DE10338061B4

DE10338061B4 - Greifervorrichtung

Info

Publication number: DE10338061B4
Application number: DE2003138061
Authority: DE
Inventors: Thomas Dipl.-Ing. Eisele; Albert Dipl.-Ing. Gießler; Ralf Dipl.-Ing. Kurpjuweit; Karl-Heinz Dipl.-Ing. Mäder; Wolfhard Schmidt; Uwe Springer
Original assignee: SPRINGER GmbH; DaimlerChrysler AG; J Schmalz GmbH
Current assignee: Springer 28816 Stuhr De GmbH; J Schmalz GmbH
Priority date: 2003-08-19
Filing date: 2003-08-19
Publication date: 2005-08-18
Anticipated expiration: 2023-08-20
Also published as: DE10338061A1

Abstract

Greifervorrichtung mit einer Haltevorrichtung (9, 14) und zumindest einem an der Haltevorrichtung (9, 14) befestigten Greifelement (1), welches einen Vakuumerzeuger (2) zur Erzeugung eines Unterdrucks aufweist, wobei das Greifelement (1) einen pneumatischen Messanschluss (20) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass eine pneumatische Messleitung (5) an den Messanschluss (20) anschließbar ist und die pneumatische Messleitung (5) entfernt von dem Greifelement (1) mit einem Anschluss (11) für einen zentralen Vakuumschalter (10) verbindbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Greifervorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der Offenlegungsschrift DE 198 17 426 A1 ist eine Greifervorrichtung bekannt, welche an einer Roboterhand befestigbar ist und die insbesondere als Vakuumgreifersystem ausgebildet ist. Jedes Greifelement des Vakuumgreifersystems ist mit einem Ejektor ausgestattet, so dass auf ein zentrales Unterdrucksystem verzichtet werden kann. Weiterhin ist jedes Greifelement mit einem Kraftsensor verbunden, der unter anderem ein Vorhandensein eines gegriffenen Bauteils anzeigt. Jedes Greifelement ist individuell ansteuerbar ausgebildet, wozu lokal jeweils eine eigene Elektronik, wie etwa ein Mikrokontroller, vorgesehen ist. Eine individuelle Bestimmung des herrschenden Unterdrucks wird an jedem einzelnen Greifelement durchgeführt. Bekannt ist eine solche Vorrichtung auch aus der DE 101 40 248 A1 , wo ein Drucksensor zum Messen des Unterdrucks in der vom Vakuumerzeuger zum Greifelement führenden Leitung angeordnet ist. Der Drucksensor liefert ein elektrisches Signal, das mit relativ großem Aufwand weiter verarbeitet wird.

Durch die gattungsbildende DE 42 29 833 C2 ist eine Greifervorrichtung mit Sauggreifern bekannt, bei der ebenfalls der Unterdruck an dem Greiferelement durch einen Drucksensor überwacht wird, der über einen pneumatischen Messanschluss mit der Saugleitung verbunden ist. Es wird auch vorgeschlagen, eine pneumatische Messleitung an den Messanschluss anzuschließen. Das Messsignal wird, wie auch bei der DE 101 40 248 A1 unmittelbar am Greiferelement elektronisch weiter verarbeitet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Greifervorrichtung anzugeben, welche mit wenigen Überwachungskomponenten auskommt, wenig störanfällig und preiswert herzustellen ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Bei einer Greifervorrichtung gemäß der Erfindung weist ein Greifelement einen pneumatischen Messanschluss auf, an den eine pneumatische Messleitung angeschlossen ist.

Erfindungsgemäß ist die pneumatische Messleitung entfernt von einem Greifelement mit einem Anschluss für einen zentralen Vakuumschalter verbindbar.

An diesen Messanschluss kann eine Messvorrichtung zur Bestimmung des Unterdrucks angeschlossen werden. Zusätzlich zu dem Vorteil, dass keine zentrale Unterdruckversorgung für die Greifervorrichtung notwendig ist, kann an jedem derart ausgestalteten Greifelement eine Messung des Unterdrucks erfolgen. Dabei kann jeweils bedarfsabhängig ausgewählt werden, welche der vorhandenen Greifelemente dazu verwendet werden. Vorzugsweise ist der pneumatische Messanschluss an einem Vakuumerzeuger des Greifelements vorgesehen. Ein Vorliegen eines Unterdrucks an einem der Vakuumerzeuger bzw. der Greifelemente kann als Kriterium dazu dienen, ob ein Bauteil von der Greifervorrichtung ergriffen wurde oder nicht. Es kann auf teure und störanfällige elektrische Verbindungsleitungen und vor allem auf teure elektrische Steckverbinder verzichtet werden. Stattdessen können preiswerte, robuste Pneumatikleitungen und Pneumatikkupplungen eingesetzt werden. Eine solche Greifervorrichtung ist besonders für einen Einsatz in Produktionslinien geeignet, etwa als Roboterwerkzeug oder als Manipulator an einer Presse zur Handhabung von gegriffenen Bauteilen und dergleichen. Darüber hinaus ist eine Bedienung der Greifervorrichtung erleichtert, da weniger und leichtere Komponenten verwendet werden können und das Gewicht der Greifervorrichtung dadurch verringert ist. Besonders der Entfall von Sensorik unmittelbar am Vakuumerzeuger bringt ein erhebliches Einsparpotential an Gewicht und Kosten mit sich. Dadurch, dass die pneumatische Messleitung entfernt von dem Greifelement mit einem Anschluss für einen zentralen Vakuumschalters verbindbar ist, kann eine zentrale Bestimmung des lokal am Vakuumerzeuger bzw. an einem zugehörigen Sauger herrschenden Unterdrucks vorgenommen werden. Der Vakuumschalter kann fest an einem Roboter oder einer Arbeitsstation, wie z.B. einer Transferpresse, installiert sein und nur bedarfsweise mit der Greifervorrichtung verbunden werden. Damit braucht an der Greifervorrichtung selbst kein solcher Vakuumschalter vorgesehen sein. Dies vereinfacht und verbilligt die Greifervorrichtung. Ein und derselbe Vakuumschalter kann auch mit mehreren pneumatischen Messleitungen verbunden sein, etwa durch eine geeignete Umschaltvorrichtung, so dass in der Greifervorrichtung auch mehrere Greifelemente mit pneumatischen Messleitungen vorgesehen sein können.

Ist zumindest eine Druckluftleitung an den Vakuumerzeuger angeschlossen, kann vorteilhaft eine Venturidüse zur Erzeugung des Unterdrucks eingesetzt werden. Dies ist besonders günstig, da eine Druckluftversorgung in den entsprechenden Arbeitsumgebungen üblicherweise verfügbar ist. Durch eine Veränderung der Druckluftzufuhr zur Venturidüse lässt sich die Größe des Unterdrucks einfach einstellen.

Weist das Greifelement zwei Sauger auf, kann durch deren enge Nachbarschaft in einem Greifelement eine zuverlässige Kontrolle des Vorhandenseins eines gegriffenen Bauteils erfolgen.

Ist eine Mehrzahl von Greifelementen mit einer Haltevorrichtung verbunden, von denen eine Minderzahl jeweils mit einer separaten pneumatischen Messleitung verbunden ist, kann eine Bauteileüberwachung vorgenommen werden, ohne alle Greifelemente mit pneumatischen Messleitungen verbinden zu müssen. Abhängig von der Form eines gegriffenen Bauteils können auch jeweils unterschiedliche Greifelemente mit einer pneumatischen Messleitung versehen sein. Die pneumatische Messleitung muss lediglich in ein anderes Greifelement umgesteckt werden. Zweckmäßigerweise sind alle Greifelemente gleich ausgebildet und weisen alle einen Anschluss für die pneumatische Messleitung auf. Die Haltevorrichtung kann ein Transferbalken oder ein Rahmen oder eine stabförmige Halterung sein, die z.B. an einem Roboterarm befestigbar ist. Daran können Greifelemente an Auslegern oder direkt befestigt sein, um ein ausgedehntes Bauteil greifen zu können. Nicht jedes Greifelement, bzw. nicht jeder Vakuumerzeuger, ist zur Kontrolle des Vorhandenseins des Bauteils notwendig, so dass pneumatische Messleitungen nur im Bedarfsfall oder an besonders kritischen Stellen vorgesehen sein brauchen. Der en dem Vakuumerzeuger vorgesehene Anschluss für die pneumatische Messleitung ist eine einfache Kupplung, die, falls keine Messleitung angeschlossen ist, verschlossen ist und ein Eindringen von Leckluft automatisch verhindert.

Ist für jede pneumatische Messleitung ein Medienadapter vorgesehen, der Anschlüsse für Druckluft und die pneumatische Messleitung aufweist, kann eine Greifervorrichtung einfach umgebaut werden, um damit Bauteile unterschiedlicher Größe zu greifen. Der Medienadapter kann an der Haltevorrichtung angebracht sein. Alternativ kann dieser auch an einem Roboter oder einer Arbeitsstation angeordnet sein, an den oder an die die Greifvorrichtung angeschlossen ist.

Sind die Anschlüsse als Druckluftkupplungen ausgebildet, lässt sich die Greifervorrichtung besonders preiswert herstellen. Es können Gleichteile verwendet werden; die Lagerhaltung für Ersatzteile für die Greifervorrichtung wird vereinfacht.

Günstige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung sind der Beschreibung sowie den weiteren Ansprüchen zu entnehmen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung beschriebenen Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Dabei zeigen:
1 einen Ausschnitt einer bevorzugten Greifervorrichtung mit einem Greifelement mit Vakuumerzeuger und angeschlossener pneumatischer Messleitung,
2 ein Detail eines Medienadapters für die pneumatische Messleitung und Druckluftleitungen
3 ein Ausschnitt aus einer bevorzugten Greifervorrichtung mit einer Mehrzahl von Greifelementen, und
4 eine Draufsicht auf die Rückseite eines Medienadapters.
Ein Ausschnitt einer Greifervorrichtung mit einer Haltevorrichtung 9, 14 und einem daran befestigten Greifelement 1 ist in 1 dargestellt. Die Haltevorrichtung ist aus einem Halter 9 und einem oder mehreren daran befestigten Auslegern 14 gebildet. Das Greifelement 1 weist einen Vakuumerzeuger 2, bevorzugt einen Ejektor, besonders bevorzugt eine Venturidüse, zur Erzeugung eines Unterdrucks auf. Das Greifelement 1 besteht aus vorzugsweise zwei Saugern 6, welche in aktiviertem Zustand an einem Bauteil anliegen und dieses durch den Unterdruck ansaugen. Die Sauger 6 sind vorzugsweise als Sauggreifer ausgebildet. Optional können diese auch als Saugkissen ausgebildet sein. Durch mehrere solche Greifelemente 1 kann ein flächiges Bauteil gegriffen werden. An einer Oberseite 8 des Greifelements 1 ist der Vakuumerzeuger 2 angeordnet. Der Vakuumerzeuger 2 weist einen pneumatischen Messanschluss 20 auf, der mit einer pneumatische Messleitung 5 verbunden ist. Die pneumatische Messleitung 5 ist entlang dem Halter 9 und dem davon abstehenden Ausleger 14 geführt. Weiterhin weist das Greifelement 1 nicht näher bezeichnete Anschlüsse für eine oder mehrere Druckluftleitungen 3, 4 auf, welche die Venturidüse des Vakuumerzeugers 2 mit Druckluft versorgen und/oder ein Umsteuerventil betätigen können. Das Greifelement 1 kann mit üblichen, vorzugsweise modularen Klemmsystemen mit dem Ausleger 14 und der Ausleger 14 ebenso mit dem Halter 9 verbunden sein.
Die pneumatische Messleitung 5 ist entfernt von dem Vakuumerzeuger 2 mit einem Anschluss 11 für einen zentralen Vakuumschalters 10 verbindbar. Dieser Anschluss 11 ist an einer Anschlusstafel mit einem oder mehreren Medienadaptern 13 angeordnet. Dies ist in 2 zu erkennen. In den Figuren sind gleiche oder ähnliche Teile mit gleichen Bezugszeichen beziffert. Die Anschlusstafel ist vorzugsweise an einem Roboter oder einer festen Station angebracht, an der die Greifervorrichtung montierbar ist. Alternativ kann die Anschlusstafel auch fest mit der Greifervorrichtung verbunden sein. Je nachdem, wie viele Greifelemente 1 jeweils mit einer eigenen pneumatischen Messleitung 5 versehen sind, kann die Zahl der montierten Medienadapter 13 verändert werden. Weiterhin sind an dem Medienadapter 13 Anschlüsse 12 für Druckluftleitungen 3, 4 vorgesehen. Die Druckluftleitungen 3, 4 und die pneumatische Messleitung 5 brauchen lediglich an die vorzugsweise als Druckluftkupplungen ausgebildeten Anschlüsse 11, 12 angeschlossen werden. An dem Roboter bzw. der festen Station ist ein Vakuumschalter 10 vorgesehen, der den Unterdruck in der pneumatischen Messleitung 5 bestimmt. Ein einziger Vakuumschalter 10 kann für eine Mehrzahl von pneumatischen Messleitungen 5 vorgesehen sein. Die Messstellen können mit einer nicht dargestellten geeigneten Umschaltvorrichtung ungeschaltet werden.
Das Greifelement 1 ist vorzugsweise Teil einer eine Vielzahl von Greifelementen 1 aufweisenden Greifervorrichtung zur Handhabung von ergriffenen Bauteilen, wie in 3 in einem Ausschnitt dargestellt ist. Zu beiden Seiten eines Halters 9 sind Ausleger 14 mit Greifelementen 1 angeordnet, die jeweils ein oder zwei Sauger 6 aufweisen. Unter der gezeigten Mehrzahl von Greifelementen 1 ist nur eines mit einer pneumatischen Messleitung 5 verbunden.
4 zeigt einen Medienadapter 13 von seiner Rückseite 15. Auf dessen Vorderseite sind die pneumatische Messleitung 5 und die Druckluftleitungen 3, 4 eingesteckt. Auf der Rückseite 15 sind Druckluftkupplungen 16 vorgesehen, an die die Druckluftversorgung und eine Messapparatur zur Bestimmung des Unterdrucks an dem Greifelement 1 vorgesehen ist, welches an die pneumatische Messleitung 5 angeschlossen ist.

Claims

Greifervorrichtung mit einer Haltevorrichtung (9, 14) und zumindest einem an der Haltevorrichtung (9, 14) befestigten Greifelement (1), welches einen Vakuumerzeuger (2) zur Erzeugung eines Unterdrucks aufweist, wobei das Greifelement (1) einen pneumatischen Messanschluss (20) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass eine pneumatische Messleitung (5) an den Messanschluss (20) anschließbar ist und die pneumatische Messleitung (5) entfernt von dem Greifelement (1) mit einem Anschluss (11) für einen zentralen Vakuumschalter (10) verbindbar ist.
Greifervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Greifelementen (1) mit der Haltevorrichtung (9, 14) verbunden ist, von denen eine Minderzahl mit jeweils einer pneumatischen Messleitung (5) verbunden ist.
Greifervorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für jede pneumatische Messleitung (5) ein Medienadapter (13) vorgesehen ist, der Anschlüsse (11, 12) für Druckluft und die pneumatische Messleitung (5) aufweist.
Greifervorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlüsse (11, 12) als Druckluftkupplungen ausgebildet ind.