CN110267776A - 末端执行器组件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种末端执行器组件,所述末端执行器组件带有用于操纵器(3)的末端执行器(2)并且带有用于所述末端执行器(2)的控制器(4),其中,所述末端执行器(2)具有工具组件(5),所述工具组件带有多个用于保持面型的工件(7)的抓取装置(6),其中,至少一个抓取装置(6)具有伯努利抓取单元(8),所述伯努利抓取单元具有流出单元(9),所述流出单元用于将流动SB从所述伯努利抓取单元(8)中在抓取装置(6)与所述工件(7)之间如此导出,使得所述流动SB在抓取装置(6)与所述工件(7)之间的受限的区域中产生用于保持所述工件(7)的负压,并且其中,至少一个抓取装置(6)具有其它类型的抓取单元(10),所述其它类型的抓取单元根据与所述伯努利抓取单元(8)相比不同的物理原理来承载所述工件(7)。提出,所述控制器(4)设置成用于,在所述工件(7)的保持期间使所述末端执行器(2)在所述工件(7)借助于至少一个伯努利抓取单元(8)来保持与利用至少一个其它类型的抓取单元(10)来保持之间转换。
Description
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的带有用于操纵器的末端执行器并且带有用于所述末端执行器的控制器的末端执行器组件,一种根据权利要求7的用于运行末端执行器组件的方法以及一种根据权利要求18的操纵器。
背景技术
由现有技术已知不同类型的用于操纵器的末端执行器的抓取装置。这例如是真空抓取装置和伯努利抓取装置。真空抓取装置通常具有抽吸腔室,在所述抽吸腔室中产生用于保持所述工件的静态的负压。所述负压能够根据文丘里原理或借助于负压源来产生。此外且独立于此处地,已知所谓的伯努利抓取装置,所述伯努利抓取装置在抓取装置与工件之间如此产生流动,使得用于保持所述工件的负压在所述伯努利抓取装置与所述工件之间出现。
在实践中已表明,不论是真空抓取装置还是伯努利抓取装置都不能够全面地满足在操纵过程的范围内的要求。虽然,所述真空抓取装置实现根据固定支承件的类型的可靠的保持,然而这随之带来受限制的抓取精度。与此相对,所述伯努利抓取装置实现浮动的保持,从而在任何时候都能够实现所述工件的取向。然而由此仅能够实现小的运输速度。
发明内容
本发明基于如下任务,提供一种抓取装置,所述抓取装置更好地满足在操纵过程范围内的要求。
所述任务在根据权利要求1的前序部分的末端执行器组件的情况下通过权利要求1的特征部分的特征来解决。
通过使所述抓取机构不仅配备有伯努利抓取单元而且配备有其它类型的抓取单元,能够将不同的抓取机构的优势相互组合。详细地,所配属的控制器设置成用于,在所述工件的保持期间使所述末端执行器在所述工件借助于至少一个伯努利抓取单元来保持与利用至少一个其它类型的抓取单元来保持之间转换。根据本提出方案,例如可行的是,为了使所述工件变形而接通伯努利抓取单元并且为了抓取和/或运输和/或放下所述工件而使用所述其它类型的抓取单元。在高的工艺速度的情况下利用同一个末端执行器组件实现最不同的尺寸的工件的灵活的操纵。
此处且优选地,抓取装置具有所述伯努利抓取单元和所述其它类型的抓取单元。在此,特别优选地,所述抓取装置如在相同申请日递交的专利申请中所描述的那样构造。就此而言,将所述专利申请作为本申请的主题。
优选地,根据不同的物理原理承载所述工件的所述抓取单元涉及带有抽吸腔室的真空抓取单元,其中,在所述抽吸腔室中及由此在所述真空抓取单元与所述工件表面之间的受限的区域中能够产生用于保持所述工件的负压。真空抓取单元尤其对于工具的固定的保持来说是经受考验的。
根据权利要求5提出,所述末端执行器具有调整组件,通过所述调整组件的调节使所述工具组件的抓取装置够彼此调节。优选地,此外所述末端执行器具有载体组件,在所述载体组件处布置形成所述工具组件的抓取装置,其中,借助于所述调整组件,所述抓取装置能够通过调节所述载体组件来彼此调节。由此可行的是,使所述工件在抓取之后且在放下之前变形。尤其,对于纤维复合构件的制造来说经受考验的是,所述末端执行器使所述工件的形状在放下之前与放下部的形状相匹配。在此特别优选地,所述调整组件具有至少一个、尤其是能无级地调节的调整驱动器,所述调整驱动器尤其从所述载体的背离所述工件的这侧出发作用到所述载体上以用于使所述载体变形。优选地,设置有多个调整驱动器,所述调整驱动器在所述载体的表面上分布地布置。在此,尤其不同的调整驱动器的使用是经受考验的。
此处且优选地,所述末端执行器组件的末端执行器如在DE 10 2011 106 214 A1中和/或在DE 10 2015 009 177中所描述的那样构造,就此而言将所述申请作为本申请的主题。
此外,开头描述的任务按方法地通过一种根据权利要求7的方法来解决。实现和前面对于所述末端执行器组件所描述的一样的优点。在此,将所描述的末端执行器组件用于所述方法。
按照根据权利要求8的改进方案,所述控制器在所述工件的保持期间在借助于至少一个伯努利单元来保持与借助于所述其它类型的抓取单元、尤其是真空抓取单元来保持之间进行转换抓取装置。通过设置不仅带有伯努利抓取单元而且带有其它类型的抓取单元的抓取装置实现了所述抓取装置的特别紧凑的设计方案,所述抓取装置也能够非常灵活地操纵不同大小的工件。
进一步优选地设置成,根据权利要求9,所述末端执行器使所述工件通过调节所述切换组件在放下之前改形。这尤其对于纤维复合构件和/或混合构件的制造来说是经受考验的。
根据权利要求10提出,保持所述工件的末端执行器使所述工件相对于所述工具组件移位。即不强制性地需要将所述工件放下并重新抓取,以便在所述末端执行器处进行移位。优选地,所述末端执行器能够通过所述挤压到尤其位置固定的对准面处来使所述工件相对于所述工具组件移位,或,所述末端执行器通过改形所述工件使所述工件相对于所述工具组件移位。后者甚至能够在运输至放下地点期间实现。
根据权利要求12,所述控制器为了单个地或成组地切换所述抓取装置而在不同的运行模式中构造。由此,能够实现所述末端执行器的完全特别灵活的控制。
根据权利要求13提出,所述工件由所述末端执行器利用至少一个抓取装置、优选地利用所述主动的抓取装置中的多个、进一步优选地所有主动的抓取装置在真空运行模式中抓取和/或放下。在所述真空运行模式中的抓取或在所述真空运行模式中的放下也实现所述工件相对于其它工件的可靠的放下,所述其它工件如有可能处于放下地点或抓取地点的附近区域中。
此外,前面提及的任务通过根据权利要求18的操纵器来解决。
利用根据本提出方案的操纵器实现和前面结合所述末端执行器组件和前面描述的方法一样的优点。
优选地,所述操纵器构造有前面所描述的类型的末端执行器组件和/或构造成用于执行前面所描述的类型的方法。
附图说明
在下面借助于仅仅示出实施例的附图更详细地阐释本发明。在附图中:
图1示出根据本提出方案的末端执行器组件,所述末端执行器组件的末端执行器布置在根据本提出方案的操纵器处,
图2示出根据本提出方案的末端执行器组件的末端执行器,
图3示出在生产混合构件的情况下的根据本提出方案的操纵器,
图4示出抓取装置,所述抓取装置优选地布置在根据本提出方案的末端执行器处,
图5示出根据图4的在伯努利运行模式中的抓取装置,以及
图6示出根据图5的在真空运行模式中的抓取装置。
具体实施方式
在图1中示出根据本提出方案的末端执行器组件1,所述末端执行器组件带有用于操纵器3的末端执行器2并且带有用于所述末端执行器2的控制器4。优选地,所述操纵器3、尤其是机器人具有至少三个轴线、尤其是四个或五个或特别优选地六个轴线。此外,设置有带有多个抓取装置6的工具组件5,以用于经由其工件表面22来保持工件7。
所述工件7能够是空间的工件7,如例如包裹或结构构件,所述工件7尤其能够是农用机动车结构部件和/或飞机结构部件。
然而,利用所述末端执行器2也能够将弯曲松弛的材料作为工件7来保持。所述弯曲松弛的材料尤其能够是铝板材或铝薄片和/或纤维材料、尤其是纤维毡。所述纤维材料能够涉及干燥的纤维、尤其是纤维毡,和/或所述纤维材料能够是预浸的纤维、尤其是预浸的纤维毡、所谓的预浸料。
即利用所述末端执行器2不仅能够保持透气的工件而且能够保持气密的工件。
所述末端执行器2尤其用于混合构件、如例如Glare®的制造是经受考验的。所述混合构件此处且优选地通过将多个弯曲松弛的材料相叠放置地来制造。面型的玻璃纤维或CFK构件也能够利用根据本提出方案的末端执行器2来制造。
至少一个抓取装置6具有伯努利抓取单元8,所述伯努利抓取单元具有流出单元9,所述流动单元用于将流动SB从所述伯努利抓取单元8中在抓取装置6与工件7之间如此导出,使得所述流动SB在抓取装置6与工件表面22之间的受限的区域中产生用于保持所述工件7的负压。
此外,至少一个抓取装置6具有其它类型的抓取单元10,所述其它类型的抓取单元根据与所述伯努利抓取单元6相比不同的物理原理来承载所述工件7。
所述控制器4现在设置成用于,在所述工件7的保持期间使所述末端执行器2在所述工件7借助于至少一个伯努利抓取单元8来保持与利用至少一个其它类型的抓取单元10来保持之间转换。
即此处且优选地,至少一个伯努利抓取单元8切断并且其它类型的抓取单元10接通,或,其它类型的抓取单元10切断并且伯努利抓取单元8接通。由此可行的是,所述工件7始终伴随对于正好待由所述操纵器3或末端执行器2执行的任务而言理想的抓取装置6来使用。由此能够节省能量并且能够更好地实施确定的任务。
此处且优选地,抓取装置6具有所述伯努利抓取单元8和所述其它类型的抓取单元10。特别优选地,所述工具组件5的抓取装置6中的多个、尤其是所有抓取装置6具有所述伯努利抓取单元8和所述其它类型的抓取单元10。
特别经受考验的是,根据不同的物理原理承载所述工件7的抓取单元10是带有抽吸腔室12的真空抓取单元11,其中,在所述抽吸腔室12中及由此在所述真空抓取单元11与所述工件7之间的受限的区域中能够产生用于保持所述工件7的负压。
优选地,带有伯努利抓取单元8的抓取装置6具有伯努利运行模式,在所述伯努利运行模式中,所述工件7由所述伯努利抓取单元8保持,和/或,带有真空抓取单元11的抓取装置6具有真空运行模式,在所述真空运行模式中,所述工件7由所述真空抓取单元11保持。
进一步地,此处且优选地,抓取装置6具有用于所述抓取装置6在伯努利运行模式中运行的伯努利抓取单元8和用于所述抓取装置6在真空运行模式中运行的真空抓取单元11。此外,所述抓取装置6如有可能能够具有组合式运行模式,在所述组合式运行模式中,所述工件7由所述伯努利抓取单元8并且由所述真空抓取单元11保持。
在下面应更详细地借助于图4、5和6来描述所述一个抓取装置6或所述多个抓取装置6的优选的设计方案。然而,首先应讨论所述末端执行器2的优选的设计方案,如所述末端执行器在图1至3中所示出的那样。
所述末端执行器2具有调整组件13,通过所述调整组件的调节使所述工具组件5的抓取装置6能够彼此调节,参见图2。附加地,所述末端执行器2能够具有载体组件14,在所述载体组件处布置形成所述工具组件5的抓取装置6,并且其中借助于所述调整组件13,所述抓取装置5能够通过调节所述载体组件14来彼此调节。这例如在图3的流程中示出。由此可行的是,将被保持的工件7改形。
所述载体组件14具有至少一个、优选地至少两个、进一步优选地至少三个载体15。所述载体15至少部分地由能变形的材料、尤其是能弹性变形的材料构成。在此,尤其能够涉及塑料材料和/或橡胶材料。附加地,能够设置成,所述载体组件14的载体15彼此间连接。
所述调整组件13具有至少一个、尤其是能无级地调节的调整驱动器16。此处且优选地,所述调整驱动器从所述载体15的背离所述工件7的这侧出发作用到所述载体15上以用于使所述载体变形。
在本实施例中,多个调整驱动器16分布地布置在所述载体15的表面上。在此,也能够涉及不同类型的调整驱动器16。优选地,所述调整驱动器被气动地驱动。
优选地,至少一个调整驱动器16构造为气动的肌肉件17。优选地,所述肌肉件具有软管状的区段。所述软管状的区段能够利用压力、尤其是空气压力来加载,所述压力促使所述软管状的区段长度改变并由此引起驱动运动的产生。
附加地或备选地,调整驱动器16也能够设计为气动的气缸18。此处且优选地,不仅将气动的气缸18而且将气动的肌肉件17设置作为调整驱动器16。
对于所述末端执行器的进一步的设计参考DE 10 2015 009 177和/或DE 10 2011106 214 A1。关于所述末端执行器2的设计方案,将所述申请作为本申请的主题。
优选地,所述末端执行器组件1或所述操纵器3、尤其是所述末端执行器2具有用于将所述抓取装置6联接到供给源20处的能够切换的阀装置19。优选地,所述阀装置19具有多个阀。
也能够设置多个供给源20。所述供给源20或所述多个供给源20能够涉及压力源和/或负压源。
此处,所述伯努利抓取单元8和所述真空抓取单元11联接到不同的供给源20处,在这种情况下联接到两个压力源20a、20b处。压力源20a给一个文丘里喷嘴或多个文丘里喷嘴供给以压缩空气,以用于产生用于所述真空抓取单元11的负压。压力源20b给所述伯努利抓取单元6供给以压缩空气。此处且优选地,这两个压力源具有不同的压力水平。尤其,用于供给所述真空抓取单元9的压力源20a具有比用于供给所述伯努利抓取单元6的压力源20b更低的压力水平。
进一步优选地,多个抓取装置5借助于所述阀装置19能够成组地联接到所述供给源20处。此处且优选地,所述控制器4设置用于切换所述阀装置19。此处且优选地,所述控制器也控制所述调整组件13。此外,所述控制器4也能够控制所述操纵器3。
在此,所述多组抓取装置6能够以不同的方式构造。例如,每个抓取装置6能够配属有所述阀装置19的特有的阀,从而每个抓取装置6能够单个地操控。在这种情况下,所述抓取装置6到所述供给源20处的联接能够成组地单纯控制技术地通过所述控制器4来实现。然而优选地,所述抓取装置6已经成组地如此联接到所述阀装置19的阀处,使得仅能够共同地切换一组。由此能够节省阀。
在一个实施例中,一组能够以边圈的形式形成,此外,一组能够通过布置在所述末端执行器2中央处的抓取装置6形成。优选地,两个布置在末端执行器2的拐角中的抓取装置6形成一组和/或一排、尤其是布置在边缘处的抓取装置6形成一组。此外,各个不并排地布置在所述末端执行器2处的抓取装置6也能够形成一组。
根据本提出方案,所述末端执行器组件1或带有末端执行器组件1的操纵器3如此被运行,使得所述控制器4在所述工件7的保持期间在所述工件7借助于至少一个伯努利抓取单元8来保持与利用至少一个其它类型的抓取单元10、尤其是真空抓取单元11来保持之间进行转换。特别优选地,所述控制器在所述工件7的保持期间使抓取装置6在借助于伯努利抓取单元8来保持与借助于所述其它类型的抓取单元10、尤其是所述真空抓取单元11来保持之间转换。
此处且优选地,所述抓取装置6或在不同的抓取装置6之间的转换按顺序实现。即此处且优选地,所述抓取装置或多组抓取装置的转换时间错开地实现。由此能够使所述工件可靠地在所述转换期间得到保持,因为始终至少一个、优选地多个抓取装置在抓取装置的或在抓取装置之间的转换时保持所述工件7。
此处且优选地,所述工件7由所述末端执行器2利用至少一个抓取装置6、优选地利用所述主动的抓取装置6中的多个、进一步优选地所有主动的抓取装置6在所述真空运行模式中抓取和/或放下。由此能够避免处于周围的工件被伯努利单元8的流动SB妨碍。在抓取所述工件7之后,至少一个抓取装置6、优选地所述主动的抓取装置6中的多个、尤其是所有主动的抓取装置6在所述工件7的保持期间从真空运行模式转换到伯努利运行模式中。然而此处且优选地,至少一个抓取装置6、优选地至少两个抓取装置6、进一步优选地正好两个抓取装置6也能够保留在所述真空运行模式中。
所述末端执行器2能够将所述工件7保持地使所述工件相对于所述工具组件5移位,其方式为,所述末端执行器将所述工件压抵尤其是位置固定的对准面21。优选地,所有主动的抓取装置6处于所述伯努利运行模式中。
此外此处且优选地,所述末端执行器2能够使所述工件7在抓取之后(图3a)通过调节所述调整组件13在放下之前(图3d)改形。这能够借助图3b和3c看出。此处且优选地,为了改形,所述多个、尤其是所有主动的抓取装置6除了一个或两个抓取装置6以外在所述伯努利运行模式中运行。
备选地,为了使所述工件7相对于所述工具组件5经由挤压到对准面21处地进行移位,所述工件7也能够通过改形所述工件7相对于所述工具组件5进行移位。为此此处且优选地,所述多个、尤其是所有主动的抓取装置6除了一个或两个抓取装置6以外在所述伯努利运行模式中运行。通过所述末端执行器2的两个相对的改形运动(在所述改形运动中,不同的主动的抓取装置不在所述伯努利运行模式中而尤其在所述真空运行模式中运行),所述工件7相对于所述工具组件5的移位能够根据蛇形运动的类型来实现。
相应地,在抓取之后和/或在放下之前、尤其是在所述工件7的运输和/或改形期间,所述工件7由所述末端执行器2借助于所述主动的抓取装置6中的多个、进一步优选地所有主动的抓取装置6、尤其除了一个或两个抓取装置6以外保持在所述伯努利运行模式中。
在放下所述工件7之前,至少一个抓取装置6、优选地所述主动的抓取装置6中的多个、尤其是所有主动的抓取装置6在所述工件7的保持期间从伯努利运行模式转换到真空运行模式中。为了使所述工件7的脱开变得容易,能够设置成,在所述真空运行模式中放下所述工件7时为了将所述抓取装置6从所述工件7处脱开而由至少一个伯努利抓取单元8、进一步优选地所述伯努利抓取单元8中的至少多个、尤其是所有伯努利抓取单元8产生压缩空气脉冲。
此处且优选地,为了执行前面描述的方法,所述控制器4为了单个地或成组地切换所述抓取装置6而在不同的运行模式中构造。优选地,所述控制器4能够使所述抓取装置6主动地切换到如下运行模式中,在所述运行模式中,所述抓取装置6能够施加或施加保持力到所述工件7上,并且不主动地切换到如下运行模式中,在所述运行模式中,所述抓取装置6不施加或不能够施加保持力到所述工件7上。此处且优选地,所述运行模式“主动”具有真空运行模式和/或伯努利运行模式和如有可能组合式运行模式。此处且优选地,所述控制器4也能够使所述抓取单元6切换到这些运行模式中或在这些运行模式转换之间切换。
现在应借助图4至6更详细地描述所述抓取装置6本身。如已经描述的那样,在所述根据本提出方案的末端执行器2处设置多个抓取装置6。此处且优选地,所述抓取装置6经由配属于各个抓取装置6的抓取面22来保持所述工件7。此处且优选地,所述抓取面形成总抓取面23。
所述抓取装置6具有伯努利抓取单元8。所述伯努利抓取单元具有流出单元9,所述流出单元用于将流动SB从所述伯努利抓取单元8中在抓取装置6与工件7之间如此导出,使得通过所述流动SB能够在所述抓取面22上的受限的区域(伯努利负压区域24)中产生用于保持所述工件7的静态的负压。除了所述静态的压力份额以外,所述流动具有动态的压力份额。关于这方面参考伯努利方程。
此外,所述根据本提出方案的抓取装置6具有真空抓取单元11。所述真空抓取单元包括抽吸腔室12。利用所述抽吸腔室12能够在所述抓取面22上的受限的区域(真空负压区域25)中产生用于保持所述工件7的静态的负压。此处且优选地,在保持所述工件7时出现静态的状态。优选地,在利用所述真空抓取单元11保持时,在所述抽吸腔室12中基本上不出现流动,从而此处所述动态的压力基本上等于零。
“真空”这一概念的使用此处是指相对于所述周围环境压力较小的压力。这尤其结合“真空抓取单元”、“真空负压区域”和“真空运行模式”这些概念而适用。
此处且优选地,在保持所述工件7时,所述抽吸腔室12与所述工件7基本上形成关闭的空间。由此,仅须为了抓取工件7而在所述抽吸腔室12中产生负压,所述负压然后基本上仅须为了保持所述工件7而保持。这实现了特别低的能量消耗。就此而言,在所述工件7与所述抓取装置6之间的区域在利用所述真空抓取单元11来保持所述工件7的情况下基本上无流动地构造。由此,在利用所述真空抓取单元11来保持所述工件7的情况下,在所述抓取装置6中、尤其是在所述抽吸腔室12中出现基本上静态的状态。
与此相对,为了利用所述伯努利抓取单元6保持所述工件7而至少在所述抓取装置6与所述工件7之间的部分区域中连贯地产生流动SB。
为了提供特别紧凑的、可靠地保持所述工件7的且能灵活使用的抓取装置6,所述伯努利负压区域24和所述真空负压区域25此处至少部分地相交,或,所述伯努利负压区域24和所述真空负压区域25彼此包围。由此能够将所述抓取装置极其灵活地用于大小不同的工件7。
在图中所示出的实施例中,所述伯努利负压区域24完全地布置在所述真空负压区域25中。但是备选地,也能够设置成,所述真空负压区域25完全地布置在所述伯努利负压区域24中。
此外,能够设置成,所述伯努利负压区域24和所述真空负压区域25彼此包围。在这种情况下,所述伯努利负压区域24和所述真空负压区域25能够相互隔开。特别优选地,所述伯努利负压区域24和所述真空负压区域25在这种情况下直接地彼此邻接并且尤其仅仅通过屏障隔开。
如在图4至6中所示出的那样,所述伯努利抓取单元8至少部分地、此处且优选地完全地布置在所述真空抓取单元11中。在此,所述伯努利抓取单元8能够至少部分地、此处且优选地完全地布置在所述抽吸腔室12中。然而在备选的设计方案中也能够设置成,所述真空抓取单元11至少部分地、优选地完全地布置在所述伯努利抓取单元8中。
此处且优选地,所述伯努利抓取单元8实现所述面型的工件7的带有一个运动自由度的浮动的保持。此处且优选地,所述工件7的由伯努利抓取单元8保持的区域相对于所述伯努利抓取单元8能够沿两个轴线正交于所述保持力H运动,所述保持力由通过所述伯努利抓取单元8所产生的静态的负压来产生。
此处,所述工件7即能够沿着所述工件面在所述工件7的保持期间运动。此处且优选地,利用所述伯努利抓取单元8来实现保持所述工件7的流动SB在此形成空气枕垫,所述工件7能够在所述空气枕垫上移位。
此处且优选地,与此相对地,所述真空抓取单元11在没有所述工件7沿着所述工件面的运动自由度的情况下允许所述工件7的固定的保持。由此,所述工件7在所述真空运行模式中不能够相对于所述真空抓取单元11移位。就此而言,主动的伯努利抓取单元8形成一类滑动支承件,而主动的真空抓取单元11形成一类用于所述工件7的固定支承件。
此处,所述抓取装置6优选地具有伯努利运行模式和/或真空运行模式,在所述伯努利运行模式中,所述工件7由所述伯努利抓取单元8保持,在所述真空运行模式中,所述工件7由所述真空抓取单元11保持。附加地或备选地,所述抓取装置6能够具有组合式运行模式,在所述组合式运行模式中,所述工件7由所述伯努利抓取单元8并且由所述真空抓取单元11保持。此处且优选地,所述抓取装置6在所述伯努利运行模式中主要、尤其仅仅通过所述伯努利抓取单元8来保持所述工件7或在所述真空运行模式中主要、尤其仅仅通过所述真空抓取单元11来保持所述工件7。
所述伯努利抓取单元8具有用于将所述压缩空气施加到所述尤其柱形的流出单元9处的压力线路26。如在图5中所示出的,所述压缩空气通过所述压力线路流动到所述流出单元9中,并且从所述流出单元处径向地导出。为此,所述流出单元9此处且优选地具有大量开口9a,所述开口分布在半径上。优选地,所述开口9a的中轴线基本上平行于所述抓取面22地走向。然而备选地,所述中轴线也能够以直至30°的角度相对于所述抓取面22倾斜。如在图5中能够看到的,此处且优选地在所述工件7与所述抓取装置6、尤其是所述伯努利抓取单元8之间构造空气垫,所述空气垫通过所述流动SB来形成,所述流动也产生用于保持所述工件7的负压。此处,所述工件7由所述伯努利抓取单元8基本上无触碰地保持。
此外,所述抓取装置6、尤其是所述伯努利抓取单元8具有支撑元件27。所述支撑元件保证,在工件7与抓取装置6之间在所述伯努利运行模式中保留间隙,参见图5。以这种方式能够避免所述流动SB的中断。所述工件7能够在所述伯努利运行模式中可靠地得到保持。
所述真空抓取单元11具有所述抽吸腔室12。所述抽吸腔室12通入到抽吸开口28中,所述抽吸开口此处限制所述抓取面22上的真空负压区域25。用于保持所述工件7的保持力通过将负压施加到所述抽吸腔室12处来产生。为此,所述抽吸腔室能够经由负压线路29联接到负压源20b、尤其是负压泵、和/或文丘里喷嘴处。
优选地,所述抽吸腔室12至少区段式地管状地构造。此处且优选地,所述抽吸腔室通过风箱式吸取体30、优选地波纹风箱式吸取体来形成。此处且优选地,在所述风箱式吸取体30中布置有尤其由塑料和/或金属组成的加强元件30c。
如在图5中所示出的,优选地,所述风箱式吸取体30另外尤其经由特有的弹簧区段30a弹性地支承在所述抓取装置处。此外,所述风箱式吸取体30在所述抽吸开口的区域中具有弹簧区段30b,以用于弹性地贴靠到所述工件上。
所述风箱式吸取体30能够一件式地、尤其是一块式地构造,如在图3至5中所示出的那样,或所述风箱式吸取体能够多件式地构造。所述风箱式吸取体30能够具有多个、尤其是两个或三个风箱式吸取体部件。所述风箱式吸取体部件能够在其材料特性方面不同。
如在图1中能够看到的,此处在所述抽吸开口28中设置有用于支撑和贴靠到所述工件7处的支撑区段31。此处且优选地,所述支撑区段构造在所述风箱式吸取体30处。
此外,所述真空抓取单元11具有用于在所述抽吸腔室12中施加负压的负压线路29。此处,所述负压线路29和所述压力线路26的中轴线至少区段式地同轴地走向。特别优选的是,所述负压线路29容纳在所述压力线路26中,和/或,所述压力线路26容纳在所述负压线路29中,如这在本实施例中所示出的那样。这样的构造实现了所述抓取装置6到末端执行器2处的完全特别简单的联接。
此处且优选地,所述抓取装置6构造为预装配的单元,所述预装配的单元能够作为单元装配到末端执行器2处。在所述负压线路29容纳在所述压力线路26中或所述压力线路26容纳在所述负压线路29中的情况下,这样的装配能够特别简单地通过螺纹连接部来实现。此处且优选地,所述抓取装置6力配合地和/或形状配合地与所述末端执行器2连接,从而能够实现损坏的抓取装置6的简单更换。
Claims (18)
1.末端执行器组件,所述末端执行器组件带有用于操纵器(3)的末端执行器(2)并且带有用于所述末端执行器(2)的控制器(4),
其中,所述末端执行器(2)具有工具组件(5),所述工具组件带有多个用于经由工具表面(22)来保持工件(7)的抓取装置(6),
其中,至少一个抓取装置(6)具有伯努利抓取单元(8),所述伯努利抓取单元具有流出单元(9),所述流出单元用于将流动(SB)从所述伯努利抓取单元(8)中在抓取装置(6)与工件表面(22)之间如此导出,使得所述流动(SB)在抓取装置(6)与工件表面(22)之间的区域中产生用于保持所述工件(7)的静态的负压,
并且其中,至少一个抓取装置(6)具有其它类型的抓取单元(10),所述其它类型的抓取单元根据与所述伯努利抓取单元(8)相比不同的物理原理来保持所述工件(7),
其特征在于,
所述控制器(4)设置成用于,在所述工件(7)的保持期间使所述末端执行器(2)在所述工件(7)借助于至少一个伯努利抓取单元(8)来保持与利用至少一个其它类型的抓取单元(10)来保持之间转换。
2.根据权利要求1所述的末端执行器组件,其特征在于,抓取装置(6)具有所述伯努利抓取单元(8)和所述其它类型的抓取单元(10)。
3.根据权利要求1或2所述的末端执行器组件,其特征在于,根据不同的物理原理来承载所述工件(7)的其它类型的抓取单元(10)是带有抽吸腔室(12)的真空抓取单元(11),其中,在所述抽吸腔室(12)中及由此在所述真空抓取单元(11)与所述工件(7)之间的受限的区域中能够产生用于保持所述工件(7)的负压。
4.根据前述权利要求中任一项所述的末端执行器组件,其特征在于,带有伯努利抓取单元(8)的抓取装置(6)具有伯努利运行模式,在所述伯努利运行模式中,所述工件(7)由所述伯努利抓取单元(8)保持,和/或,带有真空抓取单元(11)的抓取装置(6)具有真空运行模式,在所述真空运行模式中,所述工件(7)由所述真空抓取单元(11)保持,优选地,抓取装置(6)具有用于所述抓取装置(6)在伯努利运行模式中运行的伯努利抓取单元(8)和用于所述抓取装置(6)在真空运行模式中运行的真空抓取单元(11),进一步优选地,所述抓取装置(6)具有组合式运行模式,在所述组合式运行模式中,所述工件(7)由所述伯努利抓取单元(8)并且由所述真空抓取单元(11)保持。
5.根据前述权利要求中任一项所述的末端执行器组件,其特征在于,所述末端执行器(2)具有调整组件(13),通过所述调整组件的调节使所述工具组件(5)的抓取装置(6)能够彼此调节,优选地,所述末端执行器(2)具有载体组件(14),在所述载体组件处布置形成所述工具组件(5)的抓取装置(6),并且借助于所述调整组件(13),所述抓取装置(6)能够通过调节所述载体组件(14)来彼此调节。
6.根据前述权利要求中任一项所述的末端执行器组件,其特征在于,所述调整组件(13)具有至少一个、尤其无级地能够调节的调整驱动器(16),所述调整驱动器尤其从所述载体(15)的背离所述工件(7)的这侧出发作用到所述载体(15)上以用于使所述载体变形,优选地,设置有多个调整驱动器(16),所述调整驱动器在所述载体(15)的表面上分布地布置。
7.用于运行根据前述权利要求中任一项所述的末端执行器组件(1)或带有根据前述权利要求中任一项所述的末端执行器组件(1)的操纵器(3)的方法,
其中,所述末端执行器(2)具有工具组件(5),所述工具组件带有多个用于保持面型的工件(7)的抓取装置(6),
其中,所述控制器(4)在所述工件(7)的保持期间在所述工件(7)借助于至少一个伯努利抓取单元(8)来保持与利用至少一个其它类型的抓取单元(10)、尤其是真空抓取单元(11)来保持之间转换。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述控制器在所述工件(7)的保持期间在借助于伯努利抓取单元(8)来保持与借助于所述其它类型的抓取单元(10)、尤其是所述真空抓取单元(11)来保持之间转换抓取装置(6)。
9.根据权利要求7或8所述的方法,其特征在于,所述末端执行器(2)通过调节所述调整组件(13)使所述工件(7)在放下之前改形。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的方法,其特征在于,保持所述工件(7)的末端执行器(2)使所述工件相对于所述工具组件(5)移位,优选地,所述末端执行器(2)通过挤压到尤其位置固定的对准面(21)处来使所述工件(7)相对于所述工具组件(5)移位,或,所述末端执行器(2)通过改形所述工件(7)使所述工件相对于所述工具组件(5)移位。
11.根据权利要求7至10中任一项所述的方法,其特征在于,为了使所述工件(7)相对于所述工具组件(5)移位,所有主动的抓取装置(6)在所述伯努利运行模式中运行。
12.根据权利要求7至11中任一项所述的方法,其特征在于,所述控制器(4)为了单个地或成组地切换所述抓取装置(6)而在不同的运行模式中构造。
13.根据权利要求7至12中任一项所述的方法,其特征在于,所述工件(7)由所述末端执行器(2)利用至少一个抓取装置(6)在所述真空运行模式中抓取和/或放下。
14.根据权利要求7至13中任一项所述的方法,其特征在于,在抓取所述工件(7)之后,至少一个抓取装置(6)、优选地所述主动的抓取装置(6)中的多个、尤其是所有主动的抓取装置(6),在所述工件(7)的保持期间从真空运行模式转换到伯努利运行模式中,
和/或,
在放下所述工件(7)之前,至少一个抓取装置(6)、优选地所述主动的抓取装置(6)中的多个、尤其是所有主动的抓取装置(6)在所述工件(7)的保持期间从伯努利运行模式转换到真空运行模式中。
15.根据权利要求7至14中任一项所述的方法,其特征在于,至少一个抓取装置(6)、优选地至少两个抓取装置(6)、进一步优选地正好两个抓取装置(6)保留在所述真空运行模式中。
16.根据权利要求7至15中任一项所述的方法,其特征在于,在抓取之后和/或在放下之前、尤其是在所述工件(7)的运输和/或改形期间,所述工件(7)由所述末端执行器(2)借助于所述主动的抓取装置(6)中的多个、进一步优选地所有主动的抓取装置(6)、尤其是除了一个或两个抓取装置(6)以外保持在所述伯努利运行模式中。
17.根据权利要求7至16中任一项所述的方法,其特征在于,在所述真空运行模式中放下所述工件(7)时为了将所述抓取装置(6)从所述工件(7)处脱开而由至少一个伯努利抓取单元(8)、进一步优选地所述伯努利抓取单元(8)中的至少多个产生压缩空气脉冲。
18.操纵器、尤其是机器人,所述操纵器带有至少三个轴线,所述操纵器带有根据权利要求1至6中任一项所述的末端执行器组件和/或用于执行根据权利要求7至17中任一项所述的方法。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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