DE102015002433A1

DE102015002433A1 - Gripping device for receiving different components, gripping system with a gripping device and method for operating a gripping system

Info

Publication number: DE102015002433A1
Application number: DE102015002433.7A
Authority: DE
Inventors: Stefanie Ambros; Simon Fuchs; Konrad Leibig; Dieter Seifermann
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2015-02-26
Filing date: 2015-02-26
Publication date: 2016-09-01
Anticipated expiration: 2035-02-27
Also published as: DE102015002433B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Greifvorrichtung (10) zum Aufnehmen unterschiedlicher Bauteile (20), mit mehreren an einem Rahmen (12) angeordneten Greifmodulen (14), welche jeweils ein mittels eines jeweiligen Arbeitszylinders (16) ausfahrbares Greifelement (18) aufweisen, mittels welchem eine Anziehungskraft zum Halten der Bauteile (20) aufbringbar ist, wobei die Greifvorrichtung (10) eine Steuereinrichtung aufweist, mittels welcher die Arbeitszylinder (16) und die Greifelemente (18) zum Aufnehmen der Bauteile (20) ansteuerbar sind. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Greifsystem mit einem Roboter, an welchem die Greifvorrichtung (10) angeordnet ist sowie ein Verfahren zum Aufnehmen eines Bauteils (20) mittels des Greifsystems.The invention relates to a gripping device (10) for receiving different components (20), having a plurality of gripping modules (14) arranged on a frame (12), each having a gripping element (18) which can be moved by means of a respective working cylinder (16) Attraction force for holding the components (20) can be applied, wherein the gripping device (10) comprises a control device by means of which the working cylinder (16) and the gripping elements (18) for receiving the components (20) are controllable. The invention further relates to a gripping system with a robot, on which the gripping device (10) is arranged, and to a method for picking up a component (20) by means of the gripping system.

Description

Die Erfindung betrifft eine Greifvorrichtung zum Aufnehmen unterschiedlicher Bauteile, ein Greifsystem mit einer Greifvorrichtung und ein Verfahren um Betreiben eines Greifsystems.The invention relates to a gripping device for receiving different components, a gripping system with a gripping device and a method for operating a gripping system.

In der Automobilproduktion werden in automatisierten Fertigungsstraßen unterschiedliche empfindliche Bauteile, wie beispielsweise Motorhauben, Türbeplankungsteile und dergleichen mittels Greifvorrichtungen aufgenommen. Aufgrund der teilweise stark unterschiedlichen Geometrien der Bauteile müssen bisher bauteilspezifisch konstruierte Greiferlösungen verwendet werden. Die jeweils bauteilspezifische Konstruktion von Greiferlösungen ist relativ teuer und zeitaufwendig.In automotive production, various sensitive components, such as hoods, Türbeplankungsteile and the like are received by means of gripping devices in automated production lines. Due to the sometimes very different geometries of the components previously designed gripper solutions must be used. The respective component-specific design of gripper solutions is relatively expensive and time-consuming.

Die EP 0 857 544 A2 zeigt einen Greifer in Form eines Nadelgreifers, welcher eine Mehrzahl von einzelverschiebbaren Spannstiften aufweist, sodass die Geometrie des Nadelgreifers an unterschiedliche komplexe dreidimensionale Bauteilstrukturen angepasst werden kann. Derartige Nadelgreifer sind jedoch nur für Bauteile mit relativ kleinen Abmessungen verwendbar und können auch nur in relativ engen Grenzen an unterschiedliche Bauteilgeometrien angepasst werden.The EP 0 857 544 A2 shows a gripper in the form of a needle gripper, which has a plurality of individually displaceable dowel pins, so that the geometry of the needle gripper can be adapted to different complex three-dimensional component structures. However, such needle grippers can only be used for components with relatively small dimensions and can also be adapted to different component geometries only within relatively narrow limits.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lösung bereitzustellen, mittels welcher Bauteile mit unterschiedlichen Geometrien mit ein und derselben Greiferlösung aufgenommen werden können.It is therefore the object of the present invention to provide a solution by means of which components with different geometries can be accommodated with one and the same gripper solution.

Diese Aufgabe wird durch eine Greifvorrichtung zum Aufnehmen unterschiedlicher Bauteile, einem Greifsystem mit einer Greifvorrichtung und durch ein Verfahren zum Betreiben eines Greifsystems mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by a gripping device for receiving different components, a gripping system with a gripping device and by a method for operating a gripping system having the features of the independent patent claims. Advantageous embodiments with expedient and non-trivial developments of the invention are specified in the dependent claims.

Die erfindungsgemäße Greifvorrichtung zum Aufnehmen unterschiedlicher Bauteile umfasst mehrere an einem Rahmen angeordnete Greifmodule, welche jeweils ein mittels eines jeweiligen Arbeitszylinders ausfahrbares Greifelement aufweisen, mittels welchem eine Anziehungskraft zum Halten der Bauteile aufbringbar ist, wobei die Greifvorrichtung eine Steuereinrichtung aufweist, mittels welcher die Arbeitszylinder und die Greifelemente zum Aufnehmen der Bauteile ansteuerbar sind.The gripping device according to the invention for receiving different components comprises a plurality arranged on a frame gripping modules, each having a by means of a respective working cylinder gripping element by means of which an attractive force for holding the components can be applied, wherein the gripping device comprises a control device by means of which the working cylinder and the Gripping elements for receiving the components can be controlled.

Bei der erfindungsgemäßen Greifvorrichtung handelt es sich mit anderen Worten also um eine Art Standardgreifer, welcher baureihenübergreifend, zum Beispiel zur Handhabung von Bauteilen für unterschiedliche Kraftfahrzeugbaureihen, eingesetzt werden kann. Die geometrischen Unterschiede zwischen den einzelnen aufzunehmenden Bauteilen werden dabei im Vorfeld der Konstruktion und Herstellung der Greifvorrichtung baureihenübergreifend untersucht, sodass die Greifvorrichtung derart ausgebildet werden kann, dass mittels dieser unterschiedlichste Bauteile mit unterschiedlichen geometrischen Formen aufgenommen werden können. Mittels der jeweiligen Arbeitszylinder ist es möglich, die Greifelemente jeweils bauteilspezifisch soweit auszufahren, dass die Greifelemente unter Aufbringung der Anziehungskraft die Bauteile an unterschiedlichen Stellen halten können, sodass es möglich ist, mittels der Greifvorrichtung unterschiedliche Bauteile aufzunehmen. Die erfindungsgemäße Greifvorrichtung kann somit baureihenübergreifend für Bauteile mit unterschiedlichen Geometrien verwendet werden, ohne dass jeweils bauteilspezifische Greifvorrichtungen konstruiert werden müssen. Dadurch kann eine erhebliche Kosten- und Zeitersparnis erzielt werden.In other words, the gripping device according to the invention is a type of standard gripper, which can be used across all series, for example for handling components for different motor vehicle series. The geometrical differences between the individual components to be included are investigated before the design and manufacture of the gripping device cross-series, so that the gripping device can be designed so that by means of this very different components can be recorded with different geometric shapes. By means of the respective working cylinder, it is possible to extend the gripping elements in each case component-specifically so far that the gripping elements can hold the components at different locations while applying the force of attraction, so that it is possible to accommodate different components by means of the gripping device. The gripping device according to the invention can thus be used across all series for components with different geometries, without each component-specific gripping devices must be constructed. As a result, a significant cost and time savings can be achieved.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Greifelemente als Saugelemente ausgebildet sind, mittels welchen ein Unterdruck zum Halten der Bauteile aufbringbar ist. Der Vorteil bei der Verwendung von Saugelementen liegt insbesondere darin, dass Bauteile aus unterschiedlichsten Materialien mittels der Greifelemente gehalten werden können.In an advantageous embodiment of the invention, it is provided that the gripping elements are designed as suction elements, by means of which a negative pressure for holding the components can be applied. The advantage of using suction elements is, in particular, that components of a very wide variety of materials can be held by means of the gripping elements.

Eine alternative vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Greifelemente als Elektromagnete ausgebildet sind, mittels welchen eine Magnetkraft zum Halten der Bauteile aufbringbar ist. Mittels der Elektromagnete können auf besonders einfache und zuverlässige Weise ferromagnetische Bauteile gehalten werden.An alternative advantageous embodiment of the invention provides that the gripping elements are designed as electromagnets, by means of which a magnetic force for holding the components can be applied. By means of the electromagnets ferromagnetic components can be kept in a particularly simple and reliable manner.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Arbeitszylinder als Pneumatikzylinder ausgebildet sind. Pneumatikzylinder bringen eine Reihe von Vorteilen mit sich. Druckluftsysteme weisen im Vergleich zu hydraulischen Systemen zwar eine geringere Energiedichte auf, sie ist dennoch meist größer als bei vergleichbaren elektrischen Antrieben. Auf kleinem Bauraum können vergleichsweise hohe Kräfte erzielt werden. Mittels Pneumatikzylindern ist es zudem möglich, leistungslos die Bauteile bei einer konstanten Kraft zu halten. Darüber hinaus sind Pneumatikzylinder robust gegenüber Überlast und unempfindlich gegenüber Temperaturschwankungen. Darüber hinaus erlauben Pneumatikzylinder auch relativ hohe Arbeitsgeschwindigkeiten. Darüber hinaus ist die Viskosität von Druckluft im Vergleich zu hydraulischen Medien relativ gering, sodass nur sehr geringe Strömungsverluste in Rohren und Schlauchleitungen entstehen. Zudem können die Pneumatikzylinder auch dazu eingesetzt werden, falls die Greifelemente als Saugelemente ausgebildet sind, diese mit einem Unterdruck zum Halten der Bauteile zu beaufschlagen.According to a further advantageous embodiment of the invention, it is provided that the working cylinders are designed as pneumatic cylinders. Pneumatic cylinders bring a number of advantages. Although compressed air systems have a lower energy density compared to hydraulic systems, they are usually larger than comparable electric drives. In a small space comparatively high forces can be achieved. By means of pneumatic cylinders, it is also possible to hold the components at a constant force without power. In addition, pneumatic cylinders are robust against overload and insensitive to temperature fluctuations. In addition, pneumatic cylinders also allow relatively high operating speeds. In addition, the viscosity of compressed air compared to hydraulic media is relatively low, so that only very small flow losses occur in pipes and hose lines. In addition, the pneumatic cylinder can also be used to, if the gripping elements are designed as suction elements to apply these with a negative pressure for holding the components.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Greifvorrichtung eine Sensoreinrichtung aufweist, mittels welcher erfassbar ist, welche der Greifelemente in Kontakt mit dem aufzunehmenden Bauteil stehen. Dadurch kann die Greifvorrichtung besonders exakt angesteuert werden, um die unterschiedlichen Bauteile aufzunehmen.A further advantageous embodiment of the invention provides that the gripping device has a sensor device, by means of which it can be detected which of the gripping elements are in contact with the male component. Thereby, the gripping device can be controlled very precisely to accommodate the different components.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Greifelemente oder die Greifmodule gelenkig, insbesondere mittels Kugel- oder Flexgelenken, gelagert sind. Dadurch können die Greifelemente oder die Greifmodule besonders einfach an unterschiedliche Geometrien von unterschiedlichen Bauteilen angepasst werden, sodass die Greifelemente auf besonders einfache Weise in Kontakt mit einer jeweiligen Bauteiloberfläche gebracht werden können, um die jeweiligen Bauteile zu halten.In a further advantageous embodiment of the invention, it is provided that the gripping elements or the gripping modules are articulated, in particular by means of ball or flexible joints, are stored. Thereby, the gripping elements or the gripping modules can be particularly easily adapted to different geometries of different components, so that the gripping elements can be brought in a particularly simple manner in contact with a respective component surface to hold the respective components.

Das erfindungsgemäße Greifsystem umfasst einen Roboter, an welchem die erfindungsgemäße Greifvorrichtung oder eine vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Greifvorrichtung angeordnet ist. Mittels des Roboters kann die Greifvorrichtung auf besonders einfache und exakte Weise bewegt werden, um die unterschiedlichen Bauteile aufzunehmen.The gripping system according to the invention comprises a robot on which the gripping device according to the invention or an advantageous embodiment of the gripping device according to the invention is arranged. By means of the robot, the gripping device can be moved in a particularly simple and exact manner to accommodate the different components.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Aufnehmen eines Bauteils mittels des erfindungsgemäßen Greifsystems werden der Roboter, die Arbeitszylinder und die Greifelemente mittels der Steuereinrichtung zum Aufnehmen des Bauteils angesteuert. Bauteile mit unterschiedlichsten Geometrien können somit mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens durch eine entsprechende Ansteuerung des Roboters, der Arbeitszylinder und der Greifelemente aufgenommen werden.In the method according to the invention for picking up a component by means of the gripping system according to the invention, the robot, the working cylinder and the gripping elements are activated by means of the control device for picking up the component. Components with a wide variety of geometries can thus be recorded by means of the method according to the invention by a corresponding control of the robot, the working cylinder and the gripping elements.

In vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es vorgesehen, dass falls das aufzunehmende Bauteil auf einem Stapel von weiteren Bauteilen und/oder in einer Vorrichtung oder einer Ablage/einem Ladungsträger angeordnet ist, die Steuereinrichtung das Greifsystem derart ansteuert, dass folgende Schritte nacheinander durchgeführt werden:

– die Arbeitszylinder werden vollständig ausgefahren;
– die Arbeitszylinder werden drucklos geschaltet;
– die Greifvorrichtung wird mittels des Roboters in Richtung des Bauteils bewegt, wobei die Bewegung des Roboters gestoppt wird und die Arbeitszylinder arretiert werden, sobald erfasst wird, dass alle Greifelemente an dem Bauteil anliegen;
– das Bauteil wird mittels des Greifsystems von dem Stapel oder der Vorrichtung oder der Ablage/dem Ladungsträger entnommen, wobei das Bauteil mittels der Greifelemente gehalten wird.

In an advantageous embodiment of the method according to the invention, it is provided that if the male component is arranged on a stack of further components and / or in a device or a tray / a charge carrier, the control device controls the gripping system such that the following steps are performed successively:

- The cylinders are fully extended;
- The working cylinders are depressurized;
- The gripping device is moved by means of the robot in the direction of the component, wherein the movement of the robot is stopped and the working cylinders are locked, as soon as it is detected that all gripping elements abut against the component;
- The component is removed by means of the gripping system of the stack or the device or the tray / the carrier, wherein the component is held by means of the gripping elements.

Unter dem Begriff des Arretierens der Arbeitszylinder soll im Folgenden verstanden werden, dass die Kolbenstange der Arbeitszylinder geklemmt und damit an der Bewegung gehindert wird. Dies kann durch eine pneumatische oder eine mechanische Klemmung erreicht werden. Bei der pneumatischen Klemmung wird die Luft im Arbeitszylinder durch entsperrbare Rückschlagventile geklemmt.The term of locking the working cylinder will be understood below that the piston rod of the working cylinder is clamped and thus prevented from moving. This can be achieved by a pneumatic or mechanical clamping. In the pneumatic clamping, the air in the cylinder is clamped by unlockable check valves.

Dadurch, dass die vollständig ausgefahrenen Arbeitszylinder drucklos geschaltet werden, kann der jeweilige Hub der Arbeitszylinder ohne Aufbringung einer schädlichen Kraft auf das gerade aufzunehmende Bauteil derart verändert werden, dass die jeweiligen Arbeitszylinder entsprechend der Bauteilgeometrie derart gestaucht werden, dass letztlich alle Greifelemente mit dem aufzunehmenden Bauteil in Kontakt gebracht werden können. Der Roboter drückt also die Greifvorrichtung derart auf das aufzunehmende Bauteil, dass die Arbeitszylinder je nach Geometrie des aufzunehmenden Bauteils unterschiedlich gestaucht werden. Der Roboter drückt die Greifvorrichtung dabei solange in Richtung des Bauteils beziehungsweise auf das Bauteil drauf, bis erfasst wird, dass alle Greifelemente an dem Bauteil anliegen. Anschließend werden die Arbeitszylinder arretiert, und die Greiferbewegung mittels des Roboters gestoppt. Anschließend kann der Entnahmevorgang des Bauteils beginnen.The fact that the fully extended cylinders are depressurized, the respective stroke of the working cylinder can be changed without applying a detrimental force on the currently male component such that the respective working cylinders are compressed according to the component geometry such that ultimately all the gripping elements with the male component can be brought into contact. The robot thus presses the gripping device on the male component such that the working cylinders are compressed differently depending on the geometry of the male component. The robot pushes the gripping device while in the direction of the component or on the component on it until it is detected that all gripping elements abut against the component. Subsequently, the working cylinders are locked, and stopped the gripper movement by means of the robot. Subsequently, the removal process of the component can begin.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es vorgesehen, dass falls das aufzunehmende Bauteil stehend angeordnet ist, die Steuereinrichtung das Greifsystem derart ansteuert, dass folgende Schritte nacheinander durchgeführt werden:

– die Greifvorrichtung wird mittels des Roboters mit einem derartigen Abstand zu dem Bauteil angeordnet, dass die jeweiligen Greifelemente durch Ausfahren der Arbeitszylinder an das Bauteil anlegbar sind;
– zumindest eines der Greifelemente wird zum Aufbringen der Anziehungskraft angesteuert;
– die jeweiligen Arbeitszylinder werden soweit ausgefahren, bis erfasst wird, dass alle Greifelemente an dem Bauteil anliegen;
– die bislang noch nicht zum Aufbringen der Anziehungskraft angesteuerten Greifelemente werden zum Aufbringen der Anziehungskraft angesteuert;
– das Bauteil wird mittels des Greifsystems entnommen.

According to a further advantageous embodiment of the method according to the invention, it is provided that if the component to be accommodated is arranged vertically, the control device controls the gripping system in such a way that the following steps are carried out successively:

- The gripping device is arranged by means of the robot with a distance from the component that the respective gripping elements can be applied by extending the working cylinder to the component;
- At least one of the gripping elements is driven to apply the attraction;
- The respective working cylinder are extended so far until it is detected that all gripping elements abut against the component;
- The previously not yet applied for applying the attraction gripping elements are driven to apply the attraction;
- The component is removed by means of the gripping system.

Falls das zu entnehmende Bauteil stehend angeordnet ist, kann dieses üblicherweise keine Gegenkraft auf die Greifvorrichtung während eines Entnahmevorgangs ausüben. Dadurch, dass zumindest eines der Greifelemente zum Aufbringen der Anziehungskraft vor dem Ausfahren der Arbeitszylinder angesteuert wird, zieht das zumindest eine Greifelement beim Ausfahren der Arbeitszylinder das gerade aufzunehmende Bauteil an sich heran. Somit wird durch das zumindest eine Greifelement eine Haltekraft ausgeübt, mittels welcher das Bauteil gehalten wird, sodass die anderen Greifelemente durch Ausfahren der Arbeitszylinder ebenfalls an das Bauteil angelegt werden können. Somit ist es möglich, auch stehend angeordnete Bauteile mittels des Greifsystems aufzunehmen und zu entnehmen. If the component to be removed is arranged upright, this can usually exert no counterforce on the gripping device during a removal operation. Characterized in that at least one of the gripping elements is driven to apply the force of attraction prior to the extension of the working cylinder, pulls the at least one gripping element during extension of the working cylinder, the currently received component to it. Thus, a holding force is exerted by the at least one gripping element, by means of which the component is held, so that the other gripping elements can also be applied to the component by extending the working cylinder. Thus, it is possible to take up and remove standing arranged components by means of the gripping system.

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 shown alone in the figures 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 Perspektivansicht auf eine Greifvorrichtung mit mehreren an einem Rahmen angeordneten Greifmodulen, mittels welchen ein Bauteil aufgenommen ist; und in 1 a perspective view of a gripping device with a plurality of arranged on a frame gripping modules, by means of which a component is received; and in

2 eine schematische Seitenansicht auf die Greifvorrichtung, während mittels der Greifvorrichtung das Bauteil aufgenommen wird. 2 a schematic side view of the gripping device, while the component is received by means of the gripping device.

Eine insgesamt mit 10 bezeichnete Greifvorrichtung ist in einer Perspektivansicht in 1 gezeigt. Die Greifvorrichtung 10 umfasst mehrere an einem Rahmen 12 angeordnete Greifmodule 14. Jedes der Greifmodule 14 umfasst einen Arbeitszylinder 16 in Form eines Pneumatikzylinders, an welchem ein als Saugelement ausgebildetes Greifelement 18 angeordnet ist. Mittels der Pneumatikzylinder 16 können die jeweiligen Saugelemente 18 ein- und ausgefahren werden, um ein Bauteil 20 aufzunehmen. Mittels der Pneumatikzylinder 16 können die Saugelemente 18 mit einem Unterdruck beaufschlagt werden, sodass das Bauteil 20 mittels der Saugelemente 18 gehalten werden kann. Die Greifvorrichtung 10 umfasst des Weiteren eine hier nicht dargestellte Steuereinrichtung, mittels welcher die Pneumatikzylinder 16 und die Saugelemente 18 zum Aufnehmen des Bauteils 20 ansteuerbar sind. Weiterhin umfasst die Vorrichtung eine Klemmeinheit zum Fixieren der Position. Diese kann mechanisch oder pneumatisch ausgeführt sein. In dieser 1 ist eine mechanische Klemmung dargestellt, während weiter unten in 2 eine pneumatische Klemmung dargestellt wird.A total with 10 designated gripping device is in a perspective view in 1 shown. The gripping device 10 includes several on a frame 12 arranged gripping modules 14 , Each of the gripping modules 14 includes a working cylinder 16 in the form of a pneumatic cylinder, on which a suction element designed as a gripping element 18 is arranged. By means of the pneumatic cylinder 16 can the respective suction elements 18 be extended and retracted to a component 20 take. By means of the pneumatic cylinder 16 can the suction elements 18 be subjected to a vacuum, so that the component 20 by means of the suction elements 18 can be held. The gripping device 10 further comprises a control device, not shown here, by means of which the pneumatic cylinder 16 and the suction elements 18 for picking up the component 20 are controllable. Furthermore, the device comprises a clamping unit for fixing the position. This can be carried out mechanically or pneumatically. In this 1 a mechanical clamp is shown while further down in 2 a pneumatic clamp is shown.

Statt der Saugelemente 18 können alternativ auch Elektromagnete an den Pneumatikzylindern 16 angeordnet sein, mittels welchen eine Magnetkraft zum Halten des Bauteils 20 aufbringbar ist. Darüber hinaus können statt det Pneumatikzylinder 16 auch andere Arten von Arbeitszylindern, beispielsweise Hydraulikzylinder, vorgesehen sein, um die Saugelemente 18 oder anderweitige Greifelemente zum Aufnehmen des Bauteils 20 entsprechend zu positionieren. Ferner umfasst die Greifvorrichtung 10 vorzugsweise eine hier nicht dargestellte Sensoreinrichtung, mittels welcher erfassbar ist, welche der Saugelemente 18, beziehungsweise anderweitige Greifelemente, in Kontakt mit dem aufzunehmenden Bauteil 20 stehen.Instead of the suction elements 18 Alternatively, electromagnets on the pneumatic cylinders can be used 16 be arranged, by means of which a magnetic force for holding the component 20 can be applied. In addition, instead of the pneumatic cylinder 16 Other types of working cylinders, such as hydraulic cylinders, be provided to the suction elements 18 or other gripping elements for receiving the component 20 position accordingly. Furthermore, the gripping device comprises 10 Preferably, a sensor device, not shown here, by means of which is detectable, which of the suction elements 18 , or otherwise gripping elements, in contact with the male component 20 stand.

Die Saugelemente 18 oder die gesamten Greifmodule 14 können dabei gelenkig, insbesondere mittels Kugelgelenken, gelagert sein, sodass die Saugelemente 18 besonders gut an unterschiedliche Konturen des Bauteils 20 zum Aufnehmen des Bauteils 20 angepasst werden können. Neben diesen Kugelgelenken können auch Flexelemente verwendet werden. Die Greifvorrichtung 10 ist insbesondere dazu ausgebildet, unterschiedlichste Bauteile 20, wie beispielsweise Motorhauben, anderweitige Beplankungsteile von Kraftwagen und dergleichen, aufzunehmen. Die Greifvorrichtung 10 kann dabei an einem hier nicht dargestellten Roboter angeordnet werden, sodass mittels des Roboters und der Greifvorrichtung 10 ein Greifsystem ausgebildet wird. Der Roboter, die Pneumatikzylinder 16 und die Saugelemente 18 können dabei mittels der vorstehend erwähnten Steuereinrichtung zum Aufnehmen des Bauteils 20 und zum Aufnehmen von weiteren Bauteilen mit einer anderen Geometrie als der des Bauteils 20 angesteuert werden.The suction elements 18 or the entire gripping modules 14 can be articulated, in particular by means of ball joints, be stored so that the suction elements 18 especially good for different contours of the component 20 for picking up the component 20 can be adjusted. In addition to these ball joints and flex elements can be used. The gripping device 10 is particularly adapted to a wide variety of components 20 such as hoods, other planking parts of automobiles, and the like. The gripping device 10 can be arranged on a robot, not shown here, so that by means of the robot and the gripping device 10 a gripping system is formed. The robot, the pneumatic cylinder 16 and the suction elements 18 can thereby by means of the above-mentioned control device for receiving the component 20 and for receiving other components with a different geometry than that of the component 20 be controlled.

Die Greifvorrichtung 10 dient insbesondere dazu, unterschiedlichste Bauteile 20, insbesondere Beplankungsteile von Kraftwagen, baureihenübergreifend aufnehmen und handhaben zu können. Die Greifvorrichtung 10 und insbesondere die Anordnung und Ausgestaltung der Greifmodule 14 wird derart gewählt, dass die Greifvorrichtung 10 baureihenübergreifend für unterschiedlichste Bauteile 20 eingesetzt werden kann.The gripping device 10 serves in particular to various components 20 , in particular planking parts of motor vehicles to record and handle across all series. The gripping device 10 and in particular the arrangement and configuration of the gripping modules 14 is chosen such that the gripping device 10 across all series for a wide variety of components 20 can be used.

In 2 sind zwei der Greifmodule 14 sowie das Bauteil 20 in einer schematischen Seitenansicht gezeigt. Nachfolgend wird eine erste Verfahrensalternative zum Aufnehmen des Bauteils 20 näher erläutert. Dabei wird davon ausgegangen, dass das aufzunehmende Bauteil 20 auf einem hier nicht dargestellten Stapel von weiteren Bauteilen angeordnet ist. Alternativ kann es auch in einer Ablage/Ladungsträger oder einer Vorrichtung angeordnet sein. Das Bauteil 20 kann dabei durch die Greifmodule 14 aus jeder beliebigen Lage entnommen werden.In 2 are two of the gripping modules 14 as well as the component 20 shown in a schematic side view. The following is a first alternative method for picking up the component 20 explained in more detail. It is assumed that the male component 20 is arranged on a stack of other components, not shown here. Alternatively, it may also be arranged in a tray / load carrier or a device. The component 20 can thereby by the gripping modules 14 be taken from any location.

Die Greifvorrichtung 10 wird mittels des bereits erwähnten Roboters, an welchem die Greifvorrichtung 10 angeordnet ist, bewegt. Zunächst werden die Pneumatikzylinder 16 vollständig ausgefahren, noch bevor die Greifmodule 14 der Greifvorrichtung 10 an das aufzunehmende Bauteil 20 herangeführt werden. Sobald die Pneumatikzylinder 16 vollständig ausgefahren wurden, werden die Pneumatikzylinder 16 drucklos geschaltet. Anschließend wird die Greifvorrichtung 10 mittels des Roboters in Richtung des Bauteils 20 bewegt, wobei die Bewegung des Roboters gestoppt wird und die Pneumatikzylinder 16 arretiert werden, sobald erfasst wird, dass alle Saugelemente 18 an dem Bauteil 20 anliegen. Sollte das Bauteil 20 wie in 2 schematisch dargestellt, eine stufenartige Oberfläche aufweisen, so wird beim Heranbewegen der Greifvorrichtung 10 an das Bauteil 20 zuerst der rechte der beiden Pneumatikzylinder 16 aus der vollständig ausgefahrenen Position zurückbewegt, da das Saugelement 18 des rechten Greifmoduls 14 zuerst auf die Oberfläche des Bauteils 20 trifft. Dadurch, dass die Pneumatikzylinder 16 drucklos geschaltet sind, wird mittels der Saugelemente 18 kein hoher Druck auf das Bauteil 20 ausgeübt, während die Greifvorrichtung 10 immer weiter in Richtung des Bauteils 20 bewegt wird.The gripping device 10 is by means of the already mentioned robot, on which the gripping device 10 is arranged, moved. First, the pneumatic cylinders 16 fully extended, even before the gripping modules 14 the gripping device 10 to the male component 20 be introduced. Once the pneumatic cylinder 16 fully extended, the pneumatic cylinders 16 depressurized. Subsequently, the gripping device 10 by means of the robot in the direction of the component 20 moves, stopping the movement of the robot and the pneumatic cylinders 16 be locked as soon as it is detected that all suction elements 18 on the component 20 issue. Should the component 20 as in 2 shown schematically, have a step-like surface, so when moving the gripping device 10 to the component 20 first the right of the two pneumatic cylinders 16 moved back from the fully extended position, since the suction element 18 of the right gripping module 14 first on the surface of the component 20 meets. Because of the pneumatic cylinder 16 are switched off, is by means of the suction elements 18 no high pressure on the component 20 exercised while the gripping device 10 always in the direction of the component 20 is moved.

Sobald der linke Saugnapf 18 sowie die weiteren Saugnäpfe 18 ebenfalls in Anlage mit dem Bauteil 20 gebracht worden sind, werden die Pneumatikzylinder 16 in ihrer jeweiligen Stellung arretiert. Anschließend wird das Bauteil 20 mittels der Greifvorrichtung 10 und unter Zuhilfenahme des Roboters von dem besagten Stapel oder der Ablage/dem Ladungsträger oder der Vorrichtung entnommen, wobei das Bauteil 20 mittels der Saugelemente 18 gehalten wird. Das Bauteil 20 muss in der jeweils befindlichen Lage dem durch die drucklosen Greifelemente aufgebrachten Gegendruck standhalten.Once the left suction cup 18 and the other suction cups 18 also in contact with the component 20 have been brought, the pneumatic cylinder 16 locked in their respective position. Then the component becomes 20 by means of the gripping device 10 and with the aid of the robot, taken from said stack or tray / carrier or apparatus, wherein the component 20 by means of the suction elements 18 is held. The component 20 must withstand the pressure applied by the non-pressure gripping elements back pressure in the respective position.

Beim Heranfahren der Greifmodule 14 an das Bauteil 20 kann es entweder vorgesehen sein, dass die Saugnäpfe 18 bereits aktiv geschaltet sind, sodass mittels der Pneumatikzylinder 16 ein Unterdruck an den Saugnäpfen 18 hergestellt wird, sodass die Saugnäpfe 18 sich direkt an das Bauteil 20 heransaugen sobald diese in die Nähe des Bauteils 20 gelangen beziehungsweise in Anlage mit dem Bauteil 20 sind. Alternativ ist es aber auch möglich, dass die Saugnäpfe 18 erst dann aktiviert werden, also ein Unterdruck erzeugt wird, sobald ermittelt worden ist, dass alle Saugnäpfe 18 an dem Bauteil 20 anliegen und die Pneumatikzylinder 16 arretiert worden sind.When approaching the gripper modules 14 to the component 20 It can either be provided that the suction cups 18 already active, so that by means of the pneumatic cylinder 16 a negative pressure on the suction cups 18 is made so that the suction cups 18 directly to the component 20 suck in as soon as they are near the component 20 arrive or in contact with the component 20 are. Alternatively, it is also possible that the suction cups 18 only then be activated, so a negative pressure is generated, once it has been determined that all suction cups 18 on the component 20 abutment and the pneumatic cylinder 16 have been arrested.

Auch bei unterschiedlichen Geometrien der Bauteile 20 ist es aufgrund der beschriebenen Verfahrensweise möglich, ohne die unterschiedlich ausgestalteten Bauteile 20 zu beschädigen, diese mittels der Greifvorrichtung 10 aufzunehmen. Insbesondere durch das Drucklosschalten der Pneumatikzylinder 16 ist es möglich, die jeweiligen Saugnäpfe 18 ohne große Kraftbeaufschlagung der jeweiligen Bauteile 20 in Anlage mit dem betreffenden Bauteil 20 zu bringen.Even with different geometries of the components 20 It is possible due to the procedure described, without the differently designed components 20 to damage, this by means of the gripping device 10 take. In particular, by the depressurization of the pneumatic cylinder 16 is it possible to use the respective suction cups 18 without great force application of the respective components 20 in contact with the relevant component 20 bring to.

Nachfolgend wird eine alternative Verfahrensführung zum Aufnehmen des Bauteils 20 näher erläutert. Dabei wird davon ausgegangen, dass das aufzunehmende Bauteil 20 stehend angeordnet ist. Beispielsweise können mehrere der Bauteile 20 stehend in einer Art Magazin voneinander beabstandet und hintereinander angeordnet sein. Bei einer stehenden Anordnung der Bauteile 20 besteht eine Herausforderung darin, dass die jeweiligen Bauteile 20 der Greifvorrichtung 10 keine Gegenkraft entgegen bringen, während die Greifvorrichtung 10 an die jeweiligen Bauteile 20 herangeführt wird.The following is an alternative procedure for receiving the component 20 explained in more detail. It is assumed that the male component 20 is arranged standing. For example, several of the components 20 standing in a kind of magazine spaced from each other and arranged one behind the other. In a vertical arrangement of the components 20 There is a challenge in that the respective components 20 the gripping device 10 no counter force, while the gripping device 10 to the respective components 20 is introduced.

Die Greifvorrichtung 10 wird mittels des Roboters mit einem derartigen Abstand zu dem aufzunehmenden Bauteil 20 angeordnet, dass die jeweiligen Saugnäpfe 18 durch Ausfahren der Pneumatikzylinder 16 an das Bauteil 20 anlegbar sind. Danach wird zumindest einer der Saugelemente 18 zum Aufbringen der Anziehungskraft angesteuert, sodass mindestens an dem betreffenden Saugelement 18 schon ein Unterdruck anliegt. Anschließend werden die jeweiligen Pneumatikzylinder 16 so weit ausgefahren, bis erfasst wird, dass alle Saugelemente 18 an dem stehend gelagerten Bauteil 20 anliegen. Anschließend werden die Pneumatikzylinder 16 wieder arretiert. Die bislang noch nicht zum Aufbringen der Anziehungskraft angesteuerten Saugelemente 18 werden zum Aufbringen der Anziehungskraft angesteuert, sodass an den jeweiligen Saugelementen 18 ein Unterdruck anliegt und das Bauteil 20 mittels der Saugelemente 18 gehalten wird. Die hier nicht dargestellte Klemmung der Kolbenstange fixiert die Halteposition des Bauteils. Anschließend wird das Bauteil 20 aus seiner stehend gelagerten Position mittels der Robotergeführten Greifvorrichtung 10 entnommen.The gripping device 10 is by means of the robot with such a distance to the male component 20 arranged that the respective suction cups 18 by extending the pneumatic cylinder 16 to the component 20 can be applied. Thereafter, at least one of the suction elements 18 actuated to apply the attraction, so that at least at the respective suction element 18 already a vacuum is applied. Subsequently, the respective pneumatic cylinders 16 extended until it is detected that all suction elements 18 on the stationary mounted component 20 issue. Subsequently, the pneumatic cylinders 16 locked again. The so far not yet driven to apply the attraction suction elements 18 are driven to apply the attraction, so that at the respective suction elements 18 a vacuum is applied and the component 20 by means of the suction elements 18 is held. The clamping of the piston rod, not shown here, fixes the holding position of the component. Then the component becomes 20 from its upright position by means of the robotic gripping device 10 taken.

Mit anderen Worten wird das Bauteil 20 von der Greifvorrichtung 10 erfasst, indem die Greifvorrichtung zunächst auf eine feste Position bewegt wird. Anschließend fahren die Saugelemente 18 mit einem definiertem Druck nach vorne, in Richtung des Bauteils 20. Das Anliegen aller Saugelemente 18 am Bauteil 20 wird erfasst und anschließend wird die Anziehungskraft an allen Saugelementen 18 angesteuert.In other words, the component becomes 20 from the gripping device 10 detected by the gripping device is first moved to a fixed position. Then drive the suction elements 18 with a defined pressure forward, in the direction of the component 20 , The concern of all suction elements 18 on the component 20 is detected and then the attraction on all suction elements 18 driven.

Alternativ ist es auch möglich, dass nur einige der Pneumatikzylinder 16 derart angesteuert werden, dass diese in Richtung des Bauteils 20 bewegt werden, wobei diese Saugelemente 18 in dem Fall bereits aktiviert sind, sodass mittels der Saugelemente 18 ein Unterdruck aufgebracht wird. Sobald die Saugelemente 18 an das Bauteil 20 angelegt werden, saugen diese sich an dem Bauteil 20 fest. Die weiteren Pneumatikzylinder 16, welche bislang noch nicht ausgefahren worden sind, können anschließend in Richtung des Bauteils 20 ausgefahren werden, wobei die betreffenden Saugelemente 18 dabei ebenfalls aktiviert werden. Die zuvor bereits an das Bauteil 20 angelegten Saugelemente 18 halten das Bauteil 20 fest, sodass die anderen bislang noch nicht an das Bauteil 20 angelegten Saugelemente 18 durch Ausfahren der entsprechenden Pneumatikzylinder 16 ebenfalls an das Bauteil 20 angelegt werden können, wodurch sich die entsprechenden Saugnäpfe 18 ebenfalls an dem Bauteil 20 festsaugen. Sobald das Bauteil mittels sämtlicher Saugnäpfe 18 gehalten wird, kann das stehend gelagerte Bauteil 20 wiederum robotergeführt mittels der Greifvorrichtung 10 aus der stehend gelagerten Position entnommen werden. Alternatively, it is also possible that only some of the pneumatic cylinders 16 be controlled so that these in the direction of the component 20 be moved, these suction elements 18 in the case already activated, so that by means of the suction elements 18 a negative pressure is applied. Once the suction elements 18 to the component 20 be applied, they suck on the component 20 firmly. The other pneumatic cylinders 16 , which have not yet been extended, can then in the direction of the component 20 be extended, with the respective suction elements 18 also be activated. The previously already to the component 20 applied suction elements 18 hold the component 20 firm, so that the others are not yet on the component 20 applied suction elements 18 by extending the corresponding pneumatic cylinder 16 also to the component 20 can be applied, resulting in the corresponding suction cups 18 also on the component 20 fixed eyes. Once the component by means of all suction cups 18 held, can the stationary mounted component 20 again robotically guided by means of the gripping device 10 be removed from the standing position.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 0857544 A2 [0003]

Claims

Gripping device ( 10 ) for receiving different components ( 20 ), with several on a frame ( 12 ) arranged gripping modules ( 14 ), each of which by means of a respective working cylinder ( 16 ) extendable gripping element ( 18 ) by means of which an attraction force for holding the components ( 20 ) is applicable, wherein the gripping device ( 10 ) has a control device, by means of which the working cylinder ( 16 ) and the gripping elements ( 18 ) for receiving the components ( 20 ) are controllable.

Gripping device ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the gripping elements ( 18 ) are formed as suction elements, by means of which a negative pressure for holding the components ( 20 ) can be applied.

Gripping device ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the gripping elements ( 18 ) are formed as electromagnets, by means of which a magnetic force for holding the components ( 20 ) can be applied.

Gripping device ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the working cylinders ( 16 ) are designed as pneumatic cylinders.

Gripping device ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the gripping device ( 10 ) has a sensor device by means of which it can be detected which of the gripping elements ( 18 ) in contact with the male component ( 20 ) stand.

Gripping device ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the gripping elements ( 18 ) or the gripping modules ( 14 ) are hinged, in particular by means of ball or flexible joints, are stored.

Gripping system with a robot, on which a gripping device ( 10 ) is arranged according to one of the preceding claims.

Method for picking up a component ( 20 ) by means of a gripping system according to claim 7, wherein the robot, the working cylinder ( 16 ) and the gripping elements ( 18 ) by means of the control device for receiving the component ( 20 ).

A method according to claim 8, characterized in that if the male component ( 20 ) is arranged on a stack of further components, the control device controls the gripping system in such a way that the following steps are carried out successively: 16 ) are fully extended; - the working cylinders ( 16 ) are depressurized; - the gripping device ( 10 ) is moved by means of the robot in the direction of the component ( 20 ), whereby the movement of the robot is stopped and the working cylinders ( 16 ) as soon as it is detected that all gripping elements ( 18 ) on the component ( 20 ) issue; - the component ( 20 ) is removed from the stack by means of the gripping system, the component ( 20 ) by means of the gripping elements ( 18 ) is held.

A method according to claim 8 or 9, characterized in that if the male component ( 20 ) is arranged standing, the control device controls the gripping system such that the following steps are performed successively: - the gripping device ( 10 ) is by means of the robot with such a distance to the component ( 20 ) arranged that the respective gripping elements ( 18 ) by extending the working cylinder ( 16 ) to the component ( 20 ) can be applied; At least one of the gripping elements ( 18 ) is driven to apply the attraction; - the respective working cylinder ( 16 ) are extended until it is detected that all gripping elements ( 18 ) on the component ( 20 ) issue; The gripping elements not yet actuated to apply the attraction ( 18 ) are driven to apply the attraction; - the component ( 20 ) is removed by means of the gripping system.