CN110370308B - 用于抓取物体的抓取装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于抓取物体(16)的抓取装置(10)，其具有抓取部分(14)和负压源(18)，该负压源(18)借助流动连接部(20)与位于所述抓取部分(14)上的、用于抓取所述物体(16)的抽吸室(22)气动地连接，在考虑以简单结构的部件实现以有利的方式可靠地抓取几何形状不规则的物体的情况下，该抓取装置设计和扩展为，在抓取部分(14)上布置有多个彼此相邻的边界元件(24)，边界元件(24)借助于引导装置(26)彼此独立地以在所述抓取部分(14)上移动的方式引导，并且所述边界元件(24)以其整体形成密封所述抽吸室(22)以防止泄露的边界(28)。

Description

用于抓取物体的抓取装置
技术领域
本发明涉及一种用于抓取物体的抓取装置，其具有方案1的前序部分的特征。
背景技术
所述类型的抓取装置例如在现有技术中是已知的，例如DE 10 2009 047916A1中。利用这种抓取装置，可以吸住不同的物体，从而能够以这种方式固定或提升并处理物体。特别是可以以这种方式抓取和在生产或物流中处理具有相对平坦表面的物体。
由于所出现的泄漏，通过这种抓取装置难以抓取和处理具有不平坦或几何形状不规则的表面的物体，例如，物体表面上的相对较大的高度差。如果有的话，只能通过高的气动体积流量来实现抓取，而这伴随着较高的能量需求。因此，通常用不同的抓具处理不同的物体，更确切地，通过单独的抓具或通过改装具有限定的抽吸区域的抓具，而这产生了装备开支。因此存在优化潜力。
发明内容
本发明的目的在于，在具有简单结构的部件的抓取装置的条件下实现以能量有利的方式可靠地抓取几何形状不规则的物体。在此，特别是希望能够可靠地抓取在表面上具有较大高度差的物体。
本发明的目的通过具有方案1所述特征的抓取装置得以实现。该抓取装置的特征在于，在抓取部分上布置有多个彼此相邻的边界元件，这些边界元件彼此独立地借助于引导装置以在抓取部分上移动的方式引导，并且边界元件以其整体形成密封抽吸室以防止泄露的边界。
通过该边界产生了一种密封抽吸室以防止泄漏的“密封幕(Dichtungsvorhang)”。由此使得泄漏损失可以最小化。通过能够彼此独立移动的边界元件，该边界在其轮廓上可以自主地匹配待抓取的物体。因此，具有复杂几何形状的物体(例如工件)也是能够抓取的。由于能够自主匹配的边界，为了处理物体只需要相对小的气动体积流量，从而可以使用具有更小的构造尺寸和低能量需求的流体抓具因此实现了以能量有利的方式抓取具有不平坦表面和较大高度差异的工件。另外，可以以这种方式可靠地处理相对敏感且难以抓取的物体(例如装配的印刷电路板)。
抓取装置特别是气动抓具，其可以形成为流体抓具、伯努利抓具(Bernoulli-Greifer)或柯恩达抓具(Coanda-Greifer)。边界元件优选自身稳定和/或形状稳定地形成，从而它们在抓取物体的过程中可以用作一种推杆。可以使用具有高体积流量的负压发生器。待抓取的物体可以例如是工件或半成品。边界元件可以借助于引导装置上的单独的引导元件(例如单独的悬架)引导。
具体地，边界元件能够沿着移动方向在相对于引导装置(特别是完全地)伸出的伸出位置(由边界元件形成的边界的轮廓未进行匹配)和至少部分缩回的缩回位置(边界轮廓匹配待抓取的物体)之间移动。因此实现了结构简单的轮廓匹配。边界元件的移动方向特别是平行于边界元件的纵向方向。移动方向可以以平行于抓取装置的竖直轴线的方式取向。边界元件可以例如以单排的方式布置，即，边界元件可以以其整体形成将抽吸室与环境隔开的单排的边界。
边界元件特别是彼此相邻，使得它们彼此邻接，例如，相邻的边界元件可彼此贴靠。在这种情况下，边界元件可以例如形成环绕的、自封闭的边界。所形成的边界可以例如具有环形、椭圆形、矩形或正方形的形状。
通常，抓取装置可以在气动或电气的负压产生条件下工作。具体而言，抓取装置可以具有作为负压源的(第一)气动连接，在其上可连接与抓取装置分开的负压发生器的供应管线。替代性地，抓取装置可以具有集成在抓取装置中作为负压源的负压发生器，例如电鼓风机(自给式负压发生器，特别是布置在基部中)。代替气动连接，可以设置电连接，通过该电连接可以向集成的负压发生器供应电能。
在优选的设计中，可以这样设置边界，使得边界元件可以通过重力或通过预张紧返回到相对于引导装置特别完全伸出的伸出位置。由此可以进行边界元件到伸出位置的自动复位，特别是在未激活的固定的情况下。由此有利于边界轮廓的能够重复的独立匹配。优选地，边界元件可以分别例如借助于弹簧(压缩弹簧或拉伸弹簧)相对于引导装置或相对于抓取部分预张紧。由此可以提供额外的力以使边界轮廓匹配于待抓取物体的几何形状。
有利地，边界元件可以分别以形状匹配的方式与相邻的边界元件连接。这可以实现改进的密封和形成的边界的更高稳定性。边界元件可以在平行于位移方向(边界元件的位移方向)的纵向边缘上分别与相邻的边界元件以形状配合的方式连接，其中，边界元件可沿纵向边缘(位移方向)相对于彼此地移动。例如，具有沿其纵向方向延伸的突出部(“弹簧”)的边界元件可以接合到相邻边界元件的沿其纵向方向延伸的凹部(“凹槽”)中(凹槽和弹簧类互锁(nut-und federartiges Ineinandergreifen))。
在优选的设计中，边界元件可以以多排的方式布置(多排的或多重环绕的、将吸抽吸室与周围环境分开的边界)。由此可以进一步减少泄漏。特别地，边界通过外部环绕的边界元件和内部环绕的边界元件形成。在这种情况下，(径向)内部的边界元件以更细的方式形成，例如通过具有比(径向)外部的边界元件更小的外部尺寸。内部的边界元件和和外部的边界元件可以彼此错开地布置，例如，通过将内部的边界元件布置在两个相邻的外部的边界元件之间的过渡区域中。
与此无关地，边界元件(例如内部和外部的边界元件)可以具有不同的形状(横截面)和/或不同的尺寸(外部尺寸)。
以有利的方式，边界元件能够借助于夹紧装置固定在其相对于引导装置的位置(沿着位移方向的位置)中。由此，边界可以保持其匹配于待抓取物体的几何形状的轮廓。因此，可以减少泄漏并且可以改善物体在抓取装置上的附着。特别地，当通过抓取装置的运动出现加速时，实现了可靠地处理待抓取的物体。
在优选的设计中，夹紧装置至少部分地布置在引导装置上或引导装置中。这有助于紧凑和稳定的结构。引导装置和夹紧装置可以在结构上组合成构件单元。
在优选的设计中，在夹紧装置能够以气动的方式操作，特别是借助于能够通过(另外的)气动连接件膨胀的夹紧体。因此，可以在不需要额外的供应介质的情况下实现夹紧装置的简单且有针对性的操作。仅需要一个(在必要时二个)气动供应管线。夹紧体可以与边界元件共同作用，其中，夹紧体可以在激活的夹紧的情况下例如支撑在引导装置上。为了释放夹紧，可以设置压缩空气操作的排气功能。夹紧装置可以具有能够膨胀的密封件作为夹紧体。另外的气动连接可以布置和/或固定到引导装置上。
有利地，边界元件可以在其(远离抓具的)自由端具有(额外的)密封元件，特别是由导电弹性体或其他塑料构成。由此，进一步有利于抽吸室的密封以防止泄漏，从而可以保持较低的泄漏损失。通过密封元件还可以保护待抓取的物体免受损坏。
以有利的方式，还可以设置有适配部分(例如适配环)，其将抓取装置的基部与引导装置连接。因此，通过选择匹配的适配部分可以匹配抽吸室的横截面，使抓取装置适应于应用。基部可以是实际的气动抓具(例如，流体抓具)，引导装置借助适配部分与边界元件固定在其上。
在优选的设计中，边界元件和/或引导装置可以设置成，使得边界元件是能够更换的。通过特别是能够单独更换的边界元件，抓取装置的高度容差可以适应于应用。为此，可以在引导装置上和/或在边界元件上形成能够重复拆卸的力配合的和/或形状配合的连接，例如通过插入或夹住。例如，边界元件可以具有多个轴向部分，即，例如在引导装置上存在的具有第一连接元件的第一部分和具有第二连接元件的能够更换的第二部分，其中，第二连接元件与第一连接元件对应地(特别是互补地)形成。
以有利的方式，边界元件可以由铁磁材料或塑料形成。因此，抓取装置可适用于相应的应用。通过铁磁的边界元件可以实现磁性抓具，使得特别是在金属加工工业中可以通过抓取装置进行板材的处理。例如，边界元件可以在其自由(朝向待抓取的物体的)端具有磁性部分，以便更好地抓取金属板。还能够想到的是，边界元件彼此是磁性的。通过由塑料构成的边界元件的设计，能够可靠地处理敏感的物体，例如装配的印刷电路板。
附图说明
以下借助附图进一步说明本发明，其中，相同的或功能相同的元件设置有相同的附图标记。其中，
图1以示意性的侧视图示出了抓取装置的实施例；
图2a,b以俯视图(图2a)和“从下”看抓取部分的视图(图2b)示出了图1中的抓取装置；
图3示出了图1的抓取装置，其具有移位并夹紧的边界元件并且具有被抓取的物体；和
图4以单独的示意图示出了在不包括被抓取的物体条件下根据图3的抓取装置。
具体实施方式
图1示出了用于抓取物体(例如工件)的抓取装置，其中，该抓取装置整体由附图标记10表示。该抓取装置10具有可被视为实际的流体抓具的基部12。
抓取装置10另外还具有抓取部分14，通过该抓取部分14能够吸住并因此抓住待抓取的物体16(参见图3)。另外还设置有作为负压源18的气动连接18(参见图1)，其可以布置在基部12上。该气动连接18借助于流动连接部20与位于抓取部分14上的抽吸室22连接。抽吸室22在远离基部12的一侧与抓取部分14连通。
在未示出的实施例中，抓取装置10可以具有作为负压源18的集成的负压发生器，例如电鼓风机(未示出)。集成的负压发生器可以布置在基部12中。通过可以布置在基部12上的电连接，可以向集成的负压发生器供应电能(未示出)。
在抓取部分14上布置有多个彼此相邻的边界元件24，其彼此独立地借助于引导装置26以在抓取部分14上移动的方式引导。在其整体上，这些边界元件24形成密封抽吸室22以防止泄露的边界28(边界元件24的单排布置)。边界28以环绕的方式(即，以自封闭的方式)形成。
边界元件24能够沿着移动方向30在相对于引导装置26完全伸出的伸出位置(参见图1)和至少部分缩回的缩回位置(参见图3或图4)之间移动。在伸出位置中，边界28的轮廓未被匹配。在缩回位置中，边界28的轮廓与待抓取的物体16匹配。边界元件24可以借助于单独的引导元件(例如悬架(未示出))在引导装置26上被引导。
在当前情况下，边界28以这样的方式设置，使得边界元件24可以通过预张紧返回到相对于引导装置26特别是完全伸出的伸出位置(参见图1)。为此目的，可以预设有弹簧(压缩弹簧或拉伸弹簧)，该弹簧分别在引导装置26和其中一个边界元件24之间起作用(未示出)。
边界元件24分别以形状配合的方式与相邻的边界元件24连接，例如，如上所述的槽状和弹簧类型的方式。在这种情况下，边界元件24在平行于移动方向30的纵向边缘32上彼此连接，使得相邻的边界元件24能够相对于彼此沿移动方向30移动。
可选的，边界元件24可以以多排的方式布置(多排的或多重环绕的、将抽吸室22与周围环境分开的边界28，在图2b中示出)。因此，除了(径向外部的)边界元件24之外，还设置有径向内部的边界元件24'(在部分2b中以截面的方式示出)。在这种情况下，边界元件24，24'可以如上所述地布置和/或形成。
边界元件24能够借助于夹紧装置34固定在其相对于引导装置26的位置中(图3和图4示出了位置固定的状态)。通过夹紧装置34，将边界元件24相对于引导装置26固定夹紧，从而即使在将抓取装置10从工件上抬起之后边界28仍保持其轮廓(参见图4)。夹紧装置34布置在引导装置26上或引导装置26中。
夹紧装置34能够以气动的方式操作，更确切地说，是借助于另外的气动连接36能够膨胀的夹紧体(未示出)。夹紧体可以是例如能够膨胀的密封件，其与另外的气动连接36处于流动连接。还预设有排气功能，从而能够通过对另外的气动连接36加载压缩空气来释放夹紧。
边界元件24在其远离抓取装置10的自由端37处额外地具有密封元件(未示出)，特别是由导电弹性体或其他塑料构成。由此可以进一步改善密封并且避免对待处理物体的损坏。
此外还设置有适配部分38，其使抓取装置10的基部12与引导装置26连接。在此，适配部分38扩大了抽吸室22的横截面。适配部分38在该实施例中设计为适配环40。
边界元件24和/或引导装置26设置成，边界元件24为了适应抓取装置10的高度容差是能够更换的。这可以通过形状配合的和/或力配合的连接来实现，在必要时，如上所述地，通过边界元件24的多个轴向部分。
FB190350DE
边界元件24可以设计用于提供由铁磁材料制成的磁性抓具。例如，边界元件24可以在其自由(朝向待抓取的物体的)端具有磁性部分和/或边界元件可以相对于彼此是磁性的。替代性地，边界元件24可由塑料形成。

Claims (10)

1.一种用于抓取物体(16)的抓取装置(10)，其具有抓取部分(14)和负压源(18)，所述负压源(18)借助流动连接部(20)与位于所述抓取部分(14)上的、用于抓取所述物体(16)的抽吸室(22)气动地连接，其特征在于，在所述抓取部分(14)上布置有多个彼此相邻的边界元件(24)，所述边界元件(24)彼此独立地借助于引导装置(26)以在所述抓取部分(14)上移动的方式引导，并且所述边界元件(24)以其整体形成密封所述抽吸室(22)以防止泄露的边界(28)。
2.根据权利要求1所述的抓取装置(10)，其特征在于，所述边界(28)设置为使得所述边界元件(24)能够由于重力或者通过预张紧返回到相对于所述引导装置(26)的伸出位置中。
3.根据权利要求1或2所述的抓取装置(10)，其特征在于，所述边界元件(24)各自以形状配合的方式与相邻的边界元件(24)连接和/或所述边界元件(24)布置成多排。
4.根据权利要求1或2所述的抓取装置(10)，其特征在于，所述边界元件(24)能够借助于夹紧装置(34)固定在其相对于所述引导装置(26)位置中。
5.根据权利要求4所述的抓取装置(10)，其特征在于，所述夹紧装置(34)设置在所述引导装置(26)上或所述引导装置(26)中。
6.根据权利要求5所述的抓取装置(10)，其特征在于，所述夹紧装置(34)能够以气动的方式操作。
7.根据权利要求1或2所述的抓取装置(10)，其特征在于，所述边界元件(24)在其自由端(37)处具有密封元件。
8.根据权利要求1或2所述的抓取装置(10)，其特征在于，适配部分(38)将所述抓取装置(10)的基部(12)与所述引导装置(26)连接。
9.根据权利要求1或2所述的抓取装置(10)，其特征在于，所述边界元件(24)和/或所述引导装置(26)设置成使得所述边界元件(24)是能够更换的。
10.根据权利要求1或2所述的抓取装置(10)，其特征在于，所述边界元件(24)由铁磁材料或由塑料形成。
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