DE102006013970B4

DE102006013970B4 - Unterdruckflächengreifvorrichtung

Info

Publication number: DE102006013970B4
Application number: DE102006013970A
Authority: DE
Inventors: Kurt Dr. Schmalz; Thomas Eisele; Leonhard Harter
Original assignee: J Schmalz GmbH
Current assignee: J Schmalz GmbH
Priority date: 2006-03-15
Filing date: 2006-03-15
Publication date: 2008-08-14
Anticipated expiration: 2026-03-16
Also published as: US7661736B2; DE102006013970A1; CN101037162A; US20080129062A1; TW200734262A; ITPD20070094A1; CN101037162B

Abstract

Unterdruckflächengreifvorrichtung (12) mit einem Strangpressprofil (18), einer parallel an das Strangpressprofil (18) montierten Saugplatte (24), wenigstens einer das Strangpressprofil (18) mit der Saugplatte (24) verbindenden Überströmöffnung (50) sowie einem Ejektor (32) als Unterdruckerzeuger, wobei das Strangpressprofil (18) eine einzige Hohlkammer (30) aufweist, und der Ejektor (32) in die Hohlkammer (30) des Strangpressprofils (18) eingeschoben ist und die Ansaugöffnung des Ejektors (32) mit der Überströmöffnung (50) kommuniziert.

Description

Die Erfindung betrifft eine Unterdruckflächengreifvorrichtung mit einem Strangpressprofil, einer parallel an das Strangpressprofil montierten Saugplatte, wenigstens einer das Strangpressprofil mit der Saugplatte verbindenden Überströmöffnung sowie einem Ejektor als Unterdruckerzeuger.
Derartige Unterdruckflächengreifvorrichtungen sind zum Beispiel aus der DE 102 16 221 C1 und der DE 198 12 275 B4 bekannt. Beim erst genannten Vakuum-Flächengreifsystem sind auf einer Halteplatte ein Vakuumerzeuger und dessen Schalldämpfer angeordnet. Auf dieser Halteplatte finden außerdem eine Ventilbaugruppe sowie eine Vakuumanzeige Platz. An der Unterseite der Halteplatte ist dann noch die Saugplatte befestigt bzw. sind Sauger befestigt (bei der DE 198 12 275 B4 ), mit welcher das Werkstück durch Ansaugen ergriffen wird. Die gesamte Vorrichtung wird mittels eines Montagebügels, der die auf der Halteplatte montierten Bauteile überspannt, an einem Roboterarm befestigt, so dass das mittels des Vakuum-Flächengreifsystems ergriffene Werkstück angehoben und an einen anderen Platz bewegt werden kann. Ein derartiges Vakuum-Flächengreifsystem besitzt jedoch eine große Bauhöhe, da die Bauteile wie Vakuumerzeuger, Schalldämpfer und dergleichen auf die Halteplatte aufmontiert sind. Aufgrund der großen Bauhöhe erzeugt das Flächengreifsystem einen großen Hebelarm am Roboterflansch, der bei der Handhabung der Werkstücke stets berücksichtigt werden muss.
Aus der DE 10 2004 037 609 B3 , die den nächstkommenden Stand der Technik darstellt, ist ein Saugbalken bekannt, der ein Strangpressprofil aufweist, in welchem eine Vorspeicherkammer und eine Saugkammer ausgebildet sind. Am Strangpressprofil ist eine Saugplatte montiert und im Strangpressprofil sind alle Funktionsteile, uns somit auch eine Unterdruckerzeugungseinrichtung, untergebracht. Die Saugplatte ist über Überströmöffnungen mit dem Strangpressprofil und mit der Unterdruckerzeugungseinrichtung verbunden. Dieser Saugbalken besitzt zwar den Vorteil, dass die Funktionsteile nicht mehr auf der Außenseite des Profils aufgebaut sind, jedoch besitzt dieser Saugbalken immer noch zu große Abmessungen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Unterdruckflächengreifvorrichtung bereitzustellen, welche kleiner baut und dadurch der Abstand von Werkstück zum Roboterflansch verringert wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Unterdruckflächengreifvorrichtung gelöst, die die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.
Durch die Integration des Ejektors in das Strangpressprofil wird die Möglichkeit geschaffen, dass der Flansch für den Roboterarm direkt auf die Oberseite des Strangpressprofils montiert werden kann. Da dieser Seite die Saugplatte gegenüberliegt, und an der Saugplatte das Werkstück anliegt, wird der Hebelarm zwischen Werkstück und Flansch des Roboterarms durch die Dicke des Strangpressprofils mit montierter Saugplatte bestimmt. Diese Dicke des Strangpressprofils ist so gewählt, dass sie den Ejektor aufnimmt, der ohne Gehäuse ausgeführt ist, da das Strangpressprofil selbst das Gehäuse bildet. Da eine Ejektor ohne Gehäuse kleinere Abmessungen aufweist, als ein Ejektor mit Gehäuse, wird der Hebelarm verkürzt. Aufgrund des kleineren Hebelarms können mit dem gleichen Roboterarm Werkstücke mit größerem Gewicht erfasst und bewegt werden.
Bei einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Druckanschluss des Ejektors aus einem stirnseitig das Strangpressprofil verschließenden Deckel ausmündet. An diesen Deckel wird der Druckschlauch für das Druckmedium zum Betreiben des Ejektors angeschlossen, so dass keine separaten Anschlussvorrichtungen auf dem Strangpressprofil erforderlich sind oder das Strangpressprofil hierfür hergerichtet werden muss.
Zusätzlich kann der Deckel als Positionierelement und/oder als Halter für den Ejektor dienen. Der Ejektor wird also nach dem Einschieben in die Hohlkammer des Strangpressprofils durch Befestigen des Deckels an der Stirnseite des Strangpressprofils positioniert und/oder fixiert. Hiernach spielt auch die Länge des Strangpressprofils keine Rolle, sofern dieses mindestens so lang ist, dass es den Ejektor aufnehmen kann. Vielmehr besteht der Vorteil darin, dass durch einfaches Ablängen des Strangpressprofils auf die gewünschte Länge die Unterdruckflächengreifvorrichtung auf die optimale Größe für das zu handhabende Werkstück gebracht werden kann. Das Strangpressprofil muss lediglich noch mit stirnseitigen Deckeln verschlossen werden und es muss noch die Saugplatte, wobei auch mehrere Saugplatten hintereinander verwendet werden können, befestigt, insbesondere angeschraubt, werden. Vorteilhaft können über geeignete, d. h. das Biegemoment übertragende und Dichtungen aufweisenden Kupplungen mehrere Strangpressprofile hintereinander geschaltet werden, so das nach Art eines Baukastensystems eine Unterdruckflächengreifvorrichtung mit einer gewünschten Größe aufgebaut werden kann.
Mit Vorzug mündet der Auslass des Ejektors aus einem das Strangpressprofil stirnseitig verschließenden Deckel aus. Dies kann der gleiche Deckel sein, an welchem der Ejektor montiert und über welchen der Ejektor am Strangpressprofil befestigt wird, es kann aber auch der gegenüberliegende Deckel verwendet werden. In der Hohlkammer des Strangpressprofils wird die Abluft des Ejektors zum Beispiel über Schläuche bis zum die Ausströmöffnung aufweisenden Deckel geführt. Dabei kann der Auslass des Ejektors beziehungsweise das freie Ende des Schlauches in ein Schaumstoffmaterial führen, welches als Schalldämpfer dient und von der Abluft durchströmt wird. Dieses Schaumstoffmaterial ist ebenfalls in der Hohlkammer des Strangpressprofils untergebracht. Dabei dient auch in diesem Falle das Strangpressprofil selbst als Gehäuse für den Schalldämpfer, wobei das Schaumstoffmaterial das Dämpfungsmaterial darstellt.
Mit Vorzug liegt der Ejektor fluiddicht an der die Überströmöffnung aufweisenden Innenwand des Strangpressprofils an. Auf diese Weise liegt der vom Ejektor erzeugte Unterdruck direkt an der Saugplatte an, wodurch die Reaktionszeit verkürzt und der Luftverbrauch aufgrund des geringeren Totvolumens verringert wird. Dabei ist der Ejektor so bemessen, dass er spielfrei von der Hohlkammer des Strangpressprofils aufgenommen wird und vorteilhaft auf der den Überströmöffnungen zugewandten Seite eine Dichtung aufweist.
Die Hohlkammer des Strangpressprofils kann zudem weitere Bauelemente, wie Schaltventile, Drucküberwachungseinrichtungen, weitere Leitungen für Unterdruck und Überdruck sowie Steuerdruck und dergleichen enthalten. Ferner können in der Hohlkammer alle elektronischen Bauteile untergebracht sein, die zur Ansteuerung des Ejektors, zur Überwachung der Drücke und zur Speicherung von Daten beziehungsweise zum Senden und Empfangen von Informationen benötigt werden.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie 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 und in den Ansprüchen erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.
In der Zeichnung zeigen:
1 eine perspektivische Darstellung einer an einem Roboterarm angeflanschten Unterdruckflächengreifvorrichtung;
2 einen Abschnitt eines Strangpressprofils der Unterdruckflächengreifvorrichtung;
3 eine Ansicht auf die Unterseite des Strangpress-Profils mit eingesetztem Ejektor; und
4 eine Ansicht auf die Oberseite des Strangpress-Profils mit eingesetztem Ejektor.
Die 1 zeigt in perspektivischer Ansicht einen Abschnitt eines insgesamt mit 10 bezeichneten Roboterarms, an welchem eine Unterdruckflächengreifvorrichtung 12 angeflanscht ist. Hierfür weist der Roboterarm 10 einen Flansch 14 auf, der an der Oberseite 16 eines Strangpressprofils 18 direkt, d. h. ohne Zwischenschaltung von Befestigungsbügeln oder dergleichen anliegt. Mit dieser Oberseite 16 ist er zum Beispiel verschraubt oder verklemmt. Für die Befestigung anderer Flansche weist das Strangpressprofil 18 an seiner Oberseite 16 Haltenuten 20 auf, in welche z. B. Gleitsteine eines entsprechenden anderen Flansches eingeschoben werden können und der Flansch dann an beliebiger Stelle an der Oberseite 16 festgeklemmt werden kann.
In der 1 ist außerdem ein Werkstück 22 erkennbar, welches von der Unterdruckflächengreifvorrichtung 12 über eine Saugplatte 24 angesaugt ist. Das Strangpressprofil 18 ist stirnseitig von einem Deckel 26 verschlossen, welcher aufgebrochen dargestellt ist. Aus diesem Deckel 26 ragt ein Druckanschluss 28, welcher zu einem in der Hohlkammer 30 des Strangpressprofils 18 angeordneten Ejektor 32 führt.
Die 2 zeigt das Strangpressprofil 18, in dessen Hohlkammer 30 der Ejektor 32, wie mit gestrichelten Linien 34 angedeutet, untergebracht ist. Der Ejektor 32 ist derart in die Hohlkammer 30 eingepasst, dass dessen Unterseite 36 fluiddicht auf der Innenfläche 38 der unteren Längswand 40 des Strangpressprofils 18 aufliegt. Zur Abdichtung kann die Unterseite 36 des Ejektors 32 z. B. mit einem Dichtbelag kaschiert sein. Ferner ist erkennbar, dass der Ejektor 32 beidseits und oben von in Längsrichtung verlaufenden weiteren Hohlräumen 42, 44 und 46 umgeben ist, die dafür verwendet werden können, um elektrische Leitungen oder Pneumatikleitungen aufzunehmen oder unter Druck oder Unterdruck stehende Fluide zu führen. Ferner ist erkennbar, dass gegenüber den Haltenuten 20 Schraubkanäle 48 vorgesehen sind, in die Schrauben eingedreht werden können, über welche die Saugplatte 24 am Strangpressprofil 18 befestigt wird.
Aus der 3 ist erkennbar, dass die Längswand 40 mit Überströmöffnungen 50 versehen ist, die die Hohlkammer 30 des Strangpressprofils 18 mit der (hier nicht dargestellten) Saugplatte 24 verbinden. In der Hohlkammer 30 befindet sich der Ejektor 32, dessen Ansaugöffnung beziehungsweise Ansaugöffnungen mit den Überströmöffnungen 50 kommunizieren. Auf diese Weise saugt der Ejektor 32 direkt über die Überströmöffnung 50 Luft aus dem darunter liegenden Bereich 54 an.
Aus der 4 ist erkennbar, dass der Ejektor 32 direkt auf der Innenfläche 38 der Längswand 40 aufsitzt, so dass das Totvolumen zwischen dem Ejektor 32 und den in der Saugplatte 24 vorgesehenen Strömungsventilen (nicht dargestellt) möglichst gering ist, um den Luftverbrauch niedrig zu halten. Außerdem reagiert aufgrund des geringen Totvolumens die Unterdruckflächengreifvorrichtung 12 schneller und das Werkstück 20 wird eher angesaugt.
Wenigstens eine der Überströmöffnungen 50 kann mit dem Auslass des Ejektors 32 verbunden sein, so dass die Saugplatte 24 auch belüftet und dadurch das Werkstück 22 schneller abgeworfen werden kann. Der Deckel 26 ist über Schrauben, welche in Schraubkanäle 52 eingeschraubt werden, am Strangpressprofil 18 montiert.
Aus 4 ist erkennbar, dass die Seitenwände 56 des Strangpressprofils 18 nach unten, d. h. in Richtung auf die Saugplatte 24 verlängert sind, und die freien Abschnitte 58 und die Längswand 40 ein nach unten offenes U-Profil bilden, das den Bereich 54 umschließt. Sobald die Saugplatte 24 montiert ist, bildet der Bereich 54 einen Unterdruckspeicher für die Saugplatte 24, der unmittelbar hinter den in der Saugplatte 24 vorgesehenen Strömungsventilen liegt.
Es ist deutlich erkennbar, dass durch die Integration des Ejektors 32 sowie aller anderen Bauteile, wie Steuerungen, Ventile, elektrische und pneumatische Leitungen und dergleichen in der Hohlkammer 30 des Strangpressprofils 18 der Abstand der Saugplatte 24 zum Flansch 14 des Roboterarms 10 auf ein Minimum reduziert wird. Dadurch wird auch der Hebelarm verkürzt, so dass schwerere Werkstücke 22 über den Roboterarm 10 bewegt werden können.

Claims

Unterdruckflächengreifvorrichtung (12) mit einem Strangpressprofil (18), einer parallel an das Strangpressprofil (18) montierten Saugplatte (24), wenigstens einer das Strangpressprofil (18) mit der Saugplatte (24) verbindenden Überströmöffnung (50) sowie einem Ejektor (32) als Unterdruckerzeuger, wobei das Strangpressprofil (18) eine einzige Hohlkammer (30) aufweist, und der Ejektor (32) in die Hohlkammer (30) des Strangpressprofils (18) eingeschoben ist und die Ansaugöffnung des Ejektors (32) mit der Überströmöffnung (50) kommuniziert.
Unterdruckflächengreifvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckanschluss (28) des Ejektors (32) aus einem stirnseitig das Strangpressprofil (18) verschließenden Deckel (26) ausmündet oder der Druckanschluss mit einem im Deckel (32) vorgesehenen Anschluss verbunden ist.
Unterdruckflächengreifvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (26) zum Ausrichten und/oder als Halter für den Ejektor (32) dient.
Unterdruckflächengreifvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Strangpressprofil (18) das Gehäuse des Ejektors (32) bildet.
Unterdruckflächengreifvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslass des Ejektors (32) aus einem das Strangpressprofil (18) stirnseitig verschließenden Deckel (26) ausmündet.
Unterdruckflächengreifvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Auslass und dem Deckel (26) ein Schaumstoffmaterial in der Hohlkammer (30) angeordnet ist, welches von der Abluft durchströmt wird.
Unterdruckflächengreifvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ejektor (32) fluiddicht an der die Überströmöffnung (50) aufweisenden Innenwand (38) des Strangpressprofils (18) anliegt.
Unterdruckflächengreifvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die der Saugplatte (24) gegenüberliegende Seite des Strangpressprofils (18) eine Anlagefläche (16) für einen Flansch (14) eines Roboterarms (10) bildet.
Unterdruckflächengreifvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Strangpressprofil (18) Seitenwände (56) aufweist, die in Richtung der Saugplatte (24) fortgesetzt sind und ein in Richtung der Saugplatte (24) nach unten offenes U-Profil bilden.
Unterdruckflächengreifvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das nach unten offene U-Profil von der Saugplatte (24) verschlossen ist.
Unterdruckflächengreifvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das nach unten offene U-Profil und die Saugplatte (24) einen Unterdruckspeicher bilden.
Unterdruckflächengreifvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein das Strangpressprofil (18) stirnseitig verschließender Deckel (26) vorgesehen ist, der pneumatische und elektrische Anschlüsse aufweist.
Unterdruckflächengreifvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Strangpressprofil (18) Schraubkanäle (48) aufweist, an denen die Saugplatte (24) in beliebiger Position befestigbar ist.