-
Die
Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Steuern von Zustandsgrößen einer
pneumatische Unterdruckhandhabungseinrichtung, die mindestens einen
Unterdruckerzeuger und mindestens einen Greifer aufweist, wobei
die Einrichtung in dem Greifer angeordnet ist.
-
Außerdem betrifft
die Erfindung eine pneumatische Unterdruckhandhabungseinrichtung
mit mindestens einem Greifer und mindestens einem Unterdruckerzeuger,
wobei der oder jeder Greifer ein Leitungssystem und mindestens eine
Einrichtung zum Steuern von Zustandsgrößen in dem Greifer aufweist.
-
Unterdruckhandhabungseinrichtungen
der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bekannt
und werden sowohl im Bereich der manuellen Handhabung von Stückgütern als
auch in der Automatisierungstechnik eingesetzt. Eine Unterdruckhandhabungseinrichtung
besteht in der Regel aus einem Vakuumerzeuger, Ventiltechnik zum
Steuern des Vakuums und mindestens einem pneumatischen Flächengreifer.
Bei Bedarf kann auch Sensorik zur Überwachung des Vakuums vorgesehen
sein.
-
Die
Unterdruckerzeugung kann bspw. nach dem Venturi-Prinzip, durch ein
Gebläse
oder durch eine Saugpumpe erfolgen. Die Einrichtung zum Steuern
des Unterdrucks in dem Greifer ist bspw. als ein Ventil zur Steuerung
der Luft, insbesondere zum Umschalten des Greifers zwischen Saugen,
Abblasen und Stop, ausgebildet. Die Einrichtung zum Steuern der
Zustandsgrößen und
der Unterdruckerzeuger stehen über
das Leitungssystem miteinander in Verbindung.
-
Der
Unterdruckerzeuger, das Leitungssystem und die Einrichtung zum Steuern
der Zustandsgrößen können zu
einem Ejektor oder Kompaktejektor zusammengefasst sein. Außer diesen
Bauteilen umfasst ein Ejektor üblicherweise
einen Grundkörper,
in den eine Venturi-Düse
als Unterdruckerzeuger und das Leitungssystem integriert ist, und
bedarfsabhängig
einen Filter zur Reinigung der Saugluft, einen Schalldämpfer zur
Reduzierung des Geräusches
der Abluft und einen Druck- oder Vakuumschalter.
-
Ein
Vakuumschalter umfasst bspw. mindestens einen Sensor zum Erfassen
von Zustandsgrößen (z.
B. Unterdruck, Volumenstrom) des Greifers und eine Auswerteeinheit.
Der Vakuumschalter steht mit der Einrichtung zum Steuern der Zustandsgrößen des
Ejektors in Verbindung. Die aktuellen Werte der von einem Sensor
erfassten Zustandsgrößen werden auf
einer in das Gehäuse
des Vakuumschalters integrierte Anzeige ausgegeben. Die Anzeige
ist bspw. als ein LCD- oder LED-Bildschirm ausgebildet. Vakuumschalter
können
bspw. hinsichtlich Hysterese und Schaltpunkten programmiert werden.
Zur Programmierung sind an dem Gehäuse des Vakuumschalters geeignete
Eingabemittel, vorzugsweise mehrere Tasten, angeordnet. Aufgrund
der Anzeige und der Eingabemittel ist das Gehäuse eines bekannten Vakuumschalters
zwangsläufig
relativ großbauend.
Einer weiteren Miniaturisierung der Vakuumschalter und damit der
gesamten Handhabungseinrichtung sind also durch die Ablesbarkeit
der Anzeige und Bedienbarkeit der Eingabemittel enge Grenzen gesetzt.
-
Bei
den bekannten Unterdruckhandhabungseinrichtungen wird die Funktion
der einzelnen Greifer bzw. der gesamten Handhabungseinrichtung durch
ein zentrales Steuer-/bzw. Regelgerät gesteuert bzw. geregelt.
Die Kommunikationsverbindung zwischen der oder jeder Einrichtung
zur Steuerung des Luftflusses und dem Steuer-/bzw. Regelgerät ist durchweg
leitungsgebunden ausgebildet.
-
Insbesondere
bei Unterdruckhandhabungseinrichtungen mit einer Vielzahl von Ejektoren
ist der Verkabelungsaufwand für
die Kommunikationsverbindungen sehr groß, da von jedem einzelnen Ejektor eine
Kommunikationsleitung zu dem Steuer-/bzw. Regelgerät vorhanden
sein muss. Über
diese Leitungen werden aktuelle Ventilstellungen an das Steuer-/Regelgerät gemeldet
und Ansteuersignale an die Ventile übermittelt. Durch die große Anzahl
an Steuer- bzw. Kommunikationsleitungen wird zudem die Flexibilität der Handhabungseinrichtung
und die freie Bewegbarkeit des Greifers erheblich eingeschränkt.
-
Außerdem gestaltet
sich insbesondere bei Flächengreifern,
die aus vielen reihen- oder matrixartig angeordneten pneumatischen
Einzelgreifern zusammengesetzt sind, der Aus- und Einbau der Greifer
zu Wartungs- oder Reparaturzwecken aufgrund der notwendigen Unterbrechung
und anschließenden
Wiederherstellung der Kabelverbindungen äußerst kompliziert und zeitaufwendig.
Bei der Wiederherstellung der Kabelverbindungen birgt der enorme Verkabelungsaufwand
zudem die Gefahr, dass die Kommunikationsleitungen zwar an die richtigen
Greifer angeschlossen, aber nicht ordnungsgemäß kontaktiert werden, oder
aber an falsche Greifer angeschlossen werden.
-
Aus
der
DE 89 15 992 U1 ist
eine pneumatische Unterdruckhandhabungseinrichtung bekannt, die
einen Greifer mit einer Handhabe und einen Unterdruckerzeuger aufweist.
Zwar ist in dieser Druckschrift von einer drahtlosen Kommunikationsverbindung
die Rede. Diese ist dort jedoch zwischen der Handhabe und dem Unterdruckerzeuger
ausgebildet, um das zeitaufwendige und umständliche Einziehen eines Kabels
in den Saugschlauch zu vermeiden. In der Druckschrift werden also
lediglich Kabel innerhalb der Unterdruckhandhabungseinrichtung durch
drahtlose Kommunikationsverbindungen ersetzt.
-
Der
Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Einrichtung zum Steuern
von Zustandsgrößen einer
pneumatischen Unterdruckhandhabungseinrichtung der eingangs genannten
Art dahingehend auszugestalten und weiterzubilden, dass sie zum
einen möglichst
klein und kompakt ausgestaltet ist und zum anderen aber auch möglichst
gut bedienbar ist, insbesondere die Steuereinrichtung gut programmierbar
und die Zustandsgrößen gut
visualisierbar sind.
-
Zur
Lösung
dieser Aufgabe schlägt
die Erfindung ausgehend von der Steuereinrichtung der eingangs genannten
Art vor, dass die Einrichtung zum Steuern der Zustandsgrößen der
Unterdruckhandhabungseinrichtung eine Kommunikationsschnittstelle aufweist, über welche
die Einrichtung zum Steuern der Zustandsgrößen mit einem Visualisierungs- und/oder
Programmiergerät
in einer drahtlosen Kommunikationsverbindung steht.
-
Die
Einrichtungen zum Steuern der Zustandsgrößen sind bspw. als Ventile
zur Steuerung der Luft in dem Greifer ausgebildet. Bei der erfindungsgemäßen Unterdruckhandhabungseinrichtung ist
also ein Visualisierungs- und/oder Programmiergerät über eine
drahtlose Kommunikationsverbindung an die Steuerventile angeschlossen. Über die Kommunikationsverbindung
können
aktuelle Ventilstellungen an das Visualisierungs- und/oder Programmiergerät drahtlos übertragen
und auf diesem dargestellt werden. Ebenso können Ansteuersignale von dem
Visualisierungs- und/oder Programmiergerät über die Kommunikationsverbindung
an die Steuerventile drahtlos übertragen
werden.
-
Falls
eine drahtlose Kommunikationsverbindung zwischen dem Greifer und
einem Steuer-/Regelgerät
der pneumatischen Unterdruckhandhabungseinrichtung vorgesehen ist,
kann insbesondere bei Handhabungseinrichtungen mit mehreren Greifern
der Aufwand für
die Verkabelung zwischen den Steuerventilen der Ejektoren der Greifer
und dem Steuer-/Regelgerät
entscheidend verringert werden. Außerdem kann dadurch der Aufwand
für den
Aus- und Einbau der Steuerventile, der Ejektoren oder einer vollständigen Greifereinheit
im Rahmen von Wartungs- und Reparaturarbeiten deutlich reduziert
werden.
-
Gemäß einer
vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass
die Einrichtung zum Steuern der Zustandsgrößen der Unterdruckhandhabungseinrichtung
als ein Steuerventil eines Ejektors oder Kompaktejektors ausgebildet
ist.
-
Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Einrichtung zum Steuern der
Zustandsgrößen der
Unterdruckhandhabungseinrichtung als ein Belüftungsventil zum Umschalten
des Greifers zwischen Saugen und Abblasen ausgebildet ist.
-
Als
eine weitere Lösung
der Aufgabe der Erfindung wird ausgehend von der pneumatischen Unterdruckhandhabungseinrichtung
vorgeschlagen, dass die Unterdruckhandhabungseinrichtung mindestens
eine erfindungsgemäße Einrichtung
zum Steuern der Zustandsgrößen der
Unterdruckhandhabungseinrichtung aufweist.
-
Gemäß einer
vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass
der oder jeder Greifer mindestens einen Sensor zum Erfassen von Zustandsgrößen des
Greifers und eine Auswerteeinheit aufweist, an welche der Sensor
und die Einrichtung zum Steuern der Zustandsgrößen angebunden sind, wobei
der oder jeder Sensor und/oder die Auswerteeinheit der Unterdruckhandhabungseinrichtung über die
oder jede Kommunikationsschnittstelle mit dem Visualisierungs- und/oder
Programmiergerät
in einer drahtlosen Kommunikationsverbindung steht. Der mindestens
eine Sensor zum Erfassen von Zustandsgrößen (z. B. Unterdruck, Volumenstrom)
des Greifers und die Auswerteeinheit sind vorzugsweise in einem
Druck- oder Vakuumschalter zusammengefasst. Der Vakuumschalter steht
mit der mindestens einen Einrichtung zum Steuern der Zustandsgrößen in einer
Kommunikationsverbindung.
-
Mit
Hilfe der Erfindung können
die aktuellen Werte der von einem Sensor erfassten Zustandsgrößen über die
Kommunikationsverbindung an das Visualisierungs- und/oder Programmiergerät drahtlos übertragen
und auf einer in das Gehäuse
des Geräts integrierten
Anzeige ausgegeben werden. Die Anzeige ist bspw. als ein LCD- oder
LED-Bildschirm ausgebildet. Auch die Ausgabe der aktuellen Werte
der Zustandsgrößen über einen
Drucker, ein Abspeichern der Werte auf einem Speicherelement oder
in einem Speicher des Geräts
ist denkbar. Ebenso können
die Vakuumschalter bspw. hinsichtlich Hysterese und Schaltpunkten
mit Hilfe des Visualisierungs- und/oder Programmiergeräts programmiert
werden. Zur Programmierung werden Ansteuersignale für den Vakuumschalter
in das Gerät
eingegeben oder auf diesem generiert. Die Ansteuersignale werden über die
drahtlose Kommunikationsverbindung an den Vakuumschalter übertragen.
Mit dieser Weiterbildung kann auf die Anzeige und die Eingabemittel
an dem Gehäuse
des Vakuumschalters verzichtet werden. Ohne Beeinträchtigung
der Kommunikation zwischen einem Anwender und dem Vakuumschalter,
d. h. ohne Beeinträchtigung
der Ablesbarkeit der Anzeige und der Bedienbarkeit der Eingabemittel,
kann dieser somit wesentlich kleinbauender ausgebildet werden als
bisher möglich.
Zur Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahren muss der Vakuumschalter
lediglich über
eine entsprechende Kommunikationsschnittstelle verfügen.
-
Die
Kommunikationsverbindung zwischen dem Vakuumschalter und dem Visualisierungs- und/oder
Programmiergerät
kann uni- oder bidirektional ausgebildet sein. Bei einer unidirektionalen Kommunikationsverbindung
kann die empfangende Einheit bspw. durch Ausgabe eines optischen
oder akustischen Bestätigungssignals
einen erfolgreichen Empfang von aktuellen Werten bzw. von Ansteuersignalen
bestätigen.
-
Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Kommunikationsschnittstelle
als eine Infrarot-Schnittstelle, insbesondere nach dem IrDA-Standard,
ausgebildet ist. Sende- und Empfangskomponenten zur Realisierung
einer Infrarotverbindung werden bereits heute in großen Stückzahlen
und in nahezu beliebigen Ausführungsformen
hergestellt. Diese Komponenten können
an den jeweiligen Einsatzfall angepasst werden. Denkbar wäre auch
der Einsatz einer Ultraschallschnittstelle als Kommunikationsschnittstelle.
-
Alternativ
wird vorgeschlagen, dass die Kommunikationsschnittstelle als eine
Funk-Schnittstelle ausgebildet ist. Eine Funkverbindung hat gegenüber optischen
oder akustischen Verbindungen den Vorteil, dass kein unmittelbarer
Sichtkontakt zwischen den Kommunikationsschnittstellen des Greifers
und der entsprechenden Schnittstelle des Visualisierungs- und/oder
Programmiergeräts
bestehen muss.
-
Beim
Verbindungsaufbau kann jeder Kommunikationsverbindung zwischen Greifer
und Visualisierungs- und/oder Programmiergerät ein eigener Frequenzbereich
oder ein eigener Datenübertragungsrahmen
(CDMA, Code Division Multiple Access und/oder TDMA, Time Division
Multiple Access) innerhalb eines Frequenzbereichs zugeordnet werden.
Die Funkverbindung zwischen dem Greifer und dem Visualisierungs-
und/oder Programmiergerät kann über einen
oder mehrere Kanäle
erfolgen.
-
Der
Verbindungsaufbau kann automatisch oder manuell erfolgen. Falls
auf dem Visualisierungs- und/oder Programmiergerät eine geeignete Installations-Software
lauffähig
ist, kann das Gerät
bspw. einen manuellen Verbindungsaufbau unterstützen und nach dem Verbindungsaufbau
einen Funktionstest der neu aufgebauten Verbindung durchführen.
-
Gemäß einer
anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen,
dass die Kommunikationsschnittstelle Funksignale in einem Frequenzbereich
zwischen 2 und 3 Gigahertz empfängt
bzw. aussendet. Vorzugsweise erfolgt die Funkverbindung in einem
Frequenzbereich von etwa 2,45 Gigahertz. Dieser Frequenzbereich
ist für
den Einsatz in industriellen, wissenschaftlichen und medizinischen
Anwendungen reserviert worden (sog. ISM-Band for Industrial, Scientific
and Medical devices). In diesem Frequenzbereich gibt es deshalb relativ
wenige Störungen.
-
Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Kommunikationsschnittstelle
Funksignale mit einer Bandbreite bei bidirektionaler Datenübertragung von
mindestens 64.000 Bits pro Sekunde aussendet. Bei der bidirektionalen
Datenübertragung,
die auch als synchronous communication bezeichnet wird, kann die
Datenübertragung über die
Funkverbindung in beide Richtungen gleichzeitig erfolgen. Im Gegensatz
dazu erfolgt die Datenübertragung
bei einer unidirektionalen Datenübertragung,
die auch als asynchronous communication bezeichnet wird, nur in
eine Richtung über
die Funkverbindung. Bei einer unidirektionaler Datenübertragung
können über die
Funkverbindung Daten vorzugsweise mit bis zu 721 Kilobits pro Sekunde
in die eine Richtung und mit 57,6 Kilobits pro Sekunde in die andere
Richtung übertragen werden.
Falls gleich große
Datenübertragungsraten in
beide Richtungen gefordert sind, können die Daten mit bis zu 432,6
Kilobits pro Sekunde über
die Funkverbindung übertragen
werden.
-
In
einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Kommunikationsschnittstelle
als eine Funk-Schnittstelle nach dem BlueTooth-Standard ausgebildet
ist. Sende- und Empfangskomponenten zur Realisierung einer BlueTooth-Funkverbindung werden
bereits jetzt in großen
Stückzahlen
für die verschiedensten
Anwendungen hergestellt und sind sehr preiswert. Die Komponenten
sind äußerst kleinbauend
und können
ohne Probleme in den Sensorelementen bzw. in den Sauggreifern integriert
werden. Der Verbindungsaufbau erfolgt bei BlueTooth vollautomatisch,
so dass sich der Aus- und Einbau von Steuerventilen, von Ejektoren
oder vollständiger Greifereinheiten
sehr einfach gestaltet. Nach dem Einbau eines Steuerventils bzw.
Ejektors oder Greifers mit einer BlueTooth-Kommunikationsschnittstelle sendet diese
Signale aus und wird erkannt. Es wird eine Funkverbindung zwischen
dem neuen Steuerventil, Ejektor oder Greifer einerseits und dem
Steuer-/bzw. Regelgerät
andererseits vollautomatisch aufgebaut und der Funkverbindung ein
bestimmter Frequenzbereich oder ein bestimmter Datenübertragungsrahmen
innerhalb eines Frequenzbereichs zugeordnet.
-
Vorteilhafterweise
ist das Visualisierungs- und/oder Programmiergerät als ein Taschencomputer ausgebildet.
Ein solcher Taschencomputer wird auch als Personal Digital Assistant
(PDA) bezeichnet. Ein Taschencomputer mit integrierter Infrarot-Schnittstelle
wird bspw. unter der Bezeichnung "PalmPilot" von der Firma 3Com, USA vertrieben.
Auf einem integrierten Bildschirm des Taschencomputers können die
aktuellen Werte der Zustandsgrößen der Steuerventile
und/oder der Vakuumschalter ausgegeben werden. Über eine (virtuelle oder reelle)
Tastatur des Taschencomputers oder über Sprach- oder Handschriftenerkennung
können
Ansteuersignale für die
Steuerventile und/oder Hysteresen oder Schaltpunkte für die Vakuumschalter
eingegeben werden. Alternativ kann der Taschencomputer die Ansteuersignale
und/oder die Hysteresen oder Schaltpunkte auch selbsttätig berechnen.
Die eingegebenen oder berechneten Ansteuersignale, Hysteresen und Schaltpunkte
werden über
die drahtlose Kommunikationsverbindung von dem Taschencomputer an
die Steuerventile oder die Vakuumschalter übermittelt. Der Taschencomputer
kann zusätzlich
zu einem gesonderten Steuer-/Regelgerät vorgesehen werden. Es ist
aber auch denkbar, dass der Taschencomputer einerseits die Funktionen
des Steuer-/Regelgeräts übernimmt
und andererseits die aktuellen Werte der Zustandsgrößen des
Greifers ausgibt.
-
Vorteilhafterweise
ist dem oder jedem Greifer ein Ejektor zugeordnet, in dem der mindestens eine
Unterdruckerzeuger, das Leitungssystem und die mindestens eine Einrichtung
zum Steuern der Zustandsgrößen zusammengefasst
sind. Vorzugsweise ist dem oder jedem Greifer ein Vakuumschalter
zugeordnet, in dem der mindestens eine Sensor zum Erfassen von Zustandsgrößen und
die Auswerteeinheit zusammengefasst sind.
-
Des
weiteren wird vorgeschlagen, dass die Einrichtung zum Erfassen von
Zustandsgrößen einen Volumenstrommesser
umfasst.
-
Weitere
Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten
und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung
von Ausführungsbeispielen
der Erfindung, die in der Zeichnung dargestellt sind.
-
Es
zeigen:
-
1 eine
erfindungsgemäße Unterdruckhandhabungseinrichtung
gemäß einer
ersten bevorzugten Ausführungsform
in einer perspektivischen Ansicht; und
-
2 ein
Greifer einer erfindungsgemäßen Unterdruckhandhabungseinrichtung
gemäß einer zweiten
bevorzugten Ausführungsform
in einer schematischen Ansicht.
-
In 1 ist
eine erfindungsgemäße pneumatische
Unterdruckhandhabungseinrichtung, die auch als Vakuum-Handhabungseinrichtung
bezeichnet wird, in ihrer Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet.
Die Handhabungseinrichtung 1 weist einen stationären, mit
dem Untergrund verbundenen Pfeiler 2 auf, an dessen oberen
Ende ein Schwenkarm 3 um den Pfeiler 2 verschwenkbar
aufgehängt ist.
Der Schwenkarm 3 dient als Träger für einen insgesamt mit dem Bezugszeichen 4 bezeichneten Schlauch,
an dessen freiem Ende ein als Saugkasten ausgebildeter Greifer 5 über einen
Sauganschluss 6 festgelegt ist. Der Schlauch 4 besteht
aus einem druckfesten Schlauch 7 und einem Saug- oder Hebeschlauch 8,
der durch Unterdruck in Richtung eines Doppelpfeiles 9 verkürzbar oder
verlängerbar
ist.
-
Der
druckfeste Schlauch 7 ist über Laufrollen 10 an
der Unterseite des Schwenkarms 3 festgelegt. Das dem Pfeiler 2 zugewandte
Ende des druckfesten Schlauchs 7 ist über einen Anschluss 11 mit
einer Saugpumpe 12 gekoppelt, so dass die Saugpumpe 12 über den
druckfesten Schlauch 7 und den Hebeschlauch 8 den
Saugkasten 5 mit Unterdruck versorgen kann. Die Saugpumpe 12 wird
von einem Motor 14 angetrieben. Auf diese Weise kann über den Saugkasten 5 ein
mit dem Bezugszeichen 13 beispielhaft wiedergegebener Gegenstand
angesaugt und durch verkürzen
des Hebeschlauches 8 angehoben und transportiert werden.
Bei angehobenem Gegenstand 13 kann dieser von einem Arbeiter
leicht an jede beliebige Stelle innerhalb des Schwenkbereichs des
Schwenkarms 3 transportiert werden.
-
Die
Unterdruckhandhabungseinrichtung 1 weist eine Einrichtung 15 zum
Steuern des Unterdrucks auf, die bspw. als ein Ventil zur Steuerung
der Luft, insbesondere als ein Belüftungsventil ausgebildet ist.
Die Einrichtung 15 dient bspw. zum Umschalten des Greifers 5 zwischen
Saugen, Abblasen und Stop. Die Einrichtung 15 kann über eine
an dem Saugkasten 5 vorgesehene Handhabe 16 betätigt werden.
Dadurch kann der Unterdruck im Hebeschlauch 8 derart gesteuert
werden, dass sich der Hebeschlauch 8 verlängert oder
verkürzt,
so dass der Gegenstand 13 angehoben und an einer bestimmten Stelle
wieder abgesetzt werden kann. Der Unterdruck im Inneren des Hebeschlauchs 8 kann
so weit abgesenkt werden, dass der Saugkasten 5 den Gegenstand 13 loslässt. In
diesem Falle kann auch zusätzlich
die Unterdruckerzeugung gestoppt oder vermindert werden, was durch
geeignete Ansteuerung der Saugpumpe 12 bzw. des Antriebsmotors 14 geschieht.
Auch die Ansteuerung des Motors 14 erfolgt über die
Handhabe 16.
-
Des
weiteren ist ein Steuer-/Regelgerät 17 vorgesehen, das
den Unterdruck im Inneren des Hebeschlauches 8 in Abhängigkeit
von Befehlen, die von dem Arbeiter über die Handhabe 14 eingegeben werden,
gesteuert oder geregelt erhöht
bzw. erniedrigt. Die Befehle des Arbeiters werden leitungsgebunden
von der Handhabe 16 an das Steuer-/Regelgerät 17 übertragen.
Entsprechende Leitungen 22 verlaufen von der Handhabe 16 entlang
des Schlauchs 4 und entlang des Pfeilers 2, in
dessen unteren Bereich die Leitungen 22 austreten. Weitere Leitungen 23 verlaufen
zwischen dem Steuer-/Regelgerät 17 und
dem Motor 14 der Saugpumpe 12. Statt über Leitungen 22, 23 können die
Verbindungen alternativ auch drahtlos ausgebildet sein. In einem
solchen Fall sind die Verbindungen bspw. als Infrarot- oder als Funkverbindungen,
insbesondere nach dem BlueTooth-Standard
ausgebildet. Eine solche drahtlose Kommunikationsverbindung erlaubt
vorzugsweise eine Echtzeit-Datenübertragung.
Das bedeutet, dass die Datenübertragungsrate
ausreichend hoch sein sollte, um eine sichere und zuverlässige Steuerung-
bzw. Regelung des Unterdrucks zu ermöglichen.
-
Über die
Leitungen 22 zwischen der Handhabe 16 und dem
Steuer-/Regelgerät 17 können außer den
Befehlen des Arbeiters auch aktuelle Betriebszustände der
Handhabungseinrichtung 1 von dem Steuer/Regelgerät 17 an
die Handhabe 16 übertragen
werden, wo der Betriebszustand an den Arbeiter ausgegeben werden
kann.
-
Die
Einrichtung 15 steht über
eine Kommunikationsschnittstelle 24 mit einem Visualisierungs- und/oder
Programmiergerät 18 in
einer drahtloser Kommunikationsverbindung 26. Das Gerät 18 verfügt über eine
entsprechende Kommunikationsschnittstelle 25. Das Gerät 18 ist
bspw. als ein Personal Digital Assistant (PDA) ausgebildet. Es umfasst
einen Bildschirm 19 und Eingabemittel 20, die
als Tasten ausgebildet sind. Es ist denkbar, dass der Bildschirm 19 berührungssensitiv
ausgebildet ist und virtuelle Eingabemittel 21 auf dem
Bildschirm 19 abgebildet sind, die durch Drücken auf
die entsprechende Stelle des Bildschirms 19 aktiviert werden
können.
-
Über die
drahtlose Kommunikationsverbindung 26 kann die Einrichtung 15 zur
Steuerung des Unterdrucks von dem Gerät 18 aus direkt angesteuert
werden. Außerdem
kann die Stellung der Einrichtung 15 erfasst und über die
Verbindung 26 an das Gerät 18 übertragen
werden.
-
In
2 ist
ein Greifer
5 einer erfindungsgemäßen Unterdruckhandhabungseinrichtung
1 gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel
schematisch dargestellt. Der Greifer
5 ist als einer von
mehreren bspw. matrixartig oder in einer Reihe angeordneten Sauggreifern
der Unterdruckhandhabungseinrichtung
1 ausgebildet. Der
Greifer
5 weist als Unterdruckerzeuger einen Ejektor oder
Kompaktejektor auf. Der Aufbau und die Funktionsweise eines Ejektors
ist bspw. in der
DE
198 17 249 C1 bzw. in der
US 6,155,796 ausführlich beschrieben.
Auf diese beiden Druckschriften wird ausdrücklich Bezug genommen.
-
Der
Ejektor weist eine Venturi-Düse 28 und Steuerventile
als Einrichtung 15 zum Steuern des Unterdrucks in dem Greifer 5 auf.
Durch die Steuerventile 15 kann der Ejektor zwischen Saugen,
Abblasen und Stop umgeschaltet werden. In einer Saugen-Stellung
der Steuerventile 15 fließt über einen Arbeitskanal 27 ein
Luftstrom durch die Venturi-Düse 28,
der zu einem Unterdruck in einem Saugkanal 29 und zu einem
Ansaugen von Luft über
den Greifer 5 führt.
Der Arbeitskanal 27 und der Saugkanal 29 sind Teil
eines Leitungssystems des Ejektors. Über das Leitungssystem 27, 29 wird
der Unterdruck auch bis an den Sauggreifer 5 geleitet.
Statt durch die Venturi-Düse 28,
kann der Unterdruck in dem Saugkanal 29 auch durch ein
Mikrogebläse
o. ä. erzeugt
werden.
-
Der
Greifer 5 weist des weiteren ein Sensorelement 30 zum
Erfassen von Zustandsgrößen des Greifers 5 auf.
Zustandsgrößen des
Greifers 5 sind bspw. der in dem Arbeitskanal 29 aktuell
anliegende Unterdruck oder der aktuelle Volumenstrom durch den Arbeitskanal 29. Über die
Einrichtung 15 können die
Zustandsgrößen (z.
B. Unterdruck oder Volumenstrom) gesteuert werden. Schließlich umfasst
der Greifer 5 auch eine Auswerteeinheit 31 zum
Verarbeiten der Signale des Sensorelements 30 und zur Ansteuerung
der Steuerventile 15. Die Venturi-Düse 28, das Leitungssystem 27, 29 und
die Steuerventile 15 sind somit zu einem Ejektor zusammengefaßt. Das
Sensorelement 30 und die Auswerteeinheit 31 sind
zu einem Druck- oder Vakuumschalter zusammengefaßt.
-
Über die
Kommunikationsschnittstelle 24 des Greifers 5 stehen
die Steuerventile 15 zur Steuerung des Unterdrucks, das
Sensorelement 30 und die Auswerteeinheit 31 mit
dem Visualisierungs- und/oder Programmiergerät 18 in Verbindung. Über die
drahtlose Kommunikationsverbindung 26 ist es möglich, die
Steuerventile 15 direkt anzusteuern oder den Vakuumschalter
hinsichtlich seiner Hysterese und seiner Schaltpunkte zu programmieren.
Außerdem
können
die von dem Sensorelement 30 aufgenommenen aktuellen Zustandsgrößen des
Greifers 5 und die Stellungen der Steuerventile 15 über die
Verbindung 26 an das Gerät 18 übertragen
und dort ausgegeben werden.
-
Außerdem stehen
die Einrichtung 15 zur Steuerung des Unterdrucks, das Sensorelement 30 und
die Auswerteeinheit 31 über
die Kommunikationsschnittstelle 24 mit dem Steuer-/Regelgerät 17 in drahtloser
Kommunikationsverbindung 32. Das Steuer-/Regelgerät 17 verfügt über eine
entsprechende Kommunikationsschnittstelle 33. Über die
Verbindung 32 ist es möglich,
die komplette Datenübertragung
zwischen der Einrichtung 15, dem Sensorelement 30 und
der Auswerteeinheit 31 einerseits und dem Steuer-/bzw.
Regelgerät 17 andererseits
zur Steuerung bzw. Regelung des Unterdrucks abzuwickeln. Voraussetzung
ist allerdings, dass die Datenübertragungsrate
ausreichend hoch ist, um eine sichere und zuverlässige Steuerung- bzw. Regelung
des Unterdrucks zu ermöglichen.
-
Mit
Hilfe des Geräts 18 kann
außerdem
die Programmierung und Überwachung
des Ejektors und/oder des Vakuumschalters besonders komfortabel
und einfach gestaltet werden. Der Bildschirm 19 erlaubt
die Darstellung von kontextbezogenen Menüs. In einem Speicher des Geräts 18 können bestimmte Computerprogramme
abgelegt und bei Bedarf aufgerufen werden. Durch diese Programme kann
die Programmierung und Überwachung
des Ejektors oder des Vakuumschalters mit dem Visualisierungs- und/oder Programmiergerät entscheidend verbessert
werden. Der Verlauf der von den Sensorelementen 30 gemessenen
Zustandsgrößen des Greifers 5 kann
in verschiedenen Formaten auf dem Bildschirm 19 ausgegeben
werden. Es ist möglich, den
Verlauf der Zustandsgrößen auf
dem Gerät 18 auszuwerten
oder in dem Speicher abzulegen und bei Bedarf aufzurufen.
-
Das
Steuer-/Regelgerät 17 umfasst
ein Rechengerät,
das insbesondere als ein Mikroprozessor ausgebildet ist, zur Abarbeitung
eines Steuerprogramms. Das Steuerprogramm dient zur Steuerung/Regelung
des Unterdrucks. Es wird durch einen Startbefehl von einer übergeordneten
Robotersteuerung gestartet und generiert in Abhängigkeit von der auszuführenden
Vakuumfunktion und in Abhängigkeit
von durch die Sensorelemente 30 erfassten Zustandsgrößen Ansteuersignale
für die
Pumpe 12 bzw. für
die Steuerventile 15 der Ejektoren. Das Steuerprogramm
ist in einer Speicheranordnung des Steuer-/Regelgeräts 17 gespeichert,
die bspw. als ein Random-Access-Memory
(RAM), die als ein Read-Only-Memory (ROM) oder als ein Flash-Memory
ausgebildet ist. Zur Abarbeitung des Steuerprogramms wird dieses
entweder als Ganzes oder befehlsweise an den Mikroprozessor übertragen.