CN103659826B - 面抽吸式抓取器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于抓取和保持平面工件的面抽吸式抓取器，其带有：具有抽吸面的、连接到负压发生器上的抽吸室，从抽吸室通出的抽出开口，以及位于抽吸面中的多个抽吸开口，其中在抽吸面中附加地存在排出压缩气体的至少一个吹出开口，其中吹出开口通到至少一个朝向工件开放的排气引导装置中，用于引导排出的气体。

Description

面抽吸式抓取器
技术领域
本发明涉及一种用于抓取和保持平面工件的面抽吸式抓取器。
背景技术
由DE10027814A1公开了一种抽吸式抓取器，借助其以气动方式来吸取工件。该抽吸式抓取器具有抽吸室或者抽吸箱，在其表面上有抽出接管，并且其下侧被具有抽吸面的板封闭。该板在其整个面上具有抽吸开口，这些抽吸开口均匀分布，也就是说具有统一的抽吸图形或者抽吸图案。借助这种抽吸式抓取器，可以吸取大面积的工件。
由DE102009018135A1公开了另一种面抽吸式抓取器。WO2011009446A2描述了一种真空抓取器。此外，已知了一种借助康达效应(Coanda-Effekt)来工作的抓取器，或者另外的具有高的定位精度的低压面吸取器，或者也已知了伯努利抽吸式抓取器(Bernoulli-Sauggreifer)(DE19948572A1,DE10319272A1,EP1429373A,EP0026336A,US4566726A,DE102009047083A1)。
在通常的低压面抽吸器情况下，抓取器必须直接定位在工件上。对各个工件的分割是困难的。伯努利抽吸器具有高的深度效果。工件(由于流体动力学佯谬(HydrodynamischenParadoxon))而从大的高度起已经被吸取。在此，定位精度和为此所需的摩擦力非常小。易碎的工件例如晶片会在跳向抓取器时断裂，因为它们非常易损坏。
伯努利抓取器和低压面抽吸器相互影响，因为伯努利抓取器的排气通过低压面抽吸器又被吸入。此外，可以通过伯努利抓取器而在抽吸式抓取器下形成一种“气垫”，这会导致较小的保持力。因此，在没有其他措施的情况下，同时运行两种抓取机构会有问题。此外，从一个抓取系统到另一个的传递时刻会是关键的。此外，在伯努利抽吸式抓取器的情况下，气体接着流入到环境中，这例如在净化室条件下或者在敏感的器件情况下是不利的。在此，通过从伯努利抓取器中流出的气流会将颗粒施加到工件上，并且将器件或者区段置于振动中或者激励为“飘动”，这尤其是在织物工件情况下、例如在纺织品情况下导致纤维推移。
发明内容
本发明所基于的任务是，实现开头所述类型的面抽吸式抓取器，借助其可以容易地抓取并且也可以切割工件。此外，工件应当被小心地抓取。
该任务借助本发明的面抽吸式抓取器来解决。特别地，吹出开口汇入至少一个朝向工件开口的排气引导装置中，用于引导排出的气体。
提出了一种面抽吸式抓取器，其中吹出开口尤其是喷嘴或者用作喷嘴，其按照伯努利原理提供切割和跳跃高度，并且在工艺中将工件传递给面抽吸式抓取器。由此，防止了易损坏的工件在跳跃情况下断裂。此外，减小了周期时间并且也可以切割不稳定的物体(例如纺织半成品、膜等等)，其中保持了定位精度。
在一个优选的实施形式中，吹出开口相距抽吸面的边缘比相距其中心更近。为了将伯努利抓取器与其他真空抓取器的结合的上述负面影响最小化，伯努利抓取器被实施为，使得其仅仅向外、即朝着边缘的方向吹出排气。
优选的是，吹出开口相距两个相邻的边缘的距离相同。吹出开口大致位于抽吸面的角上。在一个改进方案中，吹出开口位于抽吸面的对角线上。
优选的是，排气引导装置在沿着抽吸面的方向上至少分段地由引导壁形成边界。例如，排气引导装置可以由导引接片(Leitstegen)形成边界，这些导引接片尤其是在抽吸面上走向。然而也可能的是，排气引导装置构建为抽吸面的凹部，例如铣削到抽吸面中。
排气引导装置原则上可以具有任意形状，例如从吹出开口出发圆锥形地扩宽地延伸。例如，排气引导装置可以被限制为使得其与抽吸面平行测定的直径沿着在排气引导装置的延伸方向中的走向持续地扩宽。排气引导装置通道式地构建，尤其是以长形延伸的通道的方式来构建。该通道可以直线延伸或者弯曲地延伸。
所述通道朝着抽吸面的边缘方向或者角的方向延伸。吹出开口位于低压面抽吸式抓取器的抽吸面中的凹部中，由此要操作的工件可以通过还部分存在的“剩余支撑面”而被进一步稳定。排气引导装置可以在抽吸面的边缘上封闭或者开放地构建。
在一个改进方案中设计的是，在排气引导装置中或者在所述通道中有至少一个抽吸开口。通过抽吸开口，将吹出的压缩气体又进行抽吸，由此压缩气体并不吹出到环境中，使得其在抓取器之外并不影响工件，例如并不以颗粒污染工件，或者在织物情况下并不导致纤维推移。
有利的是，吹出开口具有圆形的或者扇形的横截面，例如四分之一圆，其圆弧指向抽吸面的角的方向。由此，吹出的压缩气体被有目的地地朝向所希望的方向吹出，即朝着边缘的方向而并不是朝着抽吸面的中心的方向。
通过负压发生器是喷射器这种方式，吹出开口的压缩气体可以被从压缩气体入口分岔，而无需针对压缩气体设置独立的管路。
本发明的其他优点、特征和细节从下面的附图描述中得出，在附图描述中参照附图具体描述了两个特别优选的实施例。在此，在附图中示出的以及在说明书中提及的特征分别单独地或者任意组合地反映本发明的实质。
附图说明
其中：
图1示出了根据本发明的面抽吸式抓取器的原理图；
图2示出了面抽吸式抓取器的第一实施例的抽吸侧的俯视图；
图3示出了面抽吸式抓取器的第二实施例的抽吸侧的俯视图；
图4示出了面抽吸式抓取器的抽吸侧的俯视图，用于说明排气引导装置的构型可能性；
图5示出了与图4相应的视图，用于阐述排气引导装置的其他构型可能性。
具体实施方式
图1示出了面抽吸式抓取器10，其借助凸缘12与(未示出的)操纵器上的保持接管14固定。在保持接管14上安装有喷射器16用于产生负压，其具有压缩气体入口18、抽吸接管20和排气出口22。压缩气体入口18被供给压缩气体，这用箭头24示出。在压缩气体入口18之前的流动方向中有分支装置26，压缩气体通过其分岔。抽吸接管20汇入抽吸室28中，该抽吸室也用作形成抽吸面30的抽吸板32的支承体。
该抽吸板32具有在抽吸面30中通出的抽吸开口34，这清楚地在图2和图3中示出，其中图2和图3示出了抽吸面30的俯视图。抽吸开口34布置在矩形的网格中，所述网格朝着抽吸面30的边缘36的方向变得更紧密。这意味着，抽吸开口34的密度从中心38朝向边缘36增大。由此，实现了抽吸力在整个抽吸面30上的均匀分布，这在图1中用箭头40表明。
在图2和图3中附加地还设置了四个吹出开口42，压缩气体通过其吹出，所述压缩气体通过独立的通道在抽吸室28内从分支装置26引导过来。吹出开口42分别汇入三个构建为通道45的排气引导装置44中，排气引导装置将压缩气体朝着边缘36的方向或者朝着角46的方向引导。在此，通道45朝着要抽吸的工件48(参见图1)的方向开放。通道45以及吹出开口42都具有包围其的、从抽吸面30突出的导引接片50，它们将压缩气体导入通道中并且就此而言提供用于排气引导装置的引导壁。压缩气体的流动方向用箭头51表明。通道45和/或吹出开口42也可以作为凹陷或者凹部引入抽吸面30中(例如铣削)，以便提供引导壁。于是，不一定需要导引接片50。
此外，在图2和图3中可以看出的是，吹出开口42的开口横截面在图2的实施例中圆形地构建，并且在图3的实施例中扇形地作为四分之一圆来构建，其中圆弧朝向角46的方向。由此，压缩气体被朝向通道45的方向偏转。
此外，在图2和图3中可以看到的是，在通道45中有抽吸开口34，通过其将压缩气体吸走。
在图4和图5中针对不同的吹出开口42a、42b、42c、42d绘出了排气引导装置44的不同构型。这些构型的每个可以用于根据本发明的面抽吸式抓取器的特定的吹出开口或者所有的吹出开口。
在第一吹出开口42a(图4)的区域中，为了引导排出的气体设置有长形延伸的、直角平行六面体形状的引导元件52。它们从吹出开口42a出发朝向抽吸面30的边缘36或者角46的方向延伸。由此，限定了排气引导装置44，其在其走向中从吹出开口42a开始扩宽。
引导元件52在所示的例子中通过如下方式形成：抽吸面30在围绕吹出开口42a的、除了引导元件52之外的区域54中凹陷，例如被铣削。在引导元件52之间形成排气引导装置44。引导元件52提供排气引导装置44的引导壁。
然而也可能的是，抽吸面30在围绕吹出开口42a的区域54中并不凹陷。于是，引导元件52可以从抽吸面30突起地构建，以便形成排气引导装置44。
对于第二吹出开口42b(图4)设置有引导元件52，其从吹出开口42b出发朝着边缘36或者角46的方向延伸，并且在平行于抽吸面30的截面中具有三角形的形状。由此，形成排气引导装置44，它们在其走向中从吹出开口42b开始逐渐变细。引导元件52可以如阐述的那样通过区域54的凹部或者从抽吸面30突出来构建。
在图5中，在另一吹出开口42c的区域中由导引接片50形成引导元件52。在围绕吹出开口42c的区域54中，抽吸面30凹陷。导引接片50在凹陷的区域54中朝着吹出开口42的方向延伸到边缘36或者角46。由此，区域54被划分成排气引导装置44用于引导排出的气体。
对于第四吹出开口42d，通过如下方式形成排气引导装置44：在吹出开口42d周围的抽吸面30的尤其是凹陷的区域54中设置有引导突起部56。它们并不完全在吹出开口42d和边缘36或者角46之间延伸，而是与吹出开口42d以及与角36或者边缘46间隔。引导突起部56布置在吹出开口42d和抽吸面30的边缘36或者角46之间。在所示的例子中，引导突起部56在平行于抽吸面30的截面中是圆形的。然而，椭圆形的或者多边形的构型也是可能的。
在图4和图5的视图中，在排气引导装置44中没有设置抽吸开口34。然而，对于其他的构型，可以在排气引导装置44中和/或区域54中布置一个或者多个抽吸开口34。
在所描述的例子中，吹出开口42按照伯努利原理工作，并且支持分割工件48以及增大工件48的跳跃高度，这在图1中用箭头51表明。工件48在此连续地传递给面抓取器10。通过形成的气垫，防止了易损坏的工件48在跳跃时断裂。通过工件48的更大的跳跃高度和更好的切割，缩短了周期时间，并且也可以切割柔软的工件48(例如纺织半成品、膜等等)，其中保持定位精度。

Claims (8)

1.一种用于抓取和保持平面工件(48)的面抽吸式抓取器(10)，带有：具有抽吸面(30)的、连接到负压发生器上的抽吸室(28)，从抽吸室(28)通出的抽出开口，以及位于所述抽吸面(30)中的多个抽吸开口(34)，其中在抽吸面(30)中附加地存在排出压缩气体的至少一个吹出开口(42)，其特征在于，所述吹出开口(42)通到至少一个朝向工件(48)开放的通道(45)中，该通道作为排气引导装置(44)用于引导排出的气体，其中所述通道(45)朝着抽吸面(30)的边缘(36)或者角(46)的方向延伸。
2.根据权利要求1所述的面抽吸式抓取器，其特征在于，所述吹出开口(42)相距抽吸面(30)的边缘(36)比相距抽吸面的中心(38)近。
3.根据上述权利要求之一所述的面抽吸式抓取器，其特征在于，所述排气引导装置(44)由导引接片(50)形成边界，和/或排气引导装置(44)构建为抽吸面(30)的凹部。
4.根据权利要求1或2所述的面抽吸式抓取器，其特征在于，在所述排气引导装置(44)中有至少一个抽吸开口(34)。
5.根据权利要求1或2所述的面抽吸式抓取器，其特征在于，所述排气引导装置(44)在抽吸面(30)的边缘(36)上封闭。
6.根据权利要求1或2所述的面抽吸式抓取器，其特征在于，所述吹出开口(42)具有圆形的或者扇形的横截面，其圆弧指向抽吸面(30)的角(46)的方向。
7.根据权利要求1或2所述的面抽吸式抓取器，其特征在于，负压发生器是喷射器(16)，并且吹出开口(42)的压缩气体被从压缩气体入口(18)分岔。
8.根据权利要求1或2所述的面抽吸式抓取器，其特征在于，吹出开口(42)构建为喷嘴，用于按照伯努利原理来吸取工件。
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