DE102017123923B4 - Method for determining pressure in gripping devices and/or leaks and gripping device - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Bestimmung des Drucks in den Druckräumen von pneumatisch arbeitenden Greifvorrichtungen (10) und/oder von Leckagen in den Greifvorrichtungen (10) ohne Verwendung eines als eigenes Bauteil ausgebildeten Drucksensors, wobei die Greifvorrichtungen (10) einen Zylinder (18) und einen im Zylinder (18) verfahrbaren Kolben (22) aufweist, wobei der Kolben (22) einen ersten Druckraum (D1) und einen zweiten Druckraum (D2) begrenzt, und wobei die Druckräume (D1, D2) unabhängig voneinander mit einem Arbeitsdruck (Pz) belüftbar, entlüftbar und/oder sperrbar sind, gekennzeichnet durch folgende Schritte:(a) Verfahren des Kolbens (22) in eine Hubendlage (E1, E2),(b) Entlüften beider Druckräume (D1, D2),(c) Sperren des ersten Druckraums(D1),(d) Belüften des zweiten Druckraums(D2),(e) Bestimmung der Endposition (P) des Kolbens (22), und(f) Vergleichen der Endposition (P) mit einer hinterlegten Referenzposition und Rückschließen aus der Referenzposition auf den Druck im ersten und/oder zweiten Druckraum und/oder den Arbeitsdruck.Method for determining the pressure in the pressure chambers of pneumatically operating gripping devices (10) and/or leaks in the gripping devices (10) without using a pressure sensor designed as a separate component, the gripping devices (10) having a cylinder (18) and one in the cylinder (18) has a movable piston (22), wherein the piston (22) delimits a first pressure chamber (D1) and a second pressure chamber (D2), and the pressure chambers (D1, D2) can be pressurized with a working pressure (Pz) independently of one another, can be vented and/or blocked, characterized by the following steps: (a) moving the piston (22) into a stroke end position (E1, E2), (b) venting both pressure chambers (D1, D2), (c) blocking the first pressure chamber ( D1), (d) venting the second pressure chamber (D2), (e) determining the end position (P) of the piston (22), and (f) comparing the end position (P) with a stored reference position and inferring from the reference position the Pressure in the first and / or second pressure chamber and / or the working pressure.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung des Drucks in den Druckräumen von pneumatisch arbeitenden Greifvorrichtungen und/oder zur Bestimmung von Leckagen in derartigen Greifvorrichtungen.The invention relates to a method for determining the pressure in the pressure chambers of pneumatically operated gripping devices and/or for determining leaks in such gripping devices.

Die Erfindung betrifft außerdem eine solche Greifvorrichtung.The invention also relates to such a gripping device.

Solche Greifvorrichtungen weisen einen Zylinder und einen im Zylinder verfahrbaren Kolben auf, wobei der Kolben einen ersten Druckraum und einen zweiten Druckraum begrenzt, und wobei die Druckräume mit einem Arbeitsdruck belüftbar, entlüftbar und/oder sperrbar sind.Such gripping devices have a cylinder and a piston that can be moved in the cylinder, with the piston delimiting a first pressure chamber and a second pressure chamber, and with the pressure chambers being able to be pressurized, vented and/or blocked with a working pressure.

Greifvorrichtungen mit einem Kolben und zwei den Kolben begrenzenden Druckräumen sind aus dem Stand der Technik beispielsweise aus der DE 100 13 022 A1 oder der EP 0 790 106 A1 bekannt. Die beiden Druckräume werden dabei zum Verfahren der Greifbacken wechselseitig mit Arbeitsdruck beaufschlagt, je nach Höhe des zur Verfügung stehenden Arbeitsdrucks können unterschiedliche Greifkräfte erzielt werden. Die Greifvorrichtungen werden regelmäßig für einen Arbeitsdruck ausgelegt, der in einem bestimmten Bereich, beispielsweise im Bereich von 4 bis 8 bar, liegt. Je nach Art und Aufbau des Drucknetzes, innerhalb dessen die Greifvorrichtungen Verwendung finden, können unterschiedliche Arbeitsdrücke vorgesehen sein. Um letztlich auf die Greifkraft rückschließen zu können, ist erforderlich, den Arbeitsdruck zu bestimmen. Zur Druckbestimmung können grundsätzlich Drucksensoren Verwendung finden, die zusätzliche Bauteile darstellen, die ihrerseits mit Energie versorgt werden müssen und deren Ausgangssignale weitergeleitet und entsprechend verarbeitet werden müssen.Gripping devices with a piston and two pressure chambers delimiting the piston are known from the prior art, for example from DE 100 13 022 A1 or the EP 0 790 106 A1 known. The two pressure chambers are alternately subjected to working pressure to move the gripper jaws, depending on the level of the available working pressure, different gripping forces can be achieved. The gripping devices are regularly designed for a working pressure that is in a specific range, for example in the range from 4 to 8 bar. Depending on the type and structure of the pressure network within which the gripping devices are used, different working pressures can be provided. In order to be able to draw conclusions about the gripping force, it is necessary to determine the working pressure. In principle, pressure sensors can be used to determine the pressure, which represent additional components which in turn have to be supplied with energy and whose output signals have to be forwarded and processed accordingly.

Aus der DE 103 55 250 A1 ist eine Verfahren und eine Vorrichtung zur Leckage-Ermittlung bekannt. Hierbei werden Drücke und Volumenströme in den Druckräumen eines Arbeitszylinders gemessen und durch Rechnung die Position des Kolbens bestimmt, die mit einer Sollposition verglichen wird. Nachteilhaft ist hierbei, dass in jedem der zwei Druckräume je ein Drucksensor und ein Volumenflusssensor benötigt wird, somit insgesamt vier Sensoren. Dies führt zu hohen Kosten sowie einer umfassenden Verkabelung.From the DE 103 55 250 A1 a method and a device for leak detection is known. In this case, pressures and volume flows are measured in the pressure chambers of a working cylinder and the position of the piston is determined by calculation, which is then compared with a target position. The disadvantage here is that a pressure sensor and a volume flow sensor are required in each of the two pressure chambers, thus a total of four sensors. This leads to high costs and extensive wiring.

Die DE 196 28 221 C2 offenbart ein Verfahren, das die Position eines Kolbens in einem Zylinder durch die Messung eines verbrauchten Volumens bestimmt. Hierbei wird Differenzdruck bestimmt und mit einem Referenzwert verglichen. So wird hierbei zwar weitestgehend auf die Verwendung einer Mehrzahl von Sensoren verzichtet, die Bestimmung eines absoluten Drucks oder einer Leckage ist hierbei allerdings nicht möglich.The DE 196 28 221 C2 discloses a method that determines the position of a piston in a cylinder by measuring a consumed volume. Here, differential pressure is determined and compared with a reference value. Although the use of a plurality of sensors is largely dispensed with here, it is not possible to determine an absolute pressure or a leak.

Aus der DE 696 19 957 T2 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Testen von hydraulischen Vorrichtungen bekannt. Hierbei die Fluidmasse in einer Kammer verändert, Druckstände abgelesen und mit Referenzwerten verglichen. Dieses Verfahren dient unter Verwendung von Sensoren der einmaligen Qualitätskontrolle einer Vorrichtung und dient somit nicht der kontinuierlichen Druck- und/oder Leckage Bestimmung.From the DE 696 19 957 T2 a method and a device for testing hydraulic devices is known. The fluid mass in a chamber is changed, the pressure levels are read and compared with reference values. This method uses sensors for the one-off quality control of a device and is therefore not used for continuous pressure and/or leakage determination.

Ebenfalls zeigt die DE 10 2014 104 708 B3 ein weiteres Verfahren zur Leckage Bestimmung von Fluiden. Hierbei finden zwei Kolbenentleerungsprozesse mit unterschiedlichen Entleerzeiten unter Verwendung gleicher Anfangs- und Endpositionen statt. Anschließend wird durch Vergleich mit Referenzwerten ein Druckverlust bestimmt. Auch hierbei ist unvorteilhafter Weise die Verwendung von Druck- und/oder Flusssensoren notwendig.Also shows the DE 10 2014 104 708 B3 another method for determining the leakage of fluids. Here, two piston emptying processes take place with different emptying times using the same start and end positions. A pressure loss is then determined by comparison with reference values. Here, too, the use of pressure and/or flow sensors is disadvantageously necessary.

Aus der DE 2011 075 168 A1 ist ein Verfahren zum Erkennen und Berücksichtigen einer Leckage in einer Stellvorrichtung einer druckmittelbetätigten Kupplung bekannt.From the DE 2011 075 168 A1 a method for detecting and taking into account a leak in an actuating device of a fluid-operated clutch is known.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Druck in den Druckräumen der Greifvorrichtung zu bestimmen, und zwar ohne Verwendung eines als eigenes Bauteil ausgebildeten Drucksensors.The object of the present invention is to determine the pressure in the pressure chambers of the gripping device, specifically without using a pressure sensor designed as a separate component.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Folglich ist ein Verfahren vorgeschlagen, das folgende Schritte aufweist:

  1. (a) Verfahren des Kolbens in eine Hubendlage,
  2. (b) Entlüften beider Druckräume,
  3. (c) Sperren des ersten Druckraums,
  4. (d) Belüften des zweiten Druckraums,
  5. (e) Bestimmung der Endposition des Kolbens, und
  6. (f) Bestimmung des Drucks im ersten Druckraum und/oder im zweiten Druckraum und/oder des Arbeitsdrucks durch Vergleich der Endposition mit einer hinterlegten Referenzposition.
This object is achieved by a method having the features of patent claim 1. Consequently, a method is proposed that has the following steps:
  1. (a) movement of the piston to a stroke end position,
  2. (b) venting both pressure chambers,
  3. (c) blocking the first pressure chamber,
  4. (d) venting the second pressure chamber,
  5. (e) determining the end position of the piston, and
  6. (f) determining the pressure in the first pressure chamber and/or in the second pressure chamber and/or the working pressure by comparing the end position with a stored reference position.

Durch das Belüften lediglich eines Druckraums in Schritt (d) wird die im anderen gesperrten Druckraum vorhandene Luft komprimiert, so dass der Kolben trotz Belüftung des anderen Druckraums nicht in die andere Hubendlage verfahren kann. Je höher der Druck im belüfteten Druckraum ist, desto größer ist die Kompression der Luft im gesperrten Druckraum, und desto weiter ist der Weg, den der Kolben von der einen Hubendlage in die Endposition zurücklegt. Aufgrund der Endposition, die in Schritt (e) bestimmt wird, kann also in Schritt (f) auf den gesuchten Druck rückgeschlossen werden. Dazu ist es erforderlich, auf hinterlegte Referenzpositionen zurückzugreifen. Diese Referenzpositionen können im Rahmen einer Kalibrierung der Greifvorrichtung bestimmt werden. Bei einer Kalibrierung wird folglich gemäß den Schritten (a) bis (e) vorgegangen, wobei im Schritt (d) der zweite Druckraum mit einem, oder mehreren unterschiedlichen bekannten und vorgegebenen Referenzdrücken beaufschlagt wird, und wobei dann festgehalten wird, bei welchem Referenzdruck der Kolben welche zugehörige Endposition einnimmt.By venting only one pressure chamber in step (d), the air present in the other blocked pressure chamber is compressed, so that the piston cannot move into the other stroke end position despite venting the other pressure chamber. The higher the pressure in the ventilated pressure chamber, the greater the compression of the air in the blocked pressure chamber, and the longer the path that the Piston travels from one stroke end position to the end position. On the basis of the end position, which is determined in step (e), it is therefore possible in step (f) to draw conclusions about the pressure sought. To do this, it is necessary to access stored reference positions. These reference positions can be determined as part of a calibration of the gripping device. When calibrating, steps (a) to (e) are followed, with step (d) the second pressure chamber being subjected to one or more different known and predetermined reference pressures, and it then being recorded at which reference pressure the piston which corresponding end position occupies.

Bei den Hubendlagen kann es sich um Endlagen handeln, in denen der Kolben tatsächlich nicht weiter in eine Richtung verfahren werden kann, beispielsweise weil der Kolben hier gegen einen an der Greifvorrichtung vorgesehenen Anschlag fährt. Denkbar ist auch, dass der Kolben bei Erreichen der Hubendlagen gegen einen externen Anschlag oder auch gegen ein zu greifendes Bauteil fährt. Bei den Hubendlagen kann es sich auch um definierte Zwischenlagen handeln, die der Kolben einnehmen kann.The stroke end positions can be end positions in which the piston cannot actually be moved any further in one direction, for example because the piston here runs against a stop provided on the gripping device. It is also conceivable that the piston, when it reaches the stroke end positions, moves against an external stop or against a component to be gripped. The stroke end positions can also be defined intermediate positions that the piston can assume.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann bei Greifvorrichtungen zur Anwendung kommen, die einen, zwei oder auch mehrere Kolben aufweisen. Bei solchen Greifvorrichtungen können die Kolben beispielsweise durch eine Bewegungskopplung miteinander synchronisiert sein.The method according to the invention can be used in gripping devices that have one, two or more pistons. In such gripping devices, the pistons can be synchronized with one another, for example, by means of a movement coupling.

Anstelle des Sperrens des ersten Druckraums in Schritt (c) kann auch der zweite Druckraum gesperrt werden, wobei dann anstelle des Belüftens des zweiten Druckraums in Schritt (d) der erste Druckraum belüftet wird. Im Schritt (f) wird dann insbesondere der Druck im zweiten Druckraum durch Vergleich der Endposition mit der hinterlegten Referenzposition bestimmt.Instead of blocking the first pressure chamber in step (c), the second pressure chamber can also be blocked, in which case the first pressure chamber is then ventilated instead of the second pressure chamber being ventilated in step (d). In step (f), the pressure in the second pressure chamber in particular is then determined by comparing the end position with the stored reference position.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann folglich der Druck in den jeweiligen Druckräumen und damit auch die Greifkraft bestimmt werden, ohne dass gesonderte Druckmesssensoren Verwendung finden.The method according to the invention can consequently be used to determine the pressure in the respective pressure chambers and thus also the gripping force without the use of separate pressure measuring sensors.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass im Anschluss von Schritt (f) folgende Schritte durchgeführt werden:

  • (g) Zuwarten über eine Zeitdauer t und Bestimmung der Änderung der Endposition nach Ablauf der Zeitdauer t, und
  • (h) Rückschließen des Ausmaßes einer Leckage aus der Änderung der Endposition.
According to a further embodiment of the invention, the following steps are carried out after step (f):
  • (g) waiting for a period of time t and determining the change in final position after the period of time t has elapsed, and
  • (h) inferring the extent of a leak from the change in end position.

Dadurch kann folglich eine Leckage in dem pneumatischen System der Greifvorrichtung bestimmt werden. Die Zeitdauer t kann dabei im Bereich von 0,5 s bis 60 s und vorzugsweise im Bereich von 3 s bis 15 s liegen. Verändert sich die Endposition während der Zeitdauer t nicht, oder nur unmerklich, so liegt keine oder eine unmerkliche Leckage vor. Ändert sich die Endposition während der Zeitdauer t um einen entsprechenden Betrag, so kann auf ein entsprechendes Ausmaß der Leckage rückgeschlossen werden. Dabei ist zu berücksichtigen, dass pneumatische Systeme regelmäßig eine gewisse Leckage aufweisen, die eine vorgegebene Grenzleckage allerdings nicht überschreiten darf.As a result, a leak in the pneumatic system of the gripping device can consequently be determined. The time period t can be in the range from 0.5 s to 60 s and preferably in the range from 3 s to 15 s. If the end position does not change during the period of time t, or only imperceptibly, then there is no or an imperceptible leakage. If the end position changes by a corresponding amount during the period of time t, then a corresponding extent of the leakage can be inferred. It must be taken into account that pneumatic systems regularly have a certain amount of leakage, which, however, must not exceed a specified limit leakage.

Für den Fall, dass während der Zeitdauer t eine vergleichsweise große Änderung der Endposition stattfindet, also eine vergleichsweise große Leckage erkannt wird, kann zur Bestimmung des Ausmaßes einer solchen Leckage nach Schritt (c) die Schritte (d) und (e) wiederholt nacheinander durchgeführt werden, wobei im Anschluss daran folgende Schritte durchgeführt werden:

  • (i) Bestimmung einer Veränderung der Endpositionen und
  • (j) Rückschließen des Ausmaßes einer Leckage aus den Veränderungen der Endpositionen.
In the event that a comparatively large change in the end position takes place during the time period t, i.e. a comparatively large leak is detected, steps (d) and (e) can be carried out repeatedly in succession to determine the extent of such a leak after step (c). followed by the following steps:
  • (i) determining a change in end positions and
  • (j) Inferring the extent of a leak from the changes in end positions.

Dadurch, dass der jeweilige Druckraum mehrfach nacheinander belüftet wird, und dass die Endpositionen mehrfach nacheinander bestimmt werden, kann insbesondere das Ausmaß einer größeren Leckage bestimmt werden.Due to the fact that the respective pressure chamber is ventilated several times in succession and that the end positions are determined several times in succession, the extent of a larger leakage can be determined in particular.

Zur Realisierung einer Greifkrafterhaltung nach dem Belüften und anschließenden Sperren eines Druckraums ist erforderlich, Kenntnis darüber zu haben, wie lange diese Greifkraft zur Verfügung steht. Dazu ist in einem Schritt (k) vorgesehen, aus dem Ausmaß der Leckage die Dauer einer oberhalb einer Grenzkraft liegenden Greifkraft zu bestimmen, die nach dem Sperren eines belüfteten Druckraums zur Verfügung steht.In order to maintain a gripping force after a pressure chamber has been aerated and then blocked, it is necessary to know how long this gripping force is available. For this purpose, step (k) provides for the duration of a gripping force that is above a limit force and is available after the blocking of a ventilated pressure chamber to be determined from the extent of the leakage.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass es sich bei den Greifvorrichtungen um Greifvorrichtungen mit integrierten Druckregelventilen handelt, die im Betrieb die Druckräume belüften, entlüften oder sperren. Dies hat den Vorteil, dass die Druckregelventile innerhalb der Greifvorrichtungen sitzen, wodurch die Greifvorrichtungen als eignes pneumatisches System betrachtet werden können, innerhalb dessen die Drücke und die Leckagen bestimmt werden können.A further embodiment of the invention provides that the gripping devices are gripping devices with integrated pressure control valves which aerate, vent or block the pressure chambers during operation. This has the advantage that the pressure control valves are located within the gripping devices, as a result of which the gripping devices can be viewed as a separate pneumatic system within which the pressures and the leaks can be determined.

Die eingangs genannte Aufgabe wird auch gelöst durch eine Greifvorrichtung, die einen Zylinder und einen im Zylinder verfahrbaren Kolben aufweist, wobei der Kolben einen ersten Druckraum und einen zweiten Druckraum begrenzt, wobei integrierte Druckregelventile vorgesehen sind, mit denen die Druckräume unabhängig voneinander mit einem Arbeitsdruck belüftbar, entlüftbar und sperrbar sind, wobei die Greifvorrichtung eingerichtet ist zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche. Eine solche Greifvorrichtung kann zudem eine entsprechende Steuerung vorsehen, die entweder in die Greifvorrichtung integriert ist oder als übergeordnete Steuerung ausgebildet ist. Die Steuerung ist dabei zudem so eingerichtet, dass mit der Greifvorrichtung das erfindungsgemäße Verfahren durchführbar ist.The object mentioned at the outset is also achieved by a gripping device which has a cylinder and a piston which can be moved in the cylinder, wherein the piston delimits a first pressure chamber and a second pressure chamber, integrated pressure control valves being provided with which the pressure chambers can be pressurized, vented and locked independently of one another with a working pressure, the gripping device being set up to carry out a method according to one of the preceding claims. Such a gripping device can also provide a corresponding control, which is either integrated into the gripping device or is designed as a higher-level control. The controller is also set up in such a way that the method according to the invention can be carried out with the gripping device.

In den nachfolgenden Figuren ist die Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:

  • 1 eine erfindungsgemäße Greifvorrichtung in Teilschnitt, und
  • 2 und 3 verschiedene schematisch dargestellte Stellungen des Kolbens der Greifvorrichtung gemäß 1.
The mode of operation of the method according to the invention is described and explained in more detail in the following figures. Show it:
  • 1 a gripping device according to the invention in partial section, and
  • 2 and 3 various positions of the piston of the gripping device shown schematically according to 1 .

In der 1 eine Greifvorrichtung 10 gezeigt, die ein Grundgehäuse 12 aufweist sowie zwei im Grundgehäuse 12 aufeinander zu und voneinander weg verfahrbaren Grundbacken 14 und 16. Zum Antreiben der Backen 14, 16 ist im Gehäuse 12 ein Zylinder 18 vorgesehen, in dem ein Kolben 22 verfahrbar angeordnet ist, wobei der Kolben 22 den Zylinder 18 in zwei Druckräume D1 und D2 unterteilt. Der Kolben 22 ist über eine Kolbenstange 24 mit einem Schrägzug bzw. einem Keilhakengetriebe 20 gekoppelt, welches wiederum mit den beiden Backen 14 und 16 derart bewegungsgekoppelt ist, dass bei einer axialen Bewegung des Kolbens 22 die Backen 14, 16 aufeinander zu oder voneinander weg bewegt werden. Der Kolben 22 unterteilt dabei die beiden Druckräume D1 und D2.In the 1 a gripping device 10 is shown, which has a base housing 12 and two base jaws 14 and 16 that can be moved toward and away from one another in the base housing 12. A cylinder 18 is provided in the housing 12 to drive the jaws 14, 16, in which a piston 22 is movably arranged , wherein the piston 22 divides the cylinder 18 into two pressure chambers D 1 and D 2 . The piston 22 is coupled via a piston rod 24 to a diagonal pull or a wedge hook mechanism 20, which in turn is coupled for movement to the two jaws 14 and 16 in such a way that when the piston 22 moves axially, the jaws 14, 16 move towards or away from one another become. The piston 22 divides the two pressure chambers D 1 and D 2 .

Im Gehäuse 12 sind ferner nicht dargestellte Druckregelventile integriert, mit denen die beiden Druckräume D1 und D2 mit einem Arbeitsdruck Pz belüftbar sind, zur Atmosphäre P0 hin entlüftbar und absperrbar sind. Ferner ist denkbar, dass im Grundgehäuse 12 eine Steuereinheit zur Ansteuerung der Ventile vorgesehen ist.Pressure control valves (not shown) are also integrated in the housing 12, with which the two pressure chambers D 1 and D 2 can be pressurized with a working pressure P z , can be vented to the atmosphere P 0 and can be shut off. It is also conceivable that a control unit for controlling the valves is provided in the basic housing 12 .

Zur Bestimmung des Drucks innerhalb des Druckraums D1 wird zunächst der Kolben 22 in eine in 2 gezeigte Hubendlage E1 verfahren. Danach werden beide Druckräume D1 und D2 entlüftet, also mit der Atmosphäre P0 verbunden. Danach wird der erste Druckraum D1 gesperrt und der Druckraum D2 mit dem Arbeitsdruck Pz belüftet, wie in 3 dargestellt ist. Durch Druckbeaufschlagung des Druckraums D2 wandert der Kolben 22 in Richtung der Hubendlage E2. In einem nächsten Schritt wird die Endposition P des Kolbens 22 im Zylinder 18 bestimmt. Die Position P ist dabei abhängig von dem Druck Pz, der im Druckraum D2 herrscht, wobei die im Druckraum D1 abgesperrte Luft komprimiert wird, so dass sich dort der P2 einstellt. Je höher der Druck Pz, desto weiter wandert der Kolben 22 in der 3 nach rechts. Durch Vergleich der Endposition P mit einer hinterlegten Referenzposition kann letztlich der Druck im Druckraum P2, und damit auch der Arbeitsdruck Pz, bestimmt werden.To determine the pressure within the pressure chamber D 1 , the piston 22 is first inserted into an in 2 travel end position E 1 shown. After that, both pressure chambers D 1 and D 2 are vented, ie connected to the atmosphere P 0 . After that, the first pressure chamber D 1 is blocked and the pressure chamber D 2 is pressurized with the working pressure P z , as in 3 is shown. When the pressure chamber D 2 is pressurized, the piston 22 moves in the direction of the stroke end position E 2 . In a next step, the end position P of the piston 22 in the cylinder 18 is determined. The position P is dependent on the pressure P z that prevails in the pressure chamber D 2 , the air blocked off in the pressure chamber D 1 being compressed, so that the P 2 is established there. The higher the pressure P z , the further the piston 22 moves in the 3 To the right. By comparing the end position P with a stored reference position, the pressure in the pressure chamber P 2 , and thus also the working pressure P z , can ultimately be determined.

Zur Bestimmung der Dichtheit des Systems kann über eine Zeitdauer t zugewartet werden, ob sich die Endposition P des Kolbens 22, wie in 3 dargestellt ist, verändert oder nicht. Wandert der Kolben hin in Richtung Hubendlage E2, so kann auf eine Leckage im Druckraum D1 rückgeschlossen werden. To determine the tightness of the system, you can wait for a period of time t to see whether the end position P of the piston 22, as in 3 shown, changed or not. If the piston moves in the direction of the stroke end position E 2 , it can be concluded that there is a leak in the pressure chamber D 1 .

Aufgrund der Differenzposition des Kolbens 22 zu Beginn und nach Ablauf der Zeitdauer t kann auf das Ausmaß einer Leckage rückgeschlossen werden. Weiter kann aus dem Ausmaß der Leckage auf die Dauer rückgeschlossen werden, für welche eine Greifkraft erhalten bleibt, die beispielsweise über einer Grenzkraft liegt. Die Greifkrafterhaltung ist dann wichtig, wenn ein Druckraum zur Bereitstellung einer Greifkraft mit dem Arbeitsdruck Pz beaufschlagt wird und danach verschlossen wird.Based on the differential position of the piston 22 at the beginning and after the time period t has elapsed, conclusions can be drawn about the extent of a leak. Furthermore, conclusions can be drawn from the extent of the leakage as to the duration for which a gripping force that is above a limit force, for example, is maintained. Maintaining the gripping force is important when a pressure chamber is subjected to the working pressure P z to provide a gripping force and is then closed.

Claims (7)

Verfahren zur Bestimmung des Drucks in den Druckräumen von pneumatisch arbeitenden Greifvorrichtungen (10) und/oder von Leckagen in den Greifvorrichtungen (10) ohne Verwendung eines als eigenes Bauteil ausgebildeten Drucksensors, wobei die Greifvorrichtungen (10) einen Zylinder (18) und einen im Zylinder (18) verfahrbaren Kolben (22) aufweist, wobei der Kolben (22) einen ersten Druckraum (D1) und einen zweiten Druckraum (D2) begrenzt, und wobei die Druckräume (D1, D2) unabhängig voneinander mit einem Arbeitsdruck (Pz) belüftbar, entlüftbar und/oder sperrbar sind, gekennzeichnet durch folgende Schritte: (a) Verfahren des Kolbens (22) in eine Hubendlage (E1, E2), (b) Entlüften beider Druckräume (D1, D2), (c) Sperren des ersten Druckraums(D1), (d) Belüften des zweiten Druckraums(D2), (e) Bestimmung der Endposition (P) des Kolbens (22), und (f) Vergleichen der Endposition (P) mit einer hinterlegten Referenzposition und Rückschließen aus der Referenzposition auf den Druck im ersten und/oder zweiten Druckraum und/oder den Arbeitsdruck.Method for determining the pressure in the pressure chambers of pneumatically operating gripping devices (10) and/or leaks in the gripping devices (10) without using a pressure sensor designed as a separate component, the gripping devices (10) having a cylinder (18) and one in the cylinder (18) has a movable piston (22), the piston (22) delimiting a first pressure chamber (D 1 ) and a second pressure chamber (D 2 ), and the pressure chambers (D 1 , D 2 ) having a working pressure ( P z ) can be ventilated, vented and/or locked, characterized by the following steps: (a) moving the piston (22) into a stroke end position (E 1 , E 2 ), (b) venting both pressure chambers (D 1 , D 2 ) , (c) blocking the first pressure chamber (D 1 ), (d) venting the second pressure chamber (D 2 ), (e) determining the end position (P) of the piston (22), and (f) comparing the end position (P) with a stored reference position and conclusions from the reference position on the pressure in the first and / or second pressure chamber and / or the working pressure. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt (c) der zweite Druckraum (D2) gesperrt wird, dass in Schritt (d) der erste Druckraum (D1) belüftet wird.procedure after claim 1 , characterized in that in step (c) the second pressure chamber (D 2 ) is blocked, that in step (d) the first pressure chamber (D 1 ) is ventilated. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Anschluss von Schritt (f) folgende Schritte durchgeführt werden: (g) Zuwarten über eine Zeitdauer t und Bestimmung der Änderung der Endposition nach Ablauf der Zeitdauer t, und (h) Rückschließen des Ausmaßes einer Leckage aus der Änderung der Endposition (P).procedure after claim 1 or 2 , characterized in that after step (f) the following steps are carried out: (g) waiting for a period of time t and determining the change in the end position after the period of time t has elapsed, and (h) inferring the extent of a leak from the change in the end position (P). Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass nach Schritt (c) die Schritte (d) und (e) wiederholt nacheinander durchgeführt werden, und dass im Anschluss daran folgende Schritte durchgeführt werden: (i) Bestimmung einer Veränderung der Endpositionen (P) und (j) Rückschließen des Ausmaßes einer Leckage aus den Veränderungen der Endpositionen (P).procedure after claim 3 , characterized in that after step (c), steps (d) and (e) are repeatedly carried out in succession, and that the following steps are then carried out: (i) determination of a change in the end positions (P) and (j) inference the extent of leakage from the changes in end positions (P). Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Schritt: (k) aus dem Ausmaß der Leckage die Dauer einer oberhalb einer Grenzkraft liegenden Greifkraft bestimmt wird, die nach dem Sperren eines belüfteten Druckraums zur Verfügung steht.procedure after claim 3 or 4 , characterized in that in one step: (k) the duration of a gripping force lying above a limit force is determined from the extent of the leakage, which gripping force is available after the blocking of a ventilated pressure chamber. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Greifvorrichtungen um Greifvorrichtungen mit integrierten Druckregelventilen handelt, die im Betrieb die Druckräume belüften, entlüften oder sperren.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the gripping devices are gripping devices with integrated pressure control valves which aerate, vent or block the pressure chambers during operation. Greifvorrichtung (10), die einen Zylinder (18) und einen im Zylinder (18) verfahrbaren Kolben (22) aufweist, wobei der Kolben (22) einen ersten Druckraum (D1) und einen zweiten Druckraum (D2) begrenzt, wobei integrierte Druckregelventile vorgesehen sind, mit denen die Druckräume (D1, D2) unabhängig voneinander mit einem Arbeitsdruck (Pz) belüftbar, entlüftbar und sperrbar sind, wobei die Greifvorrichtung (10) eingerichtet ist zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Gripping device (10), which has a cylinder (18) and a piston (22) that can be moved in the cylinder (18), the piston (22) delimiting a first pressure chamber (D1) and a second pressure chamber (D2), integrated pressure control valves being provided with which the pressure chambers (D1, D2) can be pressurized, vented and blocked independently of one another with a working pressure (Pz), the gripping device (10) being set up to carry out a method according to one of the preceding claims.
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0790106A1 (en) 1996-02-09 1997-08-20 Fritz Schunk GmbH Gripping or clamping device
DE19628221C2 (en) 1996-07-15 2000-05-31 Festo Ag & Co Method and device for determining operating positions of a work device
DE10013022A1 (en) 2000-03-17 2001-09-27 Schunk Gmbh & Co Kg Parallel gripper; has casing with guiding recess for two adjustable base jaws, which are moved together or apart by wedge hook gearing that can be adjusted by piston guided in casing
DE69619957T2 (en) 1995-07-26 2003-07-24 Automotive Prod Usa METHOD AND DEVICE FOR TESTING A HYDRAULIC DEVICE
DE10355250A1 (en) 2003-11-26 2005-06-30 Festo Ag & Co. Method for determining leaks of a pressure fluid in a pressure actuated machine using a mathematical equation relating pressure and flow volume and comparing actual values to a reference value
DE102011075168A1 (en) 2011-05-03 2012-11-08 Zf Friedrichshafen Ag Method for recognizing leakage in adjusting device of fluid-actuated clutch of motor vehicle, involves adjusting clutch of adjusting cylinder controlled through control unit by switching valves against force of restoring spring
DE102014104708B3 (en) 2014-04-02 2015-05-21 Agilent Technologies, Inc. - A Delaware Corporation - DETERMINATION OF A FLUID LOSS OF A PISTON PUMP BASED ON DRAINING TIME VARIATION

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69619957T2 (en) 1995-07-26 2003-07-24 Automotive Prod Usa METHOD AND DEVICE FOR TESTING A HYDRAULIC DEVICE
EP0790106A1 (en) 1996-02-09 1997-08-20 Fritz Schunk GmbH Gripping or clamping device
DE19628221C2 (en) 1996-07-15 2000-05-31 Festo Ag & Co Method and device for determining operating positions of a work device
DE10013022A1 (en) 2000-03-17 2001-09-27 Schunk Gmbh & Co Kg Parallel gripper; has casing with guiding recess for two adjustable base jaws, which are moved together or apart by wedge hook gearing that can be adjusted by piston guided in casing
DE10355250A1 (en) 2003-11-26 2005-06-30 Festo Ag & Co. Method for determining leaks of a pressure fluid in a pressure actuated machine using a mathematical equation relating pressure and flow volume and comparing actual values to a reference value
DE102011075168A1 (en) 2011-05-03 2012-11-08 Zf Friedrichshafen Ag Method for recognizing leakage in adjusting device of fluid-actuated clutch of motor vehicle, involves adjusting clutch of adjusting cylinder controlled through control unit by switching valves against force of restoring spring
DE102014104708B3 (en) 2014-04-02 2015-05-21 Agilent Technologies, Inc. - A Delaware Corporation - DETERMINATION OF A FLUID LOSS OF A PISTON PUMP BASED ON DRAINING TIME VARIATION

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