DE102011083451A1

DE102011083451A1 - Device for gripping flexible solid object in automatic separation system, has needles moving workpiece extended and retracted into/from housing, and electric drive moving needles and exhibiting stroke adjusted by voltage and/or current

Info

Publication number: DE102011083451A1
Application number: DE102011083451A
Authority: DE
Inventors: Rainer Höhn; Benjamin Werni
Original assignee: J Schmalz GmbH
Current assignee: J Schmalz GmbH
Priority date: 2011-09-26
Filing date: 2011-09-26
Publication date: 2013-03-28
Also published as: DE202011110569U1

Abstract

The device (10) has needles (26) moving a workpiece extended and retracted into/from a housing (14). An electric drive (16) moves the needles and exhibits variable stroke, which is adjusted by voltage and/or current of the electric drive. The electric drive is formed as a linear drive with a spindle or a toothed rack. A measuring system is provided for positioning the needles. An analog or digital control unit is provided in the device. A drive rod is extended from the electric drive. A carrier (20) is provided at the drive rod.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Greifen von Werkstücken, mit einem Gehäuse und mehreren aus dem Gehäuse aus- beziehungsweise einfahrbaren, das Werkstück ergreifenden Nadeln, sowie einem die Nadeln bewegenden Antrieb.The invention relates to a device for gripping workpieces, with a housing and a plurality of out of the housing or retractable, the workpiece-engaging needles, and a needles moving drive.

Es ist bekannt, mit Nadelgreifern Werkstücke von einem Werkstückstapel aufzunehmen. Um dieses Aufnehmen bei sicherer Vereinzelung der Werkstücke störungsfrei durchführen zu können, bedarf das schräge Einführen der Nadeln in das zu greifende und gegebenenfalls zu vereinzelnde Werkstück, insbesondere in ein Stoffteil, einer genauen Einstellung der Nadeleindringtiefe in Abhängigkeit von der Dichte des Werkstücks. Mit der DE 10 2011 010 326 A1 ist ein pneumatischer Nadelgreifer bekannt geworden, welcher einen Antrieb aufweist, der einen pneumatisch angetriebenen Kolben besitzt. Dieser Kolben treibt ein Zahnradgetriebe an, welches wiederum eine Zahnstange betätigt, an welcher die Nadeln befestigt sind. Bei diesem Nadelgreifer ist der Nadelhub durch einen mechanischen Anschlag einstellbar, der dafür entsprechend gesetzt werden muss. Zwischen den einzelnen Anschlägen sind keine Zwischenstellungen möglich. Dies bedeutet, dass der Anwender den Hub vor dem Handhabungsprozess manuell mechanisch einstellen muss. Mit diesem Greifer können die Nadeln jedoch nur vollständig zwischen den Anschlägen aus- beziehungsweise eingefahren werden. Zwischenstellungen sind mit diesem Nadelgreifer nicht möglich.It is known to pick up workpieces from a stack of workpieces with needle grippers. In order to be able to carry out this picking up with reliable separation of the workpieces, the oblique insertion of the needles into the workpiece to be gripped and possibly separated, in particular into a fabric part, requires an exact adjustment of the needle penetration depth as a function of the density of the workpiece. With the DE 10 2011 010 326 A1 a pneumatic needle gripper has become known, which has a drive which has a pneumatically driven piston. This piston drives a gear transmission, which in turn operates a rack to which the needles are attached. In this needle gripper, the needle stroke is adjustable by a mechanical stop, which must be set accordingly. Between the individual stops no intermediate positions are possible. This means that the user must manually adjust the stroke manually before the handling process. However, with this gripper, the needles can only be fully extended or retracted between the stops. Intermediate positions are not possible with this needle gripper.

Dies trifft auch für einen Nadelgreifer zu, wie er aus der DE 20 2004 009 826 U1 bekannt geworden ist. Auch bei diesem Nadelgreifer können die Nadeln keine Zwischenstellungen einnehmen.This also applies to a needle gripper, as he from the DE 20 2004 009 826 U1 has become known. Even with this needle gripper, the needles can take no intermediate positions.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Ergreifung von Werkstücken der eingangs genannten Art vorzuschlagen, mit welcher feinfühlig Werkstücke ergriffen und vereinzelt werden können.The invention is therefore based on the object to propose a device for gripping workpieces of the type mentioned, with which sensitive workpieces can be taken and separated.

Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass deren Antrieb ein elektrischer Antrieb ist.This object is achieved with a device of the type mentioned according to the invention in that the drive is an electric drive.

Steuerbare elektrische Antriebe besitzen den wesentlichen Vorteil, dass sie auch Zwischenstellungen einnehmen können, das heißt nicht nur bis in ihre Endlagen verfahrbar sind. Als elektrische Antriebe werden Hubmagnete beziehungsweise Elektromagnete, die gegebenenfalls mit einer Federrückstellung versehen sind, vorgeschlagen. Jedoch eignen sich auch Linearmotoren beziehungsweise Lineardirektantriebe sowie Piezoantriebe, etc.. Wird die Rotation eines Elektromotors in eine lineare Bewegung überführt, wofür Getriebe verwendet werden können, so eignen sich auch Schrittmotoren, Servomotoren, Elektromotoren, Synchronmotoren sowie Asynchronmotoren. Als Wandlungselemente eignen sich Zahnstangenantriebe, wie Ritzel-Zahnstangen, Kurbelgewindetriebe, zum Beispiel mit einem Mutter-Spindelantrieb, Zahnriemen sowie Kurbelgetriebe beziehungsweise Exzenter. Diese Funktionen finden sich z.B. in Elektrozylindern bzw. elektromagnetischen Zylindern wieder. Die Aufgabe lässt sich generell mit einem Elektromotor bzw. mit einer elektromagnetischen Antriebskomponente lösen. Mit diesen elektrischen Antrieben können die Nadeln in beliebige Zwischenstellungen gefahren werden, so dass die zu greifenden Gegenstände optimal ergriffen und somit vereinzelt werden können.Controllable electric drives have the significant advantage that they can also assume intermediate positions, that is not only be moved to their final positions. As electric drives are solenoids or solenoids, which are optionally provided with a spring return proposed. However, linear motors or linear direct drives as well as piezo drives, etc. are also suitable. If the rotation of an electric motor is converted into a linear movement for which gears can be used, stepping motors, servomotors, electric motors, synchronous motors and asynchronous motors are also suitable. As a conversion elements are rack drives, such as pinion racks, crank flights, for example with a nut-spindle drive, timing belt and crank gear or eccentric. These functions can be found e.g. in electric cylinders or electromagnetic cylinders again. The task can generally be solved with an electric motor or with an electromagnetic drive component. With these electric drives, the needles can be moved into any intermediate positions, so that the objects to be gripped optimally gripped and thus can be isolated.

Vorteilhaft kann der Hub des elektrischen Antriebs mittels der Spannung und/oder des Stroms eingestellt werden. Hierdurch ist eine exakte Position der Nadeln auf einfache Weise möglich. Bei einer anderen Ausführungsform wird der Hub über die Zeit eingestellt. Es wird z.B. bestimmt, wie lange ein gewisser Strom oder eine bestimmte Spannung oder ein anderes Signal anliegt, um den Hub zu verstellen.Advantageously, the stroke of the electric drive can be adjusted by means of the voltage and / or the current. As a result, an exact position of the needles in a simple manner possible. In another embodiment, the stroke is adjusted over time. It is e.g. Determines how long a certain amount of current or voltage or other signal is applied to adjust the stroke.

Diese Position wird zum Beispiel mittels eines Messsystems überwacht und gegebenenfalls korrigiert. Dadurch lässt sich auch der Nadelhub feststellen und überwachen. Regelschaltungen sind ebenfalls möglich. Somit ist die erfindungsgemäße Vorrichtung auch in automatischen Vereinzelungsanlagen einsetzbar. Je nach Bedarf ist eine analoge oder digitale Ansteuereinrichtung vorgesehen, so dass zum Beispiel auch Servomotoren verwendet werden können.This position is monitored, for example by means of a measuring system and corrected if necessary. As a result, the needle stroke can be detected and monitored. Control circuits are also possible. Thus, the device according to the invention can also be used in automatic separation systems. Depending on requirements, an analog or digital control device is provided, so that, for example, servomotors can be used.

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 oder für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the subclaims and the following description in which, with reference to the drawing, a particularly preferred embodiment is described in detail. The features shown in the drawing and mentioned in the description and in the claims may be essential to the invention individually or individually or in any combination.

In der Zeichnung zeigen:In the drawing show:

1 einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit ins Gehäuse eingezogene Nadeln; 1 a longitudinal section through an embodiment of the device according to the invention with retracted into the housing needles;

2 die Vorrichtung gemäß 1 mit ausgefahrenen Nadeln; 2 the device according to 1 with extended needles;

3 die Vorrichtung vor dem Aufsetzen auf einen Gegenstand; 3 the device prior to placing on an object;

4 eine auf einen zu greifenden Gegenstand aufgesetzte Vorrichtung; 4 an attached to an object to be gripped device;

5 die Vorrichtung mit einem gegriffenen Gegenstand; und 5 the device with a gripped object; and

6 die Vorrichtung mit angehobenem Gegenstand. 6 the device with raised object.

Die 1 und 2 zeigen eine bevorzugte Ausführungsform der insgesamt mit 10 bezeichneten Vorrichtung, mit welcher Werkstücke 12 (3), zum Beispiel Stoffe oder andere biegeschlaffe Gegenstände, einzeln gegriffen, angehoben und auf diese Weise vereinzelt werden können. Hierfür weist die Vorrichtung 10 ein Gehäuse 14 auf, in welchem ein elektrischer Antrieb 16 vorgesehen ist, aus welchem linear eine Antriebsstange 18 (2) ausfahrbar ist. An der Antriebsstange 18 befindet sich ein Träger 20, mit welchem zwei Schlitten 22 und 24 verschieblich gekoppelt sind. Jeder Schlitten 22 und 24 trägt mehrere Nadeln 26, die schräg von diesem nach unten abragen. In der in der 1 dargestellten Position des Trägers 20 befinden sich die Nadeln 26 vollständig im Gehäuse 14.The 1 and 2 show a preferred embodiment of the total with 10 designated device, with which workpieces 12 ( 3 ), such as fabrics or other pliable items, can be picked up, lifted and singled out in this way. For this purpose, the device 10 a housing 14 in which an electric drive 16 is provided from which linear a drive rod 18 ( 2 ) is extendable. At the drive rod 18 there is a carrier 20 with which two sledges 22 and 24 slidably coupled. Every sled 22 and 24 carries several needles 26 , which project obliquely downwards from this. In the in the 1 illustrated position of the carrier 20 are the needles 26 completely in the housing 14 ,

Wird der elektrische Antrieb 16 betätigt, dann fährt die Antriebsstange 18 vertikal nach unten, wodurch die Schlitten 22 und 24, die am Träger 20 befestigt sind, ebenfalls vertikal nach unten bewegt werden, jedoch zusätzlich eine horizontale Bewegung durchführen. Dies erfolgt dadurch, dass die Schlitten 22 und 24 jeweils einen horizontalen Schlitz 28 aufweisen, welcher von am Träger 20 befestigten Zapfen 30 durchsetzt sind. Diese Zapfen 30 dienen als Mitnehmer für die Schlitten 22 und 24 in vertikaler Richtung. Außerdem weist jeder Schlitten 22 und 24 einen schrägen Schlitz 32 auf, der parallel zu den jeweiligen Nadeln 26 ausgerichtet ist. Diese beiden Schlitze 32 werden von einem gehäusefesten Zapfen 34 durchsetzt. Wird der Träger 40 nach unten bewegt, dann wird der Zapfen 34 im schrägen Schlitz 32 verschoben, wodurch der Schlitten 22 nach rechts und der Schlitten 24 nach links verschoben wird, was in der 2 dargestellt ist. Dabei werden die Nadeln 26 aus der Unterseite des Gehäuses 14 ausgefahren. Durch mehr oder weniger weites Verlagern der Antriebsstange 18 können dadurch die Nadeln 26 mehr oder weniger weit aus dem Gehäuse 14 ausgefahren werden. Mit dem Bezugszeichen 36 ist der Hub der Nadeln 26 bezeichent.Will the electric drive 16 pressed, then drives the drive rod 18 vertically down, causing the sledges 22 and 24 on the carrier 20 are also moved vertically downwards, but in addition perform a horizontal movement. This is done by making the carriages 22 and 24 one horizontal slot each 28 which of the carrier 20 attached spigot 30 are interspersed. These cones 30 serve as carriers for the sledges 22 and 24 in the vertical direction. In addition, each sled has 22 and 24 a sloping slot 32 on, parallel to the respective needles 26 is aligned. These two slots 32 be from a housing-fixed pin 34 interspersed. Will the carrier 40 moved down, then the pin 34 in the oblique slot 32 shifted, causing the slide 22 to the right and the sledge 24 is moved to the left, which is in the 2 is shown. This will be the needles 26 from the bottom of the case 14 extended. By more or less wide displacement of the drive rod 18 can thereby make the needles 26 more or less far from the case 14 be extended. With the reference number 36 is the hub of the needles 26 bezeichent.

Die 3 bis 6 zeigen die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10, die zum Beispiel an einem (nicht dargestellten) Roboterarm befestigt ist. Zunächst wird, wie in 3 dargestellt, die Vorrichtung 10 in Richtung auf das Werkstück 12 bewegt und, wie in der 4 dargestellt, auf diesem abgesetzt. Dabei ist die Antriebsstange 18 vollständig in den elektrischen Antrieb 16 eingefahren, wie in der 1 dargestellt. Die Nadeln 26 befinden sich im Gehäuse 14.The 3 to 6 show the operation of the device according to the invention 10 which is attached to, for example, a robot arm (not shown). First, as in 3 shown, the device 10 in the direction of the workpiece 12 moved and, as in the 4 shown deposed on this. Here is the drive rod 18 completely in the electric drive 16 retracted, as in the 1 shown. The needles 26 are located in the housing 14 ,

Nach dem Aufsetzen der Vorrichtung 10 auf den Gegenstand 12 wird der elektrische Antrieb 16 betätigt und dadurch die Antriebsstange 18 ausgefahren, wie in der 2 dargestellt. Die aus dem Gehäuse 14 ausfahrenden Nadeln 26 greifen in das Werkstück 12 ein und verankern dieses an der Vorrichtung 10. Sollte das Werkstück 12 eine geringere Dicke aufweisen als in der 5 dargestellt, wird der elektrische Antrieb 16 derart angesteuert, dass die Nadeln 26 weniger weit aus dem Gehäuse 14 ausgefahren werden. Dadurch wird sichergestellt, dass mit der Vorrichtung 10 ausschließlich dieses eine Werkstück 12 ergriffen wird, und nicht noch ein weiteres, unter diesem Werkstück 12 liegendes Werkstück.After placing the device 10 on the object 12 becomes the electric drive 16 operated and thereby the drive rod 18 extended, as in the 2 shown. The out of the case 14 extending needles 26 grab into the workpiece 12 and anchor this to the device 10 , Should the workpiece 12 have a smaller thickness than in the 5 shown, the electric drive 16 so driven that the needles 26 less far from the case 14 be extended. This will ensure that with the device 10 exclusively this one workpiece 12 is taken, and not another, under this workpiece 12 lying workpiece.

Die Vorrichtung 10 kann nun zusammen mit dem Werkstück 12 angehoben werden, wodurch Werkstücke 12 vereinzelt werden.The device 10 can now work together with the workpiece 12 be lifted, reducing workpieces 12 to be isolated.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102011010326 A1 [0002]
DE 202004009826 U1 [0003]

Claims

Contraption ( 10 ) for gripping workpieces ( 12 ), with a housing ( 14 ) and several of the housing ( 14 ) and / or retractable, the workpiece ( 12 ) touching needles ( 26 ), as well as the needles ( 26 ) moving drive ( 16 ), characterized in that the drive ( 16 ) an electric drive ( 16 ).

Device according to claim 1, characterized in that the drive ( 16 ) a variable hub ( 36 ) owns.

Device according to claim 2, characterized in that the hub ( 36 ) by means of the voltage and / or the current of the drive ( 156 ) is adjustable.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the drive ( 16 ) is a linear drive, in particular with a spindle or a rack is.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that a measuring system for the position of the needles ( 26 ) is provided.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that an analog or digital drive device is provided.