DE102012109888B4 - Suction gripper, suction gripper system and control device for controlling at least one suction gripper - Google Patents

Suction gripper, suction gripper system and control device for controlling at least one suction gripper Download PDF

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    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/06Gripping heads and other end effectors with vacuum or magnetic holding means
    • B25J15/0616Gripping heads and other end effectors with vacuum or magnetic holding means with vacuum

Abstract

Sauggreifer (9, 9') zum Ansaugen und Halten von Werkstücken, insbesondere von biegeschlaffen luftdurchlässigen Halbzeugen, aufweisend ein Gehäuse mit wenigstens einem Lufteinlass und wenigstens einem Luftauslass und einer Vielzahl von Saugöffnungen (13) in einer Saugfläche (11) zum Ansaugen mindestens eines Werkstücks, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugfläche (11) auf ihrer dem anzusaugenden Werkstück zugewandten Seite wenigstens zwei mit einer Spannungsmesseinrichtung (5) verbundene Elektroden (15, 17; 15', 17') aufweist.Suction grippers (9, 9 ') for sucking and holding workpieces, in particular pliable, air-permeable semi-finished products, comprising a housing with at least one air inlet and at least one air outlet and a plurality of suction openings (13) in a suction surface (11) for sucking in at least one workpiece , characterized in that the suction surface (11) has at least two electrodes (15, 17; 15 ', 17') connected to a voltage measuring device (5) on its side facing the workpiece to be sucked on.

Description

Die Erfindung betrifft einen Sauggreifer zum Ansaugen und Halten von Werkstücken gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, ein Sauggreifersystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 18 und eine Regelungseinrichtung zum Regeln eines Sauggreifers gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 19.The invention relates to a suction gripper for sucking in and holding workpieces according to the preamble of claim 1, a suction gripper system according to the preamble of claim 18 and a control device for controlling a suction gripper according to the preamble of claim 19.

Sauggreifer zum Ansaugen und Halten von Werkstücken, um diese beispielsweise in einem Produktionsprozess zu transportieren, sind aus dem Stand der Technik allgemein bekannt. So zeigt die DE 10 2009 047 089 B4 einen druckluftbetriebenen Unterdruckerzeuger, der zum Erzeugen eines Unterdrucks und dem resultierenden Ansaugen eines Werkstücks nach dem sogenannten Coanda-Prinzip arbeitet. Weiterhin ist aus der DE 10 2010 029 662 A1 ein mit Druckluft betriebener Unterdruckerzeuger mit einem Lufteinlass und einem Luftauslass und einer in eine Saugkammer mündenden Saugöffnung bekannt, der nach dem Bernoulli-, Coanda-, Vortex-, Strahldüsen- oder Venturi-Prinzip arbeiten kann. Sauggreifer der oben angesprochenen Art dienen insbesondere zum Greifen und Transportieren von Kohle- oder Glasfaser-Halbzeugen, bestückten Leiterplatten, porösen und stark durchsaugenden Werkstücken, Dünnglas, Furnieren, Folien oder anderen empfindlichen Werkstoffen, die schonend, effizient und automatisiert gehandhabt werden sollen.Suction grippers for sucking in and holding workpieces in order to transport them, for example, in a production process, are generally known from the prior art. So shows the DE 10 2009 047 089 B4 a compressed air-operated vacuum generator, which works to generate a vacuum and the resulting suction of a workpiece according to the so-called Coanda principle. Furthermore, from the DE 10 2010 029 662 A1 a vacuum generator operated with compressed air with an air inlet and an air outlet and a suction opening opening into a suction chamber is known, which can work according to the Bernoulli, Coanda, Vortex, jet nozzle or Venturi principle. Suction grippers of the type mentioned above are used in particular for gripping and transporting carbon or fiberglass semi-finished products, assembled circuit boards, porous and highly absorbent workpieces, thin glass, veneers, foils or other sensitive materials that should be handled gently, efficiently and automatically.

Aus der DE 10 2010 040 686 B3 ist ein Verfahren zum Betrieb eines Sauggreifers bekannt, bei dem der Saugkörper auf der dem Werkstück zugewandten Seite eine umlaufende Dichtlippe aufweist, deren Verschleiss mittels elektrischer Messung ihrer Tiefenerstreckung ermittelt und ständig angezeigt werden soll.From the DE 10 2010 040 686 B3 a method for operating a suction gripper is known in which the suction body has a circumferential sealing lip on the side facing the workpiece, the wear of which is to be determined and continuously displayed by means of electrical measurement of its depth.

Die DE 101 40 248 B4 zeigt und beschreibt einen als Unterdruckbehandlungseinrichtung bezeichneten Sauggreifer mit einer Einrichtung zum Steuern von Unterdruck und/oder Volumenstrom, die mit einem Sensor und einer Auswerteelektronik die Zustandsdaten am Sauggreifer überwacht, um ein bedarfsgerechtes Arbeiten der Einrichtung zu erlauben und ein Abreissen des Unterdrucks zu verhindern.the DE 101 40 248 B4 shows and describes a suction gripper called a negative pressure treatment device with a device for controlling negative pressure and / or volume flow, which monitors the status data on the suction gripper with a sensor and evaluation electronics in order to allow the device to work as required and to prevent the negative pressure from tearing off.

In der DE 198 47 314 C5 ist eine Saugvorrichtung mit einem als Napf ausgebildeten Werkzeug zum Anziehen und Halten eines Werkstücks offenbart. Im Fuss des Napfs sind im Abstand Elektroden angeordnet, über die ein Detektionssignal zur Feststellung des elektrisch leitenden Zustands im drucksensitiven Gummi-Napf festgestellt werden soll.In the DE 198 47 314 C5 discloses a suction device with a tool designed as a cup for attracting and holding a workpiece. In the foot of the cup, electrodes are arranged at a distance, via which a detection signal for establishing the electrically conductive state in the pressure-sensitive rubber cup is to be established.

Aus der DE 10 2010 034 720 A1 ist ein aus mehreren Schichten aufgebauter Flächengreifer für insbesondere biegeschlaffe, flächige Objekte bekannt, der die Objekte durch zwischen den Schichten erzeugten Unterdruck fassen soll.From the DE 10 2010 034 720 A1 a surface gripper made up of several layers for, in particular, pliable, flat objects is known, which gripper is intended to grip the objects by means of negative pressure generated between the layers.

Sauggreifer der oben beschriebenen Art weisen in der Regel eine Steuervorrichtung auf, welche den Volumenstrom der anzusaugenden Luft bzw. der zugeführten Druckluft und somit den entstehenden Unterdruck in dem Sauggreifer steuert, um ein anzusaugendes Werkstück an einer Saugfläche des Sauggreifers zu halten. Die Steuervorrichtung basiert im Wesentlichen auf Erfahrungswerten, die für verschiedene Anwendungsfälle getrennt evaluiert werden müssen. Bei den bekannten Sauggreifern kann es dabei vorkommen, dass ein Werkstück nicht sicher von dem Sauggreifer gehalten wird, so dass es zu Unterbrechungen im Produktionsprozess kommt, wenn sich ein Werkstück aufgrund eines fehlerhaften Greifens von der Saugfläche löst. Sofern der Sauggreifer von einem Stapel mehrerer übereinander geschichteter Werkstücke ein einzelnes greifen soll, kann es darüber hinaus vorkommen, dass der Sauggreifer beim Absortieren des Werkstückstapels nicht nur ein einzelnes Werkstück, sondern mehrere Werkstücke gleichzeitig greift. Problematisch ist also insgesamt, dass bei den bekannten Sauggreifern keinerlei Informationen darüber vorliegen, ob der Sauggreifer ein Zielwerkstück sicher gegriffen hat und wie viele Werkstücke gegriffen wurden. Ein weiteres Problem der bekannten Sauggreifer ist darüber hinaus der hohe Luftverbrauch, der bei ca. 250 l/min liegen kann. Bei Sauggreifersystemen, die je nach Anwendungsfall bis zu 1000 oder mehr Einzelsauggreifer aufweisen können, ergibt sich folglich ein enormer Luft- und Energieverbrauch.Suction grippers of the type described above usually have a control device which controls the volume flow of the air to be sucked in or the supplied compressed air and thus the resulting negative pressure in the suction gripper in order to hold a workpiece to be sucked on a suction surface of the suction gripper. The control device is essentially based on empirical values that have to be evaluated separately for different applications. With the known suction grippers, it can happen that a workpiece is not securely held by the suction gripper, so that interruptions in the production process occur if a workpiece becomes detached from the suction surface due to incorrect gripping. If the suction gripper is to grip a single work piece from a stack of several stacked workpieces, it can also happen that the suction gripper grips not only a single workpiece but several workpieces at the same time when sorting the stack of workpieces. Overall, the problem is that the known suction grippers do not have any information as to whether the suction gripper has safely gripped a target workpiece and how many workpieces have been gripped. Another problem with the known suction cups is the high air consumption, which can be around 250 l / min. In the case of suction gripper systems, which, depending on the application, can have up to 1000 or more individual suction grippers, there is consequently an enormous consumption of air and energy.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Sauggreifer zu schaffen, der ein sicheres Handhaben eines Werkstücks gewährleistet und der darüber hinaus energieeffizient ausgebildet ist.The object of the present invention is therefore to create a suction gripper which ensures safe handling of a workpiece and which is also designed to be energy-efficient.

Zur Lösung der oben genannten Aufgabe wird ein Sauggreifer mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Der Sauggreifer dient zum Ansaugen und Halten von Werkstücken, insbesondere von biegeschlaffen luftdurchlässigen Halbzeugen. Der Sauggreifer weist ein Gehäuse auf, welches mehrteilig ausgebildet sein kann, und welches wenigstens einen Lufteinlass und wenigstens einen Luftauslass sowie eine Vielzahl von Saugöffnungen in einer Saugfläche zum Ansaugen von Werkstücken aufweist. Der Sauggreifer zeichnet sich dadurch aus, dass die Saugfläche wenigstens zwei Elektroden aufweist.To solve the above-mentioned problem, a suction gripper with the features of claim 1 is proposed. The suction pad is used to suck in and hold workpieces, in particular pliable, air-permeable semi-finished products. The suction gripper has a housing which can be constructed in several parts and which has at least one air inlet and at least one air outlet as well as a plurality of suction openings in a suction surface for sucking workpieces. The suction gripper is characterized in that the suction surface has at least two electrodes.

Ein wesentlicher Punkt der Erfindung liegt also darin, dass mittels der Elektroden auf einfache Art und Weise eine sensorielle Rückkopplung von Zustandsdaten eines zu greifenden Werkstücks erfolgen kann. Durch die Elektroden, die im Bereich der Saugfläche angeordnet sind bzw. die Saugfläche bilden, ist es somit nicht nur möglich Informationen über den Zustand eines oder mehrerer gegriffener luftdurchlässiger Werkstücke zu erhalten, sondern gleichzeitig lässt sich dadurch der Luftverbrauch so regeln, dass zum sicheren Handhaben eines Werkstücks ein minimaler Luftverbrauch dynamisch eingestellt werden kann. Gleichzeitig erfordert der erfindungsgemäße Sauggreifer keinen erheblichen Mehraufwand bei der Herstellung. In jedem Fall überwiegt die Ressourceneinsparung den durch die Elektroden und die Implementierung der Regelung entstehenden Mehraufwand bei weitem.An essential point of the invention is therefore that by means of the electrodes, a sensor-based feedback of status data of a workpiece to be gripped can take place in a simple manner. By the electrodes, which are arranged in the area of the suction surface or the suction surface form, it is thus not only possible to obtain information about the state of one or more gripped air-permeable workpieces, but at the same time the air consumption can be regulated in such a way that a minimum air consumption can be dynamically set for safe handling of a workpiece. At the same time, the suction gripper according to the invention does not require any significant additional expenditure in production. In any case, the saving of resources far outweighs the additional effort resulting from the electrodes and the implementation of the regulation.

Besonders bevorzugt wird ein Sauggreifer, bei dem die wenigstens zwei Elektroden mit einer Spannungsmesseinrichtung verbindbar sind bzw. mit dieser verbunden sind. Die Spannungsmesseinrichtung kann in den Sauggreifer integriert oder extern angeordnet sein. Durch eine Veränderung des gemessenen Spannungsabfalls zwischen den mindestens zwei Elektroden lässt sich in „Echtzeit“ während des Greifprozesses feststellen, ob ein Werkstück und insbesondere auch wie viele Werkstücke von dem Sauggreifer gegriffen wurden. Der Spannungsabfall zwischen den mindestens zwei Elektroden lässt einen Rückschluss über den vorhandenen Widerstand zwischen den Elektroden zu, der sich je nach Zustand und Lage des gegriffenen Werkstücks und in Abhängigkeit der Anzahl der gegriffenen Werkstücke verändert. Vorzugsweise weisen die wenigstens zwei Elektroden jeweils mindestens einen elektrischen Anschluss zur Verbindung mit der Spannungsmesseinrichtung auf.Particularly preferred is a suction gripper in which the at least two electrodes can be or are connected to a voltage measuring device. The tension measuring device can be integrated into the suction gripper or arranged externally. By changing the measured voltage drop between the at least two electrodes, it is possible to determine in “real time” during the gripping process whether a workpiece and, in particular, how many workpieces were gripped by the suction gripper. The voltage drop between the at least two electrodes allows a conclusion about the existing resistance between the electrodes, which changes depending on the state and position of the gripped workpiece and depending on the number of gripped workpieces. The at least two electrodes preferably each have at least one electrical connection for connection to the voltage measuring device.

Wie oben bereits angedeutet wurde, können die wenigstens zwei Elektronen auf der dem anzusaugenden Werkstück zugewandten Seite der Saugfläche angeordnet sein. Insbesondere kann die Saugfläche aus einem isolierenden Material ausgebildet sein. Die Elektroden können auf der Saugfläche beispielsweise in Form einer Beschichtung aufgebracht sein. Denkbar ist es grundsätzlich auch, dass die Elektroden zumindest einen Teil der Saugfläche bilden. Entscheidend ist, dass die Elektroden elektrisch voneinander isoliert ausgebildet sind. Sofern die Elektroden auf der Saugfläche aufgebracht sind, kann diese als Isolation zwischen den beiden Elektroden dienen. Andererseits ist es denkbar, die Saugfläche mehrteilig auszubilden. Beispielsweise kann die Saugfläche mindestens drei Bereiche aufweisen, von denen mindestens zwei aus einem leitfähigen Material ausgebildet sind und ein dritter Bereich aus einem isolierenden Material ausgebildet ist, der die zwei leitfähigen Bereiche elektrisch voneinander isoliert.As already indicated above, the at least two electrons can be arranged on the side of the suction surface facing the workpiece to be sucked on. In particular, the suction surface can be formed from an insulating material. The electrodes can be applied to the suction surface, for example in the form of a coating. In principle, it is also conceivable that the electrodes form at least part of the suction surface. It is crucial that the electrodes are designed to be electrically insulated from one another. If the electrodes are applied to the suction surface, this can serve as insulation between the two electrodes. On the other hand, it is conceivable to design the suction surface in several parts. For example, the suction surface can have at least three areas, of which at least two are made from a conductive material and a third area is made from an insulating material that electrically isolates the two conductive areas from one another.

Grundsätzlich lässt sich zwischen den mindestens zwei Elektroden dann eine Veränderung des Spannungsabfalls beim Greifen eines Werkstücks feststellen, wenn es sich dabei um ein Werkstück aus einem leitfähigen Material handelt. Um auch eine Veränderung des Spannungsabfall zwischen den mindestens zwei Elektroden beim Greifen eines nicht leitfähigen Werkstücks feststellen zu können, kann auf der dem anzusaugenden Werkstück zugewandten Seite der wenigstens zwei Elektroden eine elektrisch leitfähige und luftdurchlässige Zwischenschicht, beispielsweise ein Kohlefasergewebe angeordnet sein. Im Betrieb des Sauggreifers ist die elektrisch leitfähige Zwischenschicht zwischen den Elektroden bzw. der Saugfläche und dem zu greifenden Werkstück angeordnet. Dadurch, dass auch ein nicht leitfähiges Werkstück eine größere Normalkraft auf die elektrisch leitfähige Zwischenschicht ausübt, wodurch sich der Widerstand zwischen den Elektroden verändert, kann auch in diesem Fall ein Spannungsabfall zwischen den mindestens zwei Elektroden gemessen werden. Besonders vorteilhaft ist es hierbei, wenn die leitfähige Zwischenschicht Öffnungen aufweist, die mit den Saugöffnungen der Saugfläche fluchten. Die Funktionsweise des Sauggreifers wird auf diese Weise durch die leitfähige Zwischenschicht nicht beeinträchtigt. Andererseits kann auch vorgesehen sein, dass die leitfähige Zwischenschicht aus einem porösen, luftdurchlässigen Material ausgebildet ist. Der Sauggreifer ist somit zum Ansaugen eines porösen und durchsaugenden Werkstücks, insbesondere eines luftdurchlässigen Gewebes oder Geleges aus Glas-, Aramid- oder Kohlefasern ausgebildet.In principle, a change in the voltage drop when a workpiece is gripped can then be determined between the at least two electrodes if it is a workpiece made of a conductive material. In order to be able to determine a change in the voltage drop between the at least two electrodes when gripping a non-conductive workpiece, an electrically conductive and air-permeable intermediate layer, for example a carbon fiber fabric, can be arranged on the side of the at least two electrodes facing the workpiece to be sucked on. When the suction gripper is in operation, the electrically conductive intermediate layer is arranged between the electrodes or the suction surface and the workpiece to be gripped. Because a non-conductive workpiece also exerts a greater normal force on the electrically conductive intermediate layer, as a result of which the resistance between the electrodes changes, a voltage drop between the at least two electrodes can also be measured in this case. It is particularly advantageous here if the conductive intermediate layer has openings which are aligned with the suction openings of the suction surface. In this way, the functioning of the suction pad is not impaired by the conductive intermediate layer. On the other hand, it can also be provided that the conductive intermediate layer is formed from a porous, air-permeable material. The suction gripper is thus designed to suck in a porous workpiece that is sucked through, in particular an air-permeable fabric or scrim made of glass, aramid or carbon fibers.

Die wenigstens zwei Elektroden können so ausgebildet sein, dass eine erste punktförmige Elektrode zentrisch in Bezug auf die Saugfläche angeordnet ist, die von einer zweiten ringförmigen Elektrode umgeben ist. Vorzugsweise ist die Saugfläche im Wesentlichen kreisförmig ausgebildet. Andererseits können auch eine erste und eine zweite Elektrode vorgesehen sein, die beide ringförmig ausgebildet und konzentrisch zueinander angeordnet sind. Grundsätzlich ist es noch denkbar mehr als zwei ringförmig ausgebildete und konzentrisch zueinander angeordnete Elektroden vorzusehen. Die Elektroden können dabei den überwiegenden Teil der Saugfläche bedecken bzw. den überwiegenden Teil der Saugfläche bilden. Um die Saugöffnungen und damit die Funktionsweise des Sauggreifers nicht zu blockieren, sind die Elektroden vorzugsweise im Bereich zwischen den Saugöffnungen angeordnet. Sofern die Elektroden zumindest einen Teil der Saugfläche bilden, sind die Saugöffnungen die Elektroden durchsetzend angeordnet.The at least two electrodes can be designed such that a first point-shaped electrode is arranged centrally with respect to the suction surface, which is surrounded by a second ring-shaped electrode. The suction surface is preferably designed to be essentially circular. On the other hand, a first and a second electrode can also be provided, both of which are annular and are arranged concentrically to one another. In principle, it is also conceivable to provide more than two electrodes which are designed in the form of a ring and are arranged concentrically to one another. The electrodes can cover the major part of the suction surface or form the major part of the suction surface. In order not to block the suction openings and thus the functioning of the suction gripper, the electrodes are preferably arranged in the area between the suction openings. If the electrodes form at least part of the suction surface, the suction openings are arranged to penetrate the electrodes.

Der Sauggreifer kann nach dem Bernoulli-, Coanda-, Vortex-, Strahldüsen- oder Venturi-Prinzip arbeiten. Entscheidend dass ein Werkstück durch den Unterdruck gegriffen werden kann. Zur Erzeugung des Unterdrucks kann der Sauggreifer Druckluft betrieben ausgebildet sein. Denkbar ist es jedoch auch, eine Luftfördereinrichtung, insbesondere einen Propeller in den Sauggreifer zur Erzeugung eines Unterdrucks zu integrieren. Dementsprechend kann der Sauggreifer eine integrierte oder eine externe Unterdruckerzeugungseinrichtung aufweisen.The suction gripper can work according to the Bernoulli, Coanda, Vortex, jet nozzle or Venturi principle. It is crucial that a workpiece can be gripped by the negative pressure. To generate the negative pressure, the suction gripper can be designed to be operated by compressed air. However, it is also conceivable to integrate an air delivery device, in particular a propeller, into the suction gripper to generate a negative pressure. Accordingly, the Suction grippers have an integrated or an external vacuum generating device.

Zur Lösung der oben genannten Aufgabe wird auch ein Sauggreifersystem mit den Merkmalen des Anspruchs 18 vorgeschlagen. Das Sauggreifersystem zeichnet sich durch mehrere erfindungsgemäße Sauggreifer aus. Diese können zur Erzeugung eines Sauggreifersystems derart miteinander verbunden werden, dass großflächige Werkstücke von bis zu ca. 1000 Einzelsauggreifern angesaugt und gehalten werden können.A suction gripper system with the features of claim 18 is also proposed to solve the above-mentioned object. The suction gripper system is characterized by several suction grippers according to the invention. To create a suction gripper system, these can be connected to one another in such a way that large-area workpieces can be sucked in and held by up to approx. 1000 individual suction grippers.

Zur Lösung der oben genannten Aufgabe wird auch eine Regelungseinrichtung zum Regeln von ein oder mehreren Sauggreifern mit den Merkmalen des Anspruchs 19 vorgeschlagen. Die Regelungseinrichtung ist vorzugsweise so ausgebildet, dass sie den Betriebsdruck und/oder den Betriebsvolumenstrom des Sauggreifers in Abhängigkeit von einem gemessenen Spannungsabfall zwischen den wenigstens zwei Elektroden regelt. Dadurch ist es in vorteilhafter Weise möglich, einen zum sicheren Handhaben des Werkstücks minimal benötigten Luftverbrauch einzustellen.In order to achieve the above-mentioned object, a regulating device for regulating one or more suction grippers with the features of claim 19 is also proposed. The regulating device is preferably designed such that it regulates the operating pressure and / or the operating volume flow of the suction gripper as a function of a measured voltage drop between the at least two electrodes. This makes it possible in an advantageous manner to set a minimum air consumption required for safe handling of the workpiece.

Die Regelungseinrichtung kann einen Mikroprozessor aufweisen, der entweder extern oder auch in dem Sauggreifer integriert angeordnet ist. Auf dem Mikroprozessor lässt sich ein Programm ausführen, welches auf der Grundlage des gemessenen Spannungsabfalls zwischen den mindestens zwei Elektroden dynamisch den Betriebsdruck und/oder den Betriebsvolumenstrom des Sauggreifers regelt. Die Regelungseinrichtung wirkt also vorzugsweise mit der Spannungsmesseinrichtung zusammen und regelt auf der Grundlage der gemessenen Spannungswerte den Greifprozess.The control device can have a microprocessor which is arranged either externally or also integrated in the suction gripper. A program can be executed on the microprocessor which dynamically regulates the operating pressure and / or the operating volume flow of the suction gripper on the basis of the measured voltage drop between the at least two electrodes. The regulating device thus preferably interacts with the tension measuring device and regulates the gripping process on the basis of the measured tension values.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

  • 1 eine Prinzipdarstellung einer Kontaktwiderstandsmessung zwischen einer ersten und einer zweiten Fläche;
  • 2 ein Prinzipschaltbild zur Durchführung einer Kontaktwiderstandsmessung gemäß der Erfindung;
  • 3 eine schematische Stirnseitenansicht eines erfindungsgemäßen Sauggreifers nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
  • 4 eine schematische Stirnseitenansicht eines Sauggreifers nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
  • 5 ein Schaubild der Messspannung, des Betriebsvolumenstroms und des Betriebsdrucks des Sauggreifers;
  • 6 ein Schaubild der Messspannung, des Betriebsvolumenstroms und des Betriebsdrucks des Sauggreifers beim Greifen von unterschiedlich vielen Werkstücken;
  • 7 ein Schaubild der Messspannung, des Betriebsvolumenstroms und des Betriebsdrucks, bei einer dynamischen Regelung des Betriebsvolumenstroms und des Betriebsdrucks, und
  • 8 ein Schaubild der Messspannung, des Betriebsvolumenstroms und des Betriebsdrucks, bei einer dynamischen Ausgleichsregelung des Betriebsvolumenstroms und des Betriebsdrucks bei Ausübung einer Quer- und/oder Normalkraft auf ein angesaugtes Werkstück.
The invention is explained in more detail below with reference to the drawing. Show it:
  • 1 a schematic diagram of a contact resistance measurement between a first and a second surface;
  • 2 a basic circuit diagram for performing a contact resistance measurement according to the invention;
  • 3 a schematic end view of a suction gripper according to the invention according to a first embodiment of the invention;
  • 4th a schematic end view of a suction gripper according to a further embodiment of the invention;
  • 5 a diagram of the measuring voltage, the operating volume flow and the operating pressure of the suction pad;
  • 6th a diagram of the measuring voltage, the operating volume flow and the operating pressure of the suction gripper when gripping different numbers of workpieces;
  • 7th a diagram of the measurement voltage, the operating volume flow and the operating pressure, with a dynamic control of the operating volume flow and the operating pressure, and
  • 8th a diagram of the measurement voltage, the operating volume flow and the operating pressure, with a dynamic compensation control of the operating volume flow and the operating pressure when a transverse and / or normal force is exerted on a workpiece that is sucked in.

Die vorliegende Erfindung nutzt das Prinzip der Kontaktwiderstandsmessung zwischen einer ersten Fläche und einer zweiten Fläche, welches im Folgenden anhand der 1 näher erläutert wird. Die 1 zeigt eine Prinzipdarstellung einer Kontaktstelle zwischen einer ersten Fläche 1 und einer zweiten Fläche 3. Der Kontaktwiderstand zwischen den beiden Flächen 1 und 3 bemisst sich nach den folgenden Formeln: R Kontakt = R Eng + R Fremd

Figure DE102012109888B4_0001
R Eng = E ρ R A 3,7 F N
Figure DE102012109888B4_0002
The present invention uses the principle of contact resistance measurement between a first surface and a second surface, which is described below with reference to FIG 1 is explained in more detail. the 1 shows a schematic diagram of a contact point between a first surface 1 and a second face 3 . The contact resistance between the two surfaces 1 and 3 is measured according to the following formulas: R. Contact = R. Closely + R. Strange
Figure DE102012109888B4_0001
R. Closely = E. ρ R. A. 3.7 F. N
Figure DE102012109888B4_0002

Dabei ist E* das effektive Elastizitätsmodul, p der spezifische elektrische Widerstand, RA die Rauhigkeit der Oberfläche und FN die auf die Kontaktstelle ausgeübte Normalkraft. Der sogenannte Engwiderstand REng entsteht durch die mikroskopische Unebenheit einer Kontaktfläche, während der sogenannte Fremdschichtwiderstand RFremd durch Oxidation oder Korrosion auf der Kontaktoberfläche entsteht. Diese Fremdschicht erhöht den Widerstand zwischen der ersten und der zweiten Fläche.E * is the effective modulus of elasticity, p is the specific electrical resistance, R A is the roughness of the surface and F N is the normal force exerted on the contact point. The so-called narrow resistance R Eng arises from the microscopic unevenness of a contact surface, while the so-called foreign layer resistance R foreign arises from oxidation or corrosion on the contact surface. This foreign layer increases the resistance between the first and the second surface.

Die vorliegende Erfindung macht sich die Abhängigkeit des Kontaktwiderstands RKontakt von der Normalkraft FN zu nutze. Diese Normalkraft ändert sich, sobald ein Werkstück von dem Sauggreifer gegriffen wird, welches infolgedessen auf den Elektroden im Bereich der Saugfläche aufliegt und eine elektrisch leitende Verbindung zwischen ihnen herstellt. Weiterhin ändert sich die Normalkraft im Kontaktbereich, wenn mehr als ein Werkstück von dem Sauggreifer gegriffen wurde. Die Veränderung der Normalkraft hingegen hat eine Veränderung des messbaren Widerstands im Kontaktbereich zur Folge, was wiederum einen veränderten Spannungsabfall im Kontaktbereich zur Folge hat.The present invention makes use of the dependence of the contact resistance R contact on the normal force F N. This normal force changes as soon as a workpiece is gripped by the suction gripper, which consequently rests on the electrodes in the area of the suction surface and creates an electrically conductive connection between them. Furthermore, the normal force in the contact area changes if more than one workpiece was gripped by the suction gripper. The change in normal force, on the other hand, results in a change in the measurable resistance in the contact area, which in turn results in a changed voltage drop in the contact area.

Die 2 zeigt ein Prinzipschaltbild einer Messanordnung zur Durchführung einer Widerstandsmessung gemäß der Erfindung. Das Prinzipschaltbild zeigt eine Zweipunktmessung zur Bestimmung der Spannung UMess, die an einem Messwiderstand RMess abfällt. Die Messschaltung gemäß 2 wird im Folgenden anhand eines erfindungsgemäßen Sauggreifers mit einer Saugfläche erläutert, die zwei voneinander isoliert angeordnete Elektroden aufweist. Im Benutzungszustand des Sauggreifers saugt dieser ein Werkstück an die Saugfläche an, welches folglich auf den beiden Elektroden aufliegt. Durch die Auflage des Werkstücks ergibt sich im Kontaktbereich mit den Elektroden jeweils ein Kontaktwiderstand RKontakt. Im Bereich zwischen den Kontaktpunkten bildet das Werkstück einen Widerstand RHZ (Halbzeugwiderstand). Die von einer Spannungsmesseinrichtung 5 gemessene Spannung UMess wird bei Zuführen eines konstanten, von einer Stromquelle 7 erzeugten Stroms gemessen, wobei die Stromquelle 7 auch in die Spannungsmesseinrichtung 5 integriert sein kann. Die an den beiden Kontaktwiderständen RKontakt und dem Widerstand des Werkstücks RHZ abgefallene Spannung entspricht der Messspannung UMess. Die Messspannung hängt folglich von der Stromstärke des bekannten konstanten Stroms Iconst und dem Messwiderstand RMess und damit gemäß Gleichung (2) auch von der Normalkraft FN auf den Kontakt zwischen dem Werkstück und den Elektroden ab. Es gilt also: U Mess ( F N ,... ) I const × R Mess ( F N ,... )

Figure DE102012109888B4_0003
the 2 shows a basic circuit diagram of a measuring arrangement for performing a resistance measurement according to the invention. The basic circuit diagram shows a two-point measurement for determining the voltage U Mess, which drops across a measuring resistor R Mess. The measuring circuit according to 2 is explained below with reference to a suction gripper according to the invention with a suction surface which has two electrodes arranged isolated from one another. When the suction gripper is in use, it sucks a workpiece onto the suction surface, which consequently rests on the two electrodes. As a result of the workpiece being supported, a contact resistance R contact is produced in the contact area with the electrodes. In the area between the contact points, the workpiece forms a resistance R HZ (semi-finished product resistance). The one from a tension measuring device 5 The measured voltage U Mess is obtained when a constant voltage is supplied from a current source 7th generated electricity measured, with the power source 7th also in the voltage measuring device 5 can be integrated. The voltage dropped across the two contact resistors R Kontakt and the resistance of the workpiece R HZ corresponds to the measurement voltage U Mess. The measuring voltage consequently depends on the current strength of the known constant current I const and the measuring resistor R Mess and thus, according to equation (2), also on the normal force F N on the contact between the workpiece and the electrodes. So the following applies: U Mess ( F. N , ... ) I. const × R. Mess ( F. N , ... )
Figure DE102012109888B4_0003

Die Abhängigkeit der Messspannung von der auf die Kontaktstelle ausgeübte Normalkraft FN ergibt sich dabei im Wesentlichen durch den Kontaktwiderstand RKontakt, der wie oben beschrieben, mit der Normalkraft, die auf die Kontaktstelle zwischen dem Werkstück und der Elektrode ausgeübt wird, variiert. Der Widerstand des Werkstücks RHZ hingegen entspricht dem ohmschen Widerstand des Werkstücks und ist folglich für einen bestimmten Werkstücktyp im Wesentlichen als konstant anzusehen. Entscheidend ist folglich die Tatsache, dass sich der Kontaktwiderstand RKontakt zwischen dem Werkstück und den Elektroden mit der auf die Kontaktstelle wirkenden Normalkraft FN ändert. Je nachdem, wie stark das Werkstück auf die Elektroden gedrückt wird, ändert sich folglich auch der Kontaktwiderstand RKontakt. Diese Widerstandsänderung schlägt sich in der Messspannung UMess nieder, welche die Spannung misst, die an dem Messwiderstand RMess abfällt.The dependency of the measurement voltage on the normal force F N exerted on the contact point results essentially from the contact resistance R contact , which, as described above, varies with the normal force exerted on the contact point between the workpiece and the electrode. The resistance of the workpiece R HZ, on the other hand, corresponds to the ohmic resistance of the workpiece and is consequently to be regarded as essentially constant for a specific workpiece type. The decisive factor is therefore the fact that the contact resistance R contact between the workpiece and the electrodes changes with the normal force F N acting on the contact point. Depending on how strongly the workpiece is pressed onto the electrodes, the contact resistance R contact consequently also changes. This change in resistance is reflected in the measuring voltage U Mess , which measures the voltage that drops across the measuring resistor R Mess.

Durch die Verwendung von zwei Elektroden auf oder neben der Saugfläche, die mit einer Spannungsmesseinrichtung verbunden sind, lässt sich folglich durch eine Veränderung des gemessenen Spannungsabfalls UMess zwischen den beiden Elektroden feststellen, ob und wie viele Werkstücke von der Saugfläche gehalten werden.By using two electrodes on or next to the suction surface, which are connected to a voltage measuring device, a change in the measured voltage drop U Mess between the two electrodes can be used to determine whether and how many workpieces are held by the suction surface.

Die 3 zeigt eine Stirnseitenansicht eines Sauggreifers 9 gemäß einer ersten Ausführungsform, der eine Saugfläche 11 mit einer Vielzahl von Saugöffnungen 13 aufweist. Der Sauggreifer 9 ist vorzugsweise als Coanda-Sauger ausgebildet und eignet sich damit besonders gut zum Greifen und Halten von biegeschlaffen und luftdurchlässigen Faserhalbzeugen. Die Anzahl der Saugöffnungen kann je nach Anwendungsfall und Einsatzgebiet des Sauggreifers variieren, und kann beispielsweise zwischen 50 und 150 betragen. Die Saugfläche 11 ist bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kreisförmig ausgebildet und weist eine erste kreisförmig ausgebildete Elektrode 15 auf, die konzentrisch von einer zweiten ringförmigen Elektrode 17 umgeben ist. Die beiden Elektroden 15 und 17 sind durch einen ringförmigen Isolationsbereich 19 elektrisch voneinander isoliert. Die beiden Elektroden 15 und 17 sind derart mit einer in 3 nicht gezeigten Spannungsmesseinrichtung verbunden, dass ein Spannungsabfall zwischen den Elektroden gemessen werden kann.the 3 shows an end view of a suction gripper 9 according to a first embodiment, the one suction surface 11 with a variety of suction openings 13th having. The suction cup 9 is preferably designed as a Coanda suction cup and is therefore particularly suitable for gripping and holding pliable and air-permeable semi-finished fiber products. The number of suction openings can vary depending on the application and field of application of the suction gripper, and can be between 50 and 150, for example. The suction surface 11 is circular in the present embodiment and has a first circular electrode 15th on, which is concentric by a second annular electrode 17th is surrounded. The two electrodes 15th and 17th are through an annular isolation area 19th electrically isolated from each other. The two electrodes 15th and 17th are like that with an in 3 connected voltage measuring device, not shown, that a voltage drop between the electrodes can be measured.

Die beiden Elektroden 15 und 17 können in einem Beschichtungsprozess auf die Saugfläche 11 aufgebracht sein. Dabei kann die Saugfläche 11 aus einem isolierenden Material hergestellt sein, so dass bei dem Beschichtungsprozess der Isolierbereich 19 ausgespart werden kann, der also bei diesem Ausführungsbeispiel Teil der ursprünglichen Saugfläche 11 ist. Die beiden Elektroden 15 und 17, die aus einem leitfähigen, insbesondere metallischen Material hergestellt sind, sind auf diese Weise elektrisch voneinander isoliert. Die 3 macht außerdem noch deutlich, dass die Elektroden 15 und 17 vorzugsweise im Bereich zwischen den Saugöffnungen 13 angeordnet sind, so dass die Saugöffnungen 13 also nicht bedeckt sind und die Funktionsweise des Sauggreifers 9 damit nicht beeinträchtigt wird.The two electrodes 15th and 17th can be applied to the suction surface in a coating process 11 be upset. The suction surface can 11 be made of an insulating material, so that during the coating process the insulating area 19th can be left out, which is part of the original suction surface in this embodiment 11 is. The two electrodes 15th and 17th which are made of a conductive, in particular metallic material, are electrically insulated from one another in this way. the 3 also makes it clear that the electrodes 15th and 17th preferably in the area between the suction openings 13th are arranged so that the suction openings 13th So are not covered and the functioning of the suction pad 9 so that it is not impaired.

Die 4 zeigt noch eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Dort ist ebenfalls eine Stirnseitenansicht eines Sauggreifers 9' dargestellt, der eine Saugfläche 11 mit einer Vielzahl von Saugöffnungen 13 aufweist. Die regelmäßig angeordneten Saugöffnungen 13 dienen zum Ansaugen eines Werkstücks, insbesondere eines biegeschlaffen luftdurchlässigen Materials, wie ein Kohlefaserhalbzeug. Die Saugöffnungen 13 sind mit dem Lufteinlass und dem Luftauslass (in den Figuren nicht dargestellt) des Sauggreifers 9' so verbunden, dass der in dem Sauggreifer entstehende Unterdruck ein Werkstück mittels der Saugöffnungen 13 ansaugt. Der Unterdruck kann auf verschiedene Art und Weise, beispielsweise mittels Druckluft erzeugt werden.the 4th Figure 3 shows yet another embodiment of the invention. There is also an end view of a suction gripper 9 ' shown, which has a suction surface 11 with a variety of suction openings 13th having. The regularly arranged suction openings 13th serve to suck in a workpiece, in particular a pliable, air-permeable material such as a carbon fiber semi-finished product. The suction openings 13th are connected to the air inlet and the air outlet (not shown in the figures) of the suction cup 9 ' connected in such a way that the negative pressure created in the suction gripper a workpiece by means of the suction openings 13th sucks. The negative pressure can be generated in various ways, for example by means of compressed air.

Bei der Ausführungsform gemäß 4 ist ebenfalls eine erste Elektrode 15' vorgesehen, die jedoch zentrisch und im Wesentlichen punktförmig auf der kreisförmig ausgebildeten Saugfläche 11 angeordnet ist. Diese erste punktförmige Elektrode 15' ist von einer zweiten ringförmigen Elektrode 17' konzentrisch umgeben. Die ringförmige zweite Elektrode 17' ist dabei derart auf der Saugfläche 11 ausgebildet, dass sie am äußersten Rand der Saugfläche 11 angeordnet ist und damit einen Radius aufweist, der übereinstimmt mit dem Radius der Saugfläche 11.In the embodiment according to 4th is also a first electrode 15 ' provided that but centrally and essentially point-like on the circular suction surface 11 is arranged. This first point-shaped electrode 15 ' is from a second annular electrode 17 ' surrounded concentrically. The ring-shaped second electrode 17 ' is in this way on the suction surface 11 formed that they are at the very edge of the suction surface 11 is arranged and thus has a radius which corresponds to the radius of the suction surface 11 .

Ein Vergleich der Ausführungsform der Erfindung gemäß den 3 und 4 zeigt, dass bei der Ausführungsform gemäß 3 ein überwiegender Teil der Saugfläche 11 von der ersten und der zweiten Elektrode 15 und 17 bedeckt ist. Die Fläche der ersten und zweiten Elektroden 15 und 17 stimmen dabei im Wesentlichen überein. Der Isolierbereich 19 hingegen nimmt nur einen sehr kleinen Teil der Gesamtfläche der Ansaugfläche 11 ein.A comparison of the embodiment of the invention according to FIGS 3 and 4th shows that in the embodiment according to 3 a predominant part of the suction surface 11 from the first and second electrodes 15th and 17th is covered. The area of the first and second electrodes 15th and 17th essentially agree. The isolation area 19th however, only takes up a very small part of the total area of the suction area 11 on.

Bei der Ausführungsform gemäß 4 hingegen nehmen die erste und zweite Elektrode 15' und 17' nur einen geringen Teil der Gesamtoberfläche der Saugfläche 11 ein. Darüber hinaus wird deutlich, dass die Gesamtfläche der zweiten Elektrode 17' größer ist als die Gesamtfläche der ersten Elektrode 15'. Der Isolierbereich 19', der zwischen der ersten Elektrode 15' und der zweiten Elektrode 17' zur elektrischen Isolation der beiden Elektroden angeordnet ist, nimmt einen überwiegenden Teil der Saugfläche 11 ein.In the embodiment according to 4th however, take the first and second electrodes 15 ' and 17 ' only a small part of the total surface of the suction surface 11 on. It also becomes clear that the total area of the second electrode 17 ' is larger than the total area of the first electrode 15 ' . The isolation area 19 ' that is between the first electrode 15 ' and the second electrode 17 ' is arranged for electrical insulation of the two electrodes, takes up a major part of the suction surface 11 on.

Statt einer Beschichtung können die Elektroden auch integral mit der Saugfläche 11 ausgebildet sein. Hierbei ist es beispielsweise denkbar, die Saugfläche 11, die Teil einer Kappe des Sauggreifers sein kann, mit unterschiedlichen Materialbereichen herzustellen. Im Bereich der Elektroden kann die Kappe beispielsweise vollständig aus einem elektrisch leitfähigen Material ausgebildet sein. In den Isolierbereichen 19, 19' hingegen müsste ein isolierendes Material verwendet werden. Die Elektroden 17, 17' und 19, 19' können folglich auch integral in den Sauggreifer 9, 9' bzw. in der Saugfläche 11 ausgebildet sein, so dass eine Beschichtung zur Herstellung der Elektroden in diesem Fall nicht notwendig ist. Auf diese Weise lassen sich auch bestehende Sauggreifer einfach mit erfindungsgemäßen Elektroden nachrüsten.Instead of a coating, the electrodes can also be integral with the suction surface 11 be trained. It is conceivable here, for example, to use the suction surface 11 , which can be part of a cap of the suction pad, to produce with different material areas. In the area of the electrodes, the cap can be made entirely of an electrically conductive material, for example. In the isolation areas 19th , 19 ' however, an insulating material would have to be used. The electrodes 17th , 17 ' and 19th , 19 ' can consequently also be integrated in the suction pad 9 , 9 ' or in the suction area 11 be designed so that a coating for producing the electrodes is not necessary in this case. In this way, existing suction grippers can also be easily retrofitted with electrodes according to the invention.

Bei den Ausführungsformen gemäß den 3 und 4 handelt es sich lediglich um beispielhafte und besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Elektroden. Denkbar ist es auch, die Elektroden im Bereich der Saugfläche gänzlich anders oder auch neben der Saugfläche anzuordnen und auszubilden. Weiterhin können mehr als zwei Elektroden zum Einsatz kommen, um die Zuverlässigkeit des Sauggreifers weiter zu verbessern.In the embodiments according to 3 and 4th these are merely exemplary and particularly advantageous configurations of the electrodes. It is also conceivable to arrange and design the electrodes completely differently in the area of the suction surface or also next to the suction surface. Furthermore, more than two electrodes can be used in order to further improve the reliability of the suction gripper.

Um das Funktionsprinzip der vorliegenden Erfindung zu erläutern, wird im Folgenden davon ausgegangen, dass ein Unterdruck in dem Sauggreifer 9 ein Werkstück, beispielsweise ein biegeschlaffes luftdurchlässiges und leitfähiges Kohlefasergewebe, ansaugt. Das Werkstück liegt dann auf der Saugfläche 11 und damit auf der ersten Elektrode 15 und zweiten Elektrode 17 auf. Die Elektroden 15 und 17 sind mit einer Spannungsmesseinrichtung 5 verbunden, die zur Bestimmung des Spannungsabfalls zwischen den beiden Elektroden einen konstanten Messstrom durch die Elektroden leitet. Sofern also ein Werkstück auf den Elektroden 15 und 17 angeordnet ist, fließt der Strom von einer Elektrode zur anderen, beispielsweise von der Elektrode 15 über das Werkstück zur Elektrode 17. Hieraus kann der gemessene Spannungsabfall bzw. die Messspannung UMess zwischen den beiden Elektroden ermittelt werden. Wie unter Bezugnahme auf die 1 und 2 erläutert wurde, hängt dieser gemessene Spannungsabfall von dem Kontaktwiderstand RKontakt zwischen dem angesaugten Werkstück und der zweiten Elektrode 17 (in 2 mit Bezugsziffer 21 gekennzeichnet), von dem ohmschen Widerstand RHZ des Werkstücks (in 2 mit Bezugsziffer 22 gekennzeichnet) und von dem Kontaktwiderstand RKontakt zwischen dem Werkstück und der ersten Elektrode 15 (in 2 mit Bezugsziffer 23 gekennzeichnet) ab.In order to explain the functional principle of the present invention, it is assumed below that a negative pressure in the suction gripper 9 a workpiece, for example a pliable, air-permeable and conductive carbon fiber fabric, is sucked in. The workpiece then lies on the suction surface 11 and thus on the first electrode 15th and second electrode 17th on. The electrodes 15th and 17th are equipped with a voltage measuring device 5 connected, which conducts a constant measuring current through the electrodes to determine the voltage drop between the two electrodes. So if a workpiece is on the electrodes 15th and 17th is arranged, the current flows from one electrode to the other, for example from the electrode 15th over the workpiece to the electrode 17th . The measured voltage drop or the measurement voltage U Mess between the two electrodes can be determined from this. As with reference to the 1 and 2 has been explained, this measured voltage drop depends on the contact resistance R contact between the sucked workpiece and the second electrode 17th (in 2 with reference number 21 marked), from the ohmic resistance R HZ of the workpiece (in 2 with reference number 22nd characterized) and from the contact resistance R contact between the workpiece and the first electrode 15th (in 2 with reference number 23 marked).

Das Verhalten des Betriebsvolumenstroms V, des Betriebsdrucks P und der Messspannung UMess im Betrieb des Sauggreifers 9, 9' wird im Folgenden anhand der Schaubilder gemäß den 5 bis 8 erläutert. Bei dem Betriebsvolumenstrom handelt es sich dabei um die Menge des zur Erzeugung eines bestimmten Unterdrucks in dem Sauggreifer geförderten Luftstroms. Der Betriebsdruck ändert sich mit der in dem Sauggreifer geförderten Luftmenge und bestimmt den in dem Sauggreifer entstehenden Unterdruck. Auf der y-Achse jedes Schaubilds ist jeweils der Betriebsdruck in bar, der in dem Sauggreifer 9 vorhandene Betriebsvolumenstrom V in 100 l/min sowie die gemessene Spannung UMess in Volt aufgetragen, während auf der x-Achse jeweils die Menge der Abtastpunkte der vorgenannten Werte dargestellt ist.The behavior of the operating volume flow V , the operating pressure P. and the measuring voltage U Mess during operation of the suction gripper 9 , 9 ' is explained below using the graphs according to 5 until 8th explained. The operating volume flow is the amount of air flow conveyed to generate a specific negative pressure in the suction gripper. The operating pressure changes with the amount of air conveyed in the suction gripper and determines the negative pressure created in the suction gripper. On the y-axis of each diagram is the operating pressure in bar, that in the suction pad 9 existing operating volume flow V plotted in 100 l / min and the measured voltage U Mess in volts, while the number of sampling points of the aforementioned values is shown on the x-axis.

Die 5 zeigt ein Schaubild der zwischen den Elektroden gemessenen Spannung UMess, des Betriebsvolumenstroms V und des Betriebsdrucks P in dem Sauggreifer 9 für den Fall, dass der Sauggreifer ein leitfähiges Werkstück angesaugt hat und dieses hält. Dabei wird deutlich, dass bei einem abfallenden Druck und einer resultierenden Abnahme des Volumenstroms die Messspannung UMess zwischen den Elektroden ansteigt. Bei einem sinkenden Druck und einem resultierenden sinkenden Unterdruck in dem Sauggreifer 9 wird das gehaltene Werkstück mit einer geringeren Kraft auf die beiden Elektroden gedrückt, als es bei einem größeren Unterdruck in dem Sauggreifer 9 der Fall ist. Durch den geringeren Unterdruck resultiert eine im Kontaktbereich zwischen dem Werkstück und den Elektroden wirkenden Normalkraft FN, die geringer ist als bei einem größeren Unterdruck. Die Normalkraft FN ist folglich abhängig vom erzeugten Unterdruck des Sauggreifers. Weiterhin ist die Messspannung UMess abhängig von der Normalkraft FN. Wenn also das Werkstück mit einer geringeren Kraft an die erste und zweite Elektrode 15, 17 angesaugt wird, vergrößern sich die Kontaktwiderstände RKontakt (21, 23), wodurch der Messwiderstand RMess insgesamt größer wird. Hierdurch resultiert aufgrund Gleichung (3) ein Anstieg der Messspannung UMess, wie aus 5 ersichtlich ist.the 5 shows a diagram of the voltage U Mess measured between the electrodes, the operating volume flow V and the operating pressure P. in the suction cup 9 in the event that the suction gripper has picked up a conductive workpiece and is holding it. It becomes clear that with a falling pressure and a resulting decrease in the volume flow, the measurement voltage U Mess between the electrodes increases. With a falling pressure and a resulting falling negative pressure in the suction gripper 9 the held workpiece is pressed onto the two electrodes with less force than it would be with a greater negative pressure in the suction gripper 9 the case is. The lower negative pressure results in a contact area between the normal force F N acting on the workpiece and the electrodes, which is less than in the case of a greater negative pressure. The normal force F N is consequently dependent on the negative pressure generated by the suction gripper. Furthermore, the measurement voltage U Mess is dependent on the normal force F N. So when the workpiece is applied to the first and second electrodes with less force 15th , 17th is sucked in, the contact resistances R contact ( 21 , 23 ), as a result of which the measuring resistance R Mess becomes larger overall. Due to equation (3), this results in an increase in the measurement voltage U Mess, as shown in FIG 5 can be seen.

Die Abhängigkeit der Messspannung UMess von der auf die Kontaktfläche zwischen einem Werkstück und den Elektroden wirkenden Normalkraft FN macht sich die vorliegende Erfindung zu nutze, indem aufgrund der Messspannung UMess festgestellt werden kann, ob und wenn ja wie viele Werkstücke von dem Sauggreifer angesaugt und gehalten werden. Dies wird insbesondere anhand der 6 deutlich, welche einen Kennlinienverlauf der gemessenen Spannung UMess, des Betriebsvolumenstroms V und des Betriebsdrucks P für den Fall zeigt, dass nacheinander zuerst ein erstes Werkstück und dann ein zweites Werkstück von dem Sauggreifer angesaugt werden.The present invention makes use of the dependence of the measurement voltage U Mess on the normal force F N acting on the contact surface between a workpiece and the electrodes , in that it can be determined on the basis of the measurement voltage U Mess whether and, if so, how many workpieces are sucked in by the suction gripper and be held. This is particularly based on the 6th clearly which a characteristic curve of the measured voltage U Mess, the operating volume flow V and the operating pressure P. for the case shows that, one after the other, first a first workpiece and then a second workpiece are sucked in by the suction gripper.

Der Betriebsdruck P und der Betriebsvolumenstrom V werden bei der Ausführungsform nach 6 im Wesentlichen konstant gehalten. Während der Betriebsdruck P etwa 6 bar beträgt, wird der Betriebsvolumenstrom bei ca. 290 l/min konstant gehalten. Die Messspannung UMess hingegen weist ein stufenförmiges Profil auf, welches im Bereich zwischen 0 und ca. 1,3 * 104 Abtastwerten zwischen 9 und 10 V beträgt. Dies entspricht dem Leerlauffall zwischen den Elektroden. In diesem Spannungsbereich liegt auf den Elektroden 15 und 17 folglich kein Werkstück auf, d.h. der Sauggreifer 9 hat kein Werkstück angesaugt. Ausgehend von diesem ersten Bereich sinkt die Spannung nach ca. 1,3 * 104 Abtastpunkten auf einen Spannungswert im Bereich von 2 und 3 V. Dieser Messwert resultiert aus einem Ansaugen des Sauggreifers 9 eines Werkstücks, welches folglich auf den beiden Elektroden 15 und 17 aufliegt. Der Widerstand zwischen den beiden Elektroden 15 und 17 reduziert sich durch die Verbindung der beiden Elektroden mit dem Werkstück, so dass also insgesamt der Messwiderstand RMess sinkt und folglich auch die Messspannung UMess sinkt. Nach ca. 2,6 * 104 Abtastpunkten sinkt die gemessene Spannung UMess auf einen Wert zwischen 0 und 1 V. Diese weitere stufenförmige Abnahme der Messspannung UMess resultiert aus einem Ansaugen eines weiteren Werkstücks auf die Saugfläche 11. Auf der Saugfläche 11 ist dann folglich nicht nur ein Werkstück, sondern zwei Werkstücke hintereinander angeordnet. Dadurch, dass zwei Werkstücke auf den Elektroden 15 und 17 aufliegen, sinkt die Gesamtluftdurchlässigkeit des Halbzeugstapels und der Unterdruck an der Saugfläche steigt. Dies hat die Erhöhung der Normalkraft FN in den Kontaktbereichen zwischen dem zuerst angesaugten Werkstück und den Elektroden zur Folge, so dass sich in der Folge der Widerstand RKontakt verringert. Dadurch verringert sich insgesamt der Messwiderstand RMess, was gleichzeitig eine Verringerung der gemessenen Spannung UMess zur Folge hat.The operating pressure P. and the operating volume flow V are in the embodiment according to 6th kept essentially constant. During the operating pressure P. is approx. 6 bar, the operating volume flow is kept constant at approx. 290 l / min. The measurement voltage U Mess, on the other hand, has a stepped profile which is between 9 and 10 V in the range between 0 and approximately 1.3 * 10 4 sample values. This corresponds to the no-load case between the electrodes. In this voltage range lies on the electrodes 15th and 17th consequently no workpiece, ie the suction pad 9 has not sucked in a workpiece. Starting from this first range, the voltage drops after approx. 1.3 * 10 4 sampling points to a voltage value in the range of 2 and 3 V. This measured value results from the suction of the suction gripper 9 of a workpiece, which is consequently on the two electrodes 15th and 17th rests. The resistance between the two electrodes 15th and 17th is reduced by the connection of the two electrodes with the workpiece, so that overall the measuring resistance R Mess decreases and consequently the measuring voltage U Mess also decreases. After approx. 2.6 * 10 4 sampling points, the measured voltage U Mess drops to a value between 0 and 1 V. This further step-like decrease in the measurement voltage U Mess results from a further workpiece being sucked onto the suction surface 11 . On the suction surface 11 then consequently not only one workpiece, but two workpieces are arranged one behind the other. By having two workpieces on the electrodes 15th and 17th the total air permeability of the stack of semi-finished products decreases and the negative pressure on the suction surface increases. This results in an increase in the normal force F N in the contact areas between the workpiece that was sucked in first and the electrodes, so that the resistance R contact is subsequently reduced. As a result, the measuring resistance R Mess is reduced overall, which at the same time results in a reduction in the measured voltage U Mess .

Die 6 macht deutlich, dass mittels der vorliegenden Erfindung unter Verwendung von zwei im Bereich der Saugfläche 11 angebrachten Elektroden, die mit einer Spannungsmesseinrichtung 5 verbunden sind, in vorteilhafter Weise festgestellt werden kann, ob ein Werkstück und wie viele Werkstücke von dem Sauggreifer 9 angesaugt wurde(n). Hierzu können entsprechende Spannungsschwellwerte definiert werden, die von einer Auswerteeinheit mit den gemessenen Spannungswerten UMess verglichen werden und die folglich einen Rückschluss auf die Zahl der angesaugten Werkstücke zulassen. Die Auswerteeinheit kann beispielsweise ein Warnsignal erzeugen, wenn kein Werkstück oder zu viele Werkstücke angesaugt wurden. Dies wird dadurch möglich, dass sich die Normalkraft in den Kontaktbereichen der Elektroden und des Werkstücks bei konstantem Betriebsdruck P und konstantem Volumenstrom V ändert, so dass in vorteilhafter Weise anhand der gemessenen Messspannung UMess festgestellt werden kann, ob ein Werkstück von dem Sauggreifer 9 angesaugt wurde und um wie viele Werkstücke es sich dabei handelt.the 6th makes it clear that by means of the present invention using two in the area of the suction surface 11 attached electrodes with a voltage measuring device 5 are connected, it can be determined in an advantageous manner whether a workpiece and how many workpieces by the suction gripper 9 was sucked in. Corresponding voltage threshold values can be defined for this purpose, which are compared by an evaluation unit with the measured voltage values U Mess and which consequently allow a conclusion to be drawn about the number of workpieces sucked in. The evaluation unit can, for example, generate a warning signal if no workpiece or too many workpieces have been sucked in. This is made possible by the fact that the normal force in the contact areas of the electrodes and the workpiece at constant operating pressure P. and constant volume flow V changes, so that it can advantageously be determined on the basis of the measured voltage U Mess whether a workpiece is being removed from the suction gripper 9 was sucked in and how many workpieces are involved.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht es jedoch nicht nur, wie in der 6 gezeigt, bei einem konstanten Druckverlauf P und Volumenstrom V festzustellen, wie viele Werkstücke von dem Sauggreifer 9 angesaugt wurden, sondern sie ermöglicht darüber hinaus die Implementierung einer dynamischen Regelung zur Minimierung des benötigten Volumenstroms.However, the present invention not only makes it possible, as in FIG 6th shown at a constant pressure curve P. and volume flow V determine how many workpieces from the suction pad 9 were sucked in, but it also enables the implementation of a dynamic control to minimize the required volume flow.

Die 7 zeigt einen Kennlinienverlauf der gemessenen Spannung UMess, des Betriebsdrucks P und des Betriebsvolumenstroms V bei einer dynamischen Regelung des mittleren Luftverbrauchs des Sauggreifers.the 7th shows a characteristic curve of the measured voltage U Mess , the operating pressure P. and the operating volume flow V with dynamic regulation of the average air consumption of the suction pad.

Die 7 macht deutlich, dass in einem Anfangszustand der Betriebsvolumenstrom V und der Betriebsdruck P im Wesentlichen konstante Werte aufweisen. Die Messspannung UMess liegt im Bereich zwischen 9 und 10 V, welche dem Leerlaufbetrieb entspricht, so dass also kein Werkstück von dem Sauggreifer 9 gehalten wird. Sobald der Sauggreifer 9 ein Werkstück greift, welches folglich in dem an der Saugfläche 11 und damit an den Elektroden 15 und 17 anliegt, sinkt die gemessene Spannung UMess bei ca. 3000 Abtastpunkten aufgrund der Widerstandsänderung auf einen Wert zwischen 2 und 3 V. Die erfindungsgemäße Regelungseinrichtung berechnet sodann den minimalen durchschnittlichen Luftverbrauch, der notwendig ist, um das gegriffene Werkstück an der Saugfläche 11 zu halten. Der in dem Sauggreifer geförderte Betriebsvolumenstrom V und damit der Betriebsdruck P werden hierzu wesentlich reduziert, wie in der 7 deutlich erkennbar ist. Durch die Reduzierung des Betriebsdrucks reduziert sich auch der Unterdruck in dem Sauggreifer 9, so dass die Normalkraft FN im Bereich zwischen dem Werkstück und den Elektroden 15 und 17 abnimmt. Hierdurch erhöht sich der Kontaktwiderstand RKontakt (21, 23) zwischen dem Werkstück und den Elektroden, was aufgrund des gestiegenen Widerstands zu einer Erhöhung der gemessenen Spannung UMess führt. Auch dieser Verlauf ist deutlich in der 7 im Bereich zwischen 6000 und 8000 Abtastpunkten erkennbar.the 7th makes it clear that in an initial state the operating volume flow V and the operating pressure P. have essentially constant values. The measurement voltage U Mess is in the range between 9 and 10 V, which corresponds to idling operation, so that no workpiece is removed from the suction gripper 9 is held. As soon as the suction cup 9 a workpiece grips, which consequently in that on the suction surface 11 and thus on the electrodes 15th and 17th is applied, the measured voltage U Mess drops at approx. 3000 sampling points due to the change in resistance to a value between 2 and 3 V. The control device according to the invention then calculates the minimum average air consumption that is necessary for the workpiece being gripped on the suction surface 11 to keep. The operating volume flow conveyed in the suction gripper V and thus the operating pressure P. are significantly reduced, as in the 7th is clearly visible. By reducing the operating pressure, the negative pressure in the suction gripper is also reduced 9 so that the normal force F N in the area between the workpiece and the electrodes 15th and 17th decreases. This increases the contact resistance R contact ( 21 , 23 ) between the workpiece and the electrodes, which leads to an increase in the measured voltage U Mess due to the increased resistance. This course is also clear in the 7th recognizable in the range between 6000 and 8000 sampling points.

Um zu verhindern, dass sich das Werkstück vollständig von der Saugfläche 11 des Sauggreifers 9 ablöst, muss der Unterdruck und damit der Betriebsvolumenstrom V wieder leicht erhöht werden. Hierdurch wird durch den stärkeren Unterdruck das Werkstück wiederum näher an die Saugfläche 11 herangesaugt, wodurch die Normalkraft FN im Kontaktbereich zwischen dem Werkstück und den Elektroden 15 und 17 wiederum steigt. In der Folge reduziert sich auch der Kontaktwiderstand RKontakt (21, 23) zwischen den Elektroden und dem Werkstück, was zu einer Reduzierung der gemessenen Spannung UMess führt. Der Betriebsvolumenstrom kann in der Folge reduziert werden, was wiederum zu einem Anstieg der gemessenen Spannung UMess führt. Diese Regelstrategie wird kontinuierlich fortgesetzt, wobei die Regelungseinrichtung für einen mittleren Luftverbrauch 25 sorgt, der wesentlich geringer ist als bei einem konstant gehaltenen Volumenstrom in Höhe von ca. 290 l/min (siehe 6). Die 7 zeigt, dass der mittlere Luftverbrauch mit Hilfe der erfindungsgemäßen Regeleinrichtung auf ca. 50 l/min und damit auf ein Fünftel des herkömmlichen Wertes reduziert werden kann. Gleichzeitig ist gewährleistet, dass das gegriffene Werkstück sicher von dem Sauggreifer 9 gehalten wird.To prevent the workpiece from being completely removed from the suction surface 11 of the suction cup 9 replaces, the negative pressure and thus the operating volume flow V can be increased again slightly. This in turn brings the workpiece closer to the suction surface due to the stronger negative pressure 11 sucked in, whereby the normal force F N in the contact area between the workpiece and the electrodes 15th and 17th again increases. As a result, the contact resistance R contact is also reduced ( 21 , 23 ) between the electrodes and the workpiece, which leads to a reduction in the measured voltage U Mess . The operating volume flow can then be reduced, which in turn leads to an increase in the measured voltage U Mess . This control strategy is continued continuously, with the control device for an average air consumption 25th which is much lower than with a constant volume flow of approx. 290 l / min (see 6th ). the 7th shows that the average air consumption can be reduced to approx. 50 l / min and thus to a fifth of the conventional value with the aid of the control device according to the invention. At the same time it is ensured that the gripped workpiece is safe from the suction gripper 9 is held.

Innerhalb der Regelungseinrichtung können entsprechende Schwellwerte für die gemessene Spannung UMess definiert werden, innerhalb derer ein sicheres Greifen des Werkstücks oder auch mehrerer Werkstücke gewährleistet ist. Beispielsweise kann festgelegt werden, dass die gemessene Spannung UMess einen Wert von 3 V nicht unterschreiten darf, um ein Ablösen des Werkstücks von der Saugfläche zu verhindern. Falls sich die Messspannung diesem Wert nähert, muss folglich der Betriebsvolumenstrom und damit der Unterdruck erhöht werden, bis sich die Spannung wieder in einem akzeptablen Bereich befindet.Corresponding threshold values for the measured voltage U Mess can be defined within the regulating device, within which a reliable gripping of the workpiece or also of several workpieces is guaranteed. For example, it can be specified that the measured voltage U Mess must not fall below a value of 3 V in order to prevent the workpiece from detaching from the suction surface. If the measuring voltage approaches this value, the operating volume flow and thus the negative pressure must consequently be increased until the voltage is again in an acceptable range.

Die 8 zeigt noch ein Schaubild des Volumenstroms V des Betriebsdrucks P und der gemessenen Spannung UMess für den Fall, dass eine Querkraft auf ein von einem Sauggreifer 9 angesaugtes Werkstück ausgeübt wird. Eine derartige Querkraft kann beispielsweise dadurch ausgeübt werden, dass an dem Werkstück gezogen wird. Die Normalkraft nimmt in diesem Fall plötzlich ab, wodurch sich der Widerstand zwischen den Elektroden und folglich auch die Messspannung erhöhen. Hieraus resultiert ein im Bereich von 4 bis 6 * 104 Abtastpunkten gezeigter Ausschlag der Messspannung UMess, der durch die erfindungsgemäße Regelungseinrichtung unmittelbar mit einem steil ansteigenden Betriebsvolumenstrom V und folglich einem größeren Unterdruck kompensiert wird. Die Erhöhung des Betriebsvolumenstroms und des Betriebsdrucks existiert dabei so lange, wie die Querkraft auf das Werkstück ausgeübt wird. Wie die 8 deutlich zeigt, kehrt die Regelungseinrichtung zu ihrem ursprünglichen Regelungsziel eines minimalen Luftverbrauchs zurück, sobald keine Querkraft mehr auf das Werkstück ausgeübt wird (vgl. Bereich zwischen 7 und 9 * 104 Abtastpunkten).the 8th shows another diagram of the volume flow V the operating pressure P. and the measured voltage U Mess in the event that a transverse force acts on a suction pad 9 sucked workpiece is exercised. Such a transverse force can be exerted, for example, by pulling on the workpiece. In this case, the normal force suddenly decreases, which increases the resistance between the electrodes and consequently also the measurement voltage. This results in a deflection of the measurement voltage U Mess, shown in the range from 4 to 6 * 10 4 sampling points, which, as a result of the control device according to the invention, directly increases with a steeply increasing operating volume flow V and consequently a greater negative pressure is compensated. The increase in the operating volume flow and the operating pressure exists as long as the transverse force is exerted on the workpiece. As the 8th clearly shows, the control device returns to its original control goal of minimal air consumption as soon as transverse force is no longer exerted on the workpiece (cf. range between 7 and 9 * 10 4 scanning points).

Um den Luftverbrauch aktiv durch die erfindungsgemäße Regelungseinrichtung regeln zu können, ist die Kenntnis über die oben beschriebenen Parameterzusammenhänge erforderlich. Hieraus kann dann ein Regler entworfen werden. Die Regelung ist von vielen Einflussfaktoren abhängig. Insbesondere ist die Regelung an ein entsprechendes zu greifendes Werkstück anzupassen. Hierbei kann es sich beispielsweise um ein Halbzeug, wie ein Gewebe oder Gelege handeln, welches vorzugsweise aus einem luftdurchlässigen und leitfähigen Material wie Kohlefaser besteht. Weitere Parameter betreffen die Bindungsart des Halbzeugs, eine Behinderung, die Gestaltung der Elektroden, die Garnfeinheit, der Betriebsdruck und die Normalkraft. Dadurch, dass die hier vorgestellte Regelung des Luftverbrauchs die Luftdurchlässigkeit des Werkstücks erfordert, ist die vorliegende Erfindung besonders für luftdurchlässige Werkstücke geeignet.In order to be able to actively regulate the air consumption by the regulating device according to the invention, knowledge of the parameter relationships described above is required. A controller can then be designed from this. The regulation depends on many influencing factors. In particular, the regulation is to be adapted to a corresponding workpiece to be gripped. This can be, for example, a semi-finished product, such as a fabric or scrim, which preferably consists of an air-permeable and conductive material such as carbon fiber. Other parameters relate to the type of weave of the semi-finished product, a handicap, the design of the electrodes, the yarn count, the operating pressure and the normal force. Because the regulation of the air consumption presented here requires the workpiece to be air permeable, the present invention is particularly suitable for workpieces that are permeable to air.

Der erfindungsgemäße Sauggreifer und die entsprechende Regelungseinrichtung können in vorteilhafter Weise auch für ein Sauggreifersystem zum Einsatz kommen, welches eine Mehrzahl von Einzelsauggreifern gemäß der Erfindung aufweist. Es versteht sich, dass auch bei einem Sauggreifersystem eine erfindungsgemäße Regelungseinrichtung derart zum Einsatz kommen kann, dass der Gesamtluftverbrauch in Abhängigkeit von der gemessenen Messspannung UMess derart geregelt werden kann, dass ein minimaler Luftverbrauch einstellbar ist.The suction gripper according to the invention and the corresponding control device can advantageously also be used for a suction gripper system which has a plurality of individual suction grippers according to the invention. It goes without saying that a control device according to the invention can also be used in a suction gripper system in such a way that the total air consumption can be controlled as a function of the measured voltage U Mess in such a way that a minimum air consumption can be set.

Im Übrigen kann durch das Zusammenwirken der Regelungseinrichtung mit den Elektroden eine definierte Normal- bzw. Querkraft zwischen der Saugfläche und dem Halbzeug eingestellt werden. Dies ist beispielsweise beim Drapieren von Halbzeugen erforderlich, da hier die Halbzeuge während des Umformungsvorganges mit definierten Normal- und Querkräften an der Saugfläche des Greifers abgleiten müssen aber dennoch sicher gehalten werden sollen.In addition, a defined normal or transverse force between the suction surface and the semi-finished product can be set through the interaction of the control device with the electrodes. This is necessary, for example, when draping semi-finished products, since here the semi-finished products have to slide off the suction surface of the gripper with defined normal and transverse forces during the forming process, but should nevertheless be held securely.

Insgesamt schafft die vorliegende Erfindung einen vorteilhaften Sauggreifer, der mit Hilfe von wenigstens zwei Elektroden, die mit einer Spannungsmesseinrichtung verbindbar sind, wesentlich zuverlässiger und energieeffizient arbeiten kann. Insbesondere ist es durch die Erfindung möglich, festzustellen, ob ein Werkstück sicher von dem Sauggreifer angesaugt wurde und von diesem gehalten wird. Darüber hinaus ist es möglich festzustellen, wie viele Werkstücke von dem Sauggreifer gehalten werden. Außerdem ist eine Regelungseinrichtung in der Lage, aufgrund der gemessenen Messwerte den Volumenstrom und den Betriebsdruck des Sauggreifers derart zu regeln, dass ein minimaler durchschnittlicher Luftverbrauch eingestellt werden kann.Overall, the present invention creates an advantageous suction gripper which, with the aid of at least two electrodes that can be connected to a voltage measuring device, can work much more reliably and energy-efficiently. In particular, the invention makes it possible to determine whether a workpiece has been safely sucked in by the suction gripper and is being held by it. It is also possible to determine how many workpieces are being held by the suction gripper. In addition, a control device is able to regulate the volume flow and the operating pressure of the suction gripper based on the measured values in such a way that a minimum average air consumption can be set.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
erste Flächefirst surface
33
zweite Flächesecond face
55
SpannungsmesseinrichtungVoltage measuring device
77th
StromquellePower source
9, 9'9, 9 '
SauggreiferSuction cups
1111
SaugflächeSuction surface
1313th
SaugöffnungenSuction openings
15, 15'15, 15 '
erste Elektrodefirst electrode
17, 17'17, 17 '
zweite Elektrodesecond electrode
19, 19'19, 19 '
IsolierbereichIsolation area
2121
Kontaktfläche erste ElektrodeContact surface of the first electrode
2222nd
Widerstand WerkstückResistance workpiece
2323
Kontaktfläche zweite ElektrodeSecond electrode contact surface
2525th
mittlerer Luftverbrauchaverage air consumption
PP.
Betriebsdruckoperating pressure
VV
VolumenstromVolume flow
UMessUMess
MessspannungMeasuring voltage

Claims (21)

Sauggreifer (9, 9') zum Ansaugen und Halten von Werkstücken, insbesondere von biegeschlaffen luftdurchlässigen Halbzeugen, aufweisend ein Gehäuse mit wenigstens einem Lufteinlass und wenigstens einem Luftauslass und einer Vielzahl von Saugöffnungen (13) in einer Saugfläche (11) zum Ansaugen mindestens eines Werkstücks, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugfläche (11) auf ihrer dem anzusaugenden Werkstück zugewandten Seite wenigstens zwei mit einer Spannungsmesseinrichtung (5) verbundene Elektroden (15, 17; 15', 17') aufweist.Suction grippers (9, 9 ') for sucking and holding workpieces, in particular pliable, air-permeable semi-finished products, comprising a housing with at least one air inlet and at least one air outlet and a plurality of suction openings (13) in a suction surface (11) for sucking in at least one workpiece , characterized in that the suction surface (11) has at least two electrodes (15, 17; 15 ', 17') connected to a voltage measuring device (5) on its side facing the workpiece to be sucked on. Sauggreifer nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Elektroden (15, 17; 15', 17') auf der Saugfläche (11) angeordnet oder integral damit ausgebildet sind.Suction cup after Claim 1 , characterized in that the at least two electrodes (15, 17; 15 ', 17') are arranged on the suction surface (11) or are formed integrally therewith. Sauggreifer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Elektroden (15, 17; 15', 17') jeweils mindestens einen elektrischen Anschluss zur Verbindung mit der Spannungsmesseinrichtung aufweisen.Suction cup after Claim 1 or 2 , characterized in that the at least two electrodes (15, 17; 15 ', 17') each have at least one electrical connection for connection to the voltage measuring device. Sauggreifer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugfläche (11) zumindest bereichsweise aus einem elektrisch isolierenden Material ausgebildet ist.Suction gripper according to one of the preceding claims, characterized in that the suction surface (11) is at least partially made of an electrically insulating material. Sauggreifer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugfläche (11) zur Erzeugung der wenigstens zwei Elektroden (15, 17; 15', 17') zumindest bereichsweise mit einem leitfähigen Material beschichtet ist.Suction gripper according to one of the preceding claims, characterized in that the suction surface (11) for generating the at least two electrodes (15, 17; 15 ', 17') is coated at least in some areas with a conductive material. Sauggreifer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Elektroden (15, 17; 15', 17'), insbesondere durch die Saugfläche (11), elektrisch voneinander isoliert sind.Suction gripper according to one of the preceding claims, characterized in that the at least two electrodes (15, 17; 15 ', 17') are electrically isolated from one another, in particular by the suction surface (11). Sauggreifer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der dem anzusaugenden Werkstück zugewandten Seite der wenigstens zwei Elektroden (15, 17; 15', 17') ein elektrisch leitfähige Zwischenschicht, insbesondere ein Kohlefasergewebe angeordnet ist.Suction gripper according to one of the preceding claims, characterized in that an electrically conductive intermediate layer, in particular a carbon fiber fabric, is arranged on the side of the at least two electrodes (15, 17; 15 ', 17') facing the workpiece to be sucked on. Sauggreifer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitfähige Zwischenschicht Öffnungen aufweist, die mit den Saugöffnungen (13) der Saugfläche (11) fluchten.Suction cup after Claim 7 , characterized in that the electrically conductive intermediate layer has openings which are aligned with the suction openings (13) of the suction surface (11). Sauggreifer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste punktförmige Elektrode (15') zentrisch in Bezug auf die Saugfläche (11) angeordnet ist, die von einer zweiten ringförmigen Elektrode (17) umgeben ist.Suction gripper according to one of the preceding claims, characterized in that a first punctiform electrode (15 ') is arranged centrally with respect to the suction surface (11), which is surrounded by a second annular electrode (17). Sauggreifer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste und eine zweite Elektrode ringförmig ausgebildet und konzentrisch zueinander angeordnet sind.Suction gripper according to one of the preceding claims, characterized in that a first and a second electrode are ring-shaped and are arranged concentrically to one another. Sauggreifer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste kreisförmige Elektrode (15) von einer zweiten ringförmigen Elektrode (17) konzentrisch umgeben ist.Suction gripper according to one of the preceding claims, characterized in that a first circular electrode (15) of one second annular electrode (17) is surrounded concentrically. Sauggreifer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Elektroden (15, 17; 15', 17') einen überwiegenden Teil der Saugfläche (11) bedecken bzw. bilden.Suction gripper according to one of the preceding claims, characterized in that the at least two electrodes (15, 17; 15 ', 17') cover or form a predominant part of the suction surface (11). Sauggreifer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Elektroden (15, 17; 15', 17') in den Bereichen zwischen den Saugöffnungen (13) angeordnet sind.Suction gripper according to one of the preceding claims, characterized in that the at least two electrodes (15, 17; 15 ', 17') are arranged in the areas between the suction openings (13). Sauggreifer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er nach dem Bernoulli-, Coanda-, Vortex-, Strahldüsen- oder Venturi-Prinzip arbeitet.Suction gripper according to one of the preceding claims, characterized in that it works according to the Bernoulli, Coanda, Vortex, jet nozzle or Venturi principle. Sauggreifer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er zum Ansaugen eines porösen und durchsaugenden Werkstücks, insbesondere eines luftdurchlässigen Gewebes oder Geleges aus Glas-, Aramid- oder Kohlefasern ausgebildet ist.Suction gripper according to one of the preceding claims, characterized in that it is designed to suck in a porous workpiece that is sucked through, in particular an air-permeable fabric or scrim made of glass, aramid or carbon fibers. Sauggreifer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er druckluft- oder propellerbetrieben ist und eine integrierte Unterdruckerzeugungseinrichtung aufweist.Suction gripper according to one of the preceding claims, characterized in that it is operated by compressed air or propeller and has an integrated negative pressure generating device. Sauggreifersystem, aufweisend mehrere Sauggreifer (9, 9') nach einem der Ansprüche 1 bis 16.Suction gripper system, comprising several suction grippers (9, 9 ') according to one of the Claims 1 until 16 . Regelungseinrichtung zum Regeln von einem oder mehreren Sauggreifern (9, 9') nach einem der Ansprüche 1 bis 16.Control device for controlling one or more suction grippers (9, 9 ') according to one of the Claims 1 until 16 . Regelungseinrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass sie in einen Sauggreifer (9, 9') integriert ist.Control device according to Claim 18 , characterized in that it is integrated into a suction gripper (9, 9 '). Regelungseinrichtung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass sie in einen Mikroprozessor aufweist.Control device according to Claim 18 or 19th , characterized in that it comprises a microprocessor. Regelungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelungseinrichtung den Betriebsdruck (P) und/oder den Betriebsvolumenstrom (V) des Sauggreifers (9, 9') in Abhängigkeit von einem gemessenen Spannungsabfall zwischen den wenigstens zwei Elektroden regelt.Control device according to one of the preceding Claims 18 until 20th , characterized in that the regulating device regulates the operating pressure (P) and / or the operating volume flow (V) of the suction gripper (9, 9 ') as a function of a measured voltage drop between the at least two electrodes.
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