のグリップおよび位置決めアセンブリ２に移動または旋回させ、ワークを第１のクランプ装置１に移送する。現在空の第２のクランプ装置１をセットした後、現在装着されている第１のクランプ装置１は、固定的に設置された第２の位置決め装置２から取り外され、加工機の加工位置に搬送されてもよい。
【００３８】
図１８は、グリップおよび位置決めユニット２の第２の設計を示し、図１９は、これに接続可能なクランプ装置１の第２の設計を示す。明確にするために、図１８および図１９には、重要で関連する参照文字のみが含まれている。先に示した設計レイアウトとの最も重要な差異は、図２０でより詳細にかつ個別に示されているように、グリップおよび位置決めユニット２の整列要素２８と結合装置との設計、ならびにクランプ装置１のアダプタ部２４、２５の設計レイアウトで見られる。クランプ装置１のベース本体１３に取り付けられているアダプタ部２４、２５は、グリップおよび位置決めユニット２の整列要素２８（ここでは凹部として構成されている）に連結係合するために設けられた２つの実質的に円錐形ピンとして構成されている。図１８から図２０に示すアダプタ部２４、２５および整列要素２８の設計に加えて、互いに相補的な異なる形状も同様に可能である。さらに、また図１８に示すグリップおよび位置決めアセンブリ２は、クランプ装置１をロッキングおよび保持するためのロッキングユニット３５（図中に示されていない）を備え、ロッキングユニット３５は、例えば、円錐形ピンに対してプランジャによって移動可能なロッキング要素を有してもよい。
【符号の説明】
【００３９】
１  クランプ装置
２  グリップおよび位置決めアセンブリ
３  ロボット
４  スタンド
５  回転台
６  揺動アーム
７  アーム
８  第１のハンド構成部品
９  第２のハンド構成部品
１０  第３のハンド構成部品
１１  把持爪
１２  把持爪
１３  ベース本体
１４  スライダ部材
１５  スライダ部材
１６  調整要素
１７  外形プロファイル
１８  側壁
１９  側壁
２０  ガイド面
２１  ガイド面
２２  ガイドレール
２３  ガイドレール
２４  アダプタ部
２５  アダプタ部
２６  クランプピン
２７  凹部
２８  整列要素
２９  ロッキングラグ
３０  筐体
３１  駆動部
３２  結合要素
３３  内側輪郭
３４  モータ
３５  ロッキングユニット
３６  駆動ピニオン
３７  連結チェーン
３８  スプラインシャフト接続
３９  出力歯車
４０  圧縮バネ
４１  テンションブロック
４２  圧縮バネ
４３  筐体
４４  プランジャ
４５  ロッキング要素
４６  外側取付部
４７  可撓性中間部
４８  開口部
４９  開口部
５０  供給コネクタ
５１  供給コネクタ
５２  距離センサ
５３  センサ
５４  測定点
５５  供給ステーション
５６  ワーク
５７  トレイ
５８  取付場所
５９  加工テーブル
【図１】
2021523835.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2021523835.tif 000018
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年10月14日(2020.10.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
把持および操作アセンブリであって、加工中、ワークを確実に保持するためのクランプ装置（１）と、前記クランプ装置（１）を異なる位置間で搬送するために、前記クランプ装置（１）に着脱可能に接続されるグリップおよび位置決めアセンブリ（２）と、を備えており、
前記グリップおよび位置決めアセンブリ（２）が、当該グリップおよび位置決めアセンブリ（２）を前記クランプ装置（１）に着脱可能に接続し、且つ搬送中は前記クランプ装置（１）を確実に保持するための結合装置（２８、３５）と、前記クランプ装置（１）をクランプ位置と解放位置との間で移動させるための一体化された駆動部（３１）と、を備えてを備えていることを特徴とし、
前記クランプ装置（１）が、ベース本体（１３）と少なくとも二つの把持爪（１１、１２）とを有する万力として構成されており、且つ加工テーブル（５９）上に位置決めとクランプをするための少なくとも一つのゼロ点クランプ要素（２６）を有しており、さらに、前記グリップおよび位置決めアセンブリ（２）の前記結合装置（２８、３５）に接続するための少なくとも１つのアダプタ部（２４、２５）を有することを特徴とする把持および操作アセンブリ。
【請求項２】
前記グリップおよび位置決めアセンブリ（２）の前記結合装置（２８、３５）が、前記クランプ装置（１）との連結接続を提供する一または複数の整列要素（２８）を備えていることを特徴とする請求項１に記載の把持および操作アセンブリ。  
【請求項３】
前記駆動部（３１）が、前記クランプ装置（１）の調整要素（１６）に結合するためにモータ（３４）によって回転される結合要素（３２）を有することを特徴とする請求項１または２に記載の把持および操作アセンブリ。
【請求項４】
前記結合要素（３２）が、ギヤ機構（３６、３７、３９）を介して前記モータ（３４）によって回転させられることを特徴とする請求項３に記載の把持および操作アセンブリ。
【請求項５】
前記結合要素（３２）が、筐体（３０）に回転可能に取り付けられることを特徴とする請求項３または４に記載の把持および操作アセンブリ。
【請求項６】
前記結合要素（３２）が、前記筐体（３０）内で軸方向に変位可能であり、バネによって付勢されることを特徴とする請求項５に記載の把持および操作アセンブリ。
【請求項７】
前記クランプ装置（１）の調整要素（１６）の位置を決定するためのセンサ（５３）が前記結合要素（３２）と連携していることを特徴とする請求項６に記載の把持および操作アセンブリ。
【請求項８】
前記クランプ装置（１）の開口幅を決定するための距離センサ（５２）が、前記筐体（３０）に配置されることを特徴とする請求項５から７のいずれか一項に記載の把持および操作アセンブリ。
【請求項９】
前記結合装置（２８、３５）が、前記クランプ装置（１）のロッキングおよび保持のためのロッキングユニット（３５）を備えていることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の把持および操作アセンブリ。
【請求項１０】
前記ロッキングユニット（３５）が、ロック位置とアンロック位置との間でプランジャ（４４）によって移動可能なロッキング要素（４５）を備えていることを特徴とする請求項９に記載の把持および操作アセンブリ。
【請求項１１】
前記ロッキング要素（４５）が、クランプ装置（１）のロッキングラグ（２９）を受けるための複数の開口部（４８）を有することを特徴とする請求項１０に記載の把持および操作アセンブリ。
【請求項１２】
前記整列要素（２８）が、前記クランプ装置（１）のくさび型、円錐形または円筒形の凹部（２７）に、相補的に係合するためのくさび形の棒状部材、円錐、または円筒であるように構成され、および／または前記整列要素（２８）が、前記クランプ装置（１）のくさび形の棒状部材、円錐形または円筒形要素を受けるための凹部であるように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の把持および操作アセンブリ。
【請求項１３】
産業用ロボット（３）に取り付けられる、または産業用ロボット（３）の一部であることを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載の把持および操作アセンブリ。
【請求項１４】
前記クランプ装置（１）が、前記グリップおよび位置決めアセンブリ（２）の前記結合装置（２８、３５）に接続するための互いに対向して配置された２つのアダプタ部（２４、２５）を有することを特徴とする請求項１から１３のいずれか一項に記載の把持および操作アセンブリ。
【請求項１５】
前記アダプタ部が、前記ベース本体（１３）の端面に取り付けられていることを特徴とする請求項１４に記載の把持および操作アセンブリ。
【請求項１６】
前記ゼロ点クランプ要素が、前記ベース本体（１３）の底部に配置されていることを特徴とする請求項１から１５のいずれか一項に記載の把持および操作アセンブリ。
【請求項１７】
加工機上のクランプ装置を操作する方法であって、加工中、ワークを確実に保持するためのクランプ装置（１）が、結合装置（２８、３５）によって前記クランプ装置（１）に着脱可能に接続されたグリップおよび位置決めアセンブリ（２）によってワーク（５４）に移動され、前記グリップおよび位置決めアセンブリが、クランプ位置と解放位置との間で前記クランプ装置（１）を動かすための一体化された駆動部（３１）を有し、前記ワーク（５４）が、前記グリップおよび位置決めアセンブリ（２）に一体化された前記駆動部（３１）の作動によって、前記クランプ装置（１）で持ち上げられ、前記持ち上げられたワーク（５４）とともに前記クランプ装置（１）が、前記グリップおよび位置決めアセンブリ（２）によって前記加工機の加工位置に搬送されることを特徴とする加工機のクランプ装置を操作する方法。
【請求項１８】
前記クランプ装置（１）がゼロ点クランプ要素（２６）を有しており、当該ゼロ点クランプ要素（２６）によって、前記クランプ装置は、前記ゼロ点クランプ要素（２６）のための適切な形状の受け部材を有する加工機の加工テーブル上に正確に位置決めされて配置され、加工テーブル上に好適なクランプ装置によってクランプされることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
第１の空の第１のクランプ装置（１）が、第１のグリップおよび位置決めアセンブリ（２）によって、固定的に設置された第２のグリップおよび位置決めアセンブリ（２）に搬送され、前記第１の空の第１のクランプ装置（１）を、前記固定的に設置された第２のグリップおよび位置決めアセンブリ（２）に移送後、一方の側で加工されたワーク（５６）を保持する第２のクランプ装置（１）が、前記第１のグリップおよび位置決めアセンブリ（２）によって持ち上げられ、このクランプ装置が、前記固定的に設置された第２のグリップおよび位置決めアセンブリ（２）に、前記空の第１のクランプ装置（１）を介して移動され、前記ワーク（５６）が、第１のクランプ装置（１）に移送され、前記現在空の第２のクランプ装置（１）をセットした後、前記現在装着されている第１のクランプ装置（１）が、前記固定的に設置された第２の位置決め装置（２）から取り外され、前記加工機の加工位置に搬送することを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【国際調査報告】
2021523835.tif 000023
2021523835.tif 000024
2021523835.tif 000025
2021523835.tif 000026
2021523835.tif 000027
2021523835.tif 000028