DE102008012688B3

DE102008012688B3 - Vorrichtung zum Greifen und Halten von Werkstücken

Info

Publication number: DE102008012688B3
Application number: DE200810012688
Authority: DE
Inventors: Walter Dr. Schaaf
Original assignee: J Schmalz GmbH
Current assignee: J Schmalz GmbH
Priority date: 2008-03-05
Filing date: 2008-03-05
Publication date: 2009-07-09
Anticipated expiration: 2028-03-06

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Greifen und Halten von Werkstücken mittels eines pneumatisch bewegten Dauermagneten, mit einem Gehäuse, einem im Gehäuse sich befindenden Zylinder, wobei im Zylinder ein den Dauermagneten aufweisender Kolben zwischen einer Ruhe- und einer Arbeitsstellung verschieblich gelagert ist und in der Arbeitsstellung an einem Zylinderboden anliegt, wobei über den Zylinderboden das Werkstück kontaktiert wird, wobei wenigstens ein Sensor vorgesehen ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Greifen und Halten von Werkstücken mittels eines pneumatisch bewegten Dauermagneten, mit einem Gehäuse, einem im Gehäuse sich befindenden Zylinder, wobei im Zylinder ein den Dauermagneten aufweisender oder bildender Kolben zwischen einer Ruhe- und einer Arbeitsstellung verschieblich gelagert ist und in der Arbeitsstellung an einem Zylinderboden anliegt, wobei über den Zylinderboden das Werkstück kontaktiert wird.
Derartige Vorrichtungen sind zum Beispiel aus der US 6,015,175 A und der US 6,538,544 B1 bekannt. Mit diesen Haltevorrichtungen können zum Beispiel ferromagnetische Bleche pneumatisch ergriffen werden, indem mittels Druckluft oder Unterdruck ein Kolben in einem Zylinder verschoben wird, wobei im Kolben ein Dauermagnet befestigt ist. Befindet sich der Dauermagnet am unteren, dem Werkstück zugewandten Zylinderboden, kann das ferromagnetische Blech ergriffen und gehandhabt werden. Zum Lösen des Bleches wird der Kolben im Zylinder vom Kolbenboden entfernt, wodurch die haltende Magnetkraft abreißt. Es hat sich nun herausgestellt, dass insbesondere bei automatisch betriebenen Anlagen nicht festgestellt werden kann, ob das Werkstück korrekt gegriffen wurde oder nicht.
Die DE 199 09 256 C2 , DE 100 13 196 A1 , DE 10 2005 050 245 A1 , DE 10 2006 016 709 A1 und die DE 10 2005 015 948 A1 zeigen Zylinder in welchen ein Kolben mittels einer Kolbenstange bewegt wird und die Position des Kolbens an der Zylinderaußenwand abgegriffen wird. Mit derartigen Zylindern kann aber ein Werkstück nicht gegriffen oder gehalten werden.
Die DD 230 469 A3 zeigt einen Magnetgreifer mir einem Wegaufnehmer zum Ermitteln, ob ein Werkstück gegriffen wurde oder nicht, und mit einer Lichtschranke zum Ermitteln der Position eines Stößels.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der einfach festgestellt werden kann, dass ein Werkstück gegriffen wurde und welches unabhängig von stationären Energiequellen ist.
Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung gelöst, die die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.
Mittels eines Sensors kann festgestellt werden, ob ein Werkstück gegriffen wurde oder nicht. Außerdem kann bei der Verwendung eines geeigneten Sensors auch festgestellt werden, ob ein oder mehrere Werkstücke, zum Beispiel ein oder mehrere Bleche, gleichzeitig gegriffen wurden oder nicht. Auf diese Weise kann die erfindungsgemäße Vorrichtung problemlos in automatischen Anlagen verwendet werden, da das Sensorsignal zur Steuerung der Anlage verwendet werden kann und die Anlage bei einem Fehlersignal entweder stillgesetzt werden kann oder der Fehler leicht vom Überwachungspersonal feststellbar ist.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass ein Energieerzeuger und/oder ein Energiespeicher vorgesehen ist beziehungsweise sind. Auf diese Weise bedarf die erfindungsgemäße Vorrichtung keiner externen Energieversorgung und somit keiner Verkabelung, da die Energie entweder direkt an oder in der Vorrichtung erzeugt wird und in dieser gespeichert wird beziehungsweise ist. Der Energieerzeuger ist zum Beispiel eine Solarzelle, ein Induktionsgenerator, ein Thermowandler, ein Vibrationswandler, ein Piezoelement oder eine Turbine. So kann zum Beispiel durch die Bewegung des Dauermagneten im Zylinder eine Spannung induziert werden, welche für den Betrieb des Sensors und gegebenenfalls eines Senders verwendet wird. Gleiches gilt für eine Miniturbine, welche pneumatisch angetrieben wird.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Sensor ein die Position und/oder das Vorhandensein des Werkstücks und/oder des Kolbens erfassender Sensor ist. Mit diesem Sensor kann also festgestellt werden, ob mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein Werkstück gegriffen wurde oder nicht. Der Sensor kann aber auch so ausgebildet sein, dass mit ihm die Position des gegriffenen Werkstücks erkannt werden kann. Es kann aber auch ein Sensor vorgesehen sein, der die Position des Kolbens erfasst. Mit dem Sensor kann also festgestellt werden, ob der Kolben sich in seiner Ruhestellung oder in seiner Arbeitsstellung befindet. Selbstverständlich können auch mehrere Sensoren vorgesehen sein, die diese unterschiedlichen Arbeiten erfüllen.
Erfindungsgemäß ist der Sensor ein berührungsloser oder taktiler Sensor, wobei dieser zum Beispiel ein Schalter ist. Der Sensor kann aber auch ein Temperatursensor oder ein Induktionssensor sein. Der taktile Sensor erkennt zum Beispiel, ob die Vorrichtung an einem Werkstück anliegt oder nicht. Der Sensor kann aber auch so positioniert sein, dass er in der Ruhestellung oder in der Arbeitsstellung des Kolbens das Anliegen des Kolbens erfasst. Berührungslose Sensoren sind zum Beispiel Induktionssensoren oder Temperatursensoren, mit denen das Vorhandensein eines Werkstücks oder ein Zustand des Werkstücks ermittelt werden kann, zum Beispiel die Temperatur des Werkstücks. Mit Induktionssensoren kann zum Beispiel auch festgestellt werden, ob zwei oder mehr Bleche gegriffen wurden.
Eine Weiterbildung sieht vor, dass eine das Sensorsignal übermittelnde Einrichtung vorgesehen ist. Mit dieser Einrichtung wird das Sensorsignal an eine weiterverarbeitende Stelle übermittelt, in welcher das Sensorsignal ausgewertet wird. Dabei kann die Übermittlungseinrichtung zum Beispiel ein Kabel sein, welches den Sensor mit der weiterverarbeitenden Stelle verbindet. Es kann aber auch ein Sender vorgesehen sein, mit dem das Sensorsignal in Form eines Funksignals übermittelt wird. Die Art des Funksignals kann in diesem Fall akustischer, elektromagnetischer oder optischer Natur sein.
Dadurch, dass der Sensor im Boden oder in der Umfangwand des Zylinders angeordnet ist, kann die Position des Kolbens ermittelt werden. Außerdem kann durch einen im Boden angeordneten Sensor auch das Vorhandensein des Werkstücks erfasst werden. Alternativ kann der Sensor aber auch im Kolben vorgesehen sein, so dass mit einem Sensor die Position des Kolbens und durch den Kolbenboden hindurch z. B. auch das Vorhandensein eines Werkstücks erfasst werden kann.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in der Zeichnung dargestellten sowie in der Beschreibung und in den Ansprüchen erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Ausführungsform erfindungswesentlich sein.
In der Zeichnung zeigen:
1 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform der Erfindung; und
2 eine perspektivische Darstellung einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
Im in der 1 dargestellten Längsschnitt ist eine insgesamt mit 10 bezeichnete Vorrichtung zum Greifen von Werkstücken 12, zum Beispiel eines Bleches 14, erkennbar. Die Vorrichtung 10 besitzt ein Gehäuse 16, welches an seiner Oberseite eine mechanische Schnittstelle 18 für eine Handhabungseinrichtung (nicht dargestellt) aufweist. Im Gehäuse 16 befindet sich ein Zylinder 20, der im vorliegenden Fall von einem Hohlraum gebildet wird, in welchem ein Kolben 22 in Richtung des Doppelpfeils 24 verschieblich geführt ist. Die gezeigte Lage des Kolbens 22 stellt eine Mittellage dar, aus der er nach oben in eine Ruhelage und nach unten in eine Arbeitslage verschiebbar ist.
An der Unterseite des Kolbens 22 ist ein gegebenenfalls aus mehreren Einzelmagneten bestehender Dauermagnet 26 befestigt, der in der Arbeitslage des Kolbens 22 an einem unteren Zylinderboden 28 zur Anlage kommt oder sich diesem Zylinderboden weitestgehend annähert. Der Zylinder 20 wird außerdem durch einen oberen Zylinderboden 30 sowie durch eine Umfangswand 32 begrenzt. In dieser Umfangswand 32 befindet sich ein Fluidanschluss 34 für ein Hydraulik- oder Pneumatikmedium, insbesondere für Luft, wobei Druckluft und/oder ein Unterdruck verwendet werden kann. Außerdem kann ein zweiter Fluidanschluss (nicht dargestellt) für den anderen Kolbenraum vorgesehen sein. Mit diesem Fluid wird der Kolben 22 im Zylinder 20 bewegt. Die Fluidströmung ist mit einem Doppelpfeil 36 angedeutet.
In der 1 sind außerdem drei Sensoren 38, 40, 42 dargestellt, die in einfacher Ausführung als taktile Sensoren, insbesondere als Schaltelemente (z. B. Reed-Kontakte) realisiert sind. Mit dem Sensor 38, welcher an der Unterseite des Gehäuses 16 vorgesehen ist, kann das Vorhandensein des Werkstücks 12 ermittelt werden. Mit dem Sensor 40 wird ermittelt, ob der Kolben 22 seine obere Ruhelage und mit dem Sensor 42 wird ermittelt, ob der Kolben 22 seine untere Arbeitslage eingenommen hat. Die Sensoren 38 bis 42 sind über geeignete Mittel, insbesondere über Leitungen 44, mit einem Sender 46 verbunden, über welchen ein Funksignal 48 abgestrahlt werden kann. Mit dem Bezugszeichen 50 ist eine Energieversorgung bezeichnet, die zum Beispiel von einem Energiespeicher 52, insbesondere einem Akkumulator, gebildet wird. Außerdem ist erkennbar, dass in der Umfangswand 32 des Zylinders 20 eine Induktionsspule 54 eingelassen ist, mit welcher beim Bewegen des Kolbens 22 eine Spannung induziert wird, wobei die Induktionsspule 54, wie mit dem Pfeil 56 angedeutet, mit dem Energiespeicher 52 elektrisch verbunden ist.
Mit der in der 1 gezeigten Vorrichtung kann also nicht nur das Vorhandensein eines Werkstücks 12, sondern es können auch die Positionen des Kolbens 22 ermittelt werden. Die Sensorsignale werden per Funk einer weiterverarbeitenden Stelle, z. B. einem Empfänger in einer Maschinensteuerung, zugeleitet.
Die 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei welcher auf die Oberseite des Gehäuses 16 ein Aufsatz 58 montiert ist, in welchem der Sender 46 sowie der Energiespeicher 52 untergebracht sind. Das Gehäuse 16 wird an seiner Unterseite von einem Ring 60 nach unten überragt, wobei der Ring 60 in Längsrichtung des Gehäuses 16 verschieblich gelagert ist und den Sensor 38 bildet. An diesem Ring 60 ist zum Beispiel ein nicht dargestellter Reed-Kontakt befestigt, welcher das Schaltsignal erzeugt, welches per Funk übertragen wird. Der Ring 60 ist federbelastet und wird aus dem Gehäuse 16 herausgedrückt. Schließlich sind noch zwei Fluidanschlüsse 34 für Druckluft oder für Unterdruck erkennbar.

Claims

Vorrichtung (10) zum Greifen und Halten von Werkstücken (12) mittels eines pneumatisch bewegten Dauermagneten (26), mit einem Gehäuse (16), einem im Gehäuse (16) sich befindenden Zylinder (20), wobei im Zylinder (20) ein den Dauermagneten (26) aufweisender oder bildender Kolben (22) zwischen einer Ruhe- und einer Arbeitsstellung verschieblich gelagert ist und in der Arbeitsstellung an einem Zylinderboden (28) anliegt oder nahezu anliegt, wobei über den Zylinderboden (28) das Werkstück (12) kontaktiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Sensor (38, 40, 42) sowie ein Energieerzeuger und/oder ein Energiespeicher (52) vorgesehen ist/sind, wobei der Energieerzeuger eine Solarzelle, ein Induktionsgenerator (54), ein Thermowandler, ein Vibrationswandler, ein Piezoelement oder eine Turbine ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (38, 40, 42) ein die Position und/oder das Vorhandensein des Werkstücks (12) und/oder des Kolbens (22) erfassender Sensor ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (38, 40, 42) ein berührungsloser oder taktiler Sensor, insbesondere ein Schalter, ein Temperatursensor, ein Druck- oder Durchflusssensor, ein kapazitiver Sensor oder ein Induktionssensor ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine das Sensorsignal übermittelnde Einrichtung vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Übermittlungseinrichtung ein Kabel oder ein Sender (46) ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (38, 40, 42) im Boden (28) oder in der Umfangswand (32) des Zylinders (20) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor im Kolben (22) angeordnet ist.