DE10028932A1

DE10028932A1 - Handhabungsgerät, Regeleinrichtung für ein Handhabungsgerät und Verfahren zur Regelung eines Handhabungsgerätes

Info

Publication number: DE10028932A1
Application number: DE2000128932
Authority: DE
Inventors: Ralf Heidelberg
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-06-16
Filing date: 2000-06-16
Publication date: 2001-12-20

Abstract

Ein Handhabungsgerät, das insbesondere zum schwebenden Halten von Gegenständen (44) geeignet ist, weist eine Aufnahmeeinrichtung (42) auf. Die Aufnahmeeinrichtung ist mit einer Betätigungseinrichtung (10, 12) verbunden. Die Betätigungseinrichtung (10) weist ein in einem Zylinder (18) angeordneten Kolben (20) sowie ein Spindel-Mutter-System (14, 16) auf. Durch einen Druckregler (24) kann die Rolle (14) in Drehung versetzt werden. Dies führt zu einem Heben oder Senken des Gegenstands (44). Zwischen einem Seil (12) und einer Aufnahmeeinrichtung (42) ist eine Fluiddruck-Messeinrichtung (32) angeordnet. In einem Kolbenraum (40) wird eine Druckänderung durch Änderung des Gewichts des Gegenstands (44) hervorgerufen. Die Druckänderung wird über eine Fluidleitung (48) an den Druckregler (24) übermittelt. Durch diesen wird der Druck in dem Kolbenraum (22) derart geregelt, dass der Gegenstand (44) schwebend gehalten ist, obwohl sich das Gewicht des Gegenstands (44) ändert.

Description

Die Erfindung betrifft ein Handhabungsgerät, insbesondere zum schwebenden Halten von Gegenständen. Die Erfindung betrifft ferner eine Regeleinrichtung für ein derartiges Handhabungsgerät sowie ein Verfahren zur Regelung eines derartigen Handhabungsgerätes.

Handhabungsgeräte sind beispielsweise Manipulatoren, die beispielsweise zur Unterstützung von Monteuren zum Heben schwerer oder großer Gegenstände eingesetzt werden. Derartige Manipulatoren weisen beispielsweise Hebelsysteme auf, die über einen oder mehrere Kolben bewegbar sind. Die Kolben, die im allgemeinen pneumatisch betätigt werden, bewirken somit eine Bewegung des Hebelsystems, d. h. der einzelnen Manipulatorarme. Einer der Manipulatorarme ist mit einer Aufnahmeeinrichtung, wie beispielsweise einem Greifer zur Aufnahme eines zu handhabenden Gegenstandes verbunden.

Zum Heben und Senken von Lasten sind ferner Handhabungsgeräte bekannt, die als Betätigungseinrichtung ein Spindel-Mutter- System aufweisen, wobei durch Drehen der Mutter ein Seil auf einer mit der Mutter fest verbundenen Rolle auf- und abgewickelt wird. Das Drehen der Mutter erfolgt durch Verschieben der Mutter auf der Spindel, wobei die Verschiebung durch einen beispielsweise mit Druckluft beaufschlagten Kolben erfolgt. Dies führt zwangsweise zum Drehen der Mutter.

Um ein Schweben bzw. Balancieren des durch das Handhabungsgerät getragenen Gegenstandes zu ermöglichen, ist das Kolben- Zylinder-System mit einem Druckregler, wie beispielsweise einem Membranregler oder einem Manosthat, verbunden. Mit Hilfe des Druckreglers wird der auf den Kolben wirkende Druck konstant gehalten. Wird ein auf das Gewicht des zu handhabenden Gegenstandes abgestimmter Druck eingestellt, so kann der Gegenstand in jeder beliebigen Höhenlage balanciert werden. Von dem Monteur muß der Gegenstand somit nicht getragen oder gehoben werden, sondern kann mit geringem Kraftaufwand in die gewünschte Position gebracht werden.

Sobald sich das Gewicht des zu handhabenden Gegenstandes während der Handhabung ändert, ist ein Balancieren des Gewichtes in beliebiger Höhenlage nicht mehr möglich, da der von dem Druckregler konstant gehaltene Druck nicht mehr mit dem Gewicht des Gegenstandes korrespondiert. Gewichtsänderungen des zu handhabenden Gegenstandes treten beispielsweise beim Handhaben von mit Flüssigkeiten, Schüttgut o. ä. gefüllten Behältern auf, wenn diese in schwebendem Zustand entleert werden. Zur Lösung dieses Problems ist es bekannt, an dem Druckregler mehrere Lastfälle festzulegen. An dem Druckregler sind beispielsweise Schalter für die Lastfälle 10 kg, 30 kg, 50 kg vorgesehen. Von dem Bediener muß entsprechend dem Füllgrad des Behälters der entsprechende Lastfall ausgewählt werden. Da es sich hierbei um konkrete Lastfälle, d. h. um konkrete Drücke, handelt, ist der zu handhabende Gegenstand in den Zwischenbereichen nicht ausbalanciert. In diesen Bereichen muß der Bediener eingreifen, um ein ungewolltes Heben oder Senken des Gegenstandes zu verhindern.

Anstelle der Vorgabe konkreter Lastfälle ist es ferner bekannt, eine Meßeinrichtung vorzusehen, um das sich ändernde Gewicht des zu handhabenden Gegenstandes kontinuierlich zu messen. Als Meßeinrichtungen werden Federsysteme vorgesehen. Die Längenänderung der Feder wird aufgenommen und in ein elektrisches Signal umgewandelt. Das elektrische Signal wird an den Druckregler übermittelt, so dass dieser den Druck dem geänderten Gewicht des Gegenstandes anpassen kann. Derartige Federsysteme sind aufwendig. Insbesondere wenn das Handhabungsgerät in Umgebungen eingesetzt werden soll, in denen aufgrund des Vorhandenseins leicht entzündlicher Stoffe entsprechende Sicherheitsvorkehrungen erforderlich sind, ist das Vorsehen elektrischer Systeme aufwendig, da hohe Sicherheitsstandards erfüllt werden müssen. Dies hat zur Folge, dass die Kosten für kontinuierliche Meßeinrichtungen hoch sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Handhabungsgerät bzw. eine Regeleinrichtung für ein Handhabungsgerät zu schaffen, mit der das kontinuierliche Messen einer Gewichtsänderung eines zu handhabenden Gegenstandes verbessert und vereinfacht ist. Es ist ferner Aufgabe der Erfindung, ein vereinfachtes Verfahren zur Regelung eines Handhabungsgeräts zu schaffen.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch ein Handhabungsgerät gemäß Patentanspruch 1, durch eine Regeleinrichtung gemäß Patentanspruch 9 sowie durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 11.

Der erfindungsgemäße Grundgedanke besteht darin, als Meßeinrichtung eine Fluiddruck-Meßeinrichtung vorzusehen, die einen dem Gewicht des Gegenstands entsprechenden Fluiddruck erzeugt. Somit ruft eine Gewichtsänderung des Gegenstandes eine Fluiddruckänderung hervor. Die Fluiddruckänderung wird an den Druckregler übermittelt, so dass dieser den Druck, durch den die Betätigungseinrichtung bewegt wird, an das geänderte Gewicht des Gegenstandes anpassen kann. Fluiddruck- Meßeinrichtungen, bei denen es sich beispielsweise um eine pneumatische oder hydraulische Wiegevorrichtung handelt, sind konstruktiv erheblich einfacher aufgebaut als elektrische bzw. elektronische Meßvorrichtungen mit Federn. Als Fluid kann eine geeignete, möglichst inkompressible Flüssigkeit, ein geeignetes Gas oder auch Vakuum verwendet werden.

Ein erfindungsgemäßes Handhabungsgerät, das insbesondere zum schwebenden Halten von Gegenständen geeignet ist, weist somit eine Aufnahmeeinrichtung, wie beispielsweise einen Greifer, zur Aufnahme des zu handhabenden Gegenstandes auf. Mit der Aufnahmeeinrichtung ist eine Betätigungseinheit zum Bewegen der Aufnahmeeinrichtung verbunden. Bei der Betätigungseinheit handelt es sich beispielsweise um ein Hebelsystem, das einen Manipulatorarm und einen Kolben aufweist. Durch Betätigen des Kolbens wird die Bewegung der Aufnahmeeinrichtung und damit des Gegenstandes durch Bewegen der einzelnen Hebel realisiert. Als Betätigungseinrichtung kann ferner ein Spindel-Mutter-System vorgesehen sein, wobei auf der Mutter bzw. auf einer mit der Mutter fest verbundenen Rolle ein Seil zum Heben und Senken des Gegenstands auf- und abwickelbar ist. Die Drehung der Mutter erfolgt mit Hilfe eines Kolbens, der die Mutter in axialer Richtung auf der Spindel verschiebt und damit ein Drehen der Mutter erzwingt.

Die Betätigungseinrichtung ist mit einem Druckregler verbunden. Durch Regeln des Drucks mittels des Druckreglers wird der Kolben der Aufnahmeeinrichtung mit Druck beaufschlagt und ruft ein Bewegen der Aufnahmeeinrichtung hervor. Unter Bewegen wird auch ein Halten des Gegenstandes in schwebendem bzw. balancierendem Zustand verstanden. Ferner weist das erfindungsgemäße Handhabungsgerät die erfindungsgemäße Fluiddruck-Meßeinrichtung auf, durch die eine Gewichtsänderung des Gegenstandes feststellbar und an den Druckregler übermittelbar ist.

Die Übermittlung der durch die Fluiddruck-Meßeinrichtung festgestellten Gewichtsänderung an den Druckregler kann über elektrische Leitungen erfolgen. Hierzu wird die Fluiddruckänderung, die der Gewichtsänderung entspricht, mittels eines Wandlers in ein elektrisches Signal umgewandelt. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Handhabungsgeräts erfolgt die Übermittlung des Meßergebnisses, d. h. die Übermittlung der Druckänderung, über ein Fluidleitung an den Druckregler. Somit wird der am Ausgang der Meßeinrichtung bestehende Druck direkt oder über zwischengeschaltete Druckverstärker an den Druckregler weitergeleitet. Das Vorsehen von elektrischen Leitungen ist hierbei nicht erforderlich. Dies hat den Vorteil, dass das erfindungsgemäße Handhabungsgerät auch in Räumen eingesetzt werden kann, in denen beispielsweise aufgrund der Verarbeitung leicht entflammbarer Materialien erhöhte Sicherheitsanforderungen erfüllt werden müssen.

Vorzugsweise ist in der Fluidleitung ein mit der Aufnahmeeinrichtung verbundener Drucksensor vorhanden. Der Drucksensor ist so aufgebaut, dass er den unbelasteten Zustand der Aufnahmeeinrichtung feststellt. Die Aufnahmeeinrichtung ist dann unbelastet, wenn der von der Aufnahmeeinrichtung gehaltene Gegenstand nicht mehr in der Luft hängt, sondern sich gegenüber dem Boden oder einem anderen Gegenstand abstützt. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn ein in eine Autokarosserie einzubauender Gegenstand in der richtigen Lage des Fahrzeugs angeordnet und fixiert ist. Erst in dieser Lage des Gegenstandes wird die Aufnahmeeinrichtung durch den in der Fluidleitung vorhandenen Drucksensor freigegeben. Hierdurch ist vermieden, dass ein noch schwebender Gegenstand von der Aufnahmeeinrichtung freigegeben werden kann und herunterfällt.

Der Drucksensor stellt den unbelasteten Zustand dadurch fest, dass in der Fluidleitung beispielsweise annähernd Umgebungsdruck herrscht. Ebenso kann beispielsweise ein vorgegebener Grunddruck, der im Neutralzustand stets in der Fluidleitung herrscht, mit dem momentanen Fluiddruck verglichen werden, um festzustellen, ob sich die Aufnahmeeinrichtung in unbelastetem Zustand befindet. Entsprechend ist dies auch möglich, wenn als Fluid Vakuum eingesetzt wird.

Vorzugsweise handelt es sich bei der Aufnahmeeinrichtung um eine pneumatische oder hydraulische Aufnahmeeinrichtung und bei dem Drucksensor um ein Ventil. Das Ventil ist dermaßen gesteuert, dass, wenn sich der Fluiddruck in der Fluidleitung von dem Grunddruck unterscheidet, dieser unmittelbar auch an der pneumatischen oder hydraulischen Aufnahmeeinrichtung anliegt und ein Öffnen der Aufnahmeeinrichtung verhindert. Da auch diese Steuerung erfindungsgemäß keine elektrischen Bauteile aufweist, ist diese Ausführungsform in Bereichen mit erhöhter Sicherheitsanforderung einsetzbar, ohne dass hierbei hohe Kosten für die Absicherung entsprechender elektrischer Vorrichtungen entstehen.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform, die insbesondere bei Handhabungsgeräten mit einem Spindel-Mutter- Antrieb einsetzbar ist, handelt es sich bei der Fluid- Meßeinrichtung um ein beispielsweise in dem Seil integriertes Kolben-/Zylinder-System. Hierbei ist der Kolben oder der Zylinder mit der Aufnahmeeinrichtung und der Zylinder bzw. der Kolben mit der Betätigungseinrichtung, d. h. über das Seil, beispielsweise mit dem Spindel-Mutter-System verbunden. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass sie auch in bestehenden Handhabungsgeräten einfach nachgerüstet werden kann. Es ist hierzu lediglich erforderlich, das Kolben-/Zylinder-System, das als Fluiddruck-Meßeinrichtung dient, z. B. in dem Seil oder zwischen der Aufnahmeeinrichtung und der Betätigungseinrichtung anzuordnen und anschließend das Kolben-/Zylinder-System mit dem Druckregler zu verbinden.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform handelt es sich um ein Handhabungsgerät mit Hebelsystem, dessen Betätigungseinrichtung eine Kolbeneinheit mit einem Kolbenraum und einem Zylinderraum aufweist. Der Zylinderraum der Kolbeneinheit ist mit dem Druckregler verbunden. Der Kolbenraum dient als Meßeinrichtung. Dies bedeutet, dass keine gesonderte Meßeinrichtung, beispielsweise in Form eines zusätzlichen Kolben-/Zylinder-Systems, vorgesehen ist, sondern die Meßeinheit direkt in den vorhandenen Kolbenraum integriert ist. Hierzu wird der in dem Kolbenraum bestehende Druck gemessen und an den Druckregler übermittelt. Bei einer Gewichtsänderung des zu handhabenden Gegenstandes ändert sich der Druck in dem Kolbenraum. Da die Änderung des Fluiddrucks an den Druckregler übermittelt wird, kann der Druckregler unmittelbar auf die Gewichtsänderung reagieren und den in dem Zylinderraum vorhandenen Druck entsprechend an das neue Gewicht des Gegenstandes anpassen. Vorzugsweise sind auch bei dieser Ausführungsform des Handhabungsgerätes die vorstehend beschriebenen vorteilhaften Ergänzungen vorsehbar.

Gegenstand der Erfindung ist unabhängig von dem Handhabungsgerät ferner eine Regeleinrichtung, die für Handhabungsgeräte, insbesondere zum schwebenden Halten von Gegenständen, geeignet ist. Die Regeleinrichtung weist einen Druckregler zur Regelung einer Betätigungseinrichtung auf. Ferner ist als Meßeinrichtung zur Bestimmung einer Gewichtsänderung des Gegenstandes eine Fluiddruck- Meßeinrichtung vorgesehen, die einen dem Gewicht des Gegenstandes entsprechenden Fluiddruck erzeugt, so dass eine Gewichtsänderung des Gegenstandes eine Fluiddruckänderung hervorruft. Die Fluiddruckänderung wird an den Druckregler übermittelt. Die erfindungsgemäße Regeleinrichtung weist somit denselben erfinderischen Grundgedanken auf, als Meßeinrichtung eine Fluiddruck-Meßeinrichtung vorzusehen.

Vorzugsweise ist bei der Regeleinrichtung zur Übermittlung des Meßergebnisses der Fluiddruck-Meßeinrichtung eine Fluidleitung vorgesehen, die, wie vorstehend beschrieben, mit dem Druckregler verbunden ist. Ferner weist die Regeleinrichtung vorzugsweise in der Fluidleitung einen Drucksensor, der als Ventil ausgebildet sein kann, sowie ggf. ein Sperrventil auf. Diese funktionieren entsprechend, wie vorstehend anhand des Handhabungsgerätes beschrieben.

Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren zur Regelung eines Handhabungsgeräts zum schwebenden Halten von Gegenständen. Zu Beginn eines Handhabungsvorgangs wird von Hand durch einen Bediener an dem Druckregler ein zu einem Grundgewicht korrespondierender Grunddruck eingestellt. Bei dem Grundgewicht handelt es sich beispielsweise um das Gewicht eines leeren Behälters, der in schwebendem Zustand befüllt werden soll. Ebenso kann es sich bei dem Grundgewicht um das Gewicht des vollen Behälters handeln, der in schwebendem Zustand entleert werden soll. Der Grunddruck kann entweder von einem Bediener per Hand eingestellt werden oder von dem Handhabungsgerät automatisch, beispielsweise aus einer Datenbank ausgelesen werden. Hierzu ist beispielsweise eine Lesevorrichtung vorgesehen, durch die das Handhabungsgerät selbständig die Art des zu handhabenden Gegenstandes erkennt. Hierzu kann der entsprechende Gegenstand beispielsweise mit einem Barcode o. ä. versehen sein.

Im nächsten Schritt wird die Betätigungseinheit automatisch mit dem Grunddruck beaufschlagt. Während der Handhabung des Gewichts wird eine Fluiddruckänderung an einer mit der Betätigungseinheit verbundenen Fluiddruck-Meßeinrichtung, die aufgrund einer Gewichtsänderung des Gegenstandes auftritt, gemessen. Diese Messung kann in vorgegebenen Zeitabständen oder kontinuierlich erfolgen. Die gemessene Fluiddruckänderung wird an den Druckregler übermittelt. Aufgrund der übermittelten Fluiddruckänderung paßt der Druckregler automatisch den Grunddruck an das geänderte Gewicht des Gegenstands an.

Die Übermittlung der Fluiddruckänderung kann beispielsweise in Form eines elektrischen Signals erfolgen. Vorzugsweise wird der Druckregler unmittelbar durch die Fluiddruckänderung gesteuert, so dass ein Zwischenschalten elektrischer Leitungen u. dgl. nicht erforderlich ist.

Vorzugsweise wird eine Aufnahmeeinrichtung, wie ein Greifer, durch den an der Fluiddruck-Meßeinrichtung gemessenen Druck derart gesteuert, dass ein Betätigen der Aufnahmeeinrichtung, d. h. beispielsweise ein Lösen des von der Aufnahmeeinrichtung gehaltenen Gegenstandes, nur in unbelastetem Zustand möglich ist. Vorzugsweise ist hierzu eine pneumatische oder hydraulische Aufnahmeeinrichtung vorgesehen. Zusätzlich kann ein plötzlicher Druckabfall in einer zwischen der Fluid- Meßeinrichtung und dem Druckregler angeordneten Fluidleitung gemessen werden und die Verbindung zwischen der Meßeinrichtung und dem Druckregler bei plötzlichem Druckabfall unterbrochen werden. Dies hat den Vorteil, dass bei Beschädigung der Fluidleitung keine falschen Druckänderungen an den Druckregler übermittelt werden. Dies würde zu ungewollter Regelung der Betätigungseinrichtung durch den Druckregler führen.

Das erfindungsgemäße Handhabungsgerät, die Regeleinrichtung und das Verfahren können auf den unterschiedlichsten technischen Gebieten, wie beispielsweise in der Automobilindustrie, der Chemischen Industrie etc., eingesetzt werden. Insbesondere ist auch ein Einsatz in der Medizintechnik möglich, um kraftfrei medizinische Instrumente oder Regeleinrichtungen, wie z. B. Fluidregler, zu handhaben oder zu steuern.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer ersten Ausführungsform der Erfindung und

Fig. 2 eine schematische Ansicht einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform handelt es sich um ein Handhabungsgerät mit einem Spindel-Mutter-System 10, durch das ein Seil 12 auf einer mit Rillen versehenen Rolle 14 auf- und abwickelbar ist. Die dargestellte Betätigungseinrichtung umfaßt in dieser Ausführungsform somit das Spindel-Mutter-System 10 und das Seil 12.

Das Spindel-Mutter-System 10 weist eine Spindel 16 auf, auf der die mit einer Mutter fest verbundenen Rolle 14 in Fig. 1 horizontal bewegbar ist. Bei einer Bewegung der Rolle 14 in Fig. 1 nach links erfolgt eine Drehung der Rolle 14, so dass das Seil 12 von der Rolle abgewickelt wird. Dementsprechend wird bei einer Bewegung der Rolle 14 nach rechts in Fig. 1 das Seil auf die Rolle 14 aufgewickelt. Zum Betätigen der Rolle 14 ist die Spindel 16 zusammen mit der Rolle 14 in einem Zylinder 18 untergebracht, in dem ein Kolben 20 vertikal verschiebbar ist. Das Verschieben des Kolbens 20 erfolgt durch in einem Kolbenraum 22 aufgebauten Druck. Bei einer Erhöhung des Drucks in dem Kolbenraum 22 wird der Kolben 20 nach links bewegt. Die Bewegung des Kolbens 20 wird über ein Axialkugellager 23 auf die Rolle 14 bzw. die mit der Rolle 14 fest verbundene Mutter übertragen.

Der Druckaufbau in der Kolbenkammer 22 erfolgt durch einen Druckregler 24. Bei dem Druckregler 24 handelt es sich um einen Membranregler oder ein Manosthat. Der Druckregler 24 ist über eine Leitung 26 mit einem Drucksystem, wie beispielsweise einem in der Fertigung üblicherweise vorhandenen Druckluftsystem, verbunden. Durch den Druckregler 24, der über eine Leitung 28 mit dem Kolbenraum 22 verbunden ist, wird ein konstanter Druck in dem Kolbenraum 22 aufrechterhalten. Der erforderliche Druck, um einen Gegenstand zu balancieren, kann über einen Regelknopf 30 an dem Druckregler 24 eingestellt werden.

Mit dem Seil 12 ist eine Fluiddruck-Meßeinrichtung 32 verbunden. Bei der dargestellten Ausführungsform handelt es sich bei der Fluiddruck-Meßeinrichtung 32 um ein Kolben- /Zylinder-System mit einem Zylinder 34, in dem ein Kolben 36 vertikal verschiebbar angeordnet ist. Oberhalb des Kolbens 36 ist ein Zylinderraum 38 und unterhalb des Kolbens 36 ein Kolbenraum 40 ausgebildet. Der Kolben 36 ist mit einer Aufnahmeeinrichtung 42, bei der es sich im dargestellten Ausführungsbeispiel um einen einfachen Haken handelt, verbunden. Der Zylinder 34 ist mit dem Seil 12 verbunden.

An der Aufnahmeeinrichtung 42 ist der zu handhabende Gegenstand 44 mittels eines Seils 46 befestigt. Bei dem Gegenstand 44 handelt es sich beispielsweise um einen Behälter für Flüssigkeiten oder Schüttgut.

Mit dem Kolbenraum 40 ist eine Fluidleitung 48 verbunden. Das andere Ende der Fluidleitung 48 ist mit dem Druckregler 24 verbunden. Somit wird der in dem Kolbenraum 40 herrschende Druck über die Fluidleitung 48 unmittelbar an den Druckregler 24 übermittelt. Bei einer Änderung des Drucks in dem Kolbenraum 40 aufgrund einer Gewichtsänderung des Gegenstandes 40 durch Füllen oder Leeren des Behälters wird mit Hilfe des Druckreglers 24 der in dem Kolbenraum 22 herrschende Druck entsprechend dem neuen Gewicht des Gegenstandes 44 angepaßt. Diese Anpassung kann bei Verwenden eines geeigneten Manosthats als Druckregler 24 unmittelbar erfolgen. Dies bedeutet, dass die Regelung des Drucks in der Kolbenkammer 22 unmittelbar über den Druck in der Fluidleitung 48 erfolgt. Ein Umwandeln des Drucks in ein elektrisches Signal o. ä. ist nicht erforderlich, da die Steuerung einer in dem Manosthat vorgesehenen Membran unmittelbar durch den in der Fluidleitung 48 herrschenden Druck als Stellgröße erfolgen kann.

In der Druckleitung 48 ist ferner ein als Drucksensor dienendes Ventil 50 vorgesehen. Das Ventil 50 ist mit einer Fluidleitung 52 verbunden, die zu einer pneumatischen oder hydraulischen Aufnahmeeinrichtung wie einem Greifer, der anstelle des dargestellten Hakens 42 vorgesehen sein kann, führt. Über die Fluidleitung 52 wird der in der Fluidleitung 48 herrschende Druck an die Aufnahmeeinrichtung übermittelt. Durch einen entsprechend vorgesehenen pneumatischen oder hydraulischen Schalter an der Aufnahmeeinrichtung kann sichergestellt werden, dass die Aufnahmeeinrichtung erst dann betätigt werden kann, wenn sich die Aufnahmeeinrichtung in unbelastetem Zustand befindet. Wenn das in dem in sich geschlossenen System der Meßeinrichtung 32 und der Fluidleitung 48 vorhandene Medium in unbelastetem Zustand Umgebungsdruck hat, bedeutet dies, dass die Aufnahmeeinrichtung nur betätigbar ist, wenn in der Fluidleitung 52 und damit auch in der. Fluidleitung 48 Umgebungsdruck bzw. annähernd Umgebungsdruck herrscht.

Ferner ist in der Fluidleitung 48 ein Sperrventil 54 vorgesehen. Durch das Sperrventil ist sichergestellt, dass bei einem, plötzlichen Druckabfall, der beispielsweise durch ein Beschädigen der Fluidleitung 48 hervorgerufen werden kann, die Verbindung zwischen der Meßeinrichtung 32 und dem Druckregler 24 unterbrochen wird. Hierdurch ist vermieden; dass eine Druckänderung, die nicht aufgrund einer Gewichtsänderung des Gegenstandes 44 hervorgerufen ist, an den Druckregler 24 übermittelt wird. Das Sperrventil 54 ist vorzugsweise nahe an dem Druckregler 24 angeordnet. Da zumindest ein Teil der Fluidleitung 48 flexibel sein muß, ist das Sperrventil 54 vorzugsweise zwischen einem flexiblen und einem starren Teil der Fluidleitung 48 angeordnet, da insbesondere die flexibel ausgebildete Fluidleitung beim Heben und Senken des Gegenstands 44 beschädigt werden kann.

Anstatt die Meßeinrichtung 32 zwischen dem Seil 12 und der Aufnahmeeinrichtung 42 anzuordnen, kann die Meßeinrichtung auch in dem Zylinder 18 in Fig. 1 links von dem Kolben 20 vorgesehen sein. Hierzu ist dieser Zylinderraum direkt mit der Fluidleitung 48 und diese mit dem Druckregler 24 verbunden. Die Regelung erfolgt sodann entsprechend dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel. Als Fluid wird hierbei vorzugsweise ein Vakuum eingesetzt.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform sind die der Fig. 1 entsprechenden Teile mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Bei der dargestellten Ausführungsform handelt es sich um einen Manipulator, dessen Manipulatorarm 60 über ein Zylinder-/Kolben-System 58 mit einem in einem Zylinder 62 angeordneten Kolben 64 bewegbar ist. Die dargestellte Betätigungseinrichtung umfaßt in diesem Ausführungsbeispiel somit das Zylinder-/Kolben-System 58 und den Manipulatorarm 60. Hierzu ist der Kolben 64 über eine Kolbenstange 66 und ein Gelenk 68 mit dem Manipulatorarm 60 verbunden. Der Manipulatorarm ist an einem starren Träger 70 um einen Drehpunkt 72 drehbar gelagert. Ein Bewegen des Kolbens 64 führt somit zum Heben und Senken des Gegenstandes 44.

Ein Zylinderraum 74 ist entsprechend dem Kolbenraum 22 (Fig. 1) über eine Leitung 28 mit dem Druckregler 24 verbunden. Die Bewegung des Kolbens 64 erfolgt entsprechend der Bewegung des Kolbens 20 in dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel.

Anstelle einer gesonderten Meßeinrichtung 32 (Fig. 1) ist die Meßeinrichtung in dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel in einen Kolbenraum 76 integriert. Hierzu ist der Kolbenraum 76 über die Fluidleitung 48 mit dem Druckregler 24 verbunden. Eine Druckänderung in dem Kolbenraum 76 wird somit unmittelbar an den Druckregler 24 übermittelt. Somit kann eine Gewichtsänderung des Gegenstandes 44, die zu einer Druckänderung in dem Kolbenraum 76 führt, unmittelbar festgestellt werden. Die Druckänderung wirkt unmittelbar auf die Membran des Manosthats ein und bewirkt somit eine Druckänderung in dem Zylinderraum 74, so dass der Gegenstand 44 weiterhin in schwebendem Zustand gehalten wird, obwohl sich sein Gewicht geändert hat.

Entsprechend der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform kann bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform ebenfalls ein als Drucksensor dienendes Ventil 50 sowie ein Sperrventil 54 vorgesehen sein.

Claims

1. Handhabungsgerät, insbesondere zum schwebenden Halten von Gegenständen (44) mit
einer Aufnahmeeinrichtung (42) zur Aufnahme eines zu handhabenden Gegenstandes (44),
einer mit der Aufnahmeeinrichtung (42) verbundenen Betätigungseinheit (10, 12; 58, 60) zum Bewegen der Aufnahmeeinrichtung (42),
einem mit der Betätigungseinrichtung (10, 12; 58, 60) verbundenen Druckregler (24), wobei durch Regeln des Drucks die Aufnahmeeinrichtung (42) bewegbar ist, und
einer Meßeinrichtung (32; 76) zur Bestimmung einer Gewichtsänderung des zu handhabenden Gegentandes (44) wobei das Meßergebnis an den Druckregler (24) übermittelt wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Meßeinrichtung (32; 76) eine Fluiddruck- Meßeinrichtung ist, die einen dem Gewicht des Gegenstandes (44) entsprechenden Fluiddruck erzeugt, so daß eine Gewichtsänderung des Gegenstandes (44) eine Fluiddruckänderung hervorruft.

2. Handhabungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Übermittlung des Meßergebnisses eine Fluidleitung (48) vorgesehen ist.

3. Handhabungsgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Fluidleitung (48) ein mit der Aufnahmeeinrichtung (42) verbundener Drucksensor (50) vorhanden ist, der den unbelasteten Zustand der Aufnahmeeinrichtung (42) feststellt.

4. Handhabungsgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine pneumatische oder hydraulische Aufnahmeeinrichtung (42) vorgesehen ist, die mit dem als Ventil ausgebildeten Drucksensor (50) verbunden ist, so dass die Aufnahmeeinrichtung (42) nur in unbelastetem Zustand betätigbar ist.

5. Handhabungsgerät nach einem der Ansprüche 2-4, dadurch gekennzeichnet, dass in der Fluidleitung. (48) ein Sperrventil (54) vorgesehen ist, das bei einem plötzlichen Druckabfall die Verbindung zwischen der Meßeinrichtung (32; 76) und dem Druckregler (24) unterbricht.

6. Handhabungsgerät nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluiddruck-Meßeinrichtung (32) ein Kolben-/Zylindersytem ist, wobei der Kolben (36) oder der Zylinder (34) mit der Aufnahmeeinrichtung (42) und der Zylinder. (34) bzw. der Kolben (36) mit der Betätigungseinheit (10, 12) verbunden ist.

7. Handhabungsgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidleitung (48) mit dem Kolbenraum (40) verbunden ist.

8. Handhabungsgerät nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinrichtung (58, 60) eine Kolbeneinheit (58) mit Kolbenraum (76) und Zylinderraum (74) aufweist, wobei der Zylinderraum (74) mit dem Druckregler (24) verbunden ist, und der Kolbenraum (76) als Meßeinrichtung dient, so dass die Meßergebnisse von dem Kolbenraum (76) der Kolbeneinheit (58) an den Druckregler (24) übermittelt werden.

9. Regeleinrichtung für ein Handhabungsgerät, insbesondere zum schwebenden Halten von Gegenständen (44), mit
einem Druckregler (24) zur Regelung einer Betätigungseinheit (10, 12; 58, 60), die den Gegenstand (44) hält, und
einer Meßeinrichtung (32; 76) zur Bestimmung einer Gewichtsänderung des Gegenstandes (44); wobei das Meßergebnis an den Druckregler (24) übermittelt wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Meßeinrichtung (32; 76) eine Fluiddruck- Meßeinrichtung ist, die einen dem Gewicht des Gegenstandes (44) entsprechenden Fluiddruck erzeugt, so daß eine Gewichtsänderung des Gegenstandes (44) eine Fluiddruckänderung hervorruft.

10. Regeleinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zur Übermittlung des Meßergebnisses eine Fluidleitung (48) vorgesehen ist.

11. Verfahren zur Regelung eines Handhabungsgeräts zum schwebenden Halten von Gegenständen (44), mit den Schritten:

- Einstellen eines zu einem Grundgewicht korrespondierenden Grunddrucks an einem Druckregler (24),
- Beaufschlagen einer Betätigungseinheit (10, 12; 58, 60) mit dem Grunddruck,
- Messen einer Fluiddruckänderung an einer mit der Betätigungseinheit (10, 12; 58, 60) verbundenen Fluiddruck-Meßeinrichtung (32; 76) aufgrund einer Gewichtsänderung des Gegenstandes (44)
- Übermitteln der Fluiddruckänderung an den Druckregler (24) und
- Anpassen des Grunddrucks an das geänderte Gewicht des Gegenstands (44).

12. Verfahren nach Anspruch 11, bei welchem der Druckregler (24) unmittelbar durch die Fluiddruckänderung gesteuert wird.

13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, bei welchem eine vorzugsweise pneumatische oder hydraulische Aufnahmeeinrichtung (42) durch den an der Fluiddruck- Meßeinrichtung (32; 76) gemessenen Druck derart gesteuert wird, dass ein Betätigen der Aufnahmeeinrichtung (42) nur in unbelastetem Zustand möglich ist.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11-13, bei welchem bei plötzlichem Druckabfall in einer zwischen der Fluiddruck- Meßeinrichtung (32; 76) und dem Druckregler (24) angeordneten Fluidleitung (48) die Verbindung zwischen der Meßeinrichtung (32; 76) und dem Druckregler (24) unterbrochen wird.