DD200352B1

DD200352B1 - ELECTROMAGNETIC MULTIFUNCTION GRIPPERS FOR FERROMAGNETIC MATERIALS

Info

Publication number: DD200352B1
Application number: DD23382481A
Authority: DD
Inventors: Lothar Koeppke; Harold Schulz
Original assignee: Eisen Und Huettenwerke Thale I
Priority date: 1981-10-02
Filing date: 1981-10-02
Publication date: 1985-12-18
Also published as: DD200352A1

Description

Klassifikationsvorschlag: В 65 GClassification proposal: В 65 G

Titel der ErfindungTitle of the invention

Elektromagnetischer MuItifunktionsgreifer für ferromagnetische WerkstoffeElectromagnetic multifunction gripper for ferromagnetic materials

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Der Multifunktionsgreifer ist in allen Betrieben und Einrichtungen, in denen ferromagnetische Objekte unterschiedlichster Form gehandhabt werden, anwendbar. Besonders geeignet ist der Greifer zur Manipulation von Lochblechen o.a. Außerdem ist dieser Greifer vorteilhaft an Industrierobotern einsetzbar.The multifunctional grapple is applicable in all establishments and facilities where ferromagnetic objects of various shapes are handled. Particularly suitable is the gripper for manipulating perforated plates o.a. In addition, this gripper is advantageously used on industrial robots.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Elektromagnetische Greifer für ferromagnetische Werkstoffe sind allgemein bekannt und angewendet. Sie sind jedoch als fester Bestandteil technologischer Ausrüstungen ausschließlich zum Greifen eines oder mehrerer Werkstücke bestimmter Formen und Gewichte ausgelegt. Derartige Greifer werden nur prozeßspezifisch eingesetzt, d.h. sie sind für eine Technologie bestimmt und sind fest mit der Anlage verbunden.Electromagnetic grippers for ferromagnetic materials are well known and used. However, they are designed as an integral part of technological equipment exclusively for gripping one or more workpieces of certain shapes and weights. Such grippers are used only process specific, i. They are designed for a technology and are firmly connected to the system.

Der Funktionsumfang bezieht sich nur auf das Greifen. Umfangreiche Zusatzeinrichtungen legen die zu handhabenden Objekte sortiert, positioniert und vereinzelt für den Greifer zurecht. Der Greifer transportiert dann diese Objekte, und wieder andere Einrichtungen übernehmen weitere technologische Schritte.The scope of functions only refers to gripping. Extensive options set the objects to be handled sorted, positioned and isolated for the gripper. The gripper then transports these objects, and again other devices take further technological steps.

Beim Einsatz von Manipulatoren erfordert die Anwendung derartiger Greifer komplizierte periphere Handhabungseinrichtungen, wie Ordner, Magazine, Positicniereinrichtungen usw.When using manipulators, the use of such grippers requires complicated peripheral handling equipment such as folders, magazines, positioning devices, etc.

Der Greifer dieser Erfindung jedoch übernimmt die genannten Aufgaben der zusätzlichen Peripherie mit und ist variabel bei der Handhabung verschiedenster Objekte. Seine universelle Charakteristik läßt ihn im Vergleich zu herkömmlichen bekannten Greifern prozeßflexibier und mit weniger Aufwand unter komplizierten Arbeitsbedingungen vorteilhafter und produktiver wirken.However, the gripper of this invention takes over the mentioned tasks of additional peripherals and is variable in the handling of various objects. Its universal characteristics make it more flexible and productive in comparison to conventional known grippers, and with less effort under complicated working conditions.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist es, einen Greifer für ferromagnetische Objekte zu entwickeln, der neben der eigentlichen Funktion des Greifens zusätzliche Handhabungsfunktionen übernehmen kann und damit die bestehenden Nachteile bekannter elektromagnetischer Greifer beseitigt. Die Zuordnung zusätzlicher Handhabungsfunktionen ermöglicht die Einsparung komplizierter peripherer Zubringeeinrichtungen, Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine große Anwendungsbreite des Greifers hinsichtlich der Werkstücksgeometrie und Abmessungen zu erreichen.The aim of the invention is to develop a gripper for ferromagnetic objects, which in addition to the actual function of gripping can take over additional handling functions and thus eliminates the existing disadvantages of known electromagnetic gripper. The allocation of additional handling functions enables the saving of complicated peripheral feeder devices. Another object of the invention is to achieve a wide range of application of the gripper in terms of workpiece geometry and dimensions.

Derartige Greifer sollen an Industrierobotern zum Einsatz kommen, deshalb ist es ein weiteres Ziel der Erfindung, den Greifer mit Sensoren auszurüsten, deren Signale durch die Steuerung des Industrieroboters verarbeitet werden können, _Such grippers are to be used on industrial robots, therefore, it is a further object of the invention to provide the gripper with sensors whose signals can be processed by the control of the industrial robot, _

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Die vorliegende technische Lösung sieht vor, in seiner bestimmten Ausführungsform und in seiner multifuktioneilen Wirkungsweise, Objekte, verschieden in Masse, Form und Abmessungen, von einem Punkt zu einem anderen zu transportieren.The present technical solution provides, in its particular embodiment and in its multifunctional mode of operation, to transport objects of different mass, shape and dimensions from one point to another.

Der Greifer kann mit einer Rechentechnik kombiniert werden. Hierbei kann der Greifer über externe Steuerung oder/und Sensorik gewünschte oder variable Positionen suchen bzw. anfahren, abfahren, Signale aufnehmen, diese über einen Rechner auswerten und danach die entsprechenden Arbeitsschritte ausführen.The gripper can be combined with a computing technique. In this case, the gripper via external control and / or sensor can search for or approach desired or variable positions, depart, receive signals, evaluate them via a computer and then perform the appropriate steps.

Mit dem Greifer selbst ist es möglich, Objekte, 2.B. Lochbleche, die er von einem Stapel oder von Magazinen abnimmt, zu trennen bzw. zu vereinzeln. Es ist außerdem möglich, Schubkräfte und Drehmomente über ein System des Greifers auf das zu handhabende Objekt zu übertragen.With the gripper itself it is possible to move objects, 2.B. Perforated sheets, which he decreases from a stack or magazines to separate or separate. It is also possible to transmit shear forces and torques to the object to be handled via a system of the gripper.

Der Greifer, im Sinne der Erfindung, vereint in sich die folgenden Funktionen:The gripper, in the sense of the invention, combines the following functions:

das Greifen einer Vielzahl von ferromagnetischen Teilen mit nur einem Greifer, das Greifen verschiedenartiger Teile mit nur einer Greiferausführung, das Anpassen an eine unregelmäßige Oberfläche, das Prüfen der An- bzw. der Abwesenheit von Teilen, das Suchen beim Abarbeiten von Stapeln, Magazinen o.a., das Vereinzeln von Lochblechen oder ähnlichen Teilen, das Übertragen einer Schub- oder Drehmomentenkomponente senkrecht zur Magnetkraft, das Steuern der magnetischen Haftkraft, das selbständige bzw. rechnergesteuerte Zu- oder Abschalten der Magnete, das gruppen- oder systemweise Zu- oder Abschalten der Magnete und die freie Programmierbarkeit.gripping a plurality of ferromagnetic parts with only one gripper, gripping various parts with only one gripper design, adapting to an irregular surface, checking the presence or absence of parts, searching when processing stacks, magazines, etc. the separation of perforated plates or similar parts, the transmission of a thrust or torque component perpendicular to the magnetic force, controlling the magnetic adhesion, the autonomous or computer-controlled switching on or off of the magnets, the group or system-wise switching on or off of the magnets and the free programmability.

Der Greifer besteht aus einem Greiferrahmen 1, der mit einer Anzahl von Elektromagneten 2 bestückt ist. Der Greiferrahmen 1 ist in Leichtbauweise ausgeführt. Die Anzahl der Magnete, das Anordnungsschema und die Gestalt des Greifers richten sich nach der geforderten Arbeitsaufgabe. Der Greifer ist mit einem einfachen Anschluß 4 ausgerüstet, der das schnelle und leichte Anbringen an Vorrichtungen oder Industrierobotern sowie auch schnelles Umrüsten gestattet. Eine ein- bzw. angebaute Sensortechnik 3 sorgt für eine schnelle und genaue Funktion des Greifers. Die Magnete werden nach Bedarf über Rechnerprogramm, Steuerungstechnik oder Sensorik geschaltet. Unter bestimmten Voraussetzungen kann der Greifer die Vereinzelungen selber ausführen. Er ist dafür mit einem Vereinzelungs«· system 5 ausgerüstet, das dieses Problem wie folgt lösen kann:The gripper consists of a gripper frame 1, which is equipped with a number of electromagnets 2. The gripper frame 1 is designed in lightweight construction. The number of magnets, the arrangement scheme and the shape of the gripper depend on the required work task. The gripper is equipped with a simple connection 4, which allows fast and easy attachment to devices or industrial robots, as well as quick retooling. A built-in or attached sensor technology 3 ensures fast and accurate operation of the gripper. The magnets are switched as required via computer program, control technology or sensor technology. Under certain conditions, the gripper can perform the separation itself. He is equipped for this purpose with a separation system 5 which can solve this problem as follows:

- durch Stellung der Spannung der E-Magnete- By adjusting the voltage of the E-magnets

- durch Anspringen der Objekte an den Greifer über einen Luftspalt- By starting the objects to the gripper via an air gap

- durch mechanische Elemente wie z.B. Federn, Stifte, Abstreifer o.a.by mechanical elements, e.g. Springs, pins, scrapers o.a.

- durch pneumatische oder hydraulische Abstoßsysteme, die entsprechend der Form der Objekte angreifen oder bei Lochblechen durch die günstige Anordnung der Löcher oder Schlitze auf das zweite abzustreifende Blech wirken. Fig. 1.- By pneumatic or hydraulic repelling systems, which act according to the shape of the objects or act in perforated plates by the favorable arrangement of the holes or slots on the second plate to be stripped off. Fig. 1.

Hydraulische oder pneumatische Anschlagelemente 6 erlauben dem Greifer, mit seinem Manipulationsobjekt eine Kraftkomponente senkrecht zur Magnetkraft auszuüben.Hydraulic or pneumatic stop elements 6 allow the gripper to exert a force component perpendicular to the magnetic force with its manipulation object.

Um eine Angleichung der Magnete an die Oberfläche der zu greifenden Objekte zu ermöglichen, sind diese in einem hydraulischen Oberflächenanpassungssystem 7 gehalten, wie in Fig. 2 dargestellt ist. So wird eine größtmöglicheIn order to allow an approximation of the magnets to the surface of the objects to be gripped, they are held in a hydraulic surface adjustment system 7, as shown in Fig. 2. So will be the greatest possible

Kontaktfläche erreicht, Objekte mit einer unebenen Oberfläche können sicher gegriffen werden. Der Greifer erweitert damit nicht nur seine Palette an zu handhabenden Objekten, sondern er setzt durch dieses System auch weich auf die Teile auf und gleicht sich optimal an. Dann wird der Hydraulikkreislauf gesperrt, und der Hubvorgang kann beginnen.Contact surface reached, objects with an uneven surface can be gripped safely. The gripper thus not only expands its range of objects to be handled, but also softly adjusts to the parts thanks to this system and adapts optimally. Then the hydraulic circuit is disabled and the lifting process can begin.

Ausführungsbeispielembodiment

Der Greifer ist in seiner zweckmäßigsten Form als Flächengreifer ausgeführt. Die Abmaße und die Gestalt richten sich nach der Größe, Masse, Form und Anzahl der zu greifenden Objekte, ebenso auch die Anzahl und die Anordnung der Magnete.The gripper is designed in its most appropriate form as a surface gripper. The dimensions and the shape depend on the size, mass, shape and number of objects to be gripped, as well as the number and arrangement of the magnets.

In dieser hier beschriebenen Ausführung ist der Greifer über einen Anschluß 4 an einen Industrieroboter angebracht. Der technologische Zyklus beginnt damit, daß der Roboter, mit diesem Greifer ausgerüstet, sich die benötigten Objekte aus Magazinen holt. Der Greifer tastet sich im Magazin an ein Lochblech soweit heran, bis die Sensortechnik 3 anspricht. Durch das darauf ausgelöste Signal kommt es, gesteuert über ein extern installiertes System, zum programmierten Anpassen der Magnete an die Oberfläche der zu greifenden Objekte mit Hilfe des hydraulischen Anpassungssystems Fig. 2.In this embodiment described here, the gripper is attached via a terminal 4 to an industrial robot. The technological cycle begins when the robot, equipped with this gripper, retrieves the required objects from magazines. The gripper scans in the magazine on a perforated plate until the sensor technology 3 responds. The signal triggered thereupon, controlled by an externally installed system, leads to the programmed adaptation of the magnets to the surface of the objects to be gripped with the aid of the hydraulic adaptation system FIG. 2.

Die Lochbleche, die hier keine ebene Oberfläche besitzen, sind wechselseitig im Magazin so eingelagert, daß immer eine Aussparung des einen Lochbleches auf das volle Material des nachfolgenden Bleches zu liegen kommt. Die Magnete werden zugeschaltet. Das Lochblech ist durch die Magnetkraft gefaßt und wird um einen programmierten Weg angehoben. Jetzt wird das Vereinzelungssystem 5 ausgelöst. Die Elemente dieses Systems bewegen sich über die äußeren Abmessungen des Greifers hinaus. Dabei treffen sie auf die AussparungThe perforated plates, which have no flat surface here, are mutually intercalated in the magazine so that always a recess of a perforated plate comes to rest on the full material of the subsequent sheet. The magnets are switched on. The perforated plate is caught by the magnetic force and is raised by a programmed path. Now the separation system 5 is triggered. The elements of this system move beyond the outer dimensions of the gripper. They hit the recess

des zuerst gefaßten Lochbleches und drücken auf das volle Material des nachfolgenden Lochbleches und stoßen alle nicht erwünschten Bleche ab, die ins Magazin zurückfallen. Ist der Vereinzelungsvorgang abgeschlossen, wird das Blech an seinem technologisch vorbestimmten Platz abgelegt, wobei dann die Magnete programmiert abgeschaltet werden.the first taken perforated sheet and press on the full material of the subsequent perforated plate and repel any unwanted sheets that fall back into the magazine. If the singulation process is completed, the sheet is placed in its technologically predetermined place, in which case the magnets are switched off programmed.

Der Greifer ist nun bereit, weitere Punktionen auszuführen. In unserem Falle werden jetzt zylindrische Blechteile von einem weiteren Magazin entnommen. Das Aufnehmen dieser Teile geschieht in ähnlicher Weise wie vorher beschrieben. Die Anordnung der Sensortechnik 3 wie auch die Aufteilung und das Zuschaltschema sind so optimiert, daß für mehrere Sortimente kein Umrüsten der Greiftechnik erforderlich ist. Sind auch diese Teile in der Palette zusammen mit den Blechen, die hier als Zwischenlagen dienen, so wird die Palette mit einem Abschlußblech verschlossen. Dieses Abschlußblech wird genau wie das Lochblech aus einem entsprechenden Magazin entnommen und als letztes Blech in die Palette eingeführt. Unter Verwendung der Anschlagelemente б bringt der Greifer eine Schubkomponente auf, so daß die Endlage in die Verschlußeinrichtung der Palette einrastet und verschließt. Hiernach erfolgt die Wiederholung des beschriebenen Zyklusses wie in dieser oder abgewandelter Form in allen seinen Einzelheiten, die rechnergestützt programmiert sind.The gripper is now ready to perform further punctures. In our case, cylindrical sheet metal parts are now removed from another magazine. The recording of these parts is done in a similar manner as previously described. The arrangement of the sensor technology 3 as well as the distribution and the Zuschaltschema are optimized so that no conversion of gripping technology is required for several assortments. Are these parts in the pallet together with the sheets, which serve as intermediate layers, the pallet is closed with a cover plate. This end plate is taken just like the perforated plate from a corresponding magazine and inserted as the last sheet in the range. Using the stop elements б the gripper brings a thrust component, so that the end position engages and locks in the closure device of the pallet. Thereafter, the repetition of the cycle described as in this or modified form in all its details, which are programmed computer-aided.

Claims

invention claim

Electromagnetic multifunctional gripper for ferromagnetic material, characterized in that it is equipped with a pneumatic or hydraulically controlled separating system (5), with pneumatically or hydraulically operated stop elements (6) and a hydraulic surface adjustment system (7), and in that it its functions with a control technology provided, is freely programmable.

2. gripper according to item 1, characterized in that the electromagnets (2) are either or programmed as a unit or in groups.

3. Gripper according to item 1, characterized in that the magnetic force optionally placed in their size ІЙ ·

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