DE102018117768B4 - Device for controlling the functional state of a suction gripper of a workpiece handling device and workpiece handling device - Google Patents
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Abstract
Vorrichtung zur Steuerung des Funktionszustandes eines Sauggreifers (2, 102, 202) einer Werkstück-Handlingvorrichtung (300), mit einem Ejektor (30) zur Erzeugung eines Vakuums an dem Sauggreifer (2, 102, 202), mit einem Druckerzeuger (4) für den Ejektor (30) sowie mit einem Druckerzeuger (4) zum Abblasen an dem Sauggreifer (2, 102, 202),• wobei der Ejektor (30) einen Ejektoreinlass (31), einen Ejektorauslass (32) sowie eine Saugseite (33) aufweist,• wobei der Druckerzeuger (4) für den Ejektor (30) zur Erzeugung eines strömungsfähigen Treibmediums für den Ejektor (30) ausgebildet ist und über eine Treibmediumzuleitung (34) an den Ejektoreinlass (31) angeschlossen ist,• wobei in der Strömungsrichtung des Treibmediums die Saugseite (33) des Ejektors (30) stromabwärts des Ejektoreinlasses (31) und stromaufwärts des Ejektorauslasses (32) angeordnet ist,• wobei der Ejektor (30) unter Erzeugung eines an der Saugseite (33) des Ejektors (30) anliegenden Vakuums mittels des Druckerzeugers (4) für den Ejektor (30) von dem Ejektoreinlass (31) und der Saugseite (33) des Ejektors (30) einerseits zu dem Ejektorauslass (32) andererseits durchströmbar und mit der Saugseite (33) über eine Saugleitung (39) auf einen an einer Werkstückseite (6) offenen Druckraum (7) des Sauggreifers (2, 102, 202) aufschaltbar ist,• wobei der Druckerzeuger (4) zum Abblasen an dem Sauggreifer (2, 102, 202) zur Erzeugung eines strömungsfähigen Abblasmediums ausgebildet ist und über eine Abblasleitung (45) auf den Druckraum (7) des Sauggreifers (2, 102, 202) aufschaltbar ist,• wobei zwischen der Saugseite (33) des Ejektors (30) und dem Druckerzeuger (4) zum Abblasen an dem Sauggreifer (2, 102, 202) einerseits und dem Druckraum (7) des Sauggreifers (2, 102, 202) andererseits ein schaltbares Wegeventil (12) vorgesehen ist mit einem Ventilzylinder (9) und einem in dem Ventilzylinder (9) geführten Ventilkolben (10), wobei der Ventilzylinder (9) und der Ventilkolben (10) mittels einer Schaltvorrichtung (56) relativ zueinander mit einer Schaltbewegung bewegbar sind und der Ventilkolben (10) aufgrund der Schaltbewegung gegenüber dem Ventilzylinder (9) eine Ansaugstellung oder eine Abblasstellung einnimmt,• wobei der Ventilkolben (10) einen Saugleitungsabschnitt (42) der zwischen der Saugseite (33) des Ejektors (30) und dem Druckraum (7) des Sauggreifers (2, 102, 202) vorgesehenen Saugleitung (39) sowie einen Abblasleitungsabschnitt (50) der zwischen dem Druckerzeuger (4) zum Abblasen an dem Sauggreifer (2, 102, 202) und dem Druckraum (7) des Sauggreifers (2, 102, 202) vorgesehenen Abblasleitung (45) aufweist,• wobei an dem Ventilkolben (10) eine ejektorseitige Mündung (43) und eine sauggreiferseitige Mündung (44) des Saugleitungsabschnitts (42) sowie eine druckerzeugerseitige Mündung (51) und eine sauggreiferseitige Mündung (52) des Abblasleitungsabschnitts (50) vorgesehen sind,• wobei an dem Ventilzylinder (9) eine kolbenseitige Mündung (41) der Saugleitung (39) und eine kolbenseitige Mündung (47) der Abblasleitung (45) vorgesehen sind,• wobei bei Ansaugstellung des Ventilkolbens (10) und bei an der Saugseite (33) des Ejektors (30) anliegendem Vakuum eine Strömungsverbindung zwischen der ejektorseitigen Mündung (43) des Saugleitungsabschnitts (42) an dem Ventilkolben (10) und der kolbenseitigen Mündung (41) der Saugleitung (39) an dem Ventilzylinder (9) sowie eine Strömungsverbindung zwischen der sauggreiferseitigen Mündung (44) des Saugleitungsabschnitts (42) an dem Ventilkolben (10) und dem Druckraum (7) des Sauggreifers (2, 102, 202) hergestellt sind und• wobei bei Abblasstellung des Ventilkolbens (10) eine Strömungsverbindung zwischen der druckerzeugerseitigen Mündung (51) des Abblasleitungsabschnitts (50) an dem Ventilkolben (10) und der kolbenseitigen Mündung (47) der Abblasleitung (45) an dem Ventilzylinder (9) sowie eine Strömungsverbindung zwischen der sauggreiferseitigen Mündung (52) des Abblasleitungsabschnitts (50) an dem Ventilkolben (10) und dem Druckraum (7) des Sauggreifers (2, 102, 202) hergestellt sind,dadurch gekennzeichnet,dass die ejektorseitige Mündung (43) des Saugleitungsabschnitts (42) und die druckerzeugerseitige Mündung (51) des Abblasleitungsabschnitts (50) an dem Ventilkolben (10) in der Richtung (11) der Schaltbewegung gegeneinander versetzt sind,dass die kolbenseitige Mündung (41) der Saugleitung (39) und die kolbenseitige Mündung (47) der Abblasleitung (45) an dem Ventilzylinder (9) in der Richtung (11) der Schaltbewegung gegeneinander versetzt sind,dass bei Ansaugstellung des Ventilkolbens (10) und bei an der Saugseite (33) des Ejektors (30) anliegendem Vakuum die Strömungsverbindung zwischen der druckerzeugerseitigen Mündung (51) des Abblasleitungsabschnitts (50) an dem Ventilkolben (10) und der kolbenseitigen Mündung (47) der Abblasleitung (45) an dem Ventilzylinder (9) unterbrochen ist unddass bei Abblasstellung des Ventilkolbens (10) die Strömungsverbindung zwischen der ejektorseitigen Mündung (43) des Saugleitungsabschnitts (42) an dem Ventilkolben (10) und der kolbenseitigen Mündung (41) der Saugleitung (39) an dem Ventilzylinder (9) unterbrochen ist.Device for controlling the functional state of a suction gripper (2, 102, 202) of a workpiece handling device (300), with an ejector (30) for generating a vacuum on the suction gripper (2, 102, 202), with a pressure generator (4) for the ejector (30) and with a pressure generator (4) for blowing off the suction gripper (2, 102, 202), • wherein the ejector (30) has an ejector inlet (31), an ejector outlet (32) and a suction side (33) , • wherein the pressure generator (4) for the ejector (30) is designed to generate a flowable propellant medium for the ejector (30) and is connected to the ejector inlet (31) via a propellant medium supply line (34), • being in the flow direction of the propellant medium the suction side (33) of the ejector (30) is arranged downstream of the ejector inlet (31) and upstream of the ejector outlet (32), with the ejector (30) generating a vacuum applied to the suction side (33) of the ejector (30) by means of of the pressure generator (4) fü r through the ejector (30) from the ejector inlet (31) and the suction side (33) of the ejector (30) on the one hand to the ejector outlet (32) on the other hand and with the suction side (33) via a suction line (39) to one on a workpiece side (6) open pressure chamber (7) of the suction gripper (2, 102, 202) can be switched on, • the pressure generator (4) being designed to blow off the suction gripper (2, 102, 202) to generate a flowable blow-off medium and via a blow-off line (45) can be switched to the pressure chamber (7) of the suction gripper (2, 102, 202), • whereby between the suction side (33) of the ejector (30) and the pressure generator (4) for blowing off the suction gripper (2, 102, 202) on the one hand and the pressure chamber (7) of the suction gripper (2, 102, 202) on the other hand, a switchable directional valve (12) is provided with a valve cylinder (9) and a valve piston (10) guided in the valve cylinder (9) (9) and the valve piston (10) by means of a switching device (56) rel are movable relative to each other with a switching movement and the valve piston (10) assumes a suction position or a blow-off position due to the switching movement with respect to the valve cylinder (9), the valve piston (10) having a suction line section (42) between the suction side (33) of the ejector (30) and the pressure chamber (7) of the suction gripper (2, 102, 202) provided suction line (39) and a blow-off line section (50) between the pressure generator (4) for blowing on the suction gripper (2, 102, 202) and the Pressure chamber (7) of the suction gripper (2, 102, 202) provided blow-off line (45), • with an opening on the ejector side (43) and an opening on the suction gripper side (44) of the suction line section (42) as well as an opening on the pressure generator side on the valve piston (10) (51) and an opening (52) on the suction gripper side of the blow-off line section (50) are provided, with a piston-side opening (41) of the suction line (39) and a piston-side opening on the valve cylinder (9) (47) of the blow-off line (45) are provided, • with a flow connection between the ejector-side opening (43) of the suction line section (42) when the valve piston (10) is in the suction position and when the vacuum is applied to the suction side (33) of the ejector (30) the valve piston (10) and the piston-side opening (41) of the suction line (39) on the valve cylinder (9) and a flow connection between the suction gripper-side opening (44) of the suction line section (42) on the valve piston (10) and the pressure chamber (7) the suction gripper (2, 102, 202) are made and • where, in the blow-off position of the valve piston (10), a flow connection between the pressure generator-side opening (51) of the blow-off line section (50) on the valve piston (10) and the piston-side opening (47) of the blow-off line (45) on the valve cylinder (9) and a flow connection between the mouth (52) on the suction gripper side of the blow-off line section (50) on the valve piston (10) and the pressure chamber (7) of the suction gripper (2, 102, 202), characterized in that the ejector-side opening (43) of the suction line section (42) and the pressure generator-side opening (51) of the blow-off line section (50) on the valve piston (10) in the direction (11 ) of the switching movement are offset from one another, that the piston-side opening (41) of the suction line (39) and the piston-side opening (47) of the blow-off line (45) on the valve cylinder (9) are offset from one another in the direction (11) of the switching movement, that when the valve piston (10) is in the suction position and when the vacuum is applied to the suction side (33) of the ejector (30), the flow connection between the pressure generator-side opening (51) of the blow-off line section (50) on the valve piston (10) and the piston-side opening (47) of the The blow-off line (45) on the valve cylinder (9) is interrupted and that, when the valve piston (10) is blown off, the flow connection between the ejector-side opening (43) of the suction line is interrupted cut (42) on the valve piston (10) and the piston-side mouth (41) of the suction line (39) on the valve cylinder (9) is interrupted.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung des Funktionszustandes eines Sauggreifers einer Werkstück-Handlingvorrichtung, mit einem Ejektor zur Erzeugung eines Vakuums an dem Sauggreifer, mit einem Druckerzeuger für den Ejektor sowie mit einem Druckerzeuger zum Abblasen an dem Sauggreifer,
- • wobei der Ejektor einen Ejektoreinlass, einen Ejektorauslass sowie eine Saugseite aufweist,
- • wobei der Druckerzeuger für den Ejektor zur Erzeugung eines strömungsfähigen Treibmediums für den Ejektor ausgebildet ist und über eine Treibmediumzuleitung an den Ejektoreinlass angeschlossen ist,
- • wobei in der Strömungsrichtung des Treibmediums die Saugseite des Ejektors stromabwärts des Ejektoreinlasses und stromaufwärts des Ejektorauslasses angeordnet ist,
- • wobei der Ejektor unter Erzeugung eines an der Saugseite des Ejektors anliegenden Vakuums mittels des Druckerzeugers für den Ejektor von dem Ejektoreinlass und der Saugseite des Ejektors einerseits zu dem Ejektorauslass andererseits durchströmbar und mit der Saugseite über eine Saugleitung auf einen an einer Werkstückseite offenen Druckraum des Sauggreifers aufschaltbar ist,
- • wobei der Druckerzeuger zum Abblasen an dem Sauggreifer zur Erzeugung eines strömungsfähigen Abblasmediums ausgebildet ist und über eine Abblasleitung auf den Druckraum des Sauggreifers aufschaltbar ist,
- • wobei zwischen der Saugseite des Ejektors und dem Druckerzeuger zum Abblasen an dem Sauggreifer einerseits und dem Druckraum des Sauggreifers andererseits ein schaltbares Wegeventil vorgesehen ist mit einem Ventilzylinder und einem in dem Ventilzylinder geführten Ventilkolben, wobei der Ventilzylinder und der Ventilkolben mittels einer Schaltvorrichtung relativ zueinander mit einer Schaltbewegung bewegbar sind und der Ventilkolben aufgrund der Schaltbewegung gegenüber dem Ventilzylinder eine Ansaugstellung oder eine Abblasstellung einnimmt,
- • wobei der Ventilkolben einen Saugleitungsabschnitt der zwischen der Saugseite des Ejektors und dem Druckraum des Sauggreifers vorgesehenen Saugleitung sowie einen Abblasleitungsabschnitt der zwischen dem Druckerzeuger zum Abblasen an dem Sauggreifer und dem Druckraum des Sauggreifers vorgesehenen Abblasleitung aufweist,
- • wobei an dem Ventilkolben eine ejektorseitige Mündung und eine sauggreiferseitige Mündung des Saugleitungsabschnitts sowie eine druckerzeugerseitige Mündung und eine sauggreiferseitige Mündung des Abblasleitungsabschnitts vorgesehen sind,
- • wobei an dem Ventilzylinder eine kolbenseitige Mündung der Saugleitung und eine kolbenseitige Mündung der Abblasleitung vorgesehen sind,
- • wobei bei Ansaugstellung des Ventilkolbens und bei an der Saugseite des Ejektors anliegendem Vakuum eine Strömungsverbindung zwischen der ejektorseitigen Mündung des Saugleitungsabschnitts an dem Ventilkolben und der kolbenseitigen Mündung der Saugleitung an dem Ventilzylinder sowie eine Strömungsverbindung zwischen der sauggreiferseitigen Mündung des Saugleitungsabschnitts an dem Ventilkolben und dem Druckraum des Sauggreifers hergestellt sind und
- • wobei bei Abblasstellung des Ventilkolbens eine Strömungsverbindung zwischen der druckerzeugerseitigen Mündung des Abblasleitungsabschnitts an dem Ventilkolben und der kolbenseitigen Mündung der Abblasleitung an dem Ventilzylinder sowie eine Strömungsverbindung zwischen der sauggreiferseitigen Mündung des Abblasleitungsabschnitts an dem Ventilkolben und dem Druckraum des Sauggreifers hergestellt sind.
- • where the ejector has an ejector inlet, an ejector outlet and a suction side,
- • wherein the pressure generator for the ejector is designed to generate a flowable propellant medium for the ejector and is connected to the ejector inlet via a propellant medium supply line,
- • The suction side of the ejector is arranged downstream of the ejector inlet and upstream of the ejector outlet in the flow direction of the propellant medium,
- • whereby the ejector can flow through the ejector from the ejector inlet and the suction side of the ejector on the one hand to the ejector outlet on the other hand, generating a vacuum on the suction side of the ejector by means of the pressure generator for the ejector and with the suction side via a suction line to a pressure chamber of the suction gripper open on one workpiece side can be switched on,
- • The pressure generator for blowing off on the suction gripper is designed to generate a flowable blow-off medium and can be connected to the pressure chamber of the suction gripper via a blow-off line,
- • A switchable directional valve with a valve cylinder and a valve piston guided in the valve cylinder is provided between the suction side of the ejector and the pressure generator for blowing off the suction gripper on the one hand and the pressure chamber of the suction gripper on the other hand, the valve cylinder and the valve piston relative to each other by means of a switching device a switching movement and the valve piston assumes a suction position or a blow-off position due to the switching movement relative to the valve cylinder,
- • wherein the valve piston has a suction line section of the suction line provided between the suction side of the ejector and the pressure chamber of the suction gripper and a blow-off line section of the blow-off line provided between the pressure generator for blowing off the suction gripper and the pressure chamber of the suction gripper,
- • an opening on the ejector side and an opening on the suction gripper side of the suction line section as well as an opening on the pressure generator side and an opening on the suction gripper side of the blow-off line section are provided on the valve piston,
- • A piston-side opening of the suction line and a piston-side opening of the blow-off line are provided on the valve cylinder,
- • with a flow connection between the ejector-side opening of the suction line section on the valve piston and the piston-side opening of the suction line on the valve cylinder and a flow connection between the suction gripper-side opening of the suction line section on the valve piston and the pressure chamber when the valve piston is in the suction position and the vacuum is applied to the suction side of the ejector of the suction cup are made and
- • With the blow-off position of the valve piston, a flow connection between the pressure generator-side opening of the blow-off line section on the valve piston and the piston-side opening of the blow-off line on the valve cylinder and a flow connection between the suction gripper-side opening of the blow-off line section on the valve piston and the pressure chamber of the suction gripper are established.
Die Erfindung betrifft außerdem eine Werkstück-Handlingvorrichtung mit einer Vorrichtung der vorgenannten Art.The invention also relates to a workpiece handling device with a device of the aforementioned type.
Gattungsgemäßer Stand der Technik ist bekannt aus
Weiterer Stand der Technik ist offenbart in
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine kompakte Vorrichtung zur funktionssicheren Steuerung des Funktionszustandes eines Sauggreifers einer Werkstück-Handlingvorrichtung sowie eine entsprechende Werkstück-Handlingvorrichtung bereitzustellen.The object of the present invention is to provide a compact device for the functionally reliable control of the functional state of a suction gripper of a workpiece handling device and a corresponding workpiece handling device.
Erfindungsgemäß gelöst wird diese Aufgabe durch die Vorrichtung zur Steuerung des Funktionszustandes eines Sauggreifers gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1 und durch die Werkstück-Handlingvorrichtung gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 10.According to the invention, this object is achieved by the device for controlling the functional state of a suction gripper according to
Anspruchsgemäß wird zur wahlweisen Erzeugung eines Abblasdrucks oder eines Vakuums an einem Sauggreifer ein einzelnes Wegeventil genutzt. In das Wegeventil ist dementsprechend eine Mehrzahl von Funktionen integriert. Dadurch bedingt wird eine kompakte Bauweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Steuerung des Funktionszustandes eines Sauggreifers und dadurch wiederum eine kompakte Bauweise der mit einer derartigen Vorrichtung versehenen erfindungsgemäßen Werkstück-Handlingvorrichtung.According to the claim, a single directional control valve is used to optionally generate a blow-off pressure or a vacuum on a suction gripper. A number of functions are accordingly integrated into the directional control valve. This results in a compact design of the device according to the invention for controlling the functional state of a suction gripper and, in turn, a compact design of the workpiece handling device according to the invention provided with such a device.
Das Wegeventil ist zwischen der Saugseite eines Ejektors und einem Druckerzeuger zum Abblasen an dem Sauggreifer einerseits und einem werkstückseitig offenen Druckraum des Sauggreifers andererseits vorgesehen und umfasst einen Ventilzylinder und einen in dem Ventilzylinder geführten Ventilkolben. An dem Ventilzylinder münden zu dem Ventilkolben hin eine Saugleitung und eine Abblasleitung. Der Druckraum des Sauggreifers kann über die Saugleitung mit der Saugseite des Ejektors und über die Abblasleitung mit dem Druckerzeuger zum Abblasen an dem Sauggreifer verbunden werden. Der Ventilkolben des Wegeventils ist mit einem Saugleitungsabschnitt der zwischen der Saugseite des Ejektors und dem Druckraum des Sauggreifers vorgesehenen Saugleitung sowie mit einem Abblasleitungsabschnitt der zwischen dem Druckerzeuger zum Abblasen an dem Sauggreifer und dem Druckraum des Sauggreifers vorgesehenen Abblasleitung versehen. Der Saugleitungsabschnitt an dem Ventilkolben weist eine ejektorseitige Mündung und eine sauggreiferseitige Mündung auf. Der Abblasleitungsabschnitt an dem Ventilkolben besitzt eine druckerzeugerseitige Mündung und eine sauggreiferseitige Mündung. Erfindungsgemäß sind einerseits die ejektorseitige Mündung des Saugleitungsabschnitts und die druckerzeugerseitige Mündung des Abblasleitungsabschnitts an dem Ventilkolben und andererseits die kolbenseitige Mündung der Saugleitung und die kolbenseitige Mündung der Abblasleitung an dem Ventilzylinder in der Richtung der Schaltbewegung gegeneinander versetzt. Aufgrund einer mittels einer Schaltvorrichtung erzeugten und von dem Ventilkolben und dem Ventilzylinder relativ zueinander ausgeführten Schaltbewegung gelangt der Ventilkolben gegenüber dem Ventilzylinder in eine Ansaugstellung oder in eine Abblasstellung.The directional control valve is provided between the suction side of an ejector and a pressure generator for blowing off the suction gripper on the one hand and a pressure chamber of the suction gripper that is open on the workpiece side on the other hand and comprises a valve cylinder and a valve piston guided in the valve cylinder. At the valve cylinder, a suction line and a blow-off line open towards the valve piston. The pressure chamber of the suction gripper can be connected to the suction side of the ejector via the suction line and to the pressure generator for blowing off the suction gripper via the blow-off line. The valve piston of the directional control valve is provided with a suction line section of the suction line provided between the suction side of the ejector and the pressure chamber of the suction gripper and with a blow-off line section of the blow-off line provided between the pressure generator for blowing off the suction gripper and the pressure chamber of the suction gripper. The suction line section on the valve piston has an opening on the ejector side and an opening on the suction gripper side. The blow-off line section on the valve piston has an opening on the pressure generator side and an opening on the suction gripper side. According to the invention, on the one hand the ejector-side opening of the suction line section and the pressure generator-side opening of the blow-off line section on the valve piston and, on the other hand, the piston-side opening of the suction line and the piston-side opening of the blow-off line on the valve cylinder are offset from one another in the direction of the switching movement. Due to a switching movement generated by means of a switching device and executed by the valve piston and the valve cylinder relative to one another, the valve piston moves into a suction position or a blow-off position with respect to the valve cylinder.
Bei Ansaugstellung des Ventilkolbens und bei an der Saugseite des Ejektors anliegendem Vakuum stellt das erfindungsgemäße Wegeventil eine Strömungsverbindung zwischen der ejektorseitigen Mündung des Saugleitungsabschnitts an dem Ventilkolben und der kolbenseitigen Mündung der Saugleitung an dem Ventilzylinder her. Außerdem besteht eine Strömungsverbindung zwischen der sauggreiferseitigen Mündung des Saugleitungsabschnitts an dem Ventilkoben und dem Druckraum des Sauggreifers. Dadurch ist bei Ansaugstellung des Ventilkolbens die Saugseite des Ejektors mit dem Druckraum des Sauggreifers strömungsverbunden. Durch Herstellen dieser Verbindung wird die Saugseite des Ejektors auf den Sauggreifer aufgeschaltet und das von dem Ejektor erzeugte Vakuum an den Druckraum des Sauggreifers angelegt. Der Sauggreifer ist folglich in der Lage, ein Werkstück zu fixieren. Gleichzeitig unterbricht das erfindungsgemäße Wegeventil bei Ansaugstellung des Ventilkolbens eine Strömungsverbindung zwischen der druckerzeugerseitigen Mündung des Abblasleitungsabschnitts an dem Ventilkolben und der kolbenseitigen Mündung der Abblasleitung an dem Ventilzylinder. Infolgedessen ist der zum Abblasen an dem Sauggreifer vorgesehene Druckerzeuger von dem Druckraum des Sauggreifers getrennt.When the valve piston is in the suction position and there is a vacuum on the suction side of the ejector, the directional control valve according to the invention establishes a flow connection between the ejector-side opening of the suction line section on the valve piston and the piston-side opening of the suction line on the valve cylinder. In addition, there is a flow connection between the mouth of the suction line section on the suction gripper side on the valve piston and the pressure chamber of the suction gripper. As a result, when the valve piston is in the suction position, the suction side of the ejector is in flow connection with the pressure chamber of the suction gripper. By establishing this connection, the suction side of the ejector is connected to the suction gripper and the vacuum generated by the ejector is applied to the pressure chamber of the suction gripper. The suction gripper is therefore able to fix a workpiece. At the same time interrupts the inventive Directional valve in the suction position of the valve piston provides a flow connection between the pressure generator-side opening of the blow-off line section on the valve piston and the piston-side opening of the blow-off line on the valve cylinder. As a result, the pressure generator provided on the suction gripper for blowing off is separated from the pressure chamber of the suction gripper.
Bei Abblasstellung des Ventilkolbens ist hingegen die Strömungsverbindung zwischen der druckerzeugerseitigen Mündung des Abblasleitungsabschnitts an dem Ventilkolben und der kolbenseitigen Mündung der Abblasleitung an dem Ventilzylinder hergestellt und gleichzeitig die Strömungsverbindung zwischen der ejektorseitigen Mündung des Saugleitungsabschnitts an dem Ventilkolben und der kolbenseitigen Mündung der Saugleitung an dem Ventilzylinder unterbrochen. Zwischen der sauggreiferseitigen Mündung des Abblasleitungsabschnitts an dem Ventilkolben und dem Druckraum des Sauggreifers besteht eine Strömungsverbindung. Infolgedessen kann bei Abblasstellung des Ventilkolbens an den Druckraum des Sauggreifers ein Abblasdruck angelegt werden.In the blow-off position of the valve piston, however, the flow connection between the pressure generator-side opening of the blow-off line section on the valve piston and the piston-side opening of the blow-off line on the valve cylinder is established and at the same time the flow connection between the ejector-side opening of the suction line section on the valve piston and the piston-side opening of the suction line on the valve cylinder is interrupted . There is a flow connection between the mouth of the blow-off line section on the valve piston and the pressure chamber of the suction gripper. As a result, a blow-off pressure can be applied to the pressure chamber of the suction gripper when the valve piston is blown off.
Der Sauggreifer und auch der Ejektor der erfindungsgemäßen Vorrichtungen können herkömmlicher Bauart sein. Als Treibmedium für den Ejektor und auch als Druckmedium zum Abblasen an dem Sauggreifer wird Druckluft bevorzugt. Dementsprechend kommen als Druckerzeuger für den Ejektor und als Druckerzeuger zum Abblasen an dem Sauggreifer vorzugsweise herkömmliche Kompressoren zum Einsatz. Die Schaltvorrichtung zum Überführen des Ventilkolbens des erfindungsgemäßen Wegeventils in die Ansaugstellung oder in die Abblasstellung kann beispielsweise einen elektrischen Schaltmagneten umfassen, mittels dessen die Schaltbewegungen des Ventilkolbens vorzugsweise gegen die Wirkung einer Rückstellkraft ausgeführt werden. Außerdem denkbar ist eine Schaltvorrichtung mit einem Vorsteuerventil zur Steuerung des als Schaltdruck genutzten Drucks in einem an wenigstens einer Stirnseite des Ventilkolbens im Innern des Ventilzylinders ausgebildeten Zylinderraum.The suction gripper and also the ejector of the devices according to the invention can be of conventional design. Compressed air is preferred as the driving medium for the ejector and also as the pressure medium for blowing off the suction gripper. Accordingly, conventional compressors are preferably used as pressure generators for the ejector and as pressure generators for blowing off the suction gripper. The switching device for moving the valve piston of the directional control valve according to the invention into the suction position or into the blow-off position can for example comprise an electrical switching magnet, by means of which the switching movements of the valve piston are preferably carried out against the action of a restoring force. A switching device with a pilot valve for controlling the pressure used as switching pressure in a cylinder space formed on at least one end face of the valve piston in the interior of the valve cylinder is also conceivable.
Besondere Ausführungsarten der erfindungsgemäßen Vorrichtungen nach den unabhängigen Patentansprüchen 1 und 10 ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen 2 bis 9 und 11 bis 13.Special embodiments of the devices according to the invention according to the
Im Interesse eines konstruktiv einfachen und kompakten Aufbaus des Ventilkolbens des erfindungsgemäßen Wegeventils und somit auch der mit dem Wegeventil versehenen Gesamtanordnungen ist im Falle der Erfindungsbauart gemäß Patentanspruch 2 vorgesehen, dass der Saugleitungsabschnitt und der Abblasleitungsabschnitt an dem Ventilkolben einen gemeinsamen Teilabschnitt aufweisen und dass die sauggreiferseitige Mündung des Saugleitungsabschnitts und die sauggreiferseitige Mündung des Abblasleitungsabschnitts an dem Ventilkolben vorzugsweise von einer gemeinsamen sauggreiferseitigen Leitungsabschnittsmündung gebildet sind. Eine gemeinsame Teillänge der Leitungsabschnitte an dem Ventilkolben kann demnach sowohl zum Anlegen eines Vakuums als auch zum Anlegen eines Abblasdrucks an den Sauggreifer genutzt werden. In the interest of a structurally simple and compact structure of the valve piston of the directional valve according to the invention and thus also of the overall arrangements provided with the directional valve, in the case of the inventive design according to
Ausweislich Patentanspruch 3 wird in Weiterbildung der Erfindung das erfindungsgemäße Wegeventil zusätzlich zu den vorgenannten Funktionen auch dazu genutzt, ein bei Saugbetrieb des Ejektors anfallendes Abströmungsmedium von dem Ejektorauslass abzuführen. Befindet sich der Ventilkolben des erfindungsgemäßen Wegeventils in der Ansaugstellung, so strömen das Treibmedium, welches dem Ejektor zur Vakuumerzeugung zugeführt wird und ein Ansaugmedium, welches an der Saugseite des Ejektors aufgrund des dort anliegenden Vakuums durch die zu dem Sauggreifer führende Saugleitung angesaugt wird, gemeinsam als Abströmungsmedium von dem Ejektorauslass des Ejektors durch den Ventilzylinder des Wegeventils hindurch ab.As evidenced by
Ist im Falle der Erfindungsbauart gemäß Patentanspruch 3 zusätzlich der durch den Ventilzylinder des erfindungsgemäßen Wegeventils führende Strömungsweg des Abströmungsmediums bei Abblasstellung des Ventilkolbens durch diesen gesperrt, so kann ein Druckmedium, welches bei Abblasstellung des Ventilkolbens in die zu dem Ejektor führende Treibmediumzuleitung aufgegeben wird, nicht von dem Ejektor abströmen. Druckmittel, das bei Abblasstellung des Ventilkolbens in die zu dem Ejektor führende Treibmediumzuleitung aufgegeben wird, kann folglich abgezweigt und als Druckmittel zum Abblasen an dem Sauggreifer verwendet werden. Zu diesem Zweck ist die kolbenseitige Mündung der Abblasleitung ebenso wie die kolbenseitige Mündung der Saugleitung an eine gemeinsame Druckmittelleitung angeschlossen, die ihrerseits sowohl von der Abblasleitung als auch von der Treibmediumzuleitung umfasst wird (Patentanspruch 4).If, in the case of the inventive design according to
Dabei ist in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung eine Bypassleitung vorgesehen, die sich unter Ausbildung eines Teils der Abblasleitung an die gemeinsame Druckmittelleitung stromaufwärts des Ejektoreinlasses anschließt und an dem Ventilzylinder eine als kolbenseitige Mündung der Abblasleitung vorgesehene Bypassleitungsmündung aufweist (Patentanspruch 5).In a preferred embodiment of the invention, a bypass line is provided which, forming part of the blow-off line, connects to the common pressure medium line upstream of the ejector inlet and has a bypass line opening on the valve cylinder provided as the opening of the blow-off line on the piston side (claim 5).
Insbesondere aber nicht ausschließlich bei Verwendung einer gemeinsamen Druckmittelleitung zur Versorgung des Sauggreifers mit einem Druckmedium zum Abblasen und zur Versorgung des Ejektors mit einem Treibmedium ist gemäß Patentanspruch 6 in weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ein gemeinsamer Druckerzeuger vorgesehen, der sowohl den Druckerzeuger für den Ejektor als auch den Druckerzeuger zum Abblasen an dem Sauggreifer ausbildet.In particular, but not exclusively when using a common pressure medium line to supply the suction gripper with a pressure medium for blowing off and for supplying the Ejector with a propellant medium is provided according to
Im Falle der Erfindungsbauart gemäß Patentanspruch 7 kann der Sauggreifer bei eingeschaltetem Druckerzeuger zum Abblasen an dem Sauggreifer und/oder bei eingeschaltetem Druckerzeuger für den Ejektor wahlweise in einen Funktionszustand überführt oder funktionslos sein.In the case of the inventive design according to
Funktionslos ist der Sauggreifer, wenn der eingeschaltete Druckerzeuger für den Ejektor bei in der Abblasstellung befindlichem Ventilkolben auf die Treibmediumzuleitung des Ejektors aufgeschaltet ist. Ist der Druckerzeuger gleichzeitig der Druckerzeuger für den Ejektor einer weiteren Vorrichtung zur Steuerung des Funktionszustandes eines weiteren Sauggreifers und ist der eingeschaltete Druckerzeuger auch auf die Treibmediumzuleitung des dem weiteren Sauggreifer zugeordneten Ejektors aufgeschaltet, so kann der von dem eingeschalteten Druckerzeuger generierte Druck bei Ansaugstellung des dem weiteren Ejektor nachgeschalteten Ventilkolbens genutzt werden, um an der Saugseite des weiteren Ejektors und somit auch an den Druckraum des dem weiteren Ejektor zugeordneten weiteren Sauggreifers ein Vakuum anzulegen. Mit der Funktionslosigkeit des einen Sauggreifers ist dann die Funktionsfähigkeit des weiteren Sauggreifers verbunden, in diesem Fall die Fähigkeit des weiteren Sauggreifers, ein Werkstück zu fixieren.The suction gripper has no function if the activated pressure generator for the ejector is connected to the propellant supply line of the ejector with the valve piston in the blow-off position. If the pressure generator is at the same time the pressure generator for the ejector of a further device for controlling the functional state of a further suction gripper and if the activated pressure generator is also connected to the propellant supply line of the ejector assigned to the further suction gripper, then the pressure generated by the activated pressure generator can also be used in the suction position Valve piston downstream of the ejector can be used to apply a vacuum to the suction side of the further ejector and thus also to the pressure chamber of the further suction gripper assigned to the further ejector. The functionality of the further suction gripper is then linked to the inoperability of one suction gripper, in this case the ability of the further suction gripper to fix a workpiece.
Funktionslos ist der Sauggreifer außerdem, wenn der zum Abblasen an dem Sauggreifer vorgesehene Druckerzeuger auf die Abblasleitung aufgeschaltet ist und sich der Ventilkolben des erfindungsgemäßen Wegeventils in der Ansaugstellung befindet. Ist der Druckerzeuger in diesem Fall gleichzeitig der Druckerzeuger zum Abblasen an einem weiteren Sauggreifer und befindet sich der Ventilkolben der Vorrichtung zur Steuerung des Funktionszustandes des weiteren Saugreifers in der Abblasstellung, so kann mittels des eingeschalteten Druckerzeugers zeitgleich mit der Funktionslosigkeit des einen Sauggreifers an dem weiteren Sauggreifer abgeblasen werden.The suction gripper is also inoperative if the pressure generator provided on the suction gripper for blowing off is connected to the blow-off line and the valve piston of the directional control valve according to the invention is in the suction position. If the pressure generator in this case is also the pressure generator for blowing off on a further suction gripper and the valve piston of the device for controlling the functional state of the further suction gripper is in the blow-off position, the switched-on pressure generator can be used at the same time as the inoperability of one suction gripper on the other suction gripper be blown off.
Die Bauart der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung gemäß Patentanspruch 7 eignet sich aufgrund ihrer Funktionalität insbesondere zur Verwendung im Falle einer Werkstück-Handlingvorrichtung gemäß Patentanspruch 11, die insbesondere als Saugerrahmen mit mehreren Sauggreifern ausgebildet sein kann.The design of the control device according to the invention according to
Eine der Erfindungsbauart gemäß Patentanspruch 7 entsprechende Funktionalität besitzt die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß Patentanspruch 8. Im Falle dieser Erfindungsbauart kann ein Sauggreifer funktionslos geschaltet werden, indem der Ventilkolben des dem Sauggreifer zugeordneten Wegeventils mittels der Schaltvorrichtung in die als dritte Schaltstellung vorgesehene Sperrstellung bewegt wird. Ungeachtet der damit bestehenden Funktionslosigkeit des Sauggreifers kann an einem weiteren Sauggreifer durch eine weitere erfindungsgemäße Vorrichtung unter Nutzung eines den Vorrichtungen gemeinsamen Druckerzeugers ein Vakuum erzeugt oder abgeblasen werden. Aufgrund der für den Ventilkolben des Wegeventils wählbaren Sperrstellung ist im Falle der Erfindungsbauart gemäß Patentanspruch 8 eine Trennung der Abblasleitung und der Treibmediumzuleitung, wie sie ausweislich Patentanspruch 7 realisiert ist, nicht erforderlich.The device according to the invention according to
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindungsbauart gemäß Patentanspruch 8 ist die Ansaugstellung des Ventilkolbens als mittlere Schaltstellung bei den Schaltbewegungen des Ventilkolbens vorgesehen und der Elektor der anspruchsgemäßen Vorrichtung folglich als NO („Normally-Open“)-Ejektor realisiert. Aus der Ansaugstellung wird der Ventilkolben mittels der Schaltvorrichtung nach der einen Seite in die Abblasstellung und nach der anderen Seite in die Sperrstellung bewegt. Die einander entgegen gerichteten Schaltbewegungen des Ventilkolbens können bei entsprechender Beschaffenheit des Ventilkolbens beispielsweise durch Umpolen eines einzelnen elektrischen Schaltmagneten oder mit Hilfe zweier elektrischer Schaltmagnete erzeugt werden, von denen jeder die Schaltbewegungen des Ventilkolbens in einer der einander entgegen gesetzten Bewegungsrichtungen bewirkt. Die Schaltbewegungen in einer oder in beiden Bewegungsrichtungen können gegen die Wirkung einer Rückstellkraft, insbesondere gegen die Wirkung einer Rückstellfeder, ausgeführt werden, wobei der Betrag der wirksamen Rückstellkräfte in Abhängigkeit von der Richtung der ausgeführten Schaltbewegungen variieren aber auch richtungsunabhängig sein kann.In a preferred embodiment of the inventive design according to
Durch eine besonders kompakte Bauweise zeichnen sich die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß Patentanspruch 9 und die erfindungsgemäßen Werkstück-Handlingvorrichtungen gemäß Patentanspruch 12 und gemäß Patentanspruch 13 aus.The device according to the invention according to
Nachfolgend wird die Erfindung anhand beispielhafter schematischer Darstellungen näher erläutert. Es zeigen:
-
1a ,1b eine Vorrichtung erster Bauart mit einem schaltbaren Wegeventil zur Steuerung des Funktionszustandes eines Sauggreifers einer Werkstückhandlingvorrichtung in zwei verschiedenen Schaltzuständen, -
1c ein schematisches Schaltbild des Wegeventils der Vorrichtung gemäß den1a ,1b , -
2a ,2b ,2c eine Vorrichtung zweiter Bauart mit einem schaltbaren Wegeventil zur Steuerung des Funktionszustandes eines Sauggreifers einer Werkstückhandlingvorrichtung in drei verschiedenen Schaltzuständen, -
2d ein schematisches Schaltbild des Wegeventils der Vorrichtung gemäß den2a ,2b ,2c , -
3a ,3b ,3c eine Vorrichtung dritter Bauart mit einem schaltbaren Wegeventil zur Steuerung des Funktionszustandes eines Sauggreifers einer Werkstückhandlingvorrichtung in drei verschiedenen Schaltzuständen, -
3d ein schematisches Schaltbild des Wegeventils der Vorrichtung gemäß den3a ,3b ,3c und -
4 eine Werkstück-Handlingvorrichtung mit einer Mehrzahl von Sauggreifern.
-
1a ,1b a device of the first type with a switchable directional valve for controlling the functional state of a suction gripper of a workpiece handling device in two different switching states, -
1c a schematic circuit diagram of the directional control valve of the device according to the1a ,1b , -
2a ,2 B ,2c a device of the second type with a switchable directional valve for controlling the functional state of a suction gripper of a workpiece handling device in three different switching states, -
2d a schematic circuit diagram of the directional control valve of the device according to the2a ,2 B ,2c , -
3a ,3b ,3c a third type of device with a switchable directional valve for controlling the functional state of a suction gripper of a workpiece handling device in three different switching states, -
3d a schematic circuit diagram of the directional control valve of the device according to the3a ,3b ,3c and -
4th a workpiece handling device with a plurality of suction grippers.
Gemäß den
Bei dem Druckerzeuger
Eine Gehäusewand
Der Ventilzylinder
Der Ventilkolben
Zwischen der Spule
Ein vollzylindrischer auslassseitiger Zylinderraum
Der Druckerzeuger
Zur Vakuumerzeugung ist ein mit einer Venturidüse versehener herkömmlicher Ejektor
Über eine in der Gehäusewand
Mit der Saugseite
Ein kolbenseitiger Saugleitungsabschnitt
Zum Abblasen ist der Druckerzeuger
Im Innern des Ventilkolbens
Der kolbenseitige Saugleitungsabschnitt
Ein herkömmlicher Druckschalter
Mittels einer Schaltvorrichtung
In einem dem Funktionszustand „Vakuum ein“ des Sauggreifers
Die Spule
Aufgrund der Ansaugstellung des Ventilkolbens
Gleichzeitig besteht aufgrund der Ansaugstellung des Ventilkolbens
Aufgrund der über den Ventilkolben
Außerdem liegt das erzeugte Vakuum über die in den auslassseitigen Zylinderraum
Das Vakuum im Innern des Vorrichtungsgehäuses
Bei an dem Druckraum
Der Sauggreifer
Insbesondere zum Lösen eines an dem Sauggreifer
Ausweislich
Aufgrund der bestehenden Strömungsverbindung gelangt von dem Druckerzeuger
Gleichzeitig werden die kolbenseitige Mündung
Bei eingeschaltetem Druckerzeuger
Aufgrund der Anzahl der Anschlüsse und der Anzahl der Schaltstellungen handelt es sich bei dem Wegeventil
Zum Umschalten des Wegeventils
Auch die in den
Die Anordnung gemäß den
Abweichend von den Verhältnissen im Falle der Vorrichtung
Besteht aufgrund eines entsprechenden Schaltzustandes der Druckluftweiche
Wird die Druckluftweiche
Wie in
Aufgrund der gegenseitigen Trennung des gehäuseseitigen Abblasleitungsabschnitts
In beiden Fällen stellt der Druckerzeuger
Der Druckerzeuger
Als Alternative zu der Funktionseinheit II des dargestellten Beispielsfalls kann zwischen den Druckerzeuger
In jedem Fall fungiert der Druckerzeuger
Befindet sich bei dem in
Die gleiche Funktionalität wie die Anordnung gemäß den
Ausweislich der
Abweichend von den Verhältnissen gemäß den
Damit der Sauggreifer
Bei Sperrstellung des Ventilkolbens
In dem dargestellten Beispielsfall ist die Ansaugstellung des Ventilkolbens
Bei Sperrstellung des Ventilkolbens
Abweichend von dem dargestellten Beispielsfall kann zwischen dem Druckerzeuger
Durch Anschließen zusätzlicher Funktionseinheiten II an den Druckerzeuger
Claims (13)
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2019
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