DE102014014358A1

DE102014014358A1 - Suction gripper for sucking in workpieces

Info

Publication number: DE102014014358A1
Application number: DE201410014358
Authority: DE
Inventors: Daniel Weiss; Immanuel Gehrung
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2014-09-27
Filing date: 2014-09-27
Publication date: 2015-04-02

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Sauggreifer zum Ansaugen von Werkstücken, mit wenigstens einer Unterdruckkammer (22), über welche ein Werkstück (78) ansaugbar ist, und mit wenigstens einem Unterdruckanschluss (38), über welchen die Unterdruckkammer (22) evakuierbar ist, wobei zumindest ein Stößel (40) vorgesehen ist, welcher nach Art einer Push-Push-Verriegelungsmechanik durch Drücken des Sauggreifers (18) gegen das Werkstück (78) zwischen wenigstens einer die Unterdruckkammer (22) von dem Unterdruckanschluss (38) fluidisch trennenden Sperrstellung als erster Stellung und wenigstens einer die Unterdruckkammer (22) mit dem Unterdruckanschluss (38) fluidisch verbindenden Saugstellung als zweiter Stellung bewegbar und in den Stellungen arretierbar ist.The invention relates to a suction gripper for sucking in workpieces, having at least one vacuum chamber (22), via which a workpiece (78) can be sucked, and having at least one vacuum connection (38), via which the vacuum chamber (22) can be evacuated, at least one Plunger (40) is provided, which in the manner of a push-push locking mechanism by pressing the suction pad (18) against the workpiece (78) between at least one vacuum chamber (22) from the vacuum port (38) fluidly blocking position as the first position and at least one of the vacuum chamber (22) with the vacuum port (38) fluidly connecting suction position is movable as a second position and can be locked in the positions.

Description

Die Erfindung betrifft einen Sauggreifer zum Ansaugen von Werkstücken gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The invention relates to a suction gripper for sucking workpieces according to the preamble of claim 1.

Ein solcher Sauggreifer zum Ansaugen von Werkstücken ist beispielsweise bereits aus der DE 10 2005 051 201 A1 als bekannt zu entnehmen. Der Sauggreifer weist wenigstens eine Unterdruckkammer auf, über welche ein Werkstück ansaugbar ist. Ferner weist der Sauggreifer wenigstens einen Unterdruckanschluss auf, über welchen die Unterdruckkammer evakuierbar ist. Durch Evakuieren der Unterdruckkammer über den Unterdruckanschluss kann in der Unterdruckkammer ein Vakuum erzeugt werden, mittels welchem das Werkstück an den Sauggreifer angesaugt werden kann. Unter einem solchen Vakuum ist dabei zu verstehen, dass in der Unterdruckkammer ein erster Druck herrscht, welcher geringer als ein zweiter Druck ist, welcher in der Umgebung des Sauggreifers, das heißt außerhalb der Unterdruckkammer herrscht. Somit ist der erste Druck gegenüber dem zweiten Druck ein Unterdruck, mittels welchem das Werkstück an den Sauggreifer angesaugt und an diesem gehalten werden kann.Such a suction pad for sucking workpieces, for example, already from the DE 10 2005 051 201 A1 to be known as known. The suction gripper has at least one vacuum chamber, via which a workpiece can be sucked. Furthermore, the suction gripper has at least one vacuum connection, via which the vacuum chamber can be evacuated. By evacuating the vacuum chamber via the vacuum connection, a vacuum can be generated in the vacuum chamber, by means of which the workpiece can be sucked to the suction pad. Under such a vacuum is to be understood that in the vacuum chamber, a first pressure prevails, which is less than a second pressure, which prevails in the vicinity of the suction pad, that is outside of the vacuum chamber. Thus, the first pressure compared to the second pressure is a negative pressure, by means of which the workpiece can be sucked to the suction pad and held on this.

Ein solcher Sauggreifer wird üblicherweise auch als Vakuumaktor bezeichnet und ist beispielsweise im Rahmen einer Serienfertigung von Kraftwagen an einem Roboterkopf eines Roboters, insbesondere eines Industrieroboters, gehalten. Ein solcher Roboter umfasst üblicherweise eine Mehrzahl von Roboterachsen, welche gelenkig miteinander verbunden sind. Der Roboter ist über eine Basis, welche auch als Robotersockel bezeichnet wird, beispielsweise an einem Boden befestigbar, so dass der Roboterkopf und der am Roboterkopf gehaltene Sauggreifer mittels der Roboterachsen im Raum umherbewegt werden können. Der Sauggreifer ist dabei ein sogenannter Endeffektor, welcher ausgehend von der Basis des Roboters das letzte Element in einer kinematischen Kette des Roboters ist. Mittels des Sauggreifers ist es somit möglich, Werkstücke am Roboter zu halten und mittels der Roboterachsen bedarfsgerecht im Raum umher zu bewegen.Such a suction gripper is usually also referred to as a vacuum actuator and is held, for example, in the course of mass production of motor vehicles on a robot head of a robot, in particular an industrial robot. Such a robot typically includes a plurality of robot axes which are hinged together. The robot can be fastened to a floor via a base, which is also referred to as a robot base, so that the robot head and the suction gripper held on the robot head can be moved around in space by means of the robot axes. The suction gripper is a so-called end effector, which, starting from the base of the robot, is the last element in a kinematic chain of the robot. By means of the suction gripper, it is thus possible to hold workpieces on the robot and to move around in space by means of the robot axes as needed.

Zum Erzeugen des Vakuums, das heißt zum Evakuieren der Unterdruckkammer, wird üblicherweise ein Vakuumerzeuger, insbesondere in Form eines Ejektors, eingesetzt. Es ist bekannt, den Ejektor direkt am Roboterkopf anzubringen. Dadurch kann die Druckkammer in geringer Zeit evakuiert werden, da Längen von Leitungen, über welche der Ejektor mit dem Druckanschluss des Sauggreifers fluidisch verbunden ist, besonders gering gehalten werden können, denn auch die Leitungen müssen mittels des Ejektors evakuiert werden. Die Anordnung des Ejektors am Roboterkopf ist jedoch insofern problembehaftet, als der Roboter kopflastig wird, da der Ejektor ein zusätzlich am Roboterkopf gehaltenes Gewicht darstellt. Dadurch wird die Dynamik des Roboters insgesamt negativ beeinträchtigt. Ferner können der Anordnung des Ejektors am Roboterkopf Sicherheitsgründe entgegenstehen, insbesondere im Rahmen einer sogenannten Mensch-Roboter-Kooperation (MRK), bei welcher der Roboter und wenigstens ein menschlicher Arbeiter in einem gemeinsamen Arbeitsraum Arbeitsvorgänge durchführen. Der am Roboterkopf gegebenenfalls angeordnete Ejektor könnte hierbei ein Verletzungsrisiko darstellen, so dass es vorteilhaft ist, den Ejektor nicht am Roboterkopf, sondern beispielsweise an der Basis des Roboters anzuordnen.For generating the vacuum, that is to say for evacuating the vacuum chamber, a vacuum generator, in particular in the form of an ejector, is usually used. It is known to attach the ejector directly to the robot head. As a result, the pressure chamber can be evacuated in a short time, because lengths of lines, via which the ejector is fluidically connected to the pressure port of the suction pad, can be kept particularly low, because even the lines must be evacuated by means of the ejector. The arrangement of the ejector on the robot head, however, is problematic insofar as the robot becomes top-heavy because the ejector represents an additional weight held on the robot head. This negatively affects the dynamics of the robot as a whole. Furthermore, the arrangement of the ejector on the robot head can preclude safety reasons, in particular in the context of a so-called human-robot cooperation (MRC), in which the robot and at least one human worker carry out work operations in a common work space. The ejector possibly arranged on the robot head could represent a risk of injury in this case, so that it is advantageous not to arrange the ejector on the robot head but, for example, on the base of the robot.

Wird der Ejektor jedoch an einer vom Roboterkopf unterschiedlichen Stelle, beispielsweise an der Basis des Roboters angeordnet, so muss der Ejektor über wenigstens eine Leitung mit dem Unterdruckanschluss des Sauggreifers fluidisch verbunden werden, wobei diese Leitung eine wesentlich größere Länge aufweist, als wenn der Ejektor am Roboterkopf angeordnet werden würde. Diese Leitung weist somit ein großes Volumen auf, welches zusätzlich zur Unterdruckkammer des Sauggreifers mittels des Ejektors evakuiert werden muss. Dies führt zu einer hohen Evakuierungszeit, was beispielsweise zu langen Taktzeiten im Rahmen der genannten Serienfertigung von Kraftwagen führen würde. Zudem wäre zur Evakuierung eines solch großen Volumens ein hoher Energiebedarf erforderlich.However, if the ejector is arranged at a position different from the robot head, for example at the base of the robot, then the ejector must be fluidically connected to the vacuum connection of the suction gripper via at least one line, whereby this line has a substantially greater length than if the ejector on Robot head would be arranged. This line thus has a large volume, which must be evacuated by means of the ejector in addition to the vacuum chamber of the suction pad. This leads to a high evacuation time, which would, for example, lead to long cycle times in the context of the aforementioned series production of motor vehicles. In addition, to evacuate such a large volume, a high energy demand would be required.

Es ist bekannt, diesem Problem bei der Anordnung des Ejektors an der Basis des Roboters durch kleine und gewichtsgünstige Tastventile zu begegnen, die direkt am Roboterkopf angebracht werden können. Ein solches Tastventil trennt zunächst die Unterdruckkammer von dem Unterdruckanschluss an einer entsprechenden Trennstelle, so dass mittels des Ejektors ein sich vom Ejektor bis zur Trennstelle erstreckendes Volumen evakuiert werden kann, ohne hierbei auch die Unterdruckkammer zu evakuieren. Soll nun ein Werkstück mittels des Sauggreifers angesaugt werden, so wird der Sauggreifer auf das anzusaugende Werkstück zubewegt. Dabei kommt das Tastventil in Stützanlage mit dem Werkstück, wodurch das Tastventil öffnet und eine fluidische Verbindung zwischen dem Unterdruckanschluss und der Unterdruckkammer an der Trennstelle freigibt. Dadurch findet ein Druckausgleich zwischen der Unterdruckkammer und dem bereits zuvor mittels des Ejektors evakuierten Volumen statt, so dass die Unterdruckkammer in besonders kurzer Zeit und energiegünstig, das heißt mit einem nur geringen Energiebedarf evakuiert und in der Folge das Werkstück angesaugt werden kann.It is known to address this problem in the arrangement of the ejector at the base of the robot by small and low-weight probe valves, which can be mounted directly on the robot head. Such a sensing valve first separates the vacuum chamber from the vacuum port at a corresponding separation point, so that by means of the ejector, a volume extending from the ejector to the separation point can be evacuated, without evacuating the vacuum chamber. If a workpiece is to be sucked in by means of the suction gripper, the suction gripper is moved towards the workpiece to be sucked. In this case, the Tastventil comes into support system with the workpiece, whereby the Tastventil opens and releases a fluidic connection between the vacuum port and the vacuum chamber at the separation point. This results in a pressure equalization between the vacuum chamber and the previously evacuated by means of the ejector volume, so that the vacuum chamber in a particularly short time and energiegünstig, that is evacuated with a low energy demand and the workpiece can be sucked in the sequence.

Bei der Verwendung eines solchen Tastventils kann somit das am Roboterkopf angeordnete Gewicht gering gehalten werden. Jedoch ergibt sich bei Verwendung eines solchen Tastventils das Problem, dass eine Entlüftung der Unterdruckkammer nicht ohne weiteres beziehungsweise nur sehr aufwendig zu realisieren ist. Soll das am Sauggreifer gehaltene Werkstück abgelegt werden, so muss hierzu die Unterdruckkammer belüftet werden, so dass der in der Unterdruckkammer herrschende erste Druck zumindest im Wesentlichen dem in der Umgebung herrschenden zweiten Druck entspricht. Eine solche Belüftungsfunktion ist bei Tastventilen nur sehr aufwendig darstellbar. Sie könnte beispielsweise durch ein Drei-Zwei-Wegeventil realisiert werden, wobei ein solches Drei-Zwei-Wegeventil ein elektrisch schaltbares Ventil ist, welches zum einen ein zusätzliches, am Roboterkopf anzubringendes Gewicht darstellen und zudem einen zusätzlichen Verkabelungsaufwand erfordern würde. Alternativ oder zusätzlich würde eine zusätzliche Druckluftleitung zum Belüften der Druckkammer erforderlich sein.When using such a Tastventils thus arranged on the robot head Weight be kept low. However, when using such a Tastventils the problem arises that a venting of the vacuum chamber is not readily or only very expensive to implement. If the workpiece held on the suction gripper is to be deposited, the vacuum chamber must be aerated for this purpose so that the first pressure prevailing in the vacuum chamber at least substantially corresponds to the second pressure prevailing in the environment. Such a ventilation function is very expensive to display in Tastventilen. It could for example be realized by a three-two-way valve, wherein such a three-way valve is an electrically switchable valve, which on the one hand represent an additional, to be attached to the robot head weight and also would require additional cabling. Alternatively or additionally, an additional compressed air line would be required for venting the pressure chamber.

Ein weiteres Problem bei dem Einsatz von Tastventilen ergibt sich dann, wenn der Sauggreifer mehrere Unterdruckkammern mit einem den Unterdruckkammern gemeinsamen Tastventil aufweisen würde und beispielsweise beim Ansaugen eines Werkstücks nur ein Teil der Unterdruckkammern zum Ansaugen zum Einsatz kämen. Würden beispielsweise lediglich drei von vier Unterdruckkammern zum Ansaugen verwendet werden, so würde es beim Öffnen des einen Tastventils zu einem Leckagestrom an der vierten Unterdruckkammer kommen. Dies könnte dadurch verhindert werden, dass jeder Unterdruckkammer ein eigenes Tastventil zugeordnet ist, jedoch würde dies zu zusätzlichem Gewicht und zusätzlichem Verkabelungsaufwand führen.Another problem with the use of Tastventilen arises when the vacuum gripper would have a plurality of negative pressure chambers common to the vacuum chambers sensing valve and, for example, when sucking a workpiece, only a portion of the vacuum chambers would be used for suction for use. If, for example, only three out of four vacuum chambers were used for suction, a leakage current would occur at the fourth vacuum chamber when the one sensing valve is opened. This could be prevented by associating each vacuum chamber with its own sensing valve, but this would add weight and cabling overhead.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Sauggreifer der eingangs genannten Art zu schaffen, mittels welchem Werkstücke besonders energie-, zeit- und gewichtsgünstig angesaugt werden können.Object of the present invention is therefore to provide a suction pad of the type mentioned, by means of which workpieces can be particularly energy, time and weight sucked.

Diese Aufgabe wird durch einen Sauggreifer mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by a suction gripper having the features of patent claim 1. Advantageous embodiments with expedient developments of the invention are specified in the remaining claims.

Um einen Sauggreifer der eingangs genannten Art zu schaffen, mittels welchem Werkstücke gewichts-, zeit- und energiegünstig angesaugt werden können, ist zumindest ein Stößel vorgesehen, welcher nach Art einer Push-Push-Verriegelungsmechanik durch Drücken des Sauggreifers gegen das Werkstück zwischen wenigstens einer die Unterdruckkammer von dem Unterdruckanschluss fluidisch trennenden Sperrstellung als erster Stellung und wenigstens einer die Unterdruckkammer mit dem Unterdruckanschluss fluidisch verbindenden Saugstellung als zweiter Stellung bewegbar, insbesondere translatorisch bewegbar, und in den Stellungen arretierbar ist. Derartige Push-Push-Verriegelungsmechaniken sind bereits im Zusammenhang mit anderen Anwendungen hinlänglich bekannt und funktionieren nach dem sogenannten Kugelschreiberprinzip. Wie die Mine eines Kugelschreibers kann der Stößel des Sauggreifers durch Drücken des Sauggreifers gegen das anzusaugende Werkstück zwischen der Saugstellung und der Sperrstellung bewegt und in den jeweiligen Stellungen arretiert werden. Üblicherweise weist eine Push-Push-Verriegelungsmechanik eine Kulisse oder Kulissenbahn auf, die beispielsweise am Stößel oder an einem Gehäuse des Sauggreifers vorgesehen ist, wobei der Stößel relativ zu dem Gehäuse bewegbar ist. Ferner ist ein mit der Kulisse zusammenwirkendes und beispielsweise in die Kulisse eingreifendes Element wie beispielsweise ein Zapfen vorgesehen.In order to create a suction pad of the type mentioned, by means of which workpieces can be sucked weight, time and energiegünstig, at least one plunger is provided, which in the manner of a push-push locking mechanism by pressing the suction pad against the workpiece between at least one Vacuum chamber of the vacuum port fluidly isolated blocking position as a first position and at least one vacuum chamber with the vacuum port fluidly connecting suction position as a second position movable, in particular translationally movable, and can be locked in the positions. Such push-push locking mechanisms are already well known in connection with other applications and work according to the so-called ballpoint pen principle. Like the refill of a ballpoint pen, the plunger of the suction gripper can be moved between the suction position and the blocking position by pressing the suction gripper against the workpiece to be sucked and locked in the respective positions. Usually, a push-push locking mechanism on a backdrop or slide track, which is provided for example on the plunger or on a housing of the suction pad, wherein the plunger is movable relative to the housing. Further, cooperating with the backdrop and, for example, engaging in the backdrop element such as a pin is provided.

Beim Bewegen des Stößels gelangt das Element in die Kulisse und wird beispielsweise von der Kulisse in einen Hinterschnitt der Kulisse bewegt. Der Hinterschnitt der Kulisse hält das Element und verhindert dadurch eine Bewegung des Stößels aus einer der Stellungen in die andere Stellung. Die Push-Push-Verriegelungsmechanik ist somit verriegelt und hält den Stößel in der einen Stellung. Das Element befindet sich somit in einer Verriegelungsstellung der Kulisse.When moving the plunger, the element enters the backdrop and is moved, for example, from the backdrop in an undercut of the scenery. The undercut of the gate holds the element and thereby prevents movement of the plunger from one of the positions to the other position. The push-push locking mechanism is thus locked and holds the plunger in one position. The element is thus in a locking position of the backdrop.

Zum Bewegen des Stößels aus der einen Stellung in die andere Stellung wird der Stößel ein kurzes Stück über die verriegelte Stellung hinweg bewegt. Diese kurze Bewegung über die verriegelte Stellung hinweg wird auch als Überdrücken bezeichnet. Beim Überdrücken bewegt die Kulisse das Element von dem Hinterschnitt weg, so dass das Element freikommt. Die Push-Push-Verriegelungsmechanik ist entriegelt und der Stößel kann in die andere Stellung beispielsweise federbetätigt bewegt werden. Eine solche Push-Push-Verriegelungsmechanik ist auch aus dem Automobilbau bekannt und kommt beispielsweise bei Klappen und Deckeln zum Einsatz.To move the plunger from one position to the other position, the plunger is moved a short distance over the locked position. This short movement across the locked position is also referred to as over-pressing. When pressed, the gate moves the element away from the undercut so that the element is released. The push-push locking mechanism is unlocked and the plunger can be moved to the other position, for example spring-actuated. Such a push-push locking mechanism is also known from the automotive industry and is used for example in flaps and lids.

Mittels des erfindungsgemäßen Sauggreifers und insbesondere mittels des Stößels ist es möglich, nach Art eines zuvor beschriebenen Tastventils ein sich von einem Vakuumerzeuger bis zu einer Trennstelle, an welcher die Unterdruckkammer von dem Unterdruckanschluss mittels des Stößels in der Sperrstellung fluidisch getrennt ist, erstreckendes Volumen in der Sperrstellung des Stößels zu evakuieren, ohne hierbei gleichzeitig die Unterdruckkammer zu evakuieren. Wird der Stößel dann in die Saugstellung bewegt, so wird ein Vakuum in der Unterdruckkammer erzeugt, so dass ein Werkstück angesaugt werden kann. Hierdurch ist es somit möglich, den Vakuumerzeuger nicht etwa zusammen mit dem Sauggreifer an einem Roboterkopf anzuordnen, sondern der Vakuumerzeuger kann an einer vom Roboterkopf unterschiedlichen Stelle, beispielsweise an einer Basis eines Roboters angeordnet werden. Ferner kann die Unterdruckkammer besonders schnell evakuiert werden, da sich beim Bewegen des Stößels aus der Sperrstellung in die Saugstellung ein Druckausgleich zwischen dem Unterdruckanschluss und der Unterdruckkammer besonders schnell einstellt. Somit ist es ferner möglich, die Unterdruckkammer besonders energiegünstig zu evakuieren.By means of the suction gripper according to the invention and in particular by means of the plunger, it is possible, in the manner of a previously described Tastventils a from a vacuum generator to a separation point at which the vacuum chamber is fluidly separated from the vacuum port by means of the plunger in the locking position, extending volume in the To evacuate blocking position of the plunger without evacuating the vacuum chamber at the same time. If the plunger is then moved into the suction position, a vacuum is generated in the vacuum chamber, so that a workpiece can be sucked. This makes it possible, not the vacuum generator together with the Suction gripper to be arranged on a robot head, but the vacuum generator can be arranged in a different position from the robot head, for example on a base of a robot. Furthermore, the vacuum chamber can be evacuated particularly quickly, since a pressure equalization between the vacuum port and the vacuum chamber is particularly fast when moving the plunger from the blocking position into the suction position. Thus, it is also possible to evacuate the vacuum chamber particularly energiegünstig.

Darüber hinaus kann die Unterdruckkammer mittels des Stößels besonders schnell und auf einfache Weise sowie ohne zusätzliche Ventile und zusätzlichem Verkabelungsaufwand entlüftet werden. Hierzu wird der Sauggreifer lediglich beispielsweise mittels des Roboters gegen das Werkstück gedrückt, so dass der Stößel aus der Saugstellung in die Sperrstellung gelangt. In der Sperrstellung ist die Unterdruckkammer nämlich von dem Unterdruckanschluss fluidisch getrennt und kann ohne zusätzliche Ventile wie beispielsweise ein Drei-Zwei-Wegeventil belüftet werden. Ferner ist das zu belüftende Volumen lediglich das der Unterdruckkammer. Mit anderen Worten muss lediglich die Unterdruckkammer und nicht etwa auch das sich vom Vakuumerzeuger bis zur Trennstelle erstreckende Volumen entlüftet werden.In addition, the vacuum chamber by means of the plunger can be vented particularly quickly and easily and without additional valves and additional wiring. For this purpose, the suction pad is merely pressed, for example by means of the robot against the workpiece, so that the plunger passes from the suction position into the blocking position. In the blocking position, the vacuum chamber is in fact fluidically isolated from the vacuum port and can be vented without additional valves such as a three-two-way valve. Furthermore, the volume to be ventilated is only that of the vacuum chamber. In other words, only the vacuum chamber and not even the volume extending from the vacuum generator to the separation point has to be vented.

Da die Evakuierung der Unterdruckkammer durch einen Druckausgleich zwischen der Unterdruckkammer und dem Unterdruckanschluss erfolgt, kann der insbesondere als Ejektor ausgebildete Vakuumerzeuger hinsichtlich seiner Leistung und/oder seiner Abmessungen klein gehalten werden. Zudem können unerwünschte Leckageströmungen verhindert werden, wenn der Sauggreifer beispielsweise eine Mehrzahl von Unterdruckkammern aufweist und nur ein Teil dieser Unterdruckkammern zum Ansaugen verwendet werden würde. Hierbei würde der Stößel der nicht zum Ansaugen verwendeten Unterdruckkammer nicht in Stützanlage mit dem Werkstück kommen sowie nicht gegen das Werkstück gedrückt werden, so dass dieser Stößel in der Sperrstellung verbliebe und die zugehörige Unterdruckkammer von dem Unterdruckanschluss getrennt wäre.Since the evacuation of the vacuum chamber is effected by a pressure equalization between the vacuum chamber and the vacuum port, the vacuum generator designed in particular as an ejector can be kept small in terms of its performance and / or its dimensions. In addition, unwanted leakage flows can be prevented if the suction pad, for example, has a plurality of vacuum chambers and only a portion of these vacuum chambers would be used for suction. In this case, the plunger of the vacuum chamber not used for suction would not come in support system with the workpiece and not be pressed against the workpiece, so that this plunger would remain in the blocking position and the associated vacuum chamber would be separated from the vacuum port.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments and from the drawing. The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or in the figures alone can be used not only in the respectively specified combination but also in other combinations or in isolation, without the scope of To leave invention.

Die Zeichnung zeigt in:The drawing shows in:

1 eine schematische Seitenansicht eines Roboters, an dessen Roboterkopf ein Sauggreifer zum Ansaugen von Werkstücken gehalten ist; 1 a schematic side view of a robot, on the robot head a suction gripper is held for sucking workpieces;

2a–e jeweils eine schematische Seitenansicht einer ersten Ausführungsform des Sauggreifers; und 2a Each a schematic side view of a first embodiment of the suction pad; and

3a–c jeweils eine schematische Schnittansicht des Sauggreifers gemäß einer zweiten Ausführungsform. 3a C is a schematic sectional view of the suction gripper according to a second embodiment.

In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, the same or functionally identical elements are provided with the same reference numerals.

1 zeigt in einer schematischen Seitenansicht einen Roboter 10 in Form eines Industrieroboters. Der Roboter 10 umfasst eine Mehrzahl von Roboterarmen 12a–d, welche gelenkig miteinander verbunden sind. Ferner umfasst der Roboter 10 eine Basis 14, über welche der Roboter 10 beispielsweise an einem Boden befestigbar ist. Der Roboterarm 12d ist mit der Basis 14 gelenkig verbunden, so dass der Roboterarm 12d relativ zur Basis 14 bewegbar ist. Ferner umfasst der Roboter 10 einen Roboterkopf 16, welcher mit dem Roboterarm 12a gelenkig verbunden ist. Die Roboterarme 12a–d werden auch als Roboterachsen bezeichnet, da sie relativ zueinander bewegbar sind. Am Roboterkopf 16 ist ein im Ganzen mit 18 bezeichneter Sauggreifer zum Ansaugen von Werkstücken gehalten. Der Sauggreifer 18 weist eine Mehrzahl von Saugnäpfen 20 auf, durch welche jeweils eine Unterdruckkammer 22 begrenzt ist. An der Basis 14 ist ein Vakuumerzeuger in Form eines Ejektors 24 angeordnet, mittels welchem die jeweilige Unterdruckkammer 22 evakuierbar ist. Dies bedeutet, dass in der Unterdruckkammer 22 ein Vakuum erzeugbar ist. Zum Ansaugen des jeweiligen Werkstücks wird der Sauggreifer 18, insbesondere der jeweilige Saugnapf 20, in Stützanlage mit dem Werkstück bewegt, so dass die Unterdruckkammer 22 durch das Werkstück verschlossen wird. Durch Evakuieren der jeweiligen Unterdruckkammer 22 herrscht in der Unterdruckkammer 22 ein erster Druck, welcher geringer als ein in der Umgebung des Sauggreifers 18 und des Werkstücks herrschender zweiter Druck ist. Somit handelt es sich bei dem ersten Druck im Vergleich zum zweiten Druck um einen Unterdruck, welcher mittels des Ejektors 24 erzeugt wird. Zum Evakuieren der Unterdruckkammer 22 kommt ein Drucklufterzeuger 26 zum Einsatz. Soll das Werkstück angesaugt werden, so wird ein Ventil 28 geöffnet, so dass mittels des Drucklufterzeugers 26 erzeugte Druckluft zum Ejektor 24 geleitet wird. Hierdurch wird mittels des Ejektors 24 in der jeweiligen Unterdruckkammer 22 und gegebenenfalls in einem etwaig vorgesehenen Vakuumbehälter 30 ein Vakuum erzeugt. Zudem ist ein Druckschalter 32 zum Überwachen des Vakuums vorgesehen. Darüber hinaus ist auch ein Rückschlagventil 34 vorgesehen. Der Sauggreifer 18 umfasst eine Mehrzahl von Unterdruckkammern 22 und wird daher auch als Saugspinne bezeichnet. 1 shows a schematic side view of a robot 10 in the form of an industrial robot. The robot 10 includes a plurality of robot arms 12a -D, which are hinged together. Furthermore, the robot includes 10 One Base 14 about which the robot 10 For example, it can be fastened to a floor. The robot arm 12d is with the base 14 articulated, so the robot arm 12d relative to the base 14 is movable. Furthermore, the robot includes 10 a robot head 16 , which with the robotic arm 12a articulated is connected. The robot arms 12a Are also referred to as robot axes, since they are relatively movable. At the robot head 16 is a whole with 18 designated suction gripper held for sucking workpieces. The suction pad 18 has a plurality of suction cups 20 on, through which in each case a vacuum chamber 22 is limited. At the base 14 is a vacuum generator in the form of an ejector 24 arranged, by means of which the respective vacuum chamber 22 is evacuable. This means that in the vacuum chamber 22 a vacuum can be generated. For sucking the respective workpiece, the suction pad 18 , in particular the respective suction cup 20 , moved in support system with the workpiece, leaving the vacuum chamber 22 is closed by the workpiece. By evacuating the respective vacuum chamber 22 prevails in the vacuum chamber 22 a first pressure which is less than one around the suction pad 18 and the workpiece is prevailing second pressure. Thus, the first pressure compared to the second pressure to a negative pressure, which by means of the ejector 24 is produced. To evacuate the vacuum chamber 22 comes a compressed air generator 26 for use. If the workpiece is to be sucked, then a valve 28 opened so that by means of the compressed air generator 26 generated compressed air to the ejector 24 is directed. As a result, by means of the ejector 24 in the respective vacuum chamber 22 and optionally in a vacuum vessel provided if appropriate 30 creates a vacuum. There is also a pressure switch 32 to the Monitoring the vacuum provided. In addition, there is also a check valve 34 intended. The suction pad 18 includes a plurality of vacuum chambers 22 and is therefore also referred to as a suction spider.

Aus 1 ist erkennbar, dass der Ejektor 24 nicht etwa am Roboterkopf 16, sondern an der Basis 14 angeordnet ist. Daher ist wenigstens eine in 1 besonders schematische dargestellte Leitung 36 erforderlich, über welche der Ejektor 24 mit dem Sauggreifer 18 fluidisch verbunden ist.Out 1 it can be seen that the ejector 24 not on the robot head 16 but at the base 14 is arranged. Therefore, at least one in 1 particularly schematically illustrated line 36 required, over which the ejector 24 with the suction pad 18 is fluidically connected.

2a–e zeigen eine erste Ausführungsform des Sauggreifers 18. Der Sauggreifer 18 weist dabei einen Unterdruckanschluss 38 auf, an welchen die Leitung 36 angeschlossen ist. Dadurch kann die Unterdruckkammer 22 über den Unterdruckanschluss 38 mittels des Ejektors 24 evakuiert werden. 2a -E show a first embodiment of the suction pad 18 , The suction pad 18 has a vacuum connection 38 on, to which the line 36 connected. This allows the vacuum chamber 22 via the vacuum connection 38 by means of the ejector 24 be evacuated.

Dadurch, dass der Ejektor 24 an der Basis 14 angeordnet ist, kann eine übermäßige Kopflastigkeit des Roboters 10 vermieden werden, so dass das jeweilige Werkstück besonders gewichtsgünstig angesaugt und eine besonders gute Dynamik des Roboters 10 realisiert werden kann. Um darüber hinaus eine besonders energie- und zeitgünstige Ansaugung des Werkstücks zu realisieren, umfasst der Sauggreifer 18 vorliegend je Unterdruckkammer 22 beziehungsweise Saugnapf 20 einen Stößel 40, durch welchen der Unterdruckanschluss 38 gebildet ist. Der Stößel 40 ist dabei nach Art einer Push-Push-Verriegelungsmechanik durch Drücken des Sauggreifers 18 gegen das Werkstück zwischen wenigstens einer die Unterdruckkammer 22 von dem Unterdruckanschluss 38 fluidisch trennenden Sperrstellung als erster Stellung und wenigstens einer die Unterdruckkammer 22 mit dem Unterdruckanschluss 38 fluidisch verbindenden Saugstellung als zweiter Stellung bewegbar und in den Stellungen arretierbar.Because of the ejector 24 at the base 14 can be arranged, excessive weight of the robot 10 be avoided, so that the particular workpiece sucked particularly low weight and a particularly good dynamics of the robot 10 can be realized. In addition, to realize a particularly energy and time favorable suction of the workpiece, includes the suction pad 18 present per vacuum chamber 22 or suction cup 20 a pestle 40 through which the vacuum port 38 is formed. The pestle 40 is in the nature of a push-push locking mechanism by pressing the suction pad 18 against the workpiece between at least one of the vacuum chamber 22 from the vacuum port 38 fluidly separating blocking position as the first position and at least one of the vacuum chamber 22 with the vacuum connection 38 fluidically connecting suction position movable as a second position and locked in the positions.

Zur Realisierung der Push-Push-Verriegelungsmechanik sind ein Federelement 42, ein erstes Verriegelungselement 44 und ein zweites Verriegelungselement 46 vorgesehen, welche in einem Gehäuse 48 aufgenommen sind. An einer innenumfangsseitigen Mantelfläche 50 ist wenigstens ein drittes Verriegelungselement der Push-Push-Verriegelungsmechanik vorgesehen, wobei die Verriegelungselemente 44 und 46 mit dem Stößel 40 mitbewegbar sind. Durch Drücken des Stößels 40 in das Gehäuse 48 wird eine Drehbewegung des Verriegelungselements 46 relativ zum Stößel 40, relativ zum Verriegelungselement 44 und relativ zum dritten Verriegelungselement bewirkt. Durch Bewirken einer solchen Drehung wird das Verriegelungselement 46 zwischen jeweiligen Verriegelungsstellungen und Freigabestellungen bewegt, wobei der Stößel 40 in der Verriegelungsstellung des Verriegelungselements 46 in der 2c gezeigten Saugstellung gehalten, das heißt verriegelt wird. Die Drehung des zweiten Verriegelungselements 46 wird über jeweilige, zusammenwirkende schräge Flächen des zweiten Verriegelungselements 46 und des ersten Verriegelungselements 44 bewirkt oder zumindest unterstützt.To realize the push-push locking mechanism are a spring element 42 , a first locking element 44 and a second locking element 46 provided, which in a housing 48 are included. On an inner circumferential side surface 50 At least a third locking element of the push-push locking mechanism is provided, wherein the locking elements 44 and 46 with the pestle 40 are mitbewegbar. By pushing the plunger 40 in the case 48 is a rotational movement of the locking element 46 relative to the plunger 40 , relative to the locking element 44 and causes relative to the third locking element. By effecting such rotation, the locking element becomes 46 moved between respective locking positions and release positions, wherein the plunger 40 in the locking position of the locking element 46 in the 2c shown suction position held, that is locked. The rotation of the second locking element 46 is over respective, cooperating inclined surfaces of the second locking element 46 and the first locking element 44 causes or at least supports.

Gegenüber der in 2a gezeigten Sperrstellung ist das Federelement 42 in der Saugstellung (2c) gespannt. Wird das Verriegelungselement 46 in seine Freigabestellung gedreht, so kann sich das Federelement 42 entspannen und dadurch den Stößel 40 zusammen mit den Verriegelungselementen 44 und 46 in die in 2a gezeigte Sperrstellung relativ zum Gehäuse 48 drücken. In der Saugstellung und in der Verriegelungsstellung wirkt das Verriegelungselement 46 insbesondere formschlüssig mit dem dritten Verriegelungselement zusammen, so dass der Stößel 40 entgegen einer durch das Federelement 42 bewirkten und auf den Stößel 40 wirkenden Federkraft in der Saugstellung gehalten wird. Dabei wirkt die besagte Federkraft über das Verriegelungselement 46 auf den Stößel 40, da das Federelement 42 beispielsweise einerseits am Verriegelungselement 46 und andererseits an einem am Gehäuse 48 vorgesehenen Abstützelement 52 abgestützt ist, und da das Verriegelungselement 46 in Bewegungsrichtung des Stößels 40 an diesem abgestützt ist.Opposite the in 2a shown blocking position is the spring element 42 in the suction position ( 2c ) curious; excited. Will the locking element 46 turned into its release position, so can the spring element 42 relax and thereby the pestle 40 together with the locking elements 44 and 46 in the in 2a shown blocking position relative to the housing 48 to press. In the suction position and in the locking position, the locking element acts 46 in particular positively with the third locking element together, so that the plunger 40 against one by the spring element 42 caused and on the pestle 40 acting spring force is held in the suction position. The said spring force acts on the locking element 46 on the pestle 40 because the spring element 42 for example, on the one hand on the locking element 46 and on the other hand to one on the housing 48 provided support element 52 is supported, and there the locking element 46 in the direction of movement of the plunger 40 is supported on this.

Der Unterdruckanschluss 38 ist mit wenigstens einem sich in dem Stößel 40 erstreckenden Kanal 54 fluidisch verbunden, wobei der Unterdruckanschluss 38 über den Kanal 54 in der Saugstellung mit der Unterdruckkammer 22 fluidisch verbunden ist. In der Sperrstellung ist der Kanal 54 mittels des Abstützelements 52 fluidisch versperrt, so dass der Kanal 54 und der Unterdruckanschluss 38 in der Sperrstellung fluidisch von der Unterdruckkammer 22 getrennt sind.The vacuum connection 38 is with at least one in the plunger 40 extending channel 54 fluidly connected, wherein the vacuum port 38 over the canal 54 in the suction position with the vacuum chamber 22 is fluidically connected. In the locked position is the channel 54 by means of the support element 52 fluidly obstructed, leaving the channel 54 and the vacuum connection 38 in the blocking position fluidly from the vacuum chamber 22 are separated.

Darüber hinaus ist ein Belüftungsrohr 56 mit wenigstens einem Belüftungskanal 58 vorgesehen. Der Belüftungskanal 58 kann mit der Umgebung des Sauggreifers 18 oder beispielsweise über einen Druckluftschlauch mit einem Drucklufterzeuger beziehungsweise einer Druckluftquelle fluidisch verbunden sein. In der Sperrstellung ist der Belüftungskanal 58 fluidisch mit der Unterdruckkammer 22 verbunden, so dass Umgebungsluft oder Druckluft über den Belüftungskanal 58 in die Unterdruckkammer 22 strömen kann, wodurch die Unterdruckkammer 22 belüftet wird.In addition, there is a ventilation pipe 56 with at least one ventilation duct 58 intended. The ventilation duct 58 Can with the environment of the suction pad 18 or be fluidly connected, for example via a compressed air hose with a compressed air generator or a compressed air source. In the blocking position is the ventilation duct 58 fluidic with the vacuum chamber 22 connected, allowing ambient air or compressed air through the ventilation duct 58 in the vacuum chamber 22 can flow, causing the vacuum chamber 22 is ventilated.

Um den Stößel 40 aus der in 2a gezeigten Sperrstellung in die in 2c gezeigte Saugstellung zu bewegen, wird der Stößel 40 mit einer in 2b gezeigten Druckkraft F beaufschlagt, indem der Sauggreifer 18 mittels des Roboters 10 gegen das anzusaugende Werkstück gedrückt wird. Infolge dieser Beaufschlagung des Stößels 40 mit der Druckkraft F wird der Stößel 40 aus seiner Sperrstellung in eine überdruckte Stellung bewegt, das heißt überdruckt, wobei diese überdruckte Stellung in 2b veranschaulicht ist. Bereits in der überdruckten Stellung ist der Belüftungskanal 58 mittels des Stößels 40 fluidisch von der Unterdruckkammer 22 getrennt, da ein Stutzen 60 des Belüftungsrohrs 56 in eine korrespondierende Ausnehmung 62 des Stößels 40 eingreift. Der Kanal 54 jedoch ist bereits in der überdruckten Stellung fluidisch mit der Unterdruckkammer 22 verbunden, so dass – wie in 2b durch Richtungspfeile veranschaulicht ist – die Unterdruckkammer 22 evakuiert wird. Dabei liegt bereits in einem sich vom Ejektor 24 bis zu einer Trennstelle T, an welcher die Unterdruckkammer 22 mittels des Stößels 40 vom Unterdruckanschluss 38 in der Sperrstellung fluidisch getrennt ist, erstreckendes Volumen ein Unterdruck beziehungsweise ein Vakuum vor, so dass beim Bewegen des Stößels 40 in die überdruckte Stellung beziehungsweise in die Saugstellung lediglich ein Druckausgleich zwischen der Unterdruckkammer 22 und dem bereits genannten Volumen erfolgt.To the pestle 40 from the in 2a shown blocking position in the in 2c to move shown suction position, the plunger 40 with an in 2 B shown pressure force F applied by the suction pad 18 by means of the robot 10 is pressed against the workpiece to be sucked. As a result of this action on the plunger 40 with the Compressive force F becomes the plunger 40 moved from its blocking position in an overprinted position, that is overprinted, this overprinted position in 2 B is illustrated. Already in the overprinted position is the ventilation duct 58 by means of the plunger 40 fluidic from the vacuum chamber 22 separated, as a neck 60 of the ventilation tube 56 in a corresponding recess 62 of the plunger 40 intervenes. The channel 54 however, already in the over-pressurized position is fluidic with the vacuum chamber 22 connected, so that - as in 2 B is illustrated by directional arrows - the vacuum chamber 22 is evacuated. It is already in one of the ejector 24 to a separation point T, at which the vacuum chamber 22 by means of the plunger 40 from the vacuum connection 38 is fluidically separated in the blocking position, extending volume before a vacuum or a vacuum, so that when moving the plunger 40 in the overprinted position or in the suction position only a pressure equalization between the vacuum chamber 22 and the volume already mentioned.

Dadurch kann die Unterdruckkammer 22 besonders schnell und energiegünstig evakuiert werden.This allows the vacuum chamber 22 be evacuated particularly fast and energiegünstig.

Wird die Beaufschlagung des Stößels 40 mit der Druckkraft F beendet, so kann sich das Federelement 42 ein Stück entspannen, wodurch der Stößel 40 aus der überdruckten Stellung ein Stück zurück in die in 2c gezeigte Saugstellung bewegt wird. In der Saugstellung ist das Federelement 42 gegenüber der Sperrstellung noch gespannt, jedoch wird der Stößel 40 mittels der Push-Push-Verriegelungsmechanik in der Saugstellung gehalten. Dadurch muss der Stößel 40 in der Saugstellung nicht dauerhaft mittels des Roboters 10 mit einer Druckkraft beaufschlagt werden.Will the impingement of the plunger 40 ended with the pressure force F, so the spring element 42 relax a piece, causing the pestle 40 from the overprinted position back to the in 2c shown suction position is moved. In the suction position is the spring element 42 still cocked against the locking position, however, the plunger 40 held in the suction position by means of the push-push locking mechanism. This requires the plunger 40 not permanently in the suction position by means of the robot 10 be subjected to a compressive force.

Durch Evakuieren der Unterdruckkammer 22 wird das Werkstück an den Sauggreifer 18 angesaugt und an diesem gehalten, so dass das am Sauggreifer 18 gehaltene Werkstück mittels des Roboters 10 im Raum umherbewegt werden kann. Wurde das Werkstück zu einer gewünschten Stelle mittels des Roboters 10 bewegt, so wird das Werkstück auf die im Folgenden erläuterte Weise vom Sauggreifer 18 getrennt. Zum Trennen des Werkstücks vom Sauggreifer 18 wird der Stößel 40 aus seiner in 2c gezeigten Saugstellung in seine in 2e gezeigte Sperrstellung zurückbewegt. Hierzu wird – wie aus 2d erkennbar ist – der Stößel 40 mit einer Druckkraft F beaufschlagt, indem der Sauggreifer 18 mittels des Roboters 10 gegen das Werkstück gedrückt wird. Dadurch werden der Stößel 40 und mit diesem die Verriegelungselemente 44 und 46 translatorisch relativ zum Gehäuse 48 und relativ zu dem dritten Verriegelungselement bewegt, insbesondere um das Gehäuse 48 hineingedrückt. Dadurch wird eine Drehung des Verriegelungselements 46 bewirkt, so dass das Verriegelungselement 46 aus seiner Verriegelungsstellung in seine Freigabestellung bewegt wird. Wird dann die Beaufschlagung des Stößels 40 mit der Druckkraft F beendet, so kann sich das Federelement 42 entspannen und den Stößel 40 in die Sperrstellung zurückbewegen. Aus 2d ist erkennbar, dass zunächst der Stößel 40 durch die Beaufschlagung des Stößels 40 mit der Druckkraft F aus der Saugstellung wieder in die überdruckte Stellung bewegt wird. Durch Entspannen des Federelements 42 kann dieses den Stößel 40 aus der überdruckten Stellung nun in die Sperrstellung bewegen, da sich das Verriegelungselement 46 in seiner Freigabestellung befindet. In der Sperrstellung ist der Unterdruckanschluss 38 von der Unterdruckkammer 22 fluidisch getrennt, und der Belüftungskanal 58 ist mit der Unterdruckkammer 22 fluidisch verbunden, so dass die Unterdruckkammer 22 belüftet werden kann. Ist der Belüftungskanal 58 mit einer Druckluftquelle verbunden, so kann das Werkstück gezielt abgeblasen werden, da die Unterdruckkammer 22 mit Druckluft belüftet wird.By evacuating the vacuum chamber 22 the workpiece is attached to the suction pad 18 sucked and held on this, so that on the suction pads 18 held workpiece by means of the robot 10 in the room can be moved. Was the workpiece to a desired location by means of the robot 10 moved, the workpiece is in the manner explained below from the suction pad 18 separated. For separating the workpiece from the suction pad 18 becomes the pestle 40 from his in 2c shown suction position in his in 2e shown blocked position moved back. This will - as out 2d recognizable - the plunger 40 subjected to a compressive force F by the suction pad 18 by means of the robot 10 is pressed against the workpiece. This will cause the plunger 40 and with this the locking elements 44 and 46 translational relative to the housing 48 and moved relative to the third locking element, in particular to the housing 48 pushed. This will cause a rotation of the locking element 46 causes, so that the locking element 46 is moved from its locking position to its release position. Will then be the impingement of the plunger 40 ended with the pressure force F, so the spring element 42 relax and the pestle 40 move back to the locked position. Out 2d it can be seen that initially the plunger 40 by the impingement of the plunger 40 is moved back into the overprinted position with the pressure force F from the suction position. By relaxing the spring element 42 can this the pestle 40 Now move from the overprinted position to the locked position, as the locking element 46 is in its release position. In the blocking position is the vacuum connection 38 from the vacuum chamber 22 fluidly isolated, and the ventilation duct 58 is with the vacuum chamber 22 fluidly connected, so that the vacuum chamber 22 can be ventilated. Is the ventilation duct 58 connected to a compressed air source, so the workpiece can be selectively blown off, since the vacuum chamber 22 Is vented with compressed air.

Aus 2a–e ist erkennbar, dass der Kanal 54 über Kanalbereiche 64 in der Saugstellung mit der Unterdruckkammer 22 fluidisch verbunden ist, wobei die Kanalbereiche 64 radial beziehungsweise senkrecht zur Bewegungsrichtung des Stößels 40 verlaufen. Hierdurch können übermäßige, durch das Vakuum bewirkte Kräfte, welche eine Entriegelung des Stößels 40 verhindern könnten, vermieden werden. Um das beschriebene Überdrücken des Stößels 40 in die überdruckte Stellung zu realisieren, ist an seiner Unterseite eine hinreichende Verschiebemöglichkeit vorzusehen. Der Stößel 40 bewegt sich beispielsweise beim Verriegeln, das heißt beim Schließen um 5 Millimeter nach unten in die überdruckte Stellung und aus der überdruckten Stellung wieder 2 Millimeter zurück in seine Saugstellung. Dies bedeutet, dass der Stößel innerhalb dieser 2 Millimeter die Unterdruckkammer 22 gegen das Belüftungsrohr 56 beziehungsweise den Belüftungskanal 58 abdichtet.Out 2a -E is recognizable that the channel 54 over channel areas 64 in the suction position with the vacuum chamber 22 is fluidically connected, wherein the channel areas 64 radially or perpendicular to the direction of movement of the plunger 40 run. As a result, excessive, caused by the vacuum forces, which unlock the plunger 40 could be avoided. To the described overpressure of the plunger 40 to realize in the overprinted position, a sufficient displacement possibility is provided on its underside. The pestle 40 moves, for example, when locking, ie when closing by 5 millimeters down to the overprinted position and from the overprinted position again 2 millimeters back into its suction position. This means that the plunger within this 2 millimeters the vacuum chamber 22 against the ventilation pipe 56 or the ventilation duct 58 seals.

3a–c zeigen eine zweite Ausführungsform des Sauggreifers 18. Hinsichtlich der Push-Push-Verriegelungsmechanik entspricht die zweite Ausführungsform der ersten Ausführungsform. Darüber hinaus ist ein weiteres Gehäuse 66 vorgesehen, in welchem das erste Gehäuse 48 zumindest teilweise aufgenommen ist. Durch das Gehäuse 66 ist ein im Ganzen mit 68 bezeichneter Arbeitsraum begrenzt, in welchem ein Kolben 70 translatorisch bewegbar aufgenommen ist. Durch den Kolben 70 ist der Arbeitsraum 68 in eine Federkammer 72 und eine Druckkammer 74 unterteilt, deren Volumina durch translatorisches Bewegen des Kolbens 70 relativ zum Gehäuse 66 veränderbar sind. Dies bedeutet, dass eine Volumenvergrößerung der Druckkammer 74 mit einer Volumenverkleinerung der Federkammer 72 einhergeht und umgekehrt. Ferner ist in der Federkammer 72 ein weiteres Federelement 76 vorgesehen. Das weitere Federelement 76 ist einerseits am Kolben 70 und andererseits an einem Boden 78 des Gehäuses 66 abgestützt. Wird das Volumen der Druckkammer 74 vergrößert und dementsprechend das Volumen der Federkammer 72 verkleinert, indem der Kolben 70 in Richtung des Bodens 78 bewegt wird, so wird das Federelement 76 gespannt und vorliegend komprimiert. Wird ein Entspannen des zunächst gespannten Federelements 76 zugelassen, so wird der Kolben 70 mittels des sich entspannenden Federelements 76 vom Boden 78 wegbewegt und vorliegend weggedrückt. Dies geht mit einer Volumenvergrößerung der Federkammer 72 und einer Volumenverkleinerung der Druckkammer 74 einher. 3a C show a second embodiment of the suction gripper 18 , With regard to the push-push locking mechanism, the second embodiment corresponds to the first embodiment. In addition, another case 66 provided in which the first housing 48 at least partially included. Through the housing 66 is a whole with 68 designated working space limited, in which a piston 70 is recorded translationally movable. By the piston 70 is the workspace 68 in a spring chamber 72 and a pressure chamber 74 divided, their volumes by translational movement of the piston 70 relative to the housing 66 are changeable. This means that an increase in volume of the pressure chamber 74 with a volume reduction of the spring chamber 72 goes along and vice versa. Further, in the spring chamber 72 another spring element 76 intended. The further spring element 76 is on the one hand on the piston 70 and on the other hand on a floor 78 of the housing 66 supported. Will the volume of the pressure chamber 74 increases and, accordingly, the volume of the spring chamber 72 downsized by the piston 70 in the direction of the ground 78 is moved, so is the spring element 76 cocked and compressed here. Will a relaxation of the initially tensioned spring element 76 admitted, so will the piston 70 by means of the relaxing spring element 76 from the ground 78 moved away and pushed away in the present case. This goes with an increase in volume of the spring chamber 72 and a volume reduction of the pressure chamber 74 associated.

In Zusammenschau mit 3b und 3c ist erkennbar, dass die Federkammer 72 in der Saugstellung unter Evakuieren der Federkammer 72 mit dem Unterdruckanschluss 38 fluidisch verbunden ist. Durch das dadurch bewirkte Evakuieren der Federkammer 72 wird der Kolben 70 in Richtung des Bodens 78 bewegt, wodurch das Federelement 76 gespannt wird. In der Sperrstellung ist die Federkammer 72 von dem Unterdruckanschluss 38 fluidisch getrennt, wobei die Federkammer 72 in der Sperrstellung belüftet wird. Dadurch kann sich das Federelement 76 entspannen und den Kolben 70 vom Boden 78 wegdrücken. Die Druckkammer 74 ist zumindest in der Saugstellung von der Unterdruckkammer 22 und somit vom Unterdruckanschluss 38 fluidisch getrennt und in der Sperrstellung fluidisch verbunden, so dass – wenn der Kolben 70 vom Boden 78 mittels des Federelements 76 weggedrückt wird – Luft aus der Druckkammer 74 mittels des Kolbens 70 in die Unterdruckkammer 22 gefördert, insbesondere geblasen wird. Dadurch kann das in 3a–c mit 79 bezeichnete Werkstück mittels des Federelements 76 abgeblasen werden.In synopsis with 3b and 3c is evident that the spring chamber 72 in the suction position with evacuation of the spring chamber 72 with the vacuum connection 38 is fluidically connected. By thereby evacuating the spring chamber 72 becomes the piston 70 in the direction of the ground 78 moves, causing the spring element 76 is tense. In the blocking position is the spring chamber 72 from the vacuum port 38 fluidly separated, wherein the spring chamber 72 is vented in the locked position. This allows the spring element 76 relax and the piston 70 from the ground 78 Pushing away. The pressure chamber 74 is at least in the suction position of the vacuum chamber 22 and thus from the vacuum connection 38 fluidly separated and fluidly connected in the blocking position, so that - when the piston 70 from the ground 78 by means of the spring element 76 is pushed away - air from the pressure chamber 74 by means of the piston 70 in the vacuum chamber 22 encouraged, in particular blown. This can be done in 3a -C with 79 designated workpiece by means of the spring element 76 be blown off.

Die Druckkammer 74 ist beispielsweise mit der Umgebung des Sauggreifers 18 fluidisch verbunden, so dass bei einer Volumenvergrößerung der Druckkammer 74 Umgebungsluft in die Druckkammer 74 einströmen kann. Die Druckkammer 74 ist beispielsweise über ein Rückschlagventil mit der Umgebung verbunden, so dass bei einer Volumenvergrößerung der Druckkammer 74 Umgebungsluft in die Druckkammer 74 einströmen kann. Dabei öffnet das Rückschlagventil. Wird jedoch der Kolben 70 vom Boden 78 wegbewegt, so verhindert das Rückschlagventil ein Ausströmen von sich in der Druckkammer 74 befindenden Luft an die Umgebung, so dass die aus der Druckkammer 74 mittels des Kolbens 70 herausgeforderte Luft in die Unterdruckkammer 22 strömt, wodurch das Werkstück 79 abgeblasen werden kann.The pressure chamber 74 is, for example, with the environment of the suction pad 18 fluidly connected, so that at an increase in volume of the pressure chamber 74 Ambient air in the pressure chamber 74 can flow in. The pressure chamber 74 For example, is connected via a check valve with the environment, so that when an increase in volume of the pressure chamber 74 Ambient air in the pressure chamber 74 can flow in. The check valve opens. But will the piston 70 from the ground 78 moved away, so the check valve prevents leakage in the pressure chamber 74 air to the environment, leaving the pressure chamber 74 by means of the piston 70 challenged air into the vacuum chamber 22 flows, causing the workpiece 79 can be blown off.

Aus 3a–c ist erkennbar, dass bei der zweiten Ausführungsform der Stößel 40 mit dem Abstützelement 52 über jeweilige, konische Flächen zusammenwirkt, um dadurch die Unterdruckkammer 22 vom Unterdruckanschluss 38 in der Sperrstellung fluidisch zu trennen. Vorzugsweise erfolgt diese fluidische Trennung nicht über konische Flächen, sondern vorzugsweise über quer oder parallel zur Bewegungsrichtung des Stößels 40 verlaufende Flächen, um dadurch durch das Vakuum bewirkte Kräfte und eine daraus resultierende negative Beeinträchtigung der Bewegbarkeit des Stößels 40 zu vermeiden.Out 3a C it can be seen that in the second embodiment of the plunger 40 with the support element 52 cooperates via respective conical surfaces, thereby the vacuum chamber 22 from the vacuum connection 38 to be fluidly separated in the blocking position. Preferably, this fluidic separation does not take place via conical surfaces, but preferably across or parallel to the direction of movement of the plunger 40 extending surfaces, thereby caused by the vacuum forces and a resulting negative impact on the mobility of the plunger 40 to avoid.

Bei der zweiten Ausführungsform ist eine gezielte Abblasung des Werkstücks 79 möglich, ohne dass sich hierzu die Unterdruckkammer 22 mittels Druckluft aus einer Druckluftquelle belüftet werden müsste. Dadurch kann das Werkstück 79 besonders energiegünstig mittels des Sauggreifers 18 gehandhabt werden.In the second embodiment, a targeted blow-off of the workpiece 79 possible without this, the vacuum chamber 22 would have to be ventilated by means of compressed air from a compressed air source. This allows the workpiece 79 particularly energiegünstig by means of the suction pad 18 be handled.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102005051201 A1 [0002]

Claims

Suction gripper for sucking workpieces, with at least one vacuum chamber ( 22 ) over which a workpiece ( 78 ) is sucked, and with at least one vacuum connection ( 38 ), over which the vacuum chamber ( 22 ) is evacuated, characterized in that at least one plunger ( 40 ) is provided, which in the manner of a push-push locking mechanism by pressing the suction pad ( 18 ) against the workpiece ( 78 ) between at least one of the vacuum chamber ( 22 ) from the vacuum port ( 38 ) fluidically isolating blocking position as the first position and at least one of the negative pressure chamber ( 22 ) with the vacuum connection ( 38 ) fluidly connecting suction position as a second position movable and can be locked in the positions.

Suction gripper according to claim 1, characterized in that the vacuum connection ( 38 ) with at least one in the ram ( 40 ) extending channel ( 54 ) is fluidically connected, via which the pressure port ( 38 ) in the suction position with the vacuum chamber ( 22 ) is fluidly connected.

Suction gripper according to one of claims 1 or 2, characterized by - a working space ( 68 ), - one in the workroom ( 68 ) translationally movable arranged piston ( 70 ), through which the working space ( 68 ) in a spring chamber ( 72 ) and a pressure chamber ( 74 ) whose volumes are determined by moving the piston ( 70 ) are changeable, - at least one in the spring chamber ( 72 ) arranged spring element ( 76 ), whereby the spring chamber ( 72 ) in the suction position while evacuating this and the associated tensioning of the spring element ( 76 ) with the vacuum connection ( 38 ) fluidly connected and in blocking position under aeration of the spring chamber ( 72 ) and concomitant relaxation of the spring element ( 76 ) from the vacuum port ( 38 ) is fluidically isolated, and wherein the pressure chamber ( 74 ) in the suction position of the vacuum chamber ( 22 ) fluidly separated and in the blocking position with the vacuum chamber ( 22 ) is fluidly connected.

Suction gripper according to claim 3, characterized in that the pressure chamber ( 74 ) at least in the suction position of the vacuum port ( 38 ) is fluidically separated.