DE102018205642A1

DE102018205642A1 - Schnittstellenmodul für eine Greifvorrichtung und damit ausgestatteter Roboter

Info

Publication number: DE102018205642A1
Application number: DE102018205642.0A
Authority: DE
Inventors: Timo Zimmermann; Michael Zanker
Original assignee: Festo SE and Co KG
Current assignee: Festo SE and Co KG
Priority date: 2018-04-13
Filing date: 2018-04-13
Publication date: 2019-10-17
Also published as: CN110370307A; KR20190120080A; CN110370307B; US20190315000A1; US10639803B2

Abstract

Es wird ein Schnittstellenmodul (12) vorgeschlagen, das zur Anbringung einer pneumatisch betätigten Greifvorrichtung (3) an einem Roboterarm (4) ausgebildet ist. Es umfasst eine erste Befestigungsschnittstelle (14) zur Anbringung am Roboterarm (4) und eine zweite Befestigungsschnittstelle (15) zur Anbringung der Greifvorrichtung (3). Erste pneumatische Anschlüsse (35) dienen zur Verbindung mit einer Druckquelle (P) und einer Drucksenke (R), während zweite pneumatische Anschlüsse (37) zur Fluidverbindung mit der Greifvorrichtung (3) dienen. Das Schnittstellenmodul (12) enthält eine Steuerventileinrichtung (25), durch die die Greifvorrichtung (3) pneumatisch ansteuerbar ist und die ihrerseits mittels Ventilsteuersignalen steuerbar ist, die durch eine interne elektronische Steuereinheit (57) bereitgestellt werden, die mit einer externen elektronischen Steuereinrichtung (58) kommuniziert. Vorgeschlagen wird ferner ein mit einem solchen Schnittstellenmodul (12) ausgestatteter Roboter (1).

Description

Die Erfindung betrifft ein Schnittstellenmodul zur Anbringung einer pneumatisch betätigten Greifvorrichtung am Roboterarm eines Roboters.
Die Erfindung betrifft ferner einen Roboter, mit einem Roboterarm, der an einem distalen Endbereich eine Roboterarmschnittstelle aufweist, und mit einer pneumatisch betätigten Greifvorrichtung, die eine Greiferschnittstelle aufweist, über die die Greifvorrichtung an der Roboterarmschnittstelle angebracht ist.
Aus der DE 10 2010 013 617 B4 ist ein Roboter der vorgenannten Art bekannt, der einen elektromotorisch bewegbaren Roboterarm aufweist, an dessen distalem Endbereich eine pneumatisch betätigte Greifvorrichtung befestigt ist. Stirnseitig an dem distalen Endbereich des Roboterarmes befindet sich eine Roboterarmschnittstelle, an der die Greifvorrichtung mit einer angepassten Greiferschnittstelle direkt mechanisch befestigt ist. Üblicherweise erfolgt die pneumatische Betätigung der Greifvorrichtung in einem solchen Fall mittels Druckluftschläuchen, die durch den Roboterarm hindurch verlegt sind und mit einer außerhalb des Roboterarms angeordneten externen Steuerventileinrichtung verbunden sind. Die externe Steuerventileinrichtung ist elektrisch betätigbar, um somit quasi durch den Roboterarm hindurch die Greifvorrichtung betriebsmäßig anzusteuern.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen zu treffen, die eine einfache Bestückung von Roboterarmen mit Greifvorrichtungen ermöglichen und eine kostengünstige betriebsmäßige Ansteuerung auch von einfach aufgebauten Greifvorrichtungen begünstigen.
Diese Aufgabe wird durch ein Schnittstellenmodul zur Anbringung einer pneumatisch betätigten Greifvorrichtung am Roboterarm eines Roboters gelöst, das Folgendes aufweist:

(a) eine erste Befestigungsschnittstelle, die zur mechanischen Befestigung an einer am Roboterarm angeordneten Roboterarmschnittstelle ausgebildet ist,
(b) erste pneumatische Anschlüsse zur Fluidverbindung mit einer Druckluftquelle und mit einer Drucksenke,
(c) eine zweite Befestigungsschnittstelle, die zur mechanischen Befestigung einer pneumatisch betätigten Greifvorrichtung ausgebildet ist,
(d) zweite pneumatische Anschlüsse zur Fluidverbindung mit einer an der zweiten Befestigungsschnittstelle befestigten, pneumatisch betätigten Greifvorrichtung,
(e) eine über ein erstes Fluidkanalsystem mit den ersten pneumatischen Anschlüssen und über ein zweites Fluidkanalsystem mit den zweiten pneumatischen Anschlüssen in Fluidverbindung stehende, elektrisch betätigbare Steuerventileinrichtung, die ausgebildet ist, um auf der Grundlage ihr zugeführter elektrischer Ventilsteuersignale die Ausgabe, Rückströmung und Absperrung von Druckluft an den zweiten pneumatischen Anschlüssen steuern zu können,
(f) eine interne elektronische Steuereinheit, die an die elektrisch betätigbare Steuerventileinrichtung elektrisch angeschlossen ist und durch die die elektrischen Ventilsteuersignale für die Steuerventileinrichtung erzeugbar sind und
(g) einen internen elektrischen Steuerungsbus, durch den die interne elektronische Steuereinheit mit einer elektrischen Steueranschlusseinrichtung des Schnittstellenmoduls verbunden ist, an der ein mit einer übergeordneten externen elektronischen Steuereinrichtung kommunizierender externer elektrischer Steuerungsbus anschließbar ist.

Die Aufgabe wird ferner bei einem die eingangs genannten Merkmale aufweisenden Roboter dadurch gelöst, dass zwischen die Roboterarmschnittstelle und die Greiferschnittstelle ein in dem vorgenannten Sinne ausgebildetes Schnittstellenmodul eingegliedert ist, das mit seiner ersten Befestigungsschnittstelle an der Roboterarmschnittstelle und mit seiner zweiten Befestigungsschnittstelle an der Greiferschnittstelle befestigt ist.
Auf diese Weise lassen sich mittels eines Roboters vielfältige Greifaufgaben unter Verwendung einfach und kostengünstig aufgebauter Greifvorrichtungen sehr präzise bewältigen. Das Schnittstellenmodul ist zwischen dem Roboterarm und die für den jeweiligen Anwendungsfall ausgewählte Greifvorrichtung eingegliedert, sodass die Greifvorrichtung nicht wie bisher üblich direkt an der Roboterarmschnittstelle des Roboterarmes befestigt ist, sondern an dem Schnittstellenmodul, das seinerseits an der Roboterarmschnittstelle befestigt ist. Das Schnittstellenmodul ist ein intelligentes Modul und beinhaltet sowohl eine für die pneumatische Ansteuerung der Greifvorrichtung verwendete Steuerventileinrichtung als auch eine interne elektronische Steuereinheit, die in der Lage ist, elektrische Ventilsteuersignale zu generieren und an die Steuerventileinrichtung zu übermitteln, um auf diese Weise zu steuern, ob an den mit der Greifvorrichtung fluidisch verbundenen zweiten pneumatischen Anschlüssen eine Ausgabe von Druckluft erfolgt, eine Rückströmung von Druckluft erfolgt oder, zur Stabilisierung eines aktuellen Betriebszustandes, die Druckluftströmung abgesperrt wird. Da die Signalverarbeitung für die elektrische Ansteuerung der Steuerventileinrichtung unmittelbar in dem Schnittstellenmodul erfolgt, sind die elektrischen Leitungsverbindungen sehr kurz und dementsprechend wenig störungsanfällig. Die Integration der Steuerventileinrichtung in das Schnittstellenmodul führt zu kurzen Strömungswegen bei der Ansteuerung der Greifvorrichtung, was ein sehr gutes Ansprechverhalten mit geringer Trägheit zur Folge hat. Die bevorzugt durch den Roboterarm hindurch erfolgende Druckluftversorgung und Druckluftentsorgung der Steuerventileinrichtung kann ungesteuert erfolgen, sodass der ventiltechnische Aufwand für den Roboter als solches sehr gering ist. Für die Koordination der Funktion der Greifvorrichtung mit der anderweitig befehligten Bewegung des Roboterarmes kann eine übergeordnete externe, das heißt außerhalb des Roboterarmes angeordnete elektronische Steuereinrichtung verwendet werden, die über eine elektrische Steueranschlusseinrichtung des Schnittstellenmoduls mit einem internen elektrischen Steuerungsbus des Schnittstellenmoduls kommuniziert, der an die interne elektronische Steuereinheit angeschlossen ist. Für den Informationsaustausch mit der externen elektronischen Steuereinrichtung wird zweckmäßigerweise auf ein serielles Bussystem zurückgegriffen, beispielsweise einen sogenannten „CAN Bus“.
Soll ein Roboterarm hinsichtlich der auszuführenden Greifaufgabe umgerüstet werden, verbleibt das Schnittstellenmodul regelmäßig an der Roboterarmschnittstelle des Roboterarmes und nur die pneumatisch betätigte Greifvorrichtung wird ausgetauscht. Die Greiferschnittstelle kann sich abhängig von der Art der Greifvorrichtung direkt an einem Greifergehäuse der Greifvorrichtung befinden oder aber an einer Adapterplatte der Greifvorrichtung, an der die Greifvorrichtung mit ihrem Greifergehäuse befestigt ist und die entweder individuell an das Greifergehäuse angepasst ist oder ein für Greifergehäuse unterschiedlicher Greifvorrichtungen passendes Schnellwechselsystem aufweist. Durch das Schnittstellenmodul besteht die vorteilhafte Möglichkeit, einen Roboterarm mit nicht speziell robotertechnisch angepassten Standard-Greifvorrichtungen auszustatten und dennoch komplexe Greifaufgaben zu bewältigen. Das Schnittstellenmodul eignet sich nicht ausschließlich, jedoch in besonderer Weise zur Ausstattung von Robotern, die als sogenannte kollaborative Roboter realisiert sind und bei deren Einsatz eine Aufgabenteilung mit parallel von Menschenhand durchgeführten Maßnahmen erfolgt.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Die ersten pneumatischen Anschlüsse sind zweckmäßigerweise an der ersten Befestigungsschnittstelle angeordnet. Dies insbesondere derart, dass die ersten pneumatischen Anschlüsse selbsttätig mit an der Roboterarmschnittstelle angeordneten pneumatischen Roboterarmanschlüssen verbunden werden, wenn das Schnittstellenmodul mit seiner ersten Befestigungsschnittstelle an der Roboterarmschnittstelle montiert wird. In diesem Fall verfügt die Roboterarmschnittstelle über pneumatische Roboterarmanschlüsse, die mit der externen Druckluftquelle und Druckluftsenke verbunden sind und die für eine automatische lösbare Kopplung mit den ersten pneumatischen Anschlüssen ausgelegt sind.
Insbesondere, jedoch nicht ausschließlich im Zusammenhang mit der Nachrüstung bestehender Roboterarme besteht alternativ die Möglichkeit, die ersten pneumatischen Anschlüsse abseits der ersten Befestigungsschnittstelle vorzusehen und beispielsweise als Schlauchanschlusseinrichtungen auszuführen, die es ermöglichen, auf Druckluftschläuche zur Realisierung einer Fluidverbindung zwischen den ersten pneumatischen Anschlüssen und den in diesem Fall abseits der Roboterarmschnittstelle am Roboterarm angeordneten pneumatischen Roboterarmanschlüssen zurückzugreifen.
Die elektrische Steueranschlusseinrichtung ist insbesondere so an der ersten Befestigungsschnittstelle angeordnet, dass die selbsttätig mit einer an der Roboterarmschnittstelle angeordneten elektrischen Roboterarm-Steueranschlusseinrichtung verbunden wird, wenn das Schnittstellenmodul mit seiner ersten Befestigungsschnittstelle an die Roboterarmschnittstelle angebaut wird. Die elektrische Roboterarm-Steueranschlusseinrichtung ist in diesem Fall an der Roboterarmschnittstelle angebracht und an den mit der übergeordneten externen elektronischen Steuereinrichtung kommunizierenden externen Steuerungsbus angeschlossen.
Wie schon bei der Druckluftübertragung zwischen dem Roboterarm und dem Schnittstellenmodul besteht auch für die Übertragung der elektrischen Steuersignale die Möglichkeit, die elektrische Steueranschlusseinrichtung des Schnittstellenmoduls und die elektrische Roboterarm-Steueranschlusseinrichtung abseits der Schnittstellen anzubringen und in diesem Fall mittels einer elektrischen Kabelverbindung aneinander anzuschließen.
Der interne elektrische Steuerungsbus kann bereits ausreichend sein, um den zu betätigenden Komponenten die erforderliche Betriebsspannung zuzuführen. Grundsätzlich ist es jedoch vorteilhafter, wenn das Schnittstellenmodul zusätzlich zu dem internen elektrischen Steuerungsbus einen internen elektrischen Betriebsspannungs-Verteilstrang enthält, der an die interne elektronische Steuereinheit und an die elektrisch betätigbare Steuerventileinrichtung angeschlossen ist und der außerdem mit einer elektrischen Betriebsspannungsanschlusseinrichtung des Schnittstellenmoduls verbunden ist, an die ein an eine externe Betriebsspannungsquelle angeschlossener externer Betriebsspannungsstrang anschließbar oder angeschlossen ist. Die externe Betriebsspannungsquelle stellt beispielsweise eine 24-Volt-Betriebsspannung bereit.
Auch für die Übertragung der erforderlichen Betriebsspannung ist es vorteilhaft, wenn die elektrische Betriebsspannungsanschlusseinrichtung so an der ersten Befestigungsschnittstelle des Schnittstellenmoduls angebracht ist, dass sie selbsttätig mit einer an der Roboterarmschnittstelle angeordneten Roboterarm-Betriebsspannungsanschlusseinrichtung des externen Betriebsspannungsstranges verbunden wird, wenn das Schnittstellenmodul mit seiner ersten Befestigungsschnittstelle an der Roboterarmschnittstelle montiert wird. Hiervon abweichend können die elektrischen Anschlusseinrichtungen auch abseits der zugeordneten Schnittstelle platziert und durch elektrische Kabelverbindungen miteinander verbunden werden.
Insbesondere zur Ermöglichung des Anbaus von Standard-Greifvorrichtungen ist es vorteilhaft, wenn die zweiten pneumatischen Anschlüsse abseits der zweiten Befestigungsschnittstelle am Schnittstellenmodul angeordnet sind, sodass sie nicht beeinflusst werden, wenn die Greifvorrichtung mit der Greiferschnittstelle an der zweiten Befestigungsschnittstelle montiert wird. Die zweiten pneumatischen Anschlüsse sind in diesem Fall zweckmäßigerweise mit Schlauchanschlusseinrichtungen ausgestattet, die das Anschließen von Druckluftschläuchen ermöglichen, durch die eine Fluidverbindung mit der pneumatischen Greifvorrichtung herstellbar oder hergestellt ist.
Es besteht allerdings auch die vorteilhafte Möglichkeit, die zweiten pneumatischen Anschlüsse direkt so an der zweiten Befestigungsschnittstelle anzubringen, dass sie automatisch mit pneumatischen Greiferanschlüssen fluidisch verbunden werden, wenn die Greifvorrichtung an die zweite Befestigungsschnittstelle angesetzt wird.
Bevorzugt ist das Schnittstellenmodul mit einer Druckerfassungseinrichtung ausgestattet, die ausgebildet ist, um den in dem zweiten Fluidkanalsystem herrschenden Fluiddruck zu erfassen. Somit wird jeweils derjenige Fluiddruck erfasst, der in den zur Greifvorrichtung führenden Fluidkanälen des zweiten Fluidkanalsystems herrscht. Die Druckerfassungseinrichtung ist an die interne elektronische Steuereinheit angeschlossen, die zur Durchführung einer druckgeregelten Ansteuerung der Steuerventileinrichtung ausgebildet ist, und zwar auf der Grundlage der von der Druckerfassungseinrichtung erfassten Druckwerte. Die interne elektronische Steuereinheit ist zu diesem Zweck mit Mitteln ausgestattet, die eine Druckregelungseinrichtung definieren. Insgesamt ist auf diese Weise ein druckgeregelter Betrieb der pneumatisch betätigten Greifvorrichtung möglich. Insbesondere ist eine Druckregelung für den Be- und Entlüftungsvorgang einer die Greifbacken der Greifvorrichtung antreibenden internen pneumatischen Antriebseinrichtung der Greifvorrichtung möglich.
Die Druckerfassungseinrichtung ist zweckmäßigerweise in die interne elektronische Steuereinheit integriert. Dies vereinfacht die elektrische Verdrahtung und den Zusammenbau des Schnittstellenmoduls.
Die interne elektronische Steuereinheit umfasst zweckmäßigerweise eine mit elektronischen Komponenten bestückte Leiterplatte, die auch mit den Komponenten der Druckerfassungseinrichtung bestückt ist.
Zweckmäßigerweise ist die interne elektronische Steuereinheit direkt an der Steuerventileinrichtung befestigt. Dadurch wird die elektrische Kontaktierung vereinfacht und es lassen sich besonders kompakte Abmessungen verwirklichen. Die Steuerventileinrichtung kann als Träger der elektronischen Steuereinheit fungieren.
Es ist des Weiteren von Vorteil, wenn das Schnittstellenmodul eine oder mehrere mit der internen elektronischen Steuereinheit elektrisch verbundene elektrische Eingangsanschlüsse aufweist. Jeder Eingangsanschluss ist ausgebildet, um mindestens einen zur Erfassung von Betriebsparametern der Greifvorrichtung ausgebildeten Sensor anschließen zu können. Beispielsweise ist an einen elektrischen Eingangsanschluss ein Positionssensor angeschlossen, der die Position der Greifbacken der Greifvorrichtung detektieren und als Positionsdaten an die interne elektronische Steuereinheit rückmelden kann. Aufgrund dieser Positionsdaten kann beispielsweise eine Positionsregelung durchgeführt werden oder auch nur eine Überwachung bestimmter Betriebsstellungen zur Koordination der Greiferfunktion mit der Funktion anderer Gerätschaften und/oder mit den Bewegungen des Roboterarms.
An mindestens einen Eingangsanschluss kann ein Kraftsensor angeschlossen sein, insbesondere zur Ermittlung der aktuell von der Greifvorrichtung auf ein ergriffenes Objekt ausgeübten Greifkraft. Ein solcher Kraftsensor kann beispielsweise in mindestens eine Greifbacke der Greifvorrichtung integriert sein. Im Zusammenhang mit einer entsprechend ausgebildeten internen elektronischen Steuereinheit ist auf diese Weise vorteilhaft eine Greifkraftregelung der Greifvorrichtung möglich.
Das Schnittstellenmodul ist zweckmäßigerweise mit mindestens einem elektrischen Ausgangsanschluss versehen, der mit der internen elektronischen Steuereinheit elektrisch verbunden ist und der beispielsweise ausgebildet ist, um Statusinformationen auszugeben, beispielsweise dahingehend, dass ein zu ergreifendes Objekt tatsächlich ergriffen oder momentan losgelassen worden ist.
Das Schnittstellenmodul kann auch mindestens eine durch die interne elektronische Steuereinheit ansteuerbare optische Anzeigeeinrichtung aufweisen. Eine solche optische Anzeigeeinrichtung ist insbesondere ausgebildet, um einen oder mehrere Betriebszustände der angeschlossenen Greifvorrichtung und/oder von Komponenten des Schnittstellenmoduls zu visualisieren. Beispielsweise kann durch eine Lichtausgabe angezeigt werden, dass die Steuerventileinrichtung momentan im Sinne des Hervorrufens eines Greifvorganges oder im Sinne des Hervorrufens eines Lösevorganges der Greifvorrichtung angesteuert ist. Die optischen Informationen können statusabhängig mit unterschiedlicher Lichtfarbe visualisierbar sein.
Vorzugsweise ist die erste Befestigungsschnittstelle an einer starren, insbesondere aus Metall bestehenden Kopplungsplatte des Schnittstellenmoduls ausgebildet, wobei diese Kopplungsplatte bevorzugt die Steuerventileinrichtung trägt.
Die Kopplungsplatte ist zweckmäßigerweise ein Bestandteil einer internen starren Kraftübertragungsstruktur des Schnittstellenmoduls, an der auch die zweite Befestigungsschnittstelle angebracht ist. Bevorzugt befindet sich die zweite Befestigungsschnittstelle an einer starren Kopplungsbrücke der Kraftübertragungsstruktur, die mechanisch an der Kopplungsplatte befestigt ist und die die Steuerventileinrichtung und die daran angebrachte interne elektronische Steuereinheit überbrückt. Die Kopplungsbrücke ist beispielsweise becherförmig ausgebildet, sodass sie gemeinsam mit der Kopplungsplatte einen Aufnahmeraum definiert, in dem die Steuerventileinrichtung aufgenommen ist.
Bevorzugt ist die Steuerventileinrichtung Bestandteil eines Steuerventilblocks, in dem sämtliche Ventilkomponenten integriert sind und der über einen Blockkörper verfügt, über den die Steuerventileinrichtung an der Kraftübertragungsstruktur fixiert ist.
Es ist von Vorteil, wenn die Steuerventileinrichtung in Proportionaltechnologie ausgeführt ist. Dies begünstigt die schon angesprochene Druckregelung und erlaubt ein sehr feinfühliges, stufenloses Positionieren der Greifbacken der Greifvorrichtung und/oder Dosieren der Greifkraft. Bevorzugt enthält die Steuerventileinrichtung eine Mehrzahl von einzelnen, individuell elektrisch betätigbaren Steuerventilen, die insbesondere als Piezoventile ausgeführt sind, ohne weiteres aber auch beispielsweise als Magnetventile realisiert sein können.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Steuerventileinrichtung aus mehreren individuellen Steuerventilen besteht, die über eine 2/2-Ventilfunktionalität verfügen und die paarweise so miteinander verschaltet sind, dass jeweils eine Steuerventileinheit mit einer 3/3-Ventilfunktionalität verwirklicht werden kann.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Die einzige Figur (1) ist eine schematisierte Darstellung eines einen Roboterarm aufweisenden, erfindungsgemäß ausgebildeten Roboters, der mit einem vorteilhaft ausgestalteten erfindungsgemäßen Schnittstellenmodul ausgestattet ist.
In der 1 ist stark schematisiert ein Roboter 1 illustriert, der für Handhabungszwecke eingesetzt wird und in diesem Zusammenhang verwendbar ist, um beliebige Objekte 2, von denen eines strichpunktiert angedeutet ist, umzupositionieren. Der Roboter 1 kann beispielsweise ein Industrieroboter sein, ist bevorzugt aber als kollaborativer Roboter konzipiert.
Die Umpositionierung von Objekten 2 erfolgt beispielsweise bei der Montage von Geräten oder in der Verpackungsindustrie. Diese Anwendungsfälle sind nicht als abschließend zu verstehen.
Das umzupositionierende Objekt 2 ist mittels einer pneumatisch betätigten Greifvorrichtung 3 des Roboters 1 ergreifbar und kann jederzeit zur Ablage am gewünschten Ort wieder losgelassen werden. Eine bei der Handhabung des Objektes 2 stattfindende Umpositionierung ist durch entsprechende Bewegung eines Roboterarmes 4 des Roboters 1 hervorrufbar. Der nur schematisch abgebildete Roboterarm 4 hat mindestens ein, in der Regel jedoch mehrere Armglieder 5, wobei unmittelbar aufeinanderfolgende Armglieder 5 mittels eines Roboterarmgelenkes relativ zueinander verschwenkbar aneinander befestigt sind.
Der Roboter 1 hat einen Basisabschnitt 6, der den Roboterarm 4 trägt und über den der Roboter 1 an einer Tragstruktur, beispielsweise auf einem Fundament, festlegbar ist. Der Basisabschnitt 6 hat beispielsweise ein im Betrieb des Roboters ortsfestes Fußteil und eine diesbezüglich um eine vertikale Achse verdrehbare, den Roboterarm 4 tragende Tragsäule.
Der Roboterarm 4 beziehungsweise dessen Armglieder 5 sind im Raum bewegbar, zu welchem Zweck der Roboter 1 über geeignete Antriebsmittel verfügt, die nicht weiter abgebildet sind und die exemplarisch aus pneumatisch betätigten Antriebseinrichtungen, insbesondere Drehantriebseinrichtungen, bestehen. Die Antriebsmittel können allerdings auch zumindest teilweise elektromotorischer Art sein.
Der Roboterarm 4 hat einen dem Basisabschnitt 6 entgegengesetzten distalen Endbereich 7, an dem stirnseitig eine Roboterarmschnittstelle 8 ausgebildet ist, bei der es sich um eine Befestigungsschnittstelle handelt, die zur mechanischen Befestigung der Greifvorrichtung 3 verwendet wird. Allerdings ist die Greifvorrichtung 3 nicht direkt an der Roboterarmschnittstelle 8 befestigt, sondern unter Zwischenschaltung eines speziellen Schnittstellenmoduls 12, dessen Bestandteile der besseren Übersichtlichkeit wegen strichpunktiert umrahmt sind.
Das Schnittstellenmodul 12 hat eine erste Befestigungsschnittstelle 14 und eine diesbezüglich gesonderte zweite Befestigungsschnittstelle 15.
Das Schnittstellenmodul 12 hat eine imaginäre zentrale Längsachse 13 mit einer rückwärtigen Stirnfläche 16 und einer diesbezüglich axial entgegengesetzt orientierten vorderen Stirnfläche 17. Bevorzugt ist die erste Befestigungsschnittstelle 14 an der rückwärtigen Stirnfläche 16 und die zweite Befestigungsschnittstelle 15 an der vorderen Stirnfläche 17 des Schnittstellenmoduls 12 ausgebildet.
Insgesamt ist das Schnittstellenmodul 12 beispielsweise blockförmig oder scheibenförmig ausgebildet.
Die erste Befestigungsschnittstelle 14 ist zur mechanischen Befestigung des Schnittstellenmoduls 12 an der Roboterarmschnittstelle 8 ausgebildet. Illustriert ist der aneinander befestigte Zustand des Schnittstellenmoduls 12 und des Roboterarms 4. Zur Befestigung dienende Befestigungsmittel sind bei 18 schematisch angedeutet und definieren beispielsweise eine Schraubverbindungseinrichtung. Die Befestigungsmittel 18 sind insbesondere zur lösbaren Befestigung des Schnittstellenmoduls 12 am Roboterarm 4 ausgebildet. Im aneinander befestigten Zustand liegt die erste Befestigungsschnittstelle 14 zweckmäßigerweise an der Roboterarmschnittstelle 8 an.
Die zweite Befestigungsschnittstelle 15 dient zur lösbaren Befestigung der Greifvorrichtung 3 am Schnittstellenmodul 12. Illustriert ist der aneinander befestigte Zustand der Greifvorrichtung 3 und des Schnittstellenmoduls 12. Die Greifvorrichtung 3 hat eine als Greiferschnittstelle 22 bezeichnete Befestigungsschnittstelle, mit der die Greifvorrichtung 3 im montierten Zustand an die zweite Befestigungsschnittstelle 15 des Schnittstellenmoduls 12 angesetzt ist. Zur lösbaren Befestigung dienende Befestigungsmittel 23 sind schematisch angedeutet und bestehen beispielsweise aus einer Schraubverbindungseinrichtung oder aus einem Schnellwechselspannsystem.
Exemplarisch sind die beiden Befestigungsschnittstellen 14, 15 an einer starren Kraftübertragungsstruktur 24 des Schnittstellenmoduls 12 ausgebildet. Diese ist exemplarisch im Querschnitt betrachtet rahmenförmig gestaltet. Die Kraftübertragungsstruktur 24 besteht insbesondere aus Metall und übernimmt den Kraftfluss vom Roboterarm 4 zur Greifvorrichtung 3.
Das Schnittstellenmodul 12 enthält eine elektrisch betätigbare Steuerventileinrichtung 25. Selbige ist vorzugsweise in einen Steuerventilblock 26 integriert. Die einzelnen Komponenten der Steuerventileinrichtung 25 sind vorzugsweise in einem starren Blockkörper 27 des Steuerventilblockes 26 aufgenommen.
Die Steuerventileinrichtung 25 ist an der Kraftübertragungsstruktur 24 befestigt. Die Befestigung erfolgt bevorzugt über den Steuerventilblock 26, der exemplarisch in einem Fügebereich 28 an einer Kopplungsplatte 32 der Kraftübertragungsstruktur 24 befestigt ist.
Die Kopplungsplatte 32 der Kraftübertragungsstruktur 24 weist beim Ausführungsbeispiel die erste Befestigungsschnittstelle 14 auf und ist so ausgerichtet, dass ihre Plattenebene rechtwinkelig zu der Längsachse 13 verläuft.
Die Kraftübertragungsstruktur 24 umrahmt zweckmäßigerweise einen Aufnahmeraum 33, in dem die Steuerventileinrichtung 25 und exemplarisch der gesamte Steuerventilblock 26 aufgenommen sind. Der Aufnahmeraum 33 kann ringsum geschlossen oder auch partiell offen sein. Der Steuerventilblock 26 ist insbesondere an einer der ersten Befestigungsschnittstelle 14 entgegengesetzten vorderen Plattenfläche 34 der Kopplungsplatte 32 befestigt. Die Befestigung erfolgt insbesondere durch eine Schraubverbindung. Der Übergangsbereich zwischen der vorderen Plattenfläche 34 und dem Steuerventilblock 26 definiert den schon angesprochenen Fügebereich 28.
Bevorzugt befindet sich die zweite Befestigungsschnittstelle 15 an einer starren Kopplungsbrücke 31 der Kraftübertragungsstruktur 14. Selbige ist exemplarisch wie der Steuerventilblock 26 an der vorderen Plattenfläche 34 der Kopplungsplatte 32 befestigt. Die Kopplungsbrücke 31 umrahmt gemeinsam mit der Kopplungsplatte 32 den Aufnahmeraum 33. Die Kopplungsbrücke 31 kann beispielsweise haubenartig ausgebildet sein.
Das Schnittstellenmodul 12 verfügt über erste pneumatische Anschlüsse 35, die einen pneumatischen Eingangsanschluss 35a und einen pneumatischen Ausgangsanschluss 35b umfassen. Diese ersten pneumatischen Anschlüsse 35 sind bevorzugt an der ersten Befestigungsschnittstelle 14 angeordnet.
Die ersten pneumatischen Anschlüsse 35 stehen über ein erstes Fluidkanalsystem 36, das in dem Schnittstellenmodul 12 ausgebildet ist, mit der Steuerventileinrichtung 25 in ständiger Fluidverbindung. Exemplarisch umfasst das erste Fluidkanalsystem 36 einen mit dem pneumatischen Eingangsanschluss 35a verbundenen Eingangskanal 36a und einen mit dem pneumatischen Ausgangsanschluss 35b verbundenen Ausgangskanal 36b.
Das Schnittstellenmodul 12 ist des Weiteren mit zweiten pneumatischen Anschlüssen 37 ausgestattet, die über ein internes zweites Fluidkanalsystem 38 ebenfalls mit der Steuerventileinrichtung 25 in ständiger Fluidverbindung stehen. Die zweiten pneumatischen Anschlüsse 37 definieren einen ersten pneumatischen Arbeitsanschluss 37a und einen zweiten pneumatischen Arbeitsanschluss 37b.
Die Steuerventileinrichtung 25 enthält bevorzugt zwei funktionell getrennte Steuerventileinheiten 42, 43, die in 1 durch eine gestrichelte Umrahmung identifiziert sind und die im Folgenden auch als erste und zweite Steuerventileinheit 42, 43 bezeichnet werden. Jede dieser beiden Steuerventileinheiten 42, 43 kann die Funktion eines 3/3-Wegeventils erfüllen. Vorteilhaft ist es, wenn sich jede Steuerventileinheit 42, 43 aus zwei individuell elektrisch ansteuerbaren Steuerventilen 44 zusammensetzt, bei denen es sich jeweils um ein 2/2-Wegeventil handelt.
Während der Eingangskanal 36a an die erste Steuerventileinheit 42 angeschlossen ist, ist der Ausgangskanal 36b an die zweite Steuerventileinheit 43 angeschlossen.
Die beiden pneumatischen Arbeitsanschlüsse 37a, 37b sind jeweils sowohl an die erste Steuerventileinheit 42 als auch an die zweite Steuerventileinheit 43 angeschlossen. Die Fluidverbindung des ersten pneumatischen Arbeitsanschlusses 37a mit den beiden Steuerventileinheiten 42, 43 erfolgt über ein erstes Fluidkanalnetz 38a des zweiten Fluidkanalsystems 38. Die Fluidverbindung des zweiten pneumatischen Arbeitsanschlusses 37b mit den beiden Steuerventileinheiten 42, 43 erfolgt über ein zweites Fluidkanalnetz 38b des zweiten Fluidkanalsystems 38.
Die ersten pneumatischen Anschlüsse 35 dienen zur Fluidverbindung mit einer externen Druckluftquelle P und einer insbesondere von der Atmosphäre gebildeten Drucksenke R. Die zweiten pneumatischen Anschlüsse 37 dienen zur Fluidverbindung mit der Greifvorrichtung 3, die mit einer pneumatischen Antriebseinrichtung 45 ausgestattet ist, die durch gesteuerte Druckluftbeaufschlagung betätigbar ist.
An der Roboterarmschnittstelle 8 sind den ersten pneumatischen Anschlüssen 35 zugeordnete erste und zweite pneumatische Roboterarmanschlüsse 46, 47 ausgebildet. Der erste pneumatische Roboterarmanschluss 46 ist ständig mit der Druckluftquelle P verbunden, der zweite pneumatische Roboterarmanschluss 47 ständig mit der Drucksenke R. Für die Fluidverbindung werden insbesondere Druckluftschläuche verwendet, die im Innern des Roboterarmes 4 verlegt sind.
Beim Anbringen der ersten Befestigungsschnittstelle 14 an der Roboterarmschnittstelle 8 wird der pneumatische Eingangsanschluss 35a an den ersten pneumatischen Roboterarmanschluss 46 und der pneumatische Ausgangsanschlusse 35b an den zweiten pneumatischen Roboterarmanschluss 47 angeschlossen, sodass die erste Steuerventileinheit 42 mit der Druckquelle P und die zweite Steuerventileinheit 43 mit der Drucksenke R verbunden ist.
Die Greifvorrichtung 3 hat eine Basiseinheit 48 mit einem Greifergehäuse und mehrere diesbezüglich und relativ zueinander bewegliche Greifbacken 49. In der Basiseinheit 48 ist die pneumatische Antriebseinrichtung 45 untergebracht, die mit den Greifbacken 49 antriebsmäßig gekoppelt ist. Außen an der Basiseinheit 48 bzw. an dem Greifergehäuse befinden sich ein erster und ein zweiter pneumatischer Greiferanschluss 52a, 52b, von denen der erste pneumatische Greiferanschluss 52a mit dem ersten pneumatischen Arbeitsanschluss 37a und der zweite pneumatische Greiferanschluss 52b mit dem zweiten pneumatischen Arbeitsanschluss 37b fluidisch kommunizierend verbunden ist. Für diese fluidisch kommunizierenden Verbindungen kommt exemplarisch jeweils ein Druckluftschlauch 53 zum Einsatz, wobei in diesem Zusammenhang die vorgenannten Anschlüsse 52a, 52b, 37a, 37b jeweils mit einer Schlauchanschlusseinrichtung 54 versehen sind.
Exemplarisch befinden sich die pneumatischen Greiferanschlüsse 52a, 52b abseits der Greiferschnittstelle 23 an der Basiseinheit 48. Außerdem sind die zweiten pneumatischen Anschlüsse 37 nicht an der zweiten Befestigungsschnittstelle 15, sondern an dem Steuerventilblock 26 angeordnet. Für die Fluidverbindung werden wie erwähnt Druckluftschläuche 53 verwendet.
Bei einer hiervon abweichenden Lösung befinden sich die genannten Anschlüsse 52a, 52b, 37 einerseits an der Greiferschnittstelle 22 und andererseits an der zweiten Befestigungsschnittstelle 15, und zwar derart, dass eine zuordnungsrichtige Fluidverbindung automatisch hergestellt wird, wenn die Greifvorrichtung 3 mit ihrer Greiferschnittstelle 22 an die zweite Befestigungsschnittstelle 15 des Schnittstellenmoduls 12 angebaut wird.
Die pneumatische Antriebseinheit 45 enthält zweckmäßigerweise pro Greifbacke 49 einen doppeltwirkenden Kolbenantrieb mit strichpunktiert angedeutete Antriebskammern, die derart gesteuert mit Druckluft beaufschlagbar sind, dass ein darin jeweils befindlicher, mit einer Greifbacke 49 bewegungsgekoppelter Antriebskolben 45a, 45b zu einer Linearbewegung angetrieben wird, aus der eine durch einen Doppelpfeil angedeutete Greifbackenbewegung 55 resultiert.
Den elektrisch betätigbaren Steuerventilen 44 der Steuerventileinrichtung 25 können über elektrische Steuerleitungen 56 elektrische Ventilsteuersignale zugeführt werden, die die Ventilstellung der einzelnen Steuerventile 44 vorgeben. Auf diese Weise können die Ausgabe, die Rückströmung und die Absperrung von Druckluft an den zweiten pneumatischen Anschlüssen 37 gesteuert werden. Es ist also jeder zweite pneumatische Anschluss 37 dahingehend beeinflussbar, dass an ihm Druckluft zur Greifvorrichtung 3 ausgegeben wird, dass durch ihn hindurch von der Greifvorrichtung 3 stammende Druckluft zurückströmen kann, oder dass die Druckluftströmung unterbunden wird. Letzteres bedeutet, dass die Druckluft greiferseitig eingesperrt ist.
Die ausgebbare Druckluft stammt von der Druckluftquelle P, die rückströmende Druckluft wird zur Drucksenke R geleitet.
In beiden Fällen strömt die Druckluft durch die Steuerventileinrichtung 25 hindurch. Abhängig von der Strömungsrichtung bewegen sich die Greifbacken 49 aufeinander zu oder voneinander weg. Ist die Druckluft abgesperrt, verharren die Greifbacken 49 in der momentanen Stellung.
Die elektrischen Ventilsteuersignale für die Steuerventileinrichtung 25 werden von einer internen elektronischen Steuereinheit 57 des Schnittstellenmoduls 12 generiert. Sie ist über die schon erwähnten elektrischen Steuerleitungen 56 an die elektrisch betätigbare Steuerventileinrichtung 25 elektrisch angeschlossen.
Die interne elektronische Steuereinheit 57 kommuniziert steuerungstechnisch mit einer übergeordneten externen elektronischen Steuereinrichtung 58, die ein Bestandteil des Roboters 1 sein kann, jedoch entfernt von dem Rotoberarm 4 angeordnet ist, beispielsweise in oder an dem Basisabschnitt 6. An die externe elektronische Steuereinrichtung 58 können noch weitere elektrisch betätigbare Geräte angeschlossen sein, beispielsweise weitere Roboter. Die übergeordnete externe elektronische Steuereinrichtung 58 befehligt unter anderem insbesondere die Bewegungen des Roboterarmes 4 und somit die räumlichen Bewegungen der an dem Roboterarm 4 angebrachten Greifvorrichtung 3. Somit kann die übergeordnete externe elektronische Steuereinrichtung 58 die Bewegung der Greifvorrichtung 3 als Ganzes mit der Greifbackenbewegung 55 der Greifbacken 49 koordinieren.
Für die Kommunikation mit der übergeordnete externen elektronischen Steuereinrichtung 58 enthält das Schnittstellenmodul 12 einen internen elektrischen Steuerungsbus 61, der zwischen der internen elektronischen Steuereinheit 57 und einer außen am Schnittstellenmodul 12 angeordneten elektrischen Steueranschlusseinrichtung 62 verläuft. Letztere ist exemplarisch an der ersten Befestigungsschnittstelle 14 angebracht. Entlang des Roboterarmes 4 verläuft ein zu der übergeordneten externen elektronischen Steuereinrichtung 58 führender externer elektrischer Steuerungsbus 63, der an der Roboterarmschnittstelle 8 mit einer elektrischen Roboterarm-Steueranschlusseinrichtung 64 endet. Letztere gelangt in elektrische Verbindung mit der elektrischen Steueranschlusseinrichtung 62, wenn das Schnittstellenmodul 12 an den Roboterarm 4 angesetzt wird.
Es ist allerdings möglich, die elektrische Steueranschlusseinrichtung 62 und die elektrische Roboterarm-Steueranschlusseinrichtung 64 derart abseits der ersten Befestigungsschnittstelle 14 und der Roboterarmschnittstelle 8 anzubringen, dass keine automatische Verbindung bei der Montage des Schnittstellenmoduls 12 stattfindet und zur elektrischen Verbindung eine separate Kabelverbindung vorgesehen wird.
Letzteres gilt auch für die elektrische Verbindung zwischen einer am Schnittstellenmodul 12 angeordneten elektrischen Betriebsspannungsanschlusseinrichtung 65 und einer am Roboterarm 4 angeordneten Roboterarm-Betriebsspannungsanschlusseinrichtung 66. Selbige befinden sich exemplarisch einerseits an der ersten Befestigungsschnittstelle 14 und andererseits an der Roboterarmschnittstelle 8, sodass bei der Montage des Schnittstellenmoduls 12 automatisch die elektrische Verbindung hergestellt wird.
Die Roboterarm-Betriebsspannungsanschlusseinrichtung 66 steht über einen sich entlang des Roboterarmes 4 erstreckenden externen Betriebsspannungsstrang 67 mit einer externen Betriebsspannungsquelle 68 in Verbindung, die separat vom Roboterarm 4 angeordnet ist und die sich beispielsweise in oder an dem Basisabschnitt 6 oder auch neben dem Roboter 1 befindet. Die Betriebsspannungsquelle 68 liefert beispielsweise eine Betriebsspannung von 24 Volt.
Innerhalb des Schnittstellenmoduls 12 verläuft ein interner elektrischer Betriebsspannungs-Verteilstrang 69, durch den sowohl die interne elektronische Steuereinheit 37 als auch die elektrisch betätigbare Steuerventileinrichtung 25 an die elektrische Betriebsspannungsanschlusseinrichtung 65 angeschlossen ist, um mit der gewünschten Betriebsspannung versorgt zu werden, und zwar unabhängig von dem internen elektrischen Steuerungsbus 61.
Es ist prinzipiell möglich, die interne elektronische Steuereinheit 57 zur ungeregelten elektrischen Ansteuerung der Steuerventileinrichtung 25 zu nutzen. Vorteilhafter ist es jedoch, wenn die interne elektronische Steuereinheit 57 zur Durchführung von Regelungsaufgaben ausgelegt ist, wobei insbesondere an eine Druckregelung und/oder an eine Greifkraftregelung gedacht ist. Das Schnittstellenmodul 12 des Ausführungsbeispiels ist für beide Regelungsaufgaben ausgelegt.
Um eine Druckregelung ausführen zu können, enthält das Schnittstellenmodul 12 eine Druckerfassungseinrichtung 72, die an das zweite Fluidkanalsystem 38 angeschlossen ist und die in der Lage ist, den in dem zweiten Fluidkanalsystem herrschenden Fluiddruck zu erfassen. Erfassbar ist insbesondere unabhängig voneinander sowohl der dem ersten pneumatischen Arbeitsanschluss 37a als auch der dem zweiten pneumatischen Arbeitsanschluss 37b zugeordnete Fluiddruck. Die Druckerfassungseinrichtung 72 enthält zu diesem Zweck exemplarisch zwei gesonderte Drucksensoren 72a, 72b, von denen jeder an eines der beiden Fluidkanalnetze 38a, 38b des zweiten Fluidkanalsystems 38 angeschlossen ist, die mit jeweils einem der beiden pneumatischen Arbeitsanschlüsse 37a, 37b kommunizieren.
Die interne elektronische Steuereinheit 57 ist mit einer Druckregelungseinrichtung 74 ausgestattet, an die die Druckerfassungseinrichtung 72 angeschlossen ist, um die erfassten Druckwerte zu verarbeiten.
Die Druckregelung erfolgt auf der Grundlage von Sollwerten, die durch die externe elektronische Steuereinrichtung 58 vorgebbar sind. Es besteht somit die vorteilhafte Möglichkeit, eine Druckregelung sowohl für die Belüftung als auch für die Entlüftung der pneumatischen Antriebseinrichtung 45 der Greifvorrichtung 3 vorzunehmen.
Bevorzugt ist die Druckerfassungseinrichtung 72 in die interne elektronische Steuereinheit 57 integriert, sodass sich eine separate Installation erübrigt.
Die interne elektronische Steuereinheit 57 ist zweckmäßigerweise direkt an der Steuerventileinrichtung 25 befestigt, vorzugsweise an dem gegebenenfalls vorhandenen Steuerventilblock 26. Elektrische und pneumatische Verbindungen zu und von der internen elektronischen Steuereinheit 57 können gemäß der Illustration durch den Steuerventilblock 26 hindurch erfolgen. In dem Steuerventilblock 26 verlaufen auch die beiden Fluidkanalsysteme 36, 38.
Bevorzugt hat das Schnittstellenmodul 12 mindestens einen mit der internen elektronischen Steuereinheit 57 elektrisch verbundenen elektrischen Eingangsanschluss 75. An jeden elektrischen Eingangsanschluss 75 kann beispielsweise ein Sensor 76 angeschlossen werden, der Betriebsparameter der Greifvorrichtung 3 detektieren kann, die bei der elektrischen Ansteuerung der Steuerventileinrichtung 25 zu berücksichtigen sind. Gemäß dem Ausführungsbeispiel können die Sensoren 76 mindestens einen Positionssensor 76a zur Positionserfassung der Greifbacken 49 und/oder mindestens einen Kraftsensor 76b zur Erfassung einer von den Greifbacken 49 auf das Objekt 2 ausgeübten Greifkraft enthalten.
Die interne elektronische Steuereinheit 57 ist zweckmäßigerweise mit einer Greifkraftregelungseinrichtung 77 ausgestattet, durch die die auf ein zu ergreifendes Objekt 2 auszuübende Greifkraft exakt regelbar ist, sodass ein sicheres und zugleich schonendes Festhalten von Objekten 2 gewährleistet werden kann.
Das Schnittstellenmodul 12 ist bevorzugt mit mindestens einem elektrischen Ausgangsanschluss 78 ausgestattet, an dem betriebsrelevante elektrische Signale ausgebbar sind, beispielsweise gewisse Statusinformationen der Greifvorrichtung 3 und/oder des Schnittstellenmoduls 12.
Zweckmäßigerweise umfasst das Schnittstellenmodul 12 mindestens eine durch die interne elektronische Steuereinheit 57 ansteuerbare optische Anzeigeeinrichtung 79. Diese dient insbesondere dazu, Betriebszustände der angebrachten Greifvorrichtung und/oder von Komponenten des Schnittstellenmoduls 12 durch die Ausgabe von Lichtsignalen zu visualisieren.
Die Steuerventileinrichtung 25 ist bevorzugt als Proportional-Steuerventileinrichtung ausgebildet, sodass sie eine stufenlose Vorgabe unterschiedlicher Strömungsraten bei der Belüftung und Entlüftung der pneumatischen Antriebseinrichtung 45 der Greifvorrichtung 3 ermöglicht. In diesem Zusammenhang sind die Steuerventile 44 als Proportionalventile ausgebildet. Hierzu eignen sich besonders Piezoventile, die sich zudem durch eine geringe Leistungsaufnahme auszeichnen. Grundsätzlich lässt sich die Steuerventileinrichtung 25 aber auch mit Schaltventilen und/oder mit elektromagnetischen Ventilen verwirklichen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102010013617 B4 [0003]

Claims

Schnittstellenmodul zur Anbringung einer pneumatisch betätigten Greifvorrichtung (3) am Roboterarm (4) eines Roboters (1), dadurch gekennzeichnet, dass das Schnittstellenmodul (12) Folgendes aufweist: (a) eine erste Befestigungsschnittstelle (14), die zur mechanischen Befestigung an einer am Roboterarm (4) angeordneten Roboterarmschnittstelle (8) ausgebildet ist, (b) erste pneumatische Anschlüsse (35) zur Fluidverbindung mit einer Druckluftquelle (P) und mit einer Drucksenke (R), (c) eine zweite Befestigungsschnittstelle (15), die zur mechanischen Befestigung einer pneumatisch betätigten Greifvorrichtung (3) ausgebildet ist, (d) zweite pneumatische Anschlüsse (37) zur Fluidverbindung mit einer an der zweiten Befestigungsschnittstelle (15) befestigten, pneumatisch betätigten Greifvorrichtung (3), (e) eine über ein erstes Fluidkanalsystem (36) mit den ersten pneumatischen Anschlüssen (35) und über ein zweites Fluidkanalsystem (38) mit den zweiten pneumatischen Anschlüssen (37) in Fluidverbindung stehende, elektrisch betätigbare Steuerventileinrichtung (25), die ausgebildet ist, um auf der Grundlage ihr zugeführter elektrischer Ventilsteuersignale die Ausgabe, Rückströmung und Absperrung von Druckluft an den zweiten pneumatischen Anschlüssen (37) steuern zu können, (f) eine interne elektronische Steuereinheit (57), die an die elektrisch betätigbare Steuerventileinrichtung (25) elektrisch angeschlossen ist und durch die die elektrischen Ventilsteuersignale für die Steuerventileinrichtung (25) erzeugbar sind, und (g) einen internen elektrischen Steuerungsbus (61), durch den die interne elektronische Steuereinheit (57) mit einer elektrischen Steueranschlusseinrichtung (62) des Schnittstellenmoduls (12) verbunden ist, an der ein mit einer übergeordneten externen elektronischen Steuereinrichtung (58) kommunizierender externer elektrischer Steuerungsbus (63) anschließbar ist.
Schnittstellenmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten pneumatischen Anschlüsse (35) an der ersten Befestigungsschnittstelle (14) angeordnet sind.
Schnittstellenmodul nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten pneumatischen Anschlüsse (35) so an der ersten Befestigungsschnittstelle (14) angeordnet sind, dass sie beim Anbringen der ersten Befestigungsschnittstelle (14) an der Roboterarmschnittstelle (8) selbsttätig mit an der Roboterarmschnittstelle (8) angeordneten pneumatischen Roboterarmanschlüssen (46, 47) verbindbar sind, die mit einer Druckluftquelle (P) und mit einer Drucksenke (R) in Fluidverbindung stehen.
Schnittstellenmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Steueranschlusseinrichtung (25) so an der ersten Befestigungsschnittstelle (14) angeordnet ist, dass sie beim Anbringen der ersten Befestigungsschnittstelle (14) an der Roboterarmschnittstelle (8) selbsttätig mit einer an der Roboterarmschnittstelle (8) angeordneten elektrischen Roboterarm-Steueranschlusseinrichtung (64) des externen elektrischen Steuerungsbusses (63) anschließbar ist.
Schnittstellenmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass es einen internen elektrischen Betriebsspannungs-Verteilstrang (69) enthält, der an die interne elektronische Steuereinheit (57) und an die elektrisch betätigbare Steuerventileinrichtung (25) angeschlossen ist und der außerdem mit einer elektrischen Betriebsspannungsanschlusseinrichtung (65) des Schnittstellenmoduls (12) verbunden ist, an die ein an eine externe Betriebsspannungsquelle (68) angeschlossener externer Betriebsspannungsstrang (67) anschließbar oder angeschlossen ist.
Schnittstellenmodul nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Betriebsspannungsanschlusseinrichtung (65) so an der ersten Befestigungsschnittstelle (14) angeordnet ist, dass sie beim Anbringen der ersten Befestigungsschnittstelle (14) an der Roboterarmschnittstelle (8) selbsttätig mit einer an der Roboterarmschnittstelle (8) angeordneten Roboterarm-Betriebsspannungsanschlusseinrichtung (66) des externen Betriebsspannungsstranges (67) verbindbar ist.
Schnittstellenmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten pneumatischen Anschlüsse (37) abseits der zweiten Befestigungsschnittstelle (15) angeordnet sind, wobei sie zweckmäßigerweise mit Schlauchanschlusseinrichtungen (54) zum Anschließen von mit der pneumatischen Greifvorrichtung (3) verbundenen oder verbindbaren Druckluftschläuchen (53) versehen sind.
Schnittstellenmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Druckerfassungseinrichtung (72) zur Erfassung des in dem zweiten Fluidkanalsystem (38) herrschenden Fluiddruckes aufweist, die elektrisch an die interne elektronische Steuereinheit (57) angeschlossen ist, wobei die interne elektronische Steuereinheit (57) eine Druckregelungseinrichtung (74) zur Durchführung einer druckgeregelten Ansteuerung der Steuerventileinrichtung (25) auf der Grundlage der von der Druckerfassungseinrichtung (72) erfassten Druckwerte enthält, und wobei zweckmäßigerweise die Druckerfassungseinrichtung (72) in die interne elektronische Steuereinheit (57) integriert ist.
Schnittstellenmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die interne elektronische Steuereinheit (57) direkt an der Steuerventileinrichtung (25) befestigt ist.
Schnittstellenmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass es einen oder mehrere mit der internen elektronischen Steuereinheit (67) elektrisch verbundene elektrische Eingangsanschlüsse (75) aufweist, die jeweils ausgebildet sind, um mindestens einen zur Erfassung von Betriebsparametern der Greifvorrichtung (3) ausgebildeten Sensor (76) anschließen zu können, insbesondere einen Positionssensor (76a) und/oder einen Kraftsensor (76b).
Schnittstellenmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die interne elektronische Steuereinheit (57) eine Greifkraftregelungseinrichtung (77) zur Regelung der von der pneumatisch betätigten Greifvorrichtung (3) auf ein zu greifendes Objekt (2) ausübbaren Greifkraft enthält.
Schnittstellenmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass es einen oder mehrere mit der internen elektronischen Steuereinheit (57) elektrisch verbundene elektrische Ausgangsanschlüsse (78) aufweist, wobei zweckmäßigerweise mindestens ein elektrischer Ausgangsanschluss (78) zur Ausgabe von Statusinformationen ausgebildet ist.
Schnittstellenmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens eine durch die interne elektronische Steuereinheit (57) ansteuerbare optische Anzeigeeinrichtung (79) aufweist, die zweckmäßigerweise zur Visualisierung von Betriebszuständen der angeschlossenen Greifvorrichtung (3) und/oder von Komponenten des Schnittstellenmoduls (12) ausgebildet sind.
Schnittstellenmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Befestigungsschnittstelle (14) an einer die Steuerventileinrichtung (25) tragenden starren Kopplungsplatte (32) einer beide Befestigungsschnittstellen (14, 15) aufweisenden starren Kraftübertragungsstruktur (24) ausgebildet ist.
Schnittstellenmodul nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Befestigungsschnittstelle (15) an einer unabhängig von der Steuerventileinrichtung (25) an der Kopplungsplatte (32) befestigten starren Kopplungsbrücke (31) der starren Kraftübertragungsstruktur (24) ausgebildet ist.
Schnittstellenmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerventileinrichtung (25) mehrere durch die interne elektronische Steuereinheit (57) individuell ansteuerbare Steuerventile (44) umfasst, die zweckmäßigerweise als Proportionalventile ausgebildet sind.
Roboter, mit einem Roboterarm (4), der an einem distalen Endbereich (7) eine Roboterarmschnittstelle (8) aufweist, und mit einer pneumatisch betätigten Greifvorrichtung (3), die eine Greiferschnittstelle (22) aufweist, über die die Greifvorrichtung (3) an der Roboterarmschnittstelle (8) angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen die Roboterarmschnittstelle (8) und die Greiferschnittstelle (22) ein nach einem der Ansprüche 1 bis 16 ausgebildetes Schnittstellenmodul (12) eingegliedert ist, das mit seiner ersten Befestigungsschnittstelle (14) an der Roboterarmschnittstelle (8) und mit seiner zweiten Befestigungsschnittstelle (15) an der Greiferschnittstelle (22) befestigt ist.