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Die Erfindung betrifft ein Greifsystem mit zwischen einer Öffnungsstellung und einer Greifstellung verfahrbar gelagerten Greifbacken, mit einer Antriebseinheit zum Verfahren der Greifbacken und zum Beaufschlagen der Greifbacken mit einer Greifkraft, mit einer Steuereinheit zum Ansteuern der Antriebseinheit, und mit Sensoren zur Bestimmung ob sich die Greifbacken in der Greifstellung und/oder der Öffnungsstellung befinden. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betreiben eines derartigen Greifsystems.
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Derartige Greifsysteme sind aus dem Stand der Technik in vielfältiger Art und Weise bekannt. Die Greifbacken können dabei innerhalb eines Grundgehäuses gelagert sein. Vorzugsweise sind ein zwei oder drei Greifbacken vorgesehen, die aufeinander zu und voneinander weg bewegt werden können. In der Greifstellung werden die Greifbacken vorzugsweise aufeinander zu bewegt. An den Greifbacken können beispielsweise Greiffinger vorgesehen sein, mit denen ein zu greifender Gegenstand gehandhabt werden kann.
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Aus der
US 8 303 007 B2 ist eine Greifvorrichtung bekannt, bei der nach Betätigen einer Haltefunktion eine Greifkraft aufrecht erhalten bleibt.
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Derartige Greifsysteme können beispielsweise Teile einer übergeordneten Fertigungseinrichtung sein, beispielsweise eines Bearbeitungszentrums oder einer Fertigungsstraße. Bei Betätigen von Haltfunktionen, insbesondere einer Nothaltfunktion oder einer Wartungshaltfunktion, derartiger übergeordneter Einheiten werden sämtliche System der übergeordneten Einheiten, also auch die Greifsysteme, gestoppt. Dabei hat sich herausgestellt, dass dann, wenn die Greifbacken mit einer Greifkraft zum Halten eines zu greifenden Gegenstandes beaufschlagt werden, die Greifkraft auch nach Betätigen der Haltfunktion bereitgestellt werden sollte, um ein unerwünschtes Lösen von gegriffenen Gegenständen zu vermeiden. Hierzu können beispielsweise mechanische Vorspannsysteme Verwendung finden. Wird allerdings der gegriffene Gegenstand dann händisch aus dem Greifsystem entfernt, kann der Fall auftreten, dass aufgrund der anstehenden Vorspannung durch die Greifkraft die Greifbacken sich in Greifrichtung bewegen und damit ein Schaden- oder Verletzungspotential gegeben ist.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Greifsystem bereitzustellen, dass diesen Nachteilen Abhilfe leistet.
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Diese Aufgabe wird mit einem Greifsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Das Greifsystem sieht folglich vor, dass die Steuereinheit derart ausgebildet ist, dass sie bei Betätigen einer Haltefunktion die Antriebseinheit so ansteuert, dass zum einen die Greifbacken, sofern sie sich in der Greifstellung befinden, mit der Greifkraft beaufschlagt werden - und damit in der Greifstellung verbleiben - und zum anderen die Greifbacken, wenn sie die Greifstellung verlassen, von der Greifkraft freigestellt werden. Dies hat den Vorteil, dass bei Betätigen der Haltfunktion zum einen ein Herausfallen von gegriffenen Gegenständen aufgrund des Verbleibs der Greifkraft unterbunden werden kann. Sollte allerdings der gegriffene Gegenstand zwischen den Greifbacken händisch entfernt werden, so kann dies über die Sensoren detektiert werden. Die Greifbacken verlassen folglich die Greifstellung, wobei dann die Greifbacken von der Greifkraft freigestellt werden. Dadurch kann eine Verletzungsgefahr beim beispielsweise händischen Entfernen von gegriffenen Gegenständen, die zwischen den Greifbacken vorhanden sind, unterbunden werden.
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Die Sensoren können insbesondere als Positionssensoren, Bewegungssensoren oder Beschleunigungssensoren ausgebildet sein; entscheidend ist, dass das Verlassen der Greifstellung detektierbar ist. Die Sensoren können dabei Digitalsensoren mit digitalem Ausgangssignal oder Analogsensoren mit analogem Ausgangssignal sein.
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Um einen sicheren betrieb zu gewährleisten, wird insbesondere die Greifstellung von den Sensoren redundant erfasst.
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Es ist denkbar, dass die Sensoren ausschließlich zur Detektion der Greifstellung vorgesehen sind. Diese „zusätzlichen“ detektieren also nach der Betätigung der Haltefunktion die Greifstellung der Greifbacken. Als Sensoren können auch „sowieso vorhandene“ Sensoren Verwendung finden, die die definierte Stellungen der Greifbacken detektieren.
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Bei Bestätigen der Nothaltfunktion werden regelmäßig sämtliche Stromkreise unterbrochen. Insbesondere dann, wenn es sich bei der Haltfunktion. Erfindungsgemäß kann allerdings ein die Sensoren versorgender Stromkreis derart vorgesehen so sein, dass die werden Sensoren trotz betätigen der Haltfunktion mit Strom versorgt und damit die Signalverbindungen aufrechterhalten werden. Damit kann ein funktionssicherer Betrieb der Sensoren betätigter Nothaltfunktion gewährleistet werden.
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Die Steuereinheit kann eine lokale Steuerung sein, die ausschließlich für das Greifsystem Verwendung findet. Die Steuereinheit kann allerdings alternativ oder zusätzlich eine übergeordnete Steuerung beinhalten, die beispielsweise zur Regelung und Ansteuerung der Komponenten der übergeordneten Einheit vorgesehen ist.
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Die Steuereinheit kann dabei derart ausgebildet sein, dass sie ein Warnsignal erzeugt, wenn bei betätigter Haltfunktion die Antriebseinheit die Greifbacken mit der Greifkraft beaufschlagen. Das Warnsignal kann beispielsweise eine Warnleuchte oder ein akustisches Warnsignal sein. Hiermit wird signalisiert, dass der gegriffene Gegenstand mit der Greifkraft gehalten wird, und dass dies bei Entfernung des gegriffenen Gegenstandes zu berücksichtigen ist.
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Die Antriebseinheit kann einen elektrischen Antrieb umfassen, der von der Steuereinheit angesteuert wird. Bei Betätigen der Haltfunktion wird dann, sofern die Greifbacken sich in der Greifstellung befinden und einen Gegenstand greifen, der elektrische Antrieb zur Aufrechterhaltung der Greifkraft weiter bestromt. Wird der gegriffene Gegenstand entfernt, und eine Bewegung der Greifbacken erkannt, endet die Bestromung und die Greifbacken werden von der Greifkraft freigestellt.
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Es ist ebenfalls denkbar, dass die Antriebseinheit einen pneumatischen Antrieb mit einem elektrisch ansteuerbaren Pneumatikventil umfasst, das von der Steuereinheit angesteuert wird. Bei Betätigen des Halts wird folglich dann die Greifkraft aufrechterhalten, wenn ein Gegenstand gegriffen ist. Wird der Gegenstand entnommen und bewegen sich die Greifbacken deshalb, wird die Greifbacke durch Ansteuerung eines entsprechenden Ventils drucklos geschalten, wodurch keine Greifkraft mehr zur Verfügung gestellt wird.
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Auch andere, weitere Antriebseinheiten sind denkbar.
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Als vorteilhaft hat sich herausgestellt, wenn an wenigstens einer Greifbacke ein Sensor zur Bestimmung der Öffnungsstellung und/oder ein weiterer Sensor zur Bestimmung der Greifstellung vorgesehen sind. Eine sichere Detektion dieser beiden Stellungen ermöglicht eine redundante Angabe, wo sich die Greifbacke befindet. Insbesondere ist entscheidend, wo sich die Greifbacke bei Betätigen der Haltfunktion befindet. Befindet sich die Greifbacke nicht in der Greifstellung, so befindet sich auch kein gegriffener Gegenstand zwischen den Greifbacken. Insofern ist dann die Greifkraft nicht zur Verfügung zu stellen; die Antriebseinheit kann dann die Greifbacken von der Greifkraft freistellen.
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Die Eingangs genannte Aufgabe wird auch durch ein Verfahren zum Betreiben eines Greifsystems gelöst, wobei das Greifsystem zwischen einer Öffnungsstellung und einer Greifstellung verfahrbar gelagerte Greifbacken aufweist, und wobei die Greifbacken in der Greifstellung mit einer Greifkraft beaufschlagt werden. Ein derartiges Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass bei betätigter Haltfunktion die Greifbacken, sofern sie sich in der Greifstellung befinden, mit der Greifkraft beaufschlagt werden und die Greifbacken, wenn sie die Greifstellung verlassen, von der Greifkraft freigestellt werden. Befinden sich die Greifbacken bei Betätigten der Haltfunktion nicht in der Greifstellung, werden die Greifbacken von der Greifkraft freigestellt.
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Das erfindungsgemäße Verfahren kann insbesondere zum Betreiben eines erfindungsgemäßen Greifsystems Verwendung finden.
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Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen, anhand derer das in der Figur gezeigte Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben und erläutert ist.
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In der Figur ist ein Greifsystem 10 gezeigt, das insgesamt zwei aufeinander zu und voneinander weg bewegbare Greifbacken 12 und 14 umfasst. Die Greifbacken 12 und 14 sind in einem Grundgehäuse 16 verfahrbar gelagert. Zwischen den Greifbacken 12 und 14 ist ein gegriffener Gegenstand 18 gezeigt. Die Greifbacken 12 und 14 werden dabei von einer Antriebseinheit 20 mit einer Greifkraft, die durch die Pfeile 22 angedeutet ist, aufeinander zu gegen den zu greifenden Gegenstand 18 beaufschlagt.
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In der Figur sind die beiden Greifbacken 12 und 14 ebenfalls in ihrer Öffnungsstellung 12', 14' gestrichelt angedeutet dargestellt. Mittels der Antriebseinheit 20 können die Greifbacken 12, 14 folglich zwischen der Öffnungsstellung und der Greifstellung verlagert werden.
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Am Grundgehäuse 16 sind zudem insgesamt vier Sensoren 24, 26, 28 30 vorgesehen, die als Positionssensoren ausgebildet sind. Mit den Positionssensoren 24, 26 können die beiden Greifbacken 12, 14 in ihrer Greifstellung detektiert werden. Mit den Positionssensoren 28, 30, können die beiden Greifbacken 12, 14 in ihrer Öffnungsstellung detektiert werden.
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Zur Ansteuerung der Antriebseinheit 20 ist eine Steuereinheit 32 vorgesehen, die sich aus einer Greifersteuerung 34 und einer übergeordneten Steuerung 36 zusammensetzt. Mit der Greifersteuerung 34 wird die Antriebseinheit 20 angesteuert. Dies wird durch den Pfeil 38 angedeutet.
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Die von den Sensoren 24, 26, 28, 30 erfassten Signale werden über die Leitungen 40 der Steuerung 34 zugeführt.
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Die übergeordnete Steuerung 36 kann zur Ansteuerung beispielsweise einer Fertigungszelle dienen, innerhalb derer die Greifvorrichtung 10 verbaut ist. Insofern sieht die Steuerung 36 mehrere Eingangsleitungen 42 und Ausgangsleitungen 44 vor.
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Zur Betätigung eines Halts ist ein Haltsensor 46, beispielsweise in Form eines Notausknopfes oder eines Wartungsbetätigers, vorgesehen.
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Die Haltfunktion kann beispielsweise auch dann betätigt werden, wenn eine Türe oder Scheibe der Bearbeitungszelle während des Bearbeitungsbetriebs geöffnet wird. Die Haltfunktion kann auch dann ausgelöst werden, wenn Lichtvorhänge entsprechende Signale abgeben, wenn Kamerasysteme oder Raumüberwachungssysteme Fehler melden. Auch dann, wenn Zugriffberechtigungssysteme oder Zugangsberechtigungssysteme einen Fehler melden, kann ein Halt ausgelöst werden.
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Wird ein Haltsignal von der Steuerung 36 erfasst, so wird von der Steuerung 34, die mit der Steuerung 36 kommuniziert, zunächst abgefragt, in welcher Position sich die Greiffinger, 12, 14 befinden. Befinden sich die Greiffinger 12, 14 in der Greifstellung, was über die Positionssensoren 24, 26 detektiert werden kann, wird der Antrieb 20 von der Steuerung 34 derart angesteuert, dass die Greiffinger 12, 14 weiterhin mit der Greifkraft 22 zum sicheren Greifen des Gegenstandes 18 beaufschlagt werden.
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Befinden sich andererseits die Greiffinger 12, 14 außerhalb der Greifposition, so werden die Greiffinger 12, 14 von der Greifkraft frei geschalten; sie verbleiben dann folglich in der jeweils momentanen Position.
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Insbesondere für den Fall, dass sich die Greifer in der Greifstellung 12, 14 bei Betätigen der Haltfunktion befinden, kann ein Warnsignal von der Steuereinheit 32 bzw. von deren Steuerung 36, abgesetzt werden. Das Warnsignal 48 kann dabei insbesondere ein optisches Signal sein.
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Wird nun nach der Betätigung der Haltfunktion der Gegenstand 18 händisch zwischen den beiden Greifbacken 12, 14 entnommen, so bewegen sich die Greifbacken 12, 14 aufgrund der anliegenden Greifkraft aus ihrer Greifposition. Diese Bewegungen kann von den Positionssensoren 26, 24 erfasst werden. Wird folglich ein Verlassen der Greifbacken 12, 14 aus der Greifstellung erfasst, so werden die Greifbacken 12, 14 von der Greifkraft 22 freigestellt. Hierdurch wird verhindert, dass die beiden Greifbacken 12, 14 unkontrolliert in Richtung der Greifkraft 22 bewegt werden. Dadurch kann insbesondere eine Verletzung der Person, die den Gegenstand 18 zwischen den Greiffingern 12, 14 entfernt, vermieden werden. Zudem können Schäden an den Greiffingern 12, 14 oder dem Antrieb 20, vermieden werden.
