DE10059257C1 - Greiferschnellwechseleinrichtung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Greiferschnellwechseleinrichtung mit einer Flanscheinheit und einer Greifereinheit. Die Greifereinheit wird mittels Unterdruck von der Flanscheinheit angesaugt und dadurch an die Flanscheinheit angekoppelt. Auf diese Weise ist ein schneller und automatischer Wechsel der Greifereinheit möglich.

Description

Die Erfindung betrifft eine Greiferschnellwechselein­ richtung mit einer Flanscheinheit und einer Greifereinheit.

Zum Greifen von Werkstücken erfreuen sich in jüngster Vergangenheit Vakuumsauggreifer immer größerer Beliebtheit, da mit diesen Greifern die Werkstücke einerseits schonend ergriffen werden können, d. h. die Werkstücke werden beim Greifen weder verformt noch wird deren Oberfläche beschädigt. Andererseits können mit ein und demselben Greifer in beschränktem Rahmen unterschiedlich geformte Werkstücke bzw. Werkstücke mit unterschiedlichen Abmessungen ergriffen werden. Ändert sich jedoch das Gewicht oder die Form oder die Oberflächenstruktur des Werkstücks stark, so muss auch die Greifereinheit gewechselt und der entsprechende Vakuumsauggreifer verwendet werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Greifer­ schnellwechseleinrichtung bereitzustellen, mit der ein derartiger Wechsel der Greifereinheit schnell und ggf. auch automatisch durchführbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass bei einer Greiferschnellwechseleinrichtung mit einer Flanscheinheit und einer Greifereinheit die Flanscheinheit mit einer Flanscheinrichtung zur Befestigung an einem Handlingssystem und einer Deckplatte versehen ist, wobei die Greifereinheit eine Greiferplatte aufweist, die Deckplatte mittels eines ersten Unterdrucks an der Greiferplatte befestigbar ist und die Deckplatte und die Greiferplatte eine Durchführung für einen zweiten Unterdruck aufweisen, der zum Ansaugen eines Werkstücks dient.

Die erfindungsgemäße Greiferschnellwechseleinrichtung besteht also im Wesentlichen aus zwei Teilen, nämlich einer Flanscheinheit, welche an ein Handlingssystem anflanschbar ist, und einer Greifereinheit, welche auf das Werkstück bzw. auf die Werkstücke abgestimmt ist. Die Flanscheinheit besitzt eine Deckplatte und die Greifereinheit besitzt eine Greiferplatte, die beide die Schnittstelle bilden. Die Befestigung der Flanscheinheit an der Greifereinheit erfolgt mittels eines ersten Unterdrucks, der so gewählt ist, dass die Flanscheinheit sicher an der Greifereinheit hält. Der zweite Unterdruck, mit dem das Werkstück bzw. die Werkstücke angesaugt werden, wird über eine Durchführung in die Flanscheinheit geleitet. Mit der erfindungsgemäßen Greiferschnellwechseleinrichtung können große Leitungsquerschnitte realisiert werden.

Ein weiterer Vorteil wird darin gesehen, dass die Schnitt­ stelle zwischen der Flanscheinheit und der Greifereinheit relativ einfach ausgestaltet werden kann, da lediglich zwei Platten, nämlich die Greiferplatte und die Deckplatte gefügt werden müssen. Hierdurch ist auch ein automatisches Wechseln der Greifereinheit z. B. in Fertigungsstraßen möglich, wobei die zur Verfügung stehenden Greifereinheiten eines Gesamtsystems z. B. in einem Greiferbahnhof bereitgestellt werden können.

Neben dem preiswerten und einfachen Aufbau entfallen auch aufwendige mechanische Verriegelungen der Flanscheinheit an der Greifereinheit, da die Flanscheinheit mittels Unter­ druck an der Greifereinheit gehalten wird.

Bei einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass für den ersten und für den zweiten Unterdruck separate Unterdruckerzeuger vorgesehen sind. So wird z. B. für den ersten Unterdruck ein Ejektor verwendet, mit dem relativ hohe Unterdrücke aufgebaut werden können. Da der Raum zwischen der Deckplatte und der Greiferplatte relativ klein ist, muss der Unterdruckerzeuger kein großes Luftvolumen absaugen, so dass die Verbindung von Greifereinheit und Flanscheinheit unverzüglich nach dem Ansetzen der Flanscheinheit an die Greifereinheit erfolgt.

Der zum Ansaugen des Werkstücks erforderliche zweite Unterdruck wird mittels eines Unterdruckgebläses erzeugt, dessen Absaugvolumen um Potenzen größer ist als das des Ejektors. Betragsmäßig ist auch der zweite Unterdruck geringer als der erste Unterdruck.

Das Unterdruckgebläse ist in der Regel mittels eines flexiblen Unterdruckschlauches über einen Stutzen mit der Flanscheinheit der Greiferschnellwechseleinrichtung verbunden und der zweite Unterdruck wird mittels der Durchführung über die Flanscheinheit in die Greifereinheit eingeleitet. Auch der Druckerzeuger für den ersten Unterdruck, z. B. der Ejektor, ist am oder in der Flanscheinheit angeordnet und ist mit der Unterseite, insbesondere mit einem Spannraum an der Unterseite der Deckplatte, druckverbunden.

Dieser Spannraum an der Unterseite der Deckplatte ist mittels einer Dichtung abgegrenzt und kann nach dem Aufsetzen der Flanscheinheit auf die Greifereinheit, d. h. nach der Anlage der Deckplatte an die Greiferplatte evakuiert werden. Vorteilhafterweise besitzt dieser Spannraum eine große Fläche, so dass die Haltekraft (Unterdruck × Fläche) relativ groß ist.

Auch die Durchführung für den zweiten Unterdruck ist mit einer Dichtung umgrenzt, so dass dieser zweite Unterdruck verlustfrei von der Flanscheinheit in die Greifereinheit übergeleitet werden kann. Mit Vorzug ist die das Werkstück ansaugende Fläche der Greifereinheit so groß gewählt, dass das Produkt aus dem zweiten Unterdruck und dieser Ansaugfläche kleiner ist als das Produkt aus dem ersten Unterdruck mit der Spannfläche des Spannraumes. Sollte nun mit dieser Greiferschnellwechseleinrichtung ein Werkstück angesaugt werden, welches ein relativ hohes Gewicht aufweist, dann ist auf jeden Fall sichergestellt, dass die Greifereinheit nicht von der Flanscheinheit losgerissen wird.

Zur Überwachung des ersten und/oder des zweiten Unterdrucks sind Vakuumsensoren vorgesehen, die bei Unterschreiten eines vorgegebenen Mindestunterdrucks entweder ein Warnsignal auslösen oder eine Sicherheitsroutine einleiten.

Bei einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass zwischen der Flanscheinheit und der Greifereinheit eine Schnittstelle für Daten- und Energieleitungen vorgesehen ist. Somit kann nicht nur der zweite Unterdruck, sondern es können auch Daten hinsichtlich der Ansaugkräfte, welche z. B. aufgenommen wurden von Druckaufnehmern, Daten von Kameras usw. übertragen werden und es kann auch Energie z. B. zur Versorgung von Beleuchtungseinrichtungen und dergl. an die Greifereinheit übergeben werden.

Zur exakten Ankopplung der Greifereinheit an die Flanscheinheit ist an der Greiferplatte und/oder der Deckplatte eine Zentriereinrichtung vorgesehen. Diese Zentriereinrichtung wird von Vorsprüngen gebildet, die in entsprechende Aufnahmen am anderen Bauteil eingreifen. Derartige Vorsprünge sind z. B. zylindrische Schraubenköpfe, die in angefaste Bohrungen am anderen Bauteil eingreifen können. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die Greiferplatte lagerichtig an der Deckplatte anliegt und somit vor allem die Durchführung für den zweiten Unterdruck fehlerfrei passt.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Dabei können die in der Zeichnung dargestellten sowie in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Greiferschnellwechseleinrichtung;

Fig. 2 einen Schnitt II-II gemäß Fig. 1 durch die Greiferschnellwechseleinrichtung; und

Fig. 3 eine vergrößerte Wiedergabe des Ausschnitts III gemäß Fig. 2.

Die Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Greiferschnellwechseleinrichtung 10, die eine Flanschplatte 12 aufweist, mit der sie z. B. an einen Arm eines Handlingsystems 14 angeflanscht werden kann. In der Fig. 2 ist das Handlingsystem 14 lediglich schematisch dargestellt, wobei das Handlingsystem 14 mit einer Platte 16 versehen ist, die z. B. mit der Flanschplatte 12 verschraubt wird. Die Flanschplatte 12 ist Teil einer Flanscheinheit 18, und ist über Distanzstücke 20 mit einer Deckplatte 22 verbunden. An der Oberseite der Deckplatte 22 ist außerdem ein Vakuumanschluss 24 befestigt, an welchen ein flexibler Vakuumschlauch 26 angeschlossen ist. Dieser Vakuumschlauch 26 steht mit einem Vakuumgebläse 28 in Verbindung, welches einen zweiten Unterdruck aufbaut. Der erste Unterdruck wird von einem Ejektor 30 erzeugt, der ebenfalls auf der Oberseite der Deckplatte 22 montiert ist. Dieser Ejektor 30 steht über eine Leitung 32 mit einem Spannraum 34 pneumatisch in Verbindung, wobei der Spannraum 34 an der Unterseite der Deckplatte 22 vorgesehen ist. Dieser Spannraum 34 ist von einer ersten Dichtung 36 umgrenzt.

Der Vakuumanschluss 24 mündet in eine Vakuumdurchführung 38 in der Deckplatte 22, die ihrerseits mit einer Vakuumdurchführung 40 in einer Flanscheinheit 42 kommuniziert. Diese Flanscheinheit 42 weist im Wesentlichen eine Greiferplatte 44 auf, die an der Unterseite der Deckplatte 22 anliegt. An der Greiferplatte 44 ist eine Greifermatte 46 befestigt, über welche ein Werkstück 48 angesaugt werden kann.

Zum Befestigen der Greifereinheit 42 an der Flanscheinheit 18 wird die Deckplatte 22 auf die Greiferplatte 44 aufgesetzt und über den Ejektor 30 ein Unterdruck im Spannraum 34 aufgebaut. Zum korrekten Aufsetzen der Deckplatte 22 auf die Greiferplatte 44 ist an der Unterseite der Deckplatte 22 eine Zentriereinrichtung 50 vorgesehen, die in Fig. 3 näher dargestellt ist. Diese Zentriereinrichtung 50 besteht im Wesentlichen aus einer in die Unterseite der Deckplatte 22 eingeschraubten Schraube 52 mit einem Zylinderkopf 54, der in eine Aufnahme 56, welche in der Oberseite der Greiferplatte 44 vorgesehen ist, eingreift. Diese Aufnahme 56 kann von einem Einsatz 58 gebildet werden, der insbesondere aus einem verschleiß­ festen Material, z. B. Kunststoff besteht, und der an seinem offenen Ende angefast ist.

Zum Ansaugen des Werkstücks 48 wird mit dem Unterdruckgebläse 28 der zweite Unterdruck aufgebaut, der über den Vakuumanschluss 24 in die Greifereinheit 42 eingeleitet wird. Die beiden Vakuumdurchführungen 38 und 40 sind über eine zweite Dichtung 60 gegenüber der Umgebung abgedichtet, so dass aufgrund der großen Leitungsquer­ schnitte im Vakuumanschluss 24 und der Vakuumdurchführungen 38 und 40 sowie im Saugraum 62 der Greifereinheit 42 ein relativ großes Vakuumresorvoir aufgebaut werden kann.

Wird eine andere Greiferplatte benötigt, so werden das Unterdruckgebläse 28 und der Ejektor 30 abgeschaltet oder durch ein Ventil abgesperrt und der Spannraum 34 belüftet. Die Flanscheinheit 18 wird auf die gewünschte Greifereinheit aufgesetzt und mit dieser durch Entlüften des Spannraums 34 verbunden. Die Greiferplatten können sich z. B. in der Größe (Länge und Breite), in der Sauggreiferkonzeption (z. B. Einzelsauggreifer, Flächensauger usw.) oder im gesamten Greifsystem (mechanisch, magnetisch usw.) unterscheiden.

Mit der erfindungsgemäßen Greiferschnellwechseleinrichtung können wesentlich kürzere Wechselzeiten erzeugt werden und der Wechsel kann außerdem automatisch erfolgen. Außerdem kann eine sehr einfache, nicht präzise Schnittstelle verwendet werden.

Claims (12)

1. Greiferschnellwechseleinrichtung mit einer Flansch­ einheit (18) und einer Greifereinheit (42), wobei die Flanscheinheit (18) mit einer Flanscheinrichtung zur Befestigung an einem Handlingsystem (14) und einer Deckplatte (22) versehen ist und die Greifereinheit (42) eine Greiferplatte (44) aufweist und die Deck­ platte (22) mittels eines ersten Unterdrucks an der Greiferplatte (44) befestigbar ist und die Deckplatte (22) und die Greiferplatte (44) eine Durchführung (38, 40) für einen zweiten Unterdruck aufweisen, der zum Ansaugen eines Werkstücks (48) dient.

2. Greiferschnellwechseleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für den ersten und für den zweiten Unterdruck separate Unterdruckerzeuger vorgesehen sind.

3. Greiferschnellwechseleinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckerzeuger für den ersten Unterdruck ein beliebiger Unterdruckerzeuger, insbesondere ein Ejektor (30) ist.

4. Greiferschnellwechseleinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckerzeuger an oder in der Flanscheinheit (18) angeordnet und mit der Unterseite der Deckplatte (22), insbesondere einem Spannraum (34) druckverbunden ist.

5. Greiferschnellwechseleinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckerzeuger für den zweiten Unterdruck ein beliebiger Unterdruckerzeuger, insbesondere ein Unterdruckgebläse (28) ist.

6. Greiferschnellwechseleinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Unterdruck betragsmäßig größer ist als der zweite Unterdruck.

7. Greiferschnellwechseleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Unterseite der Deckplatte (22) ein Spannraum (34) vorgesehen und mittels einer Dichtung (36) abgegrenzt ist.

8. Greiferschnellwechseleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterdruckdurchführung (38, 40) mit einer Dichtung (60) umgrenzt ist.

9. Greiferschnellwechseleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Vakuumsensoren für den ersten und/oder zweiten Unterdruck vorgesehen sind.

10. Greiferschnellwechseleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Flanscheinheit (18) und der Greifereinheit (42) eine Schnittstelle für Daten- und Energieleitungen vorgesehen ist.

11. Greiferschnellwechseleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Greiferplatte (44) und/oder Deckplatte (22) eine Zentriereinrichtung (50) vorgesehen ist.

12. Greiferschnellwechseleinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentriereinrichtung (50) von Vorsprüngen gebildet wird, die in entsprechende Aufnahmen (56) am anderen Bauteil eingreifen.