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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Greifer für Industriemanipulatoren.
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Stand der Technik
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Auf dem Gebiet der industriellen Automatisierung ist der Einsatz von Robotermanipulatoren bekannt, denen normalerweise ein Greifer zum Aufnehmen der zu manipulierenden Objekte zugeordnet ist.
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Greifer für Industriemanipulatoren weisen in der Regel zwei oder mehr Backen oder Greiffinger auf, die an einem Greiferkörper montiert sind. Die Backen sind voneinander weg und aufeinander zu bewegbar, und zwar zwischen einer geöffneten Stellung, oder Freigabeposition, in der sie keinen Druck auf das Werkstück ausüben, und einer geschlossenen Stellung, oder Greifstellung, in der sie einen ausreichenden Druck auf das Werkstück ausüben, um zu verhindern, dass sich das Werkstück bei der Handhabung ungewollt aus seiner Position lösen kann.
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Abhängig von der Art der Backenbewegung unterscheidet man zwischen Lineargreifern, bei denen sich die Backen linear in oder auf jeweiligen Führungen bewegen, und Winkelgreifern, bei denen sich die Backen um jeweiligen Drehzapfenachsen drehen.
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Die Bewegung der Greifbacken erfolgt durch eine im Greiferkörper untergebrachte, normalerweise pneumatische, hydraulische oder elektrische Aktuatorvorrichtung.
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In manchen Fällen sind die Greifer mit einem üblicherweise magnetischen Sensor ausgestattet, welcher die Aufgabe hat, ein elektrisches Signal zu erzeugen, das die Anwesenheit des Werkstücks zwischen den Backen anzeigt. Der Einsatz des Sensors ermöglicht die Unterscheidung zwischen Fällen, in denen der Greifer das Werkstück nicht aufgenommen hat oder in denen das Werkstück versehentlich heruntergefallen ist. Derzeit sind zwei Konfigurationen bekannt.
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Bei einer ersten bei pneumatischen Greifern verwendeten Konfiguration ist ein magnetisches Element auf dem sich im Greiferkörper bewegenden pneumatischen Kolben angebracht, während ein spezieller Sensor die Position des magnetischen Elements und damit indirekt die Position des pneumatischen Kolbens erfasst. Wenn das Werkstück korrekt zwischen die Greifbacken eingesetzt ist, kann sich der pneumatische Kolben nicht bis zum Ende seines Hubs bewegen, da die Backen sich nicht über den durch das eingespannte Werkstück definierten Raum hinaus bewegen können. Wenn sich das Werkstück versehentlich von den Backen löst oder nicht aufgenommen wird, können sich die Backen vollständig schließen und der pneumatische Kolben erreicht das Ende seines Hubes; in diesem Fall löst das vom Magnetsensor erzeugte Signal einen Alarm aus.
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Ein Nachteil dieser Lösung ist die Notwendigkeit, magnetische Sensoren mit geringer Hysterese oder analoge Sensoren zu verwenden, die teurer als Standardsensoren sind, da die Messgenauigkeit des Sensors sonst nicht ausreichen würde, um kleine Bewegungen des pneumatischen Kolbens zu unterscheiden. Die standardmäßigen, preiswerten und gewöhnlich verwendeten Magnetsensoren sind nämlich digitale Sensoren, die nur dann ein Signal erzeugen, wenn die Flussstärke des detektierten Magnetfelds einen Schwellenwert, von z. B. 25 Gauß, überschreitet, wobei diese Sensoren sich abschalten, wenn die Flussstärke des Magnetfelds unter einen niedrigeren Schwellenwert von z. B. 20 Gauß abfällt. Diese Hysterese bewirkt, dass Standard-Magnetsensoren nicht sehr genau sind (sie benötigen einen langen Hub des magnetischen Elements des magnetischen Sensors). Daher die Wahl auf teurere Magnetsensoren mit geringer Hysterese.
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In einer zweiten Konfiguration, die vor allem bei Angussgreifern zum Einsatz kommt, wird der Magnetsensor auf einer der Backen positioniert, d. h. direkt an Bord einer der Backen, so dass das zu bewegende Werkstück zwischen dem Magnetsensor und der gegenüberliegenden Backe eingespannt bleibt. Der Magnetsensor ist in diesem Fall aus einem in Bezug auf die jeweilige Backe feststehenden Abschnitt und einem in Bezug auf den feststehenden Abschnitt beweglichen Abschnitt gebildet. Wenn ein Werkstück vom Greifer aufgenommen wird, wird der bewegliche Abschnitt des Magnetsensors in Richtung des ortsfesten Abschnitts gedrückt, und der Sensor erzeugt ein entsprechendes elektrisches Signal; wenn sich die Backen öffnen und das Werkstück freigegeben wird, bewegt sich der bewegliche Abschnitt des Magnetsensors unter der Kraft eines Federelements vom ortsfesten Abschnitt weg.
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Der Nachteil dieser Lösung besteht darin, dass sich der Magnetsensor an einer Backe befindet und somit der verfügbare Raum um die Backen herum und insbesondere der Öffnungswinkel des Greifers vom Magnetsensor beschränkt wird. Außerdem ist der Greifer nicht symmetrisch, da sich der Magnetsensor auf einer Backe befindet und der gegenüberliegenden Backe zugewandt ist und dies kann zu Schwierigkeiten bei der Programmierung des Roboterarms führen, an dem der Greifer montiert ist, da beim Aufnehmen und Abgeben von Werkstücken der Platzbedarf des Magnetsensors berücksichtigt werden muss.
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Die
JP 2009 172735 beschreibt einen Greifer für die Handhabung von Werkstücken, der mit einem Sensor ausgestattet ist, der die Verformung einer Feder erfasst, um festzustellen, ob sich ein Werkstück zwischen den Backen befindet oder nicht; die Feder wird zusammengedrückt, wenn die Backen Druck auf ein Werkstück ausüben.
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Die
US 2017/182668 beschreibt einen pneumatischen Greifer zum Halten von Platten oder Blechen. Der Aktuator ist ein pneumatischer Kolben, der die Backen mittels eines Nockengetriebes bewegt. Ein elektronischer Sensor ist im Bereich des Antriebsmechanismus angebracht, um die Position der Backen zu erfassen und zu unterscheiden, ob die Platte erfolgreich aufgenommen wurde oder keine Platte zwischen den Backen liegt.
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Die
US 2018/207807 beschreibt einen elektrischen Greifer, der ausdrücklich für die Handhabung von Petrischalen bestimmt ist, d. h. von gleichartigen Stücken mit einem im Voraus bekannten Durchmesser. Der Greifer umfasst einen Kompensationsmechanismus zur Vermeidung einer übermäßigen Krafteinwirkung der Backen auf die Petrischalen. Ein optischer Sensor ist im Bereich des Kompensationsmechanismus und einer Backe vorgesehen, um das Vorhandensein einer Petrischale zwischen den Backen zu erfassen.
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Die
JP 3 825449 beschreibt einen Greifer, bei dem der Sensor auf den Backen angeordnet ist (Absatz 28,
3, optischer Sensor 43 und 44).
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Die
US 6,145,904 und
US 2009/127879 beschreiben pneumatisch betätigte Greifer mit parallelen Backen, die im Stand der Technik bekannt sind.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Greifer für Industriemanipulatoren bereitzustellen, der mit einem Sensor zur Erfassung der Anwesenheit des Werkstücks zwischen den Backen ausgestattet ist und zudem einfach zu realisieren ist, um die Nachteile herkömmlicher Lösungen zu überwinden.
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Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich daher auf einen Greifer nach Anspruch 1.
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Insbesondere umfasst der Greifer einen Körper, am Körper befestigte Backen, die zum Halten und Freigeben eines Werkstücks aktiviert werden, einen Backenaktuator und einen Sensor zur Erfassung des Vorhandenseins eines Werkstücks zwischen diesen Backen. Vorteilhafterweise befindet sich der Sensor nicht zwischen den Backen, d. h. in dem für die Aufnahme des Werkstücks vorgesehenen Raum, sondern ist funktionell zwischen dem Aktuator und einer der Backen zwischengeschaltet.
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Mit anderen Worten, beim erfindungsgemäßen Greifer ist der Sensor nicht stromab der Backen, sondern stromauf der Backen, insbesondere zwischen einer Backe und dem Aktuator, angeordnet.
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Der Ausdruck „funktionell zwischengeschaltet“ hat folgende Bedeutung: Unabhängig von der Position, die der Sensor physisch in Bezug auf die anderen Komponenten des Greifers einnimmt, erfüllt er seine Funktion zwischen einer Backe und dem Aktuator, d.h. er wirkt zwischen einer Backe und dem Aktuator und nicht zwischen den beiden Backen oder zwischen der Backe und dem aufzunehmenden Werkstück.
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Diese Ausgestaltung bietet die folgenden Vorteile.
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Erstens nimmt der Sensor keinen Platz zwischen den Backen ein: Der zurückgewonnene (nicht belegte) Raum kann zum Aufnehmen und Halten von Werkstücken genutzt werden. Darüber hinaus kann das Öffnen und Schließen der Backen für ein bestimmtes Werkstück schneller erfolgen.
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Ein weiterer Vorteil ist, dass der Greifer so gestaltet werden kann, dass die gegriffenen Werkstücke im Wesentlichen auf einer von den Backen abstandsgleichen Ebene, d.h. auf der Mittelachse des Greifers, gehalten werden, was die Arbeit des Industriemanipulators erleichtert.
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Ein weiterer Vorteil ist, dass der Sensor nicht mit den aufgenommenen Werkstücken, die noch heiß oder schmutzig sein können, in Berührung kommt, was langfristig gesehen zu einer längeren Lebensdauer des Sensors führt.
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Die vorgeschlagene Lösung kann leicht und kostengünstig auf Winkel- und Parallelbackengreifern realisiert werden.
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Vorzugsweise umfassen die Backen distale Enden zum Halten eines Werkstücks und gegenüberliegende proximale Enden oder Schultern, die durch den Aktuator relativ zueinander bewegt werden können. Der Aktuator wirkt auf das proximale Ende mindestens einer Backe (eine Backe kann z. B. ortsfest sein, oder alle Backen sind beweglich). Der Sensor ist funktionell zwischen dem Aktuator und dem proximalen Ende einer dieser Backen zwischengeschaltet, d. h. er ist beispielsweise so eingerichtet, dass er ein Signal erzeugt, das die Position des proximalen Endes einer Backe in Bezug auf den Aktuator anzeigt, was auch auf das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines Werkstücks zwischen den Backen hindeutet.
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Vorzugsweise ist der Sensor vom magnetischen Typ und umfasst seinerseits ein magnetisches Element und einen elektronischen Schaltkreis zur Erfassung des magnetischen Elements, z. B. auf der Grundlage des Hall-Effekts. Der elektronische Schaltkreis ist an einer Klemmbacke fest montiert, und das magnetische Element ist gegenüber dem elektronischen Schaltkreis im Ansprechen auf die vom Aktuator erzeugte Beanspruchungen beweglich.
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In einer Ausführungsform ist der elektronische Schaltkreis an der Backe im Bereich ihres proximalen Endes montiert, und das magnetische Element ist auf dem Aktuator montiert, zum Beispiel auf einem pneumatischen Kolben oder auf einer Stange eines linearen Aktuators, und ist mit diesem gegenüber dem elektronischen Schaltkreis zwischen einer ersten Position, in der sich das magnetische Element in seinem maximalen Abstand von dem elektronischen Schaltkreis befindet, und eine zweite Position, in der sich das magnetische Element in seinem minimalen Abstand von dem elektronischen Schaltkreis befindet, beweglich, und zwar im Ansprechen auf die Beanspruchungen, die von der Backe, auf der der Sensor montiert ist, ausgeübt werden, und insbesondere im Ansprechen auf die Beanspruchungen, die von dieser Backe ausgeübt werden, wenn der Aktuator betätigt wird.
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In einer alternativen Ausführungsform ist der elektronische Schaltkreis an einer Backe im Bereich ihres proximalen Endes montiert, und das magnetische Element ist auf einem dafür vorgesehenen Element montiert, das zwischen dem elektronischen Schaltkreis und dem Betätigungselement angeordnet und zwischen einer ersten Position, in der sich das magnetische Element in maximalem Abstand zum elektronischen Schaltkreis befindet, und einer zweiten Position, in der sich das magnetische Element in minimalem Abstand zum elektronischen Schaltkreis befindet, beweglich ist, und zwar im Ansprechen auf die von der Backe, auf der der Sensor montiert ist, ausgeübten Belastungen.
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Vorzugsweise entspricht die Position des Magnetelements mit dem minimalen Abstand zum elektronischen Schaltkreis der Werkstückgreifposition der Backen, d. h. sie entspricht dem Zustand, in dem ein Werkstück zwischen den Backen festgehalten wird. Wenn also der elektronische Schaltkreis erkennt, dass sich das magnetische Element in der zweiten Position, d.h. im Mindestabstand, befindet, erzeugt er ein Signal zur Bestätigung, dass das Werkstück korrekt vom Greifer festgehalten wird; wenn der elektronische Schaltkreis eine Wegbewegung des magnetischen Elements erkennt, erzeugt er ein Signal, das einer anderen Bedingung entspricht, z.B. der offenen oder geschlossenen Position der Backen, ohne jedoch ein Greifen des Werkstücks, oder er erzeugt gar kein Signal.
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Vorzugsweise ist das magnetische Element gegenüber der jeweiligen Backe so beweglich angeordnet, dass:
- - Während der Schließbewegung der Backen, solange die Backen nicht beide bis zum Anschlag an das aufzunehmende Werkstück kommen, dreht sich das magnetische Element nicht gegenüber der jeweiligen Backe, und der Abstand zwischen dem magnetischen Element und dem elektronischen Schaltkreis ändert sich nicht, sondern bleibt konstant. In diesem Fall erzeugt der Sensor nicht das Signal, welches das erfolgte Greifen des Werkstücks anzeigt;
- - schließlich, wenn sich die Backen auf das Werkstück schließen und der Aktuator den nötigen Druck ausübt, um das Werkstück zwischen den Backen einzuspannen, erfolgt eine Relativdrehung zwischen dem magnetischen Element und der entsprechenden Backe, und der Abstand zwischen dem magnetischen Element und dem elektronischen Schaltkreis reduziert sich, gegebenenfalls bis auf Null, d. h. bis das magnetische Element gegen den elektronischen Schaltkreis anschlägt. In diesem Fall erzeugt der Sensor ein Signal, welches anzeigt, dass das Werkstück gegriffen wurde.
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Auf diese Weise ist es möglich, preiswerte Sensoren zu verwenden, die nicht unbedingt vom Typ mit geringer Hysterese sind, ohne dass die Gefahr von falsch-positiven Signalen während des Betriebs des Greifers besteht, d.h. von Signalen, die ein erfolgtes Greifen des Werkstücks anzeigen, obwohl sich das Werkstück in Wirklichkeit nicht zwischen den Backen befindet.
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Zum Beispiel umfasst der Sensor einen ersten Abschnitt, der ein Gehäuse für einen elektronischen Schaltkreis definiert, z. B. ein Gehäuse, in dem der elektronische Schaltkreis zum Einstellen seiner Position positioniert werden kann, und einen zweiten Abschnitt, in dem ein magnetisches Element untergebracht ist. Außerdem umfasst der Sensor ein Federelement, das zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt angeordnet ist; der zweite Abschnitt ist relativ zum ersten Abschnitt beweglich, und zwar im Ansprechen auf die von der Backe, an der der Sensor angebracht ist, ausgeübten Beanspruchungen, und das Federelement übt eine dem Aktuator entgegenwirkende Kraft aus.
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Vorzugsweise ist der erste Abschnitt des Sensors fest mit einer Backe verbunden oder einstückig mit dieser gefertigt, und der zweite Abschnitt ist gelenkig mit dem ersten Abschnitt verbunden und in Bezug auf diesen drehbar oder schwenkbar, und zwar aufgrund der von der Backe selbst bei der Betätigung des Aktuators ausgeübten Spannungen und aufgrund der vom Federelement ausgeübten Gegenkraft.
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Beispielsweise ist der erste Abschnitt des Sensors an einer Backe im Bereich eines proximalen Endes befestigt, und der zweite Abschnitt wird durch dieselbe Backe gegenüber dem ersten Abschnitt in Drehung versetzt. Wenn ein Werkstück zwischen den Backen gehalten wird, ist der Winkel zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt minimal, und das Federelement wird zusammengedrückt.
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Vorzugsweise ist der zweite Abschnitt des Sensors ein Gleitschuh, der auf Anschlag an einem Abschnitt des Aktuators liegt. Der Aktuator ist beweglich und drückt auf den Gleitschuh, auf den er eine Schubkraft ausübt.
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Im Allgemeinen kann der Aktuator pneumatisch, hydraulisch oder elektrisch sein.
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Vorzugsweise hängt die Position des magnetischen Elements in Bezug auf den zugeordneten elektronischen Erfassungsschaltkreis im Allgemeinen sowohl von der Position der Backe ab, an der der Sensor angebracht ist - was wiederum vom Platzbedarf eines zwischen den Backen gehaltenen Werkstücks abhängt - als auch von der Position des Aktuators.
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In einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, für die sich die Anmelderin das Recht vorbehält, eine Teilanmeldung einzureichen, ist der Sensor ein pneumatischer Sensor. In diesem Fall umfasst der Sensor
- - eine Leitung, die sich zwischen einer Greiferbacke und dem Aktuator erstreckt und eine Flüssigkeitsverbindung mit einer externen Vakuum- oder Unterdruckquelle herstellt, die sich auch in einer entfernten Stelle befinden kann und über Gummischläuche mit dem Sensor verbunden ist, in dem ein Messinstrument zur Erfassung des Druckwerts (d. h. des Unterdrucks) im Sensor angeordnet sein kann; und
- - ein Verschlussorgan, das zwischen einer geöffneten und einer geschlossenen Stellung der Leitung verstellbar ist, und zwar im Ansprechen auf die Beanspruchung durch dieselbe Backe, an der der Sensor angebracht ist.
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Vorzugsweise umfasst der pneumatische Sensor einen ersten Abschnitt, der an einer Backe im Bereich ihres proximalen Abschnitts oder einer Schulter befestigbar ist. Im ersten Abschnitt wird die Leitung definiert. Der Sensor umfasst außerdem einen zweiten Abschnitt, der mit dem ersten Abschnitt verbunden und in Bezug auf diesen zwischen der offenen und der geschlossenen Position bewegbar ist, und zwar im Ansprechen auf die Beanspruchung durch dieselbe Backe, an der der erste Sensorabschnitt angebracht ist.
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Der zweite Abschnitt des Sensors ist beispielsweise gelenkig mit dem ersten Abschnitt verbunden und kann in Abhängigkeit von der Winkelstellung der Backe, an der der erste Abschnitt angebracht ist, relativ zu diesem zwischen der offenen und der geschlossenen Position gedreht werden.
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Die Funktionsweise dieser Ausführungsform ist einfach: Wenn sich die Backen schließen, ohne ein Werkstück P aufgenommen zu haben, schließt das Verschlussorgan die Sensorleitung nicht und in der Leitung selbst wird ein erster Unterdruckwert erfasst; wenn stattdessen ein Werkstück zwischen den Backen gehalten wird, schließt das Verschlussorgan die Sensorleitung und in der Leitung selbst wird ein zweiter Unterdruckwert erfasst, der größer als der erste ist. Die Erfassung des Druckunterschieds (Unterdrucks) in der Leitung ermöglicht die Unterscheidung zwischen den Bedingungen einer erfolgten Werkstückaufnahme und des Fehlens eines Werkstücks.
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In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Aktuator mindestens einen pneumatischen Kolben, der unter der Wirkung eines in den Zylinder eingespeisten Druckfluids und eines Federrückstellelements in einem entsprechenden, im Greiferkörper definierten Zylinder in Längsrichtung hin und her bewegbar ist.
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Der erfindungsgemäße Greifer kann ein Winkelgreifer sein, wobei in diesem Falle die Backen auf Zapfen drehbar gelagert sind und jeweils ein distales Ende, das zum Halten eines Werkstücks bestimmt ist, und ein proximales Ende oder eine Schulter, auf die der Aktuator seine Schubkraft ausübt, aufweisen. Die distalen Enden liegen den proximalen Enden in Bezug auf die Zapfen gegenüber, und die Backen schwenken zwischen einer offenen Position, in der die distalen Enden gespreizt und die proximalen Enden nahe beieinander sind, und einer geschlossenen Position, in der die distalen Enden nahe beieinander sind oder auf Stoß liegen und die proximalen Enden gespreizt sind, wobei die Werkstuckgreifposition der Backen liegt zwischen der offenen und der geschlossenen Position.
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Der erfindungsgemäße Greifer kann ein Parallelbackengreifer sein, wobei in diesem Fall zumindest eine Backe entlang einer Führung verschiebbar ist und einen entsprechenden auf einer Achse schwenkbaren Arm aufweist, der die Bewegungen der Backe auf die Führung überträgt. Das proximale Ende der Backe wird durch den Schwenkarm definiert, und der Sensor ist funktionell zwischen dem Aktuator und dem besagten Schwenkarm zwischengeschaltet.
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Im Allgemeinen kann der Greifer eine ortsfeste Backe und eine einzelne bewegliche Backe, zwei bewegliche Backen, drei bewegliche Backen usw. aufweisen.
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Vorzugsweise umfasst der Aktuator mindestens einen pneumatischen Kolben, der zwischen die proximalen Enden der Backen einführbar oder bewegbar ist, um diese zu spreizen. Alternativ kann der Antrieb auch hydraulisch oder elektrisch sein.
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Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Erkennung des Vorhandenseins eines Werkstücks zwischen den Backen eines Greifers für Industriemanipulatoren bereitzustellen, das die Nachteile der herkömmlichen Lösungen überwindet.
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Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich daher auf das Verfahren nach Anspruch 20.
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Im Einzelnen umfasst das Verfahren folgende Schritte:
- - Bereitstellung eines Greifers umfassend einen Körper, Backen, die an dem Körper befestigt sind und aktiviert werden können, um ein Werkstück zu halten und freizugeben, einen Backenaktuator und einen Sensor,
- - Bewegung der Backen mittels des Aktuators zwischen einer offenen, einer geschlossenen und einer Aufnahmeposition zum Aufnehmen und Halten eines Werkstücks,
- - Erzeugung eines Signals mittels des Sensors, das anzeigt, dass das Werkstück korrekt gegriffen wurde.
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Vorteilhafterweise erfasst der Sensor die Position (mindestens) einer Backe gegenüber dem Aktuator, um die oben beschriebenen Vorteile in Bezug auf den Greifer zu erreichen, d.h. um zu unterscheiden, wann ein Werkstück gegriffen wurde.
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Im Grunde ist der Sensor funktionell zwischen dem Aktuator und einer dieser Backen angeordnet und erzeugt ein Signal, wenn die Position dieser einen Backe in Bezug auf den Aktuator dem korrekten Greifen eines Werkstücks entspricht.
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Der Sensor erfasst die Abweichung der einen Backe von der geschlossenen Position der Backen, wenn der Aktuator aktiv ist, d.h. wenn sich der Aktuator in der Position befindet, die den geschlossenen Backen entspricht; die Abweichung wird durch das Vorhandensein des Werkstücks zwischen den Backen verursacht.
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Figurenliste
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung treten besser beim Lesen der nachfolgenden detaillierten Beschreibung von bevorzugten nicht ausschließlichen, beispielhaften und nicht einschränkenden Ausführungsformen unter Stützung der beigefügten Zeichnungen hervor, in denen:
- - 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform eines Greifers für Industriemanipulatoren gemäß der vorliegenden Erfindung;
- - 2 zeigt eine perspektivische Teilschnittansicht des in 1 dargestellten Greifers mit geöffneten Backen;
- - 2A zeigt eine perspektivische Teilansicht des in 1 dargestellten Greifers mit geschlossenen Backen;
- - 3 zeigt eine Draufsicht mit Teilschnitt auf den in 1 dargestellten Greifer, wobei die Backen vollständig geschlossen sind;
- - 4A zeigt eine Draufsicht mit Teilschnitt auf den in 1 dargestellten Greifer, wobei die Backen gegen ein erstes zu bewegendes Stück geschlossen sind;
- - 4B zeigt eine Draufsicht mit Teilschnitt auf den in 1 dargestellten Greifer, wobei die Backen gegen ein zweites zu bewegendes Stück geschlossen sind;
- - 4B zeigt eine Draufsicht mit Teilschnitt auf den in 1 dargestellten Greifer, wobei die Backen gegen ein drittes zu bewegendes Stück geschlossen sind;
- - 5 zeigt eine perspektivische Ansicht mit Explosionsdarstellung des in 1 dargestellten Greifers mit geöffneten Backen;
- - 6 zeigt eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform eines Greifers für Industriemanipulatoren gemäß der vorliegenden Erfindung;
- - 7 zeigt eine Draufsicht mit Teilschnitt auf den in 6 dargestellten Greifer, wobei die Backen vollständig geschlossen sind;
- - 8 zeigt eine Draufsicht mit Teilschnitt auf den in 6 dargestellten Greifer, wobei die Backen gegen ein zu bewegendes Stück geschlossen sind;
- - 9 zeigt eine perspektivische Ansicht mit Explosionsdarstellung des in 6 dargestellten Greifers mit geöffneten Backen;
- - 10 ist eine perspektivische Ansicht eines Details des in 6 dargestellten Greifers;
- - 11 ist eine perspektivische Ansicht einer dritten Ausführungsform eines Greifers für Industriemanipulatoren gemäß der vorliegenden Erfindung;
- - 12 zeigt eine perspektivische und teilweise transparente Ansicht des in 11 dargestellten Greifers mit geöffneten Backen;
- - 13 zeigt eine Draufsicht mit Teilschnitt auf den in 11 dargestellten Greifer, wobei die Backen vollständig geschlossen sind;
- - 14 zeigt eine Draufsicht mit Teilschnitt auf den in 11 dargestellten Greifer, wobei die Backen gegen ein zu bewegendes Stück geschlossen sind;
- - 15 zeigt eine perspektivische Ansicht mit Explosionsdarstellung des in 11 dargestellten Greifers;
- - 16 zeigt eine vertikale Schnittdarstellung einer vierten Ausführungsform eines Greifers für Industriemanipulatoren gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei die Backen vollständig geöffnet sind;
- - 17 zeigt eine vertikale Schnittansicht des in 16 gezeigten Greifers, wobei die Backen vollständig geschlossen sind;
- - 18 zeigt eine vertikale Schnittansicht des in 16 gezeigten Greifers, wobei die Backen gegen ein zu bewegendes Werkstück geschlossen sind;
- - 19 zeigt eine perspektivische Ansicht des in 16 dargestellten Greifers mit geöffneten Backen;
- - 20 zeigt eine Explosionsdarstellung des in 16 dargestellten Greifers;
- - 21 ist eine perspektivische Ansicht einer fünften Ausführungsform eines Greifers für Industriemanipulatoren gemäß der vorliegenden Erfindung;
- - 22 zeigt eine perspektivische und teilweise transparente Ansicht des in 21 dargestellten Greifers mit geöffneten Backen;
- - 23 zeigt eine Draufsicht mit Teilschnitt auf den in 21 dargestellten Greifer, wobei die Backen vollständig geschlossen sind;
- - 24 zeigt eine Draufsicht mit Teilschnitt auf den in 21 dargestellten Greifer, wobei die Backen gegen ein zu bewegendes Stück geschlossen sind;
- - 25 zeigt eine perspektivische Ansicht mit Explosionsdarstellung des in 21 dargestellten Greifers.
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Ausführliche Beschreibung der Erfindung
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Die 1-5 zeigen eine erste Ausführungsform 100 des erfindungsgemäßen Greifers für Industriemanipulatoren.
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Der Greifer 100 umfasst einen Körper 101, der in seinem Inneren einen Zylinder 102 definiert, in dem ein pneumatischer Kolben 103 gemäß einer typischen Zylinder-Kolben-Kopplung beweglich ist. Die Zufuhr von Druckluft erfolgt über eine Düse 105. Der Greifer umfasst zwei Backen 106 und 107, die mittels Zapfen 108 und 109 am Körper befestigt sind, so dass sie zwischen einer offenen Position, in der die Backen 106, 107 auseinandergespreizt sind - siehe 1, 2 und 5 - und einer geschlossenen Position, in der die Backen 106, 107 in Anschlag zueinander gelangen, wie in 3 dargestellt, drehbar sind. 4 zeigt eine Zwischenstellung zwischen der geöffneten und der geschlossenen Position, die als Werkstückgreifposition definiert werden kann, wobei die Backen 106, 107 leicht gespreizt und gegen ein zu bewegendes Werkstück P geschlossen sind.
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Die Schließbewegung der Backen 106, 107 wird durch den Kolben 103 verursacht, der einen keilförmigen Abschnitt 110 aufweist, der zwischen die Backen 106, 107 eingeführt wird, wenn Druckluft durch die Düse 105 zugeführt wird und der Kolben 103 sich in Richtung des Endes des Zylinders 102 bewegt, das den Backen 106, 107 näher ist, d. h. er bewegt sich in Richtung eines so genannten Schließtotpunkts. Um ein Verschließen zu gewährleisten, sind die Backen 106, 107 mit Schultern 106' und 107' (auch als proximale Enden bezeichnet) versehen, die sich von den jeweiligen Zapfen 108, 109 in Richtung des keilförmigen Teils 110 des Kolbens 103 erstrecken, und zwar auf der gegenüberliegenden Seite in Bezug auf die distalen Enden 106" und 107", die zur Aufnahme und Halterung der Stücke P dienen.
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Ein elastisches Element 111, z. B. eine Feder oder ein Gummielement, wird zwischen die Backen 106, 107 eingefügt, um die automatische Öffnung des Greifers zu bewirken, wenn der Kolben 103 in seine Ausgangsstellung zurückkehrt, d. h. wenn die Druckluftzufuhr unterbrochen wird. Die Feder 111 übt eine Kraft aus, die zur Spreizung der distalen Enden 106" und 107" der Backen 106, 107 neigt, d. h. sie neigt dazu, die Backen 106, 107 bei Beendigung der durch den keilförmigen Abschnitt 110 des Kolbens 103 ausgeübten Kraft in die offene Stellung zurückzubringen.
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In dem in den Figuren dargestellten Beispiel wirkt die Feder 111 in einer Richtung orthogonal zur Längsrichtung, in der sich der Kolben 103 bewegt.
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Der Greifer 100 umfasst einen mit 112 bezeichneten Sensor, dessen Aufgabe darin besteht, ein elektrisches Signal zu erzeugen, das die von den Backen 106, 107 eingenommene Position anzeigt. Im Gegensatz zu den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen ist der Sensor 112 bei dem Greifer 100 nicht am Rand des Kolbens 103 oder am distalen Ende 106", 107" einer der Backen 106, 107 positioniert; der Sensor 112 ist funktionell zwischen dem Kolben 103 und einer der Backen 106, 107, insbesondere zwischen dem keilförmigen Abschnitt 110 des Kolbens 103 und der Schulter 106', 107' einer der Backen 106, 107 zwischengeschaltet.
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In dem in den 1 bis 5 gezeigten Beispiel befindet sich der Sensor 112 zwischen dem Keilabschnitt 110 des Kolbens 103 und der Schulter 106' der Backe 106.
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Der Sensor 112 ist ein magnetischer Sensor, dessen Aufbau und Funktionsweise im Folgenden näher beschrieben werden.
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Betrachtet man 5, so umfasst der Sensor 112 einen ersten Abschnitt 113, der dazu bestimmt ist, an der Schulter 106' der Backe 106 befestigt zu werden und gegenüber dieser ortsfest zu sein; mit anderen Worten, der erste Abschnitt 113 des Sensors 112 ist dazu bestimmt, gemeinsam mit der Schulter 106' gegenüber dem Zapfen 108 zu rotieren. In dem gezeigten Beispiel weist der erste Abschnitt 113 des Sensors 112 Vorsprünge 114 auf, die in entsprechende Löcher 115 an der Schulter 106' der Backe 106 einrasten.
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Auf dem Abschnitt 113 des Sensors 112 ist ein elektronischer Schaltkreis 116 angeordnet, der durch den Hall-Effekt das Vorhandensein eines magnetischen Elements in einem bestimmten Abstand erfassen kann. Eine Leitung 117 dient zur Stromversorgung des elektronischen Schaltkreises 116 und zum Empfang des vom Sensor 112 erzeugten elektrischen Signals.
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Der Sensor 112 umfasst auch einen zweiten Abschnitt 118, der als Gleitschuh definiert werden kann und mittels eines Zapfens 119, der durch die Schulter 106' der Backe 106 und sowohl durch den ersten Abschnitt 113 als auch durch den zweiten Abschnitt 118 des Sensors 112 eingeführt ist, schwenkbar an dem ersten Abschnitt 113 befestigt ist. Mit anderen Worten ist der zweite Abschnitt 118 des Sensors 112 mit dem ersten Abschnitt 113 durch den Zapfen 119 scharnierartig verbunden.
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Dank dieser Ausgestaltung ist der zweite Abschnitt 118 in Bezug auf den ersten Abschnitt 113 und somit auch in Bezug auf die Schulter 106' des Backens 106 zwischen einer distalen Position, die dem maximal möglichen Winkel zwischen den beiden Teilen entspricht, und einer proximalen Position, die dem minimal möglichen Winkel zwischen den beiden Teilen 113 und 118 entspricht, beweglich.
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Wie in 5 am besten zu erkennen ist, befindet sich ein tablettenförmiges Magnetelement 120 in einem speziellen Sitz 120' im zweiten Abschnitt 118. Da sich das magnetische Element 120 zusammen mit dem zweiten Abschnitt 118 bewegt, entspricht die Erfassung der Position des magnetischen Elements 120 durch den an Bord des ersten Abschnitts 113 des Sensors 112 montierten elektronischen Schaltkreis 116 einer indirekten Messung der Winkelposition des zweiten Abschnitts 118, die ihrerseits eindeutig von der Position abhängt, die die Backe 106 zum Zeitpunkt der Erfassung einnimmt. Der zweite Abschnitt 118 bleibt immer in Anschlag gegen den keilförmigen Abschnitt 110 des Kolbens 103 und wirkt als Gleitschuh auf der entsprechenden Oberfläche, und aus diesem Grund hat der zweite Abschnitt 118 des Sensors 112 vorzugsweise eine abgerundete Oberfläche, um das Gleiten auf dem Keilabschnitt 110 des Kolbens 103 zu erleichtern.
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Ein elastisches Element 121, vorzugsweise eine Feder, ist funktionell zwischen den beiden Abschnitten 113 und 118 des Sensors 112 derart angeordnet, dass es konstant einen Druck ausübt, der dazu neigt, den zweiten Abschnitt 118 vom ersten Abschnitt 113 wegzubewegen. Gegen die Feder 121 wirkt der Kolben 103, der sich beim Schließen in Richtung des relativen Totpunkts bewegt und sich zwischen den Schultern 106' und 107' der Backen 106 und 107 einklemmt und somit die relative Bewegung des zweiten Abschnitts 118 gegenüber dem ersten Abschnitt 113 des Sensors 112 begrenzt.
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Das bedeutet, dass, wenn der Greifer 100 aktiviert ist und der Kolben 103 durch die Druckluft gedrückt wird, derselbe Kolben 103 einen Druck auf den zweiten Abschnitt 118 des Sensors 112 ausübt und dabei der von der Feder 121 ausgeübten Kraft entgegenwirkt. Wenn ein Stück P aufgenommen wird, bewirkt die neue von der Backe 106 eingenommene Winkelposition eine Drehung des zweiten Abschnitts 118 auf dem Zapfen 119 und eine entsprechende Verkleinerung des Winkels zwischen den Abschnitten 113 und 118; in diesem Fall erkennt der elektronische Schaltkreis 116 die Annäherung des magnetischen Elements 120. Bei Erreichen einer bestimmten relativen Position des magnetischen Elements 120, d. h. in dem Moment, in dem der elektronische Schaltkreis 116 feststellt, dass die Flussintensität des vom magnetischen Element 120 erzeugten Magnetfelds einen Schwellenwert erreicht, der in der Praxis einer eindeutigen Winkelposition des Abschnitts 118 des Sensors 112 entspricht und somit der erfolgten Werkstückgreifposition entspricht, erzeugt der Sensor 112 ein entsprechendes Signal.
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Wenn der Greifer 100 versehentlich das Werkstück P fallen lässt oder es gar nicht aufnimmt, stößt der Kolben 103 gegen einen Endanschlag 122 (Schließtotpunkt), ohne die Kompression des elastischen Elements 121 zu bewirken und daher ohne das der erfolgreichen Aufnahme des Werkstücks P entsprechende Signal zu erzeugen. In 4 ist zum Beispiel der Abschnitt 110 des Kolbens 103 nicht gegen den Endanschlag 122 gestoßen, wie es in 3 dargestellt ist.
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Insbesondere zeigt 2 den Greifer 100 mit vollständig geöffneten Backen 106, 107: der Winkel zwischen dem zweiten Abschnitt 118 und dem ersten Abschnitt 113 des Sensors 112 ist maximal und das magnetische Element 120 befindet sich im maximalen Abstand zum elektronischen Schaltkreis 116. 3 zeigt den Greifer 100 mit vollständig geschlossenen Backen 106, 107: Der Winkel zwischen dem zweiten Abschnitt 118 und dem ersten Abschnitt 113 des Sensors 112 ist maximal und das magnetische Element 120 befindet sich im maximalen Abstand zum elektronischen Schaltkreis 116. 4 zeigt den Greifer 100 mit den Backen 106, 107 in einer zwischenliegenden Greifposition des Werkstückes P: Der Winkel zwischen dem zweiten Abschnitt 118 und dem ersten Abschnitt 113 des Sensors 112 ist minimal, und das magnetische Element 120 befindet sich in einer dem elektronischen Schaltkreis 116 näher gelegenen Position aufgrund der Winkelabweichung der Backe 106 gegenüber der Schliessposition.
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Durch die oben beschriebene Lösung ist der Industriemanipulator in der Lage ein mögliches Herunterfallen des Werkstücks P oder eine eventuell fehlgeschlagene Aufnahme zu bestimmen. In beiden Fällen fehlt die Freigabe des Sensors 112 und der Manipulator hält an, d.h. er stoppt den Greifer 100.
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Die beschriebene Lösung bringt mehrere Vorteile mit sich.
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Erstens bleibt der Raum um die Backen 106, 107 völlig frei: Der Sensor 112 ist nicht an einem distalen Ende 106" oder 107" der Backen 106, 107 angebracht, d. h. er ist nicht an dem Abschnitt der Backen 106, 107 angebracht, der mit dem zu bewegenden Werkstück P zusammenwirken muss. Dadurch kann der Greifer 100 besser ausgenutzt werden.
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Zweitens führt das Fehlen des Sensors 112 zwischen den distalen Enden 106" oder 107" der Backen 106, 107 dazu, dass der Greifer 100 symmetrisch wird, da die Backen 106 und 107 symmetrisch sind und sich spiegelbildlich gegenüber der Längsachse des Greifers 100 bewegen, entlang der das Werkstück P während der Handhabung gehalten wird.
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Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass der Sensor 112 mit preiswerten Komponenten hergestellt werden kann: Es ist nämlich nicht erforderlich, dass der Sensor 112 vom Typ mit geringer Hysterese oder analog sein muss, da die Funktionsweise des Sensors 112 auch von dem Vorhandensein des Federelements 121 abhängt. Genauer gesagt wird die Elastizitätskonstante der Feder 121 so gewählt, dass die Feder 121 nur dann zusammengedrückt werden kann, wenn der Greifer 100 das Werkstück P aufnimmt; wenn der Greifer 100 das Werkstück aufgrund eines Fehlers nicht aufnimmt, wird die Feder 121 nicht zusammengedrückt.
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Die Schließbewegung der Backen 106, 107 auf einem Werkstück wird unter Bezugnahme auf die 2, 2A, 3 und 4A-4C beschrieben, wobei der Fall betrachtet wird, in dem der Greifer 100 drei Werkstücke mit kreisförmigem Querschnitt, aber unterschiedlichen Durchmessern, jeweils P', P" und P"', aufnehmen muss.
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Beispielsweise kann sich der Greifer 100 zunächst mit geöffneten Backen 106, 107, wie in 2 gezeigt, oder mit geschlossenen Backen 106, 107 wie in 3, gezeigt, befinden, wenn der Befehl zum Aufnehmen eines Werkstücks P eingeht.
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Es sei darauf hingewiesen, dass bei der Schließbewegung der Backen 106, 107 aus der in 2 gezeigten Position heraus, solange die Backen nicht auf dem Werkstück P schließen, der Winkel zwischen dem zweiten Abschnitt 118 und dem ersten Abschnitt 113 des Sensors 112 maximal ist und das magnetische Element 120 sich in der am weitesten von dem elektronischen Kreis 116 entfernten Position befindet.
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Mit anderen Worten, während der Schließbewegung der Backen 106, 107, solange beide Backen nicht gegen das zu bewegende Werkstück P in Anschlag gelangen, bewegt sich der zweite Abschnitt 118 des Sensors 112, d.h. das Gleitstück, in feste Verbindung mit der Backe 106, d.h. es findet keine relative Drehung zwischen diesen Elementen auf dem Zapfen 119 statt.
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Dieses Verhalten ist darauf zurückzuführen, dass der Keilabschnitt 110 des Kolbens 103 nicht in der Lage ist, den zweiten Abschnitt 118 des Sensors 112 gegenüber der Backe 106 auf dem Zapfen 119 zu drehen, solange die Vorspannung des elastischen Elements 121 nicht überschritten wird; dieser Überschreitungszustand tritt nur ein, wenn die Backen 106, 107 ein Stück P greifen und der Keilabschnitt 110 des Kolbens 103 sich weiter in die Richtung bewegt, die der Aufspreizung der Abschnitte 106' und 107' der Backen 106 und 107 entspricht.
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Auf diese Weise, d. h. durch die Verhinderung der relativen Drehung des zweiten Abschnitts 118 des Sensors 112 gegenüber der Backe 106, solange die Backen 106 und 107 das Werkstück P nicht festklemmen, wird das magnetische Element 120 von dem Sensor 112 ferngehalten. Dieser Umstand ist vorteilhaft, da falsch-positive Signale vermieden werden bei gleichzeitiger Verwendung preiswerter Sensoren 112, die nicht unbedingt eine geringe Hysterese aufweisen.
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2A zeigt den Greifer 100 zu einem Zeitpunkt, zu dem sich die Backen 106, 107 auf einem Werkstück P schließen (schematisch gezeigt sind Werkstücke P mit drei verschiedenen Durchmessern): der Winkel zwischen dem zweiten Abschnitt 118 und dem ersten Abschnitt 113 des Sensors 112 bleibt während der Schließbewegung konstant und vorzugsweise gleich dem Maximalwert, bis sich die Backen auf dem Stück P schließen, und danach nimmt der besagte Winkel ab, bis sich der zweite Abschnitt 118 des Sensors 112 dreht und das Ende seines Hubs erreicht, was dem Anschlag des Magneten 120 auf dem Sensor 112 und einem Nullwinkel entspricht.
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4A-4C zeigen den Greifer 100 mit Backen 106, 107 (insbesondere Abschnitten 106" und 107"), die auf einem Werkstück P' mit kleinem Durchmesser, einem Werkstück P" mit mittlerem Durchmesser bzw. einem Werkstück P'" mit großem Durchmesser geschlossen sind.
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Wie ersichtlich, ist in allen drei Fällen der Winkel zwischen dem zweiten Abschnitt 118 und dem ersten Abschnitt 113 des Sensors 112 gleich Null: Der Magnet 120 befindet sich in Anschlag gegen den Sensor und dabei wird das Signal zum Greifen des Werkstücks, d. h. das Signal der Werkstückgreifstellung, erzeugt, das anzeigt, dass das Werkstück P', P", P"' zwischen den Backen 106, 107 geschlossen ist.
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Aufgrund der Tatsache, dass sich die Backe 106 und der zweite Abschnitt 118 des Sensors 112 zunächst miteinander fest und dann relativ zueinander drehen, ist es möglich, unabhängig vom Durchmesser des Werkstücks P', P", P"' ein durchgängig korrektes Signal vom Sensor 112 zu erhalten, ohne dass es zu falschen Positiven kommt.
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Die 6-9 zeigen eine zweite Ausführungsform 200 des Greifers gemäß der vorliegenden Erfindung, die der ersten Ausführungsform 100 entspricht. Auch bei dieser Ausführungsvariante schwenken die beiden Backen 206 und 207 auf den jeweiligen Zapfen 208, 209 gegenüber dem Körper 201 im Ansprechen auf die von einem pneumatischen Kolben 203 ausgeübten Beanspruchungen, der die Funktion eines Aktuators hat und sich abwechselnd in Längsrichtung in einem im Körper 201 ausgebildeten Zylinder 202 bewegt.
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Ein elastisches Element 211, konkret eine vorgespannte Feder, ist zwischen den beiden Backen 206, 207 auf der den Zapfen 208, 209 gegenüberliegenden Seite des Kolbens 203 angeordnet, um die Backen 206, 207 in die offene Stellung zu bringen, wenn der Kolben 203 in den Zylinder 202 einfährt. Mit anderen Worten, die Feder 211 übt einen Druck auf die distalen Enden 206" und 207" der Backen 206, 207 aus, um sie auseinander zu spreizen, und der Kolben 203 übt einen Druck auf die Schultern 206' und 207' der Backen 206, 207 mittels eines keilförmigen Abschnitts 210 aus, der sich genau zwischen den Schultern 206' und 207' einfügt, um sie entgegen der von der Feder 211 ausgeübten Kraft auseinander zu drücken.
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Der Sensor 212 umfasst einen ersten an der Schulter 206' der Backe 206 befestigbaren Abschnitt 213 und einen zweiten an dem ersten Abschnitt 213 mittels eines Zapfens 219 scharnierartig befestigten Abschnitt 218. Ein elastisches Element 221, vorzugsweise eine Feder, ist zwischen den beiden Abschnitten 213 und 218 des Sensors 212 zwischengeschaltet. Ein in 9 sichtbares magnetisches Element 220 ist in den zweiten Abschnitt 218 des Sensors eingesetzt; ein elektronischer Schaltkreis 216 zur Erfassung des magnetischen Elements 220 ist am ersten Abschnitt 213 des Sensors 212 angebracht.
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Der zweite Abschnitt 218 hat einen abgerundeten Abschnitt, der mit dem Keilabschnitt 210 des Kolbens 203 als Gleitschuh zusammenwirken soll. Die Hin- und Herbewegung des Kolbens 203 begrenzt die Drehung des zweiten Abschnitts 218 des Sensors 212 gegenüber dem ersten Abschnitt 213.
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Der Keilabschnitt 210 des Kolbens 203 stößt gegen den Endanschlag 222, wenn sich die Backen 206, 207 in der in 7 gezeigten geschlossenen Stellung befinden. In der in 8 gezeigten Werkstückgreifposition P berührt der Keilabschnitt 210 des Kolbens 203 jedoch nicht den Endanschlag 222.
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6 zeigt der Greifer 200 mit geöffneten Backen 206 und 207 aufgrund des von der Feder 211 ausgeübten Drucks. 7 zeigt der Greifer 200 mit geschlossenen Backen 206 und 207 aufgrund des vom Kolben 203 ausgeübten Hubes. 8 zeigt den Greifer 200 mit den Backen 206 und 207 in der Werkstückgreifposition P, d.h. mit einem von den distalen Enden 206" und 207" festgehaltenen Werkstück P.
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Die Funktionsweise des Greifers 200 ist ähnlich wie die des oben beschriebenen Greifers 100.
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10 ist eine perspektivische Explosionsansicht der Backe 206 und des Sensors 212 des Greifers 200. Wie zu erkennen ist, ist der erste Abschnitt 213 des Sensors 212 mit einer Aussparung 213' versehen, in die der elektronische Schaltkreis 216 (in 10 der Einfachheit halber nicht dargestellt) gleitend eingesetzt wird, wobei die Möglichkeit besteht, die Endposition des elektronischen Schaltkreises 216 einzustellen und zu verriegeln. Der erste Abschnitt 213 ist gelocht, um das Einsetzen des Zapfens 219 entlang einer zu den Zapfen 208 und 209 parallelen Achse zu ermöglichen. Die Schulter 206' der Backe 206 ist gabelförmig und ebenfalls mit gegenüberliegenden Löchern 215 versehen, in die seitlich am ersten Abschnitt 213 des Sensors 212 vorgesehene elastische Vorsprünge 214 eingerastet werden. Im zweiten Abschnitt 218 des Sensors 212 ist ein Loch 218' eingearbeitet, um den Zapfen 219 aufzunehmen und die scharnierartige Kopplung mit dem ersten Abschnitt 213 zu ermöglichen. Am zweiten Abschnitt 218 sind zwei Sitze 226 und 223 zur Aufnahme der Feder 221 bzw. des Magnetelements 220 vorgesehen. Geeignete Anschlagflächen 224 verhindern, dass sich der erste Abschnitt 213 gegenüber der Schulter 206' der Backe 206 drehen kann, wenn der Sensor 212 sachgemäß daran angebracht ist. Die Bezugsnummer 225 bezeichnet den abgerundeten Abschnitt des Sensors 212 und insbesondere des zweiten Abschnitts 218, der dazu bestimmt ist, sich auf dem Keilabschnitt 210 des Kolbens 213 wie ein Gleitschuh zu bewegen, so dass der zweite Abschnitt 218 im Ansprechen auf die von der Backe 206 während des Greifens des Werkstücks P ausgeübte Beanspruchung entsprechende Drehungen gegenüber dem ersten Abschnitt 213 ausführen kann.
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Auch bei dieser zweiten Ausführungsform 200 bleibt der Raum um die Backen 206, 207 völlig frei: Der Sensor 212 ist nicht an einem distalen Ende 206" oder 207" der Backen 206, 207 angebracht, d. h. er ist nicht an dem Abschnitt der Backen 206, 207 angebracht, der mit dem zu bewegenden Werkstück P zusammenwirken muss.
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Auch der Sensor 212 kann aus preiswerten Bauteilen hergestellt werden, da er nicht unbedingt vom Typ mit geringer Hysterese sein muss. Die Elastizitätskonstante der Feder 221 so gewählt, dass die Feder 221 nur dann zusammengedrückt werden kann, wenn der Greifer 200 das Werkstück P aufnimmt; wenn der Greifer 200 das Werkstück P aufgrund eines Fehlers nicht aufnimmt, wird die Feder 221 nicht zusammengedrückt und der Sensor 212 erkennt diesen Umstand.
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Die 11-15 zeigen eine dritte Ausführungsform 300 des Greifers. Es handelt sich um einen pneumatischen Greifer 300, dessen Aktuator ein Kolben 303 ist, der sich innerhalb eines im Körper 301 des Greifers 300 definierten Zylinders 302 entlang einer bestimmten Längsrichtung bewegt. Im Gegensatz zu den oben beschriebenen Greifern 100 und 200 drehen sich beim Greifer 300 die Backen 306 und 307 nicht, sondern fahren aufeinander zu und voneinander weg. Mit anderen Worten, die Greifer 100 und 200 sind Winkelgreifer und der Greifer 300 ist ein Greifer mit parallelen Backen 306, 307.
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Die Backen 306, 307 sind auf einer am Körper 301 des Greifers 300 befestigten Spezialführung 301' verschiebbar. Die Führung 301' ist orthogonal zur Längsverschiebungsrichtung des Kolbens 303 ausgerichtet: Die Verstellung des Kolbens 303 in seinem Schließtotpunkt bestimmt die Annäherung der Backen 306, 307 aneinander, und umgekehrt bewirkt die Entfernung des Kolbens 303 vom Schließtotpunkt die Entfernung der Backen 306, 307 voneinander, und zwar aufgrund der vom elastischen Element 311 ausgeübten Kraft.
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Die Backen 306, 307 werden auf der Führung 301' durch entsprechende Schwenkarme 330, 331 bewegt, die am Körper 301 des Greifers 300 im Bereich der Zapfen 308 und 309 angelenkt sind. Die Schwenkarme 330 und 331 weisen jeweils einen genoppten Abschnitt 332, 333 auf, der sich in die entsprechende Backe 306, 307 einfügt, um die Schübe in die beiden Translationsrichtungen zu übertragen.
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In dieser Ausführungsform 300 sind die distalen Enden 306", 307" der Backen 306, 307 in den in den Figuren gezeigten Nutensteinen auf der Führung 301' und die proximalen Enden 306", 307" in den Schwenkarmen 330 und 331 vorgesehen, die im Sinne der vorliegenden Erfindung als Teile der Backen 306, 307 betrachtet werden können, auch wenn sie nicht einstückig mit ihnen ausgeführt sind.
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11 zeigt den Greifer 300 mit geöffneten Backen 306, 307 in einer Draufsicht und in der Perspektive. Erkennbar sind die Feder 311, die dem Kolben 303 und der Führung 301' entgegenwirkt, sowie der Sensor 312, der funktionell zwischen dem Kolben 303 und dem proximalen Ende 306" der Backe 306 angeordnet ist. 12 zeigt eine Aufsicht in perspektivischer Darstellung und in teilweiser Transparenz des Greifers 300. Der Kolben 303 befindet sich im Öffnungstotpunkt (entgegengesetzt zum Schließtotpunkt) und übt daher mit seinem keilförmigen Abschnitt 310 keinen Druck auf die Schwenkarme 330, 331 aus, so dass die Feder 311 die Schwenkarme 330, 331 gespreizt und damit die Backen 306, 307 offen hält. 13 zeigt eine Draufsicht und Schnittansicht (in Längsrichtung) des Greifers 300 in der Ausführung mit vollständig geschlossenen Backen 306, 307; der Kolben 303 befindet sich in seinem Schließtotpunkt in Anschlag gegen den Endanschlag 322 und sein keilförmiger Abschnitt 310 ist zwischen den Schwenkarmen 330, 331 eingefügt, um sie in dem Bereich zwischen demselben Kolben 303 und den Zapfen 308, 309 zu spreizen. In dieser Ausführung sind die genoppten Abschnitte 332, 333 der Schwenkarme 330, 331 am kürzesten voneinander entfernt. 14 zeigt eine Draufsicht und einen Schnitt (in Längsrichtung) des Greifers 300 in der Ausführung mit den Backen 306, 307 in der Greifposition des Werkstücks P, d. h. in Anschlag gegen ein zu bewegendes Werkstück P, und zwar von gegenüberliegenden Seiten desselben.
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Bedenkt man, dass der erste Abschnitt 313 des Sensors 312 an dem Schwenkarm 330 befestigt ist, der auch das proximale Ende 306' der Backe 306 definiert, ergibt sich folgende Funktionsweise des Greifers 300. Bewegt sich der Kolben in Richtung des jeweiligen Schließtotpunkts, wirkt er dem zweiten Abschnitt 318 des Sensors 312 entgegen und begrenzt dessen Drehung um den Zapfen 319 gegenüber dem ersten Abschnitt 313, der in Bezug auf den Schwenkarm 330 ortsfest bleibt. Der im ersten Abschnitt 313 eingefügte und daran befestigte elektronische Schaltkreis 316 erzeugt ein elektrisches Signal, das die Position des magnetischen Elements 320 gegenüber dem elektronischen Schaltkreis 316 selbst anzeigt. Die Feder 321 dient dazu, den zweiten Abschnitt 318 in seine Ausgangsposition zurückzubringen, wenn der Greifer 300 deaktiviert wird, d.h. wenn der Kolben 303 nicht mehr mit Druckluft versorgt wird. In ähnlicher Weise öffnet die Feder 311 die Backen 306, 307 wieder auf, wenn der Kolben 303 in seinen Öffnungstotpunkt zurückkehrt.
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Wie bereits für die Greifer 100 und 200 erläutert wurde, trägt auch für die Greifer 300 die Anwesenheit der Feder 321 zwischen den beiden Abschnitten 313, 318 des Sensors 312 zur Wirksamkeit des Systems bei. Aus dem Vergleich der 13 und 14 geht hervor, dass die Feder 321 bei geschlossenen Backen 306, 307 nicht oder nur geringfügig zusammengedrückt ist, während die Feder 321 zusammengedrückt ist, wenn die Backen 306, 307 das Werkstück P ergreifen. Wie oben erläutert, arbeitet die Feder 321 mit dem elektronischen Schaltkreis 316 und dem magnetischen Element 320 zusammen, um zu ermöglichen, dass der Sensor 312 ohne Fehler den Fall des nicht vorhandenen Werkstücks P zwischen den Backen 306, 307 erfassen kann. Dank der beschriebenen Anordnung wird die Feder 321 nur in dem in 14 dargestellten Fall zusammengedrückt, in dem die Backen 306, 307 das Werkstück P tatsächlich ergreifen, anderenfalls bleibt die Feder 321 nicht oder nur teilweise zusammengedrückt. Der Grund dafür ist, dass die Backe 306 gegenüber der Schließstellung gedreht ist, wenn ein Werkstück P gehalten wird. Daraus folgt, dass bei geeigneter Wahl der Federkonstante 321, z. B. im Rahmen von Versuchen, der Sensor 312 ohne Komponenten mit geringer Hysterese hergestellt werden kann.
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Auch der Greifer 300 ist selbstzentrierend, wie die oben beschriebenen Greifer 100 und 200. Aus 14 ist ersichtlich, dass das Werkstück P entlang der Längsachse des Greifers 300 gehalten wird.
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Die 16-20 zeigen eine vierte Ausführungsform 400 des Greifers. Es handelt sich um einen Winkelgreifer mit pneumatischem Aktuator 440, der orthogonal zur Längsachse steht, entlang derer das Werkstück P gehalten wird. Die 16-18 zeigen den Greifer 400 in der Draufsicht und im Längsschnitt, jeweils mit geöffneten und geschlossenen Backen 406, 407, die das Werkstück P greifen. Die 19 zeigt den Greifer 400 in der Draufsicht und in der Perspektive mit geöffneten Backen 406, 407. 20 zeigt eine Explosionsdarstellung des Greifers 400.
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Genauer gesagt sind die Backen 406, 407 auf dem Körper 401 des Greifers 400 drehbar bzw. schwenkbar auf den Zapfen 408, 409 gelagert. Die Druckluft wird über die Düse 405 in den Körper 401 eingespeist. Im Inneren des Körpers 401 befindet sich ein Volumen 440, das mit der Düse 405 verbunden und in zwei gegenüberliegende Kammern 441 und 442 unterteilt ist, die auf gegenüberliegenden Seiten gegenüber der Düse 405 angeordnet sind und in denen die jeweiligen Pneumatikkolben 403' und 403" beweglich sind. Die durch die Düse 405 eingeführte Druckluft verursacht die Auseinanderbewegung der Kolben 403' und 403" in ihren jeweiligen Kammern 441 und 442; die Kolben 403' und 403" gleiten in ihren jeweiligen Kammern 441 und 442 und sind durch eine Teleskopkupplung miteinander verbunden. Insbesondere weist der Kolben 403' einen Schaft auf, der teilweise verschiebbar in den Kolben 403' eingesetzt ist.
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Der Kolben 403' drückt auf die Schulter 406' der Backe 406 und der Kolben 403" auf die Schulter 407' der Backe 407, so dass bei Aktivierung des Greifers durch Zufuhr von Druckluft die Kolben 403', 403" sich voneinander entfernen und die Schultern 406', 407' der Backen 406, 407 spreizen, wodurch diese sich auf den Zapfen 408, 409 drehen und sich die distalen Enden 406" und 407" derselben Backen 406, 407 aufeinander zu bewegen. Wie bereits erwähnt, erfolgt die Bewegung der Kolben 403', 403" in einer Richtung orthogonal zur Längsachse des Greifers 400.
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Wenn der Greifer 400 deaktiviert wird, bringt ein elastisches Element 411, konkret eine Feder, die Backen 406, 407 in die in den 16 und 19 dargestellte offene Position zurück. Die Feder 411 ist in einem eigens dafür vorgesehenen Sitz im Körper 401 des Greifers 400 untergebracht, wobei der Sitz parallel zur Bewegungsrichtung der Kolben 403', 403" ausgerichtet ist, ihnen aber selbstverständlich in Bezug auf die Zapfen 408, 409 entgegengesetzt angeordnet ist.
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Der Greifer 400 ist mit einem Sensor 412 ausgestattet, der an Bord der Backe 407, und insbesondere an der Schulter 407' angeordnet ist. In 20 wurde der Sensor 412 der Einfachheit halber weggelassen, ist aber in den 16-19 deutlich sichtbar.
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Der Sensor 412 besteht aus einem mit der Schulter 407' der Backe 407 einteilig ausgebildeten ersten Teil 413, in dem sich ein elektronischer Schaltkreis 416 befindet, der mit einer Signal-LED 450 ausgestattet ist. Das magnetische Element 420 des Sensors 412 ist an Bord des Kolbens 403" in einem entsprechenden Sitz untergebracht, und eine Feder 421 ist funktionell zwischen dem Kolben 403" und der Schulter 407" der Backe 407 zwischengeschaltet. Die Feder 421 wird auf dem Kolben 403" mit Hilfe der Schulter 407' der Backe 407 gehalten, die ein unbeabsichtigtes Herausfallen der Feder 421 verhindert.
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Die Funktionsweise des Sensors 412 ist folgendermaßen. In dem in 16 dargestellten Ausgangszustand des inaktiven Greifers 400 mit geöffneten Backen 406, 407 ist die Feder 421 nicht oder nur geringfügig zusammengedrückt, und das magnetische Element 420 befindet sich in einem ersten Abstand von dem elektronischen Schaltkreis 416. Wird der Greifer 400 aktiviert, d. h. mit Druckluft beaufschlagt, drücken die Kolben 403' und 403" die Backen 406, 407 in die in 17 gezeigte Schließstellung: Da die Kolben 403' und 403" an den Federringen 436 und 437 einen Endanschlag erreichen, führt das Auseinanderfahren der Kolben 403', 403" zueinander nicht zur Kompression der Feder 421.
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Mit anderen Worten stoppen die Federringe 436 und 437 die Kolben 403' und 403" und verhindern, dass das magnetische Element 420 den elektronischen Schaltkreis 416 beansprucht, wenn der Greifer 400 sich im Leerlauf schließt, d.h. wenn das Werkstück P nicht aufgenommen und zwischen den Backen 406, 407 gehalten wird.
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Nimmt der Greifer 400 ein Werkstück P auf, wie in 18 dargestellt, wird der Platzbedarf des Werkstücks P durch das Zusammendrücken der Feder 421 ausgeglichen: In dieser Position ist die Schulter 407' der Backe 407 näher am Kolben 403" als in der in 17 gezeigten Position und somit ist das magnetische Element 420 näher an dem elektronischen Schaltkreis 416 angeordnet, der dessen Anwesenheit erkennt und die LED 450 einschaltet, um zu bestätigen, dass das Werkstück P aufgenommen worden ist. Die Deaktivierung des Greifers 400 verursacht die Rückkehr der Komponenten in die Ausgangsposition der 16.
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Daher erfolgt auch beim Greifer 400 die Einfederung der Feder 421 des Sensors 412 nur beim Aufnehmen des Werkstücks P, während in allen anderen Stellungen der Backen 406, 407 keine wesentliche Einfederung der Feder 421 erfolgt. Die Feder 421 arbeitet mit dem elektronischen Schaltkreis 416 und dem magnetischen Element 420 zusammen, um wirksam sowie fehlerfrei und auf einfache Art und Weise den Greifzustand des Werkstücks P zu erkennen.
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Aber auch in dem Greifer 400 beansprucht der Sensor 412 nicht den Raum um die Backen 406, 407, welcher somit vollständig nutzbar bleibt. Auch für den Greifer 400 ist kein teurer Sensor 412 erforderlich.
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Ausgehend von den angegebenen Beispielen kann das folgende Verfahren zur Erfassung der Anwesenheit eines Werkstücks P zwischen den Backen eines Greifers für Industriemanipulatoren in Betracht gezogen werden. Das Verfahren beruht darauf, dass ein Magnetsensor 112, 212, 312, 412 nicht wie bei herkömmlichen Lösungen zwischen den distalen Enden der Backen platziert wird, zwischen denen sich das zu bewegende Werkstück P befindet, sondern in einer anderen Position, die funktionell zwischen dem Greiferaktuator und den proximalen Enden bzw. Schultern der Backen liegt.
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Der Sensor 112, 212, 312, 412 wird mit einem magnetischen Element 120, 220, 320, 420 realisiert, das in Abhängigkeit von der relativen Position der Backen 106-107, 206-207, 306-307, 406-407 in eindeutiger Weise gegenüber einem entsprechenden elektronischen Erfassungsschaltkreis 116, 216, 316, 416 beweglich ist, und mit einem elastischen Element 121, 221, 321, 421, das der Annäherung des magnetischen Elements 120, 220, 320, 420 gegenüber dem elektronischen Schaltkreis 116, 216, 316, 416 entgegenwirkt. Durch die Wahl des richtigen Federelements, d.h. die Wahl der von diesem Element ausgeübten Kraft, wird der Greifer so eingerichtet, dass das Federelement 121, 221, 321, 421 nur dann komprimiert wird, wenn der Greifer 100, 200, 300, 400 tatsächlich ein Werkstück P hält.
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Dieses Verfahren hat prinzipiell zwei Vorteile:
- - Im Vergleich zur traditionellen Lösung, bei der das magnetische Element auf dem Kolben positioniert ist und der Sensor folglich vom analogen Typ oder mit geringer Hysterese sein muss, ist das erfindungsgemäße Verfahren auch mit preiswerteren digitalen ON-OFF-Sensoren umsetzbar, da das elastische Element 121, 221, 321, 421 die korrekte Funktionsweise gewährleistet, d.h. es garantiert, dass der Sensor 112, 212, 312, 412 nur dann ein Greifsignal des Werkstücks P erzeugt, wenn sich das Werkstück P tatsächlich zwischen den Backen 106-107, 206-207, 306-307, 406-407 des Greifers befindet;
- - Im Vergleich zur herkömmlichen Lösung, bei der das magnetische Element auf einer Greiferbacke positioniert wird, kann das erfindungsgemäße Verfahren durch die Positionierung des Sensors 112, 212, 312, 412 in Kontakt mit dem Aktuator in einer weniger Platzt raubenden Position durchgeführt werden.
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Auch wenn in den 1-20 beispielhaft Greifer mit zwei Backen 100, 200, 300, 400 gezeigt wurden, ist die vorliegende Erfindung auch auf Greifer mit nur einer Backe oder mit mehr als einer Backe, z. B. Greifer mit drei Radialbacken, anwendbar.
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Auch wenn die 1-20 beispielhaft Greifer 100, 200, 300, 400 mit pneumatischem Aktuator zeigen, ist die vorliegende Erfindung im Allgemeinen auch auf Greifer mit hydraulischem oder elektrischem Aktuator anwendbar.
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Die 21-25 zeigen eine fünfte Ausführungsform 500 des erfindungsgemäßen Greifers, für die sich der Anmelder das Recht vorbehält, eine Teilpatentanmeldung einzureichen. Auch hier handelt es sich um einen Winkelgreifer 500, bei dem zwei Backen 506 und 507 auf den jeweiligen Zapfen 508, 509 gegenüber dem Körper 501 schwenken im Ansprechen auf die von einem pneumatischen Kolben 503 ausgeübten Beanspruchungen, der die Funktion eines Aktuators hat und sich abwechselnd in Längsrichtung in einem im Körper 501 ausgebildeten Zylinder 502 bewegt.
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Ein elastisches Element 511, konkret eine vorgespannte Feder, ist zwischen den beiden Backen 506, 507 auf der den Zapfen 508, 509 gegenüberliegenden Seite des Kolbens 503 angeordnet, um die Backen 506, 507 in die offene Stellung zu bringen, wenn der Kolben 503 in den Zylinder 502 einfährt. Mit anderen Worten, die Feder 511 übt einen Druck auf die distalen Enden 506" und 507" der Backen 506, 507 aus, um sie auseinander zu spreizen, und der Kolben 503 übt einen Druck auf die Schultern 506' und 507' der Backen 506, 507 mittels eines keilförmigen Abschnitts 510 aus, der sich genau zwischen den Schultern 506' und 507' einfügt, um sie entgegen der von der Feder 511 ausgeübten Kraft auseinander zu drücken.
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Der Greifer 500 umfasst einen pneumatischen Sensor 512. Der Sensor 512 umfasst seinerseits einen ersten an der Schulter 506' der Backe 506 befestigbaren Abschnitt 513 und einen zweiten an dem ersten Abschnitt 513 mittels eines Zapfens 519 scharnierartig befestigten Abschnitt 518. Ein elastisches Element 521, vorzugsweise eine Feder, ist zwischen den beiden Abschnitten 513 und 518 des Sensors 512 zwischengeschaltet.
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Im ersten Abschnitt 513 ist eine Leitung 513' definiert, die über eine Düse mit einer externen Vakuumquelle, z. B. einem Absauger oder einer Vakuumpumpe, verbunden werden kann, so dass in der Leitung 513' ein Unterdruck oder Vakuum erzeugt werden kann.
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Ein vorzugsweise kugelförmiges bspw. in den Figuren gezeigtes Verschlussorgan 520, beispielsweise aus Gummi, ist in den zweiten Abschnitt 518 des Sensors 512 eingesetzt; im Gegensatz zu den oben beschriebenen Lösungen, die mit einem elektronischen Schaltkreis zur Erfassung eines magnetischen Elements ausgestattet sind, ist im pneumatischen Sensor 512 keine Erfassung eines magnetischen Elements durch den Hall-Effekt vorgesehen, sondern eine Erfassung des Druckwerts (insbesondere des Unterdrucks) in der Leitung 513, wie nachfolgend beschrieben wird.
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Der zweite Abschnitt 518 hat einen abgerundeten Abschnitt, der mit dem Keilabschnitt 510 des Kolbens 503 als Gleitschuh zusammenwirken soll. Die Hin- und Herbewegung des Kolbens 503 bewirkt eine Drehung des zweiten Abschnitts 518 des Sensors 512 gegenüber dem ersten Abschnitt 513 und damit eine relative Verschiebung des Verschlussorgans 520 gegenüber dem ersten Abschnitt 513 und damit gegenüber der Leitung 513'.
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Der Keilabschnitt 510 des Kolbens 503 stößt gegen den Endanschlag 522, wenn sich die Backen 506, 507 in der in 23 gezeigten geschlossenen Stellung befinden. In der in 24 gezeigten Werkstückgreifposition P berührt der Keilabschnitt 510 des Kolbens 503 jedoch nicht den Endanschlag 522.
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21 und 22 zeigen der Greifer 500 mit geöffneten Backen 506 und 507 aufgrund des von der Feder 511 ausgeübten Drucks. 23 zeigt der Greifer 500 mit geschlossenen Backen 506 und 507 aufgrund des vom Kolben 503 ausgeübten Hubes. 24 zeigt den Greifer 500 mit den Backen 506 und 507 in der Werkstückgreifposition P, d.h. mit einem von den distalen Enden 506" und 507" festgehaltenen Werkstück P.
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25 zeigt eine perspektivische Explosionsansicht des Greifers 500. Wie ersichtlich ist der erste Abschnitt 513 gelocht, um das Einsetzen des Zapfens 519 entlang einer zu den Zapfen 508 und 529 parallelen Achse zu ermöglichen. Der proximale Abschnitt oder die Schulter 506' der Backe 506 ist gabelförmig und ebenfalls mit gegenüberliegenden Löchern 515 versehen, in die seitlich am ersten Abschnitt 513 des Sensors 512 vorgesehene elastische Vorsprünge 514 eingerastet werden. Im zweiten Abschnitt 518 des Sensors 512 ist ein Loch 518' eingearbeitet, um den Zapfen 519 aufzunehmen und die scharnierartige Kopplung mit dem ersten Abschnitt 513 zu ermöglichen. Am zweiten Abschnitt 518 sind zwei Sitze zur Aufnahme jeweils der Feder 521 bzw. des Verschlussorgans 220 vorgesehen. Geeignete Anschlagflächen 524 verhindern, dass sich der erste Abschnitt 513 gegenüber der Schulter 506' der Backe 506 drehen kann, wenn der Sensor 512 sachgemäß daran angebracht ist. Die Bezugsnummer 525 bezeichnet den abgerundeten Abschnitt des Sensors 512 und insbesondere des zweiten Abschnitts 518, der dazu bestimmt ist, sich auf dem Keilabschnitt 510 des Kolbens 513 wie ein Gleitschuh zu bewegen, so dass auf den zweiten Abschnitt 518 entsprechende Drehungen gegenüber dem ersten Abschnitt 513 übertragen werden.
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Insbesondere mit Bezug auf die 23 und 24 können bei der Aktivierung des Greifers 500, d. h. wenn der Kolben 503 die Backen 506, 507 in den Schließzustand drückt, zwei Umstände eintreten:
- - In einem ersten Fall nimmt der Greifer 500 das Werkstück P nicht auf, wie in 23 dargestellt. Zwischen dem ersten Abschnitt 513 und dem zweiten Abschnitt 518 des Sensors 512 ist ein Winkel definiert, und das Verschlussorgan 520 verschließt die Leitung 513' nicht. Ein geeignetes externes Gerät, das zur Erfassung des Unterdrucks in der Leitung 513' ausgelegt ist, ermittelt einen ersten Wert, der z. B. -0,3 bar entspricht;
- - In einem zweiten Fall nimmt der Greifer ein Werkstück P auf und hält es zwischen den Backen 506 und 507. Der zweite Abschnitt 518 des Sensors 512 gelangt durch den von der Backe 506 ausgeübten Druck in Anschlag mit dem ersten Abschnitt 513, und das Verschlussorgan 520 verschließt die Leitung 513'. Das externe Gerät erfasst einen zweiten Wert des Unterdrucks in der Leitung 513', der zum Beispiel -0,8 bar entspricht.
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Die Funktionsweise des Sensors 512 ist daher einfach und beruht auf der Erfassung des Druckwerts (Unterdruck) in der Leitung 513': Anhand der Veränderung des Messwerts lässt sich der Fall, in dem der Greifer 500 ein Stück P korrekt aufgenommen hat, von dem Fall unterscheiden, in dem der Greifer 500 leer gelaufen ist, ohne das Stück P aufzunehmen.
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Auch bei dieser fünften Ausführungsform 500 bleibt der Raum um die Backen 506, 507 völlig frei: Der Sensor 512 ist nicht an einem distalen Ende 506" oder 507" der Backen 506, 507 angebracht, d. h. er ist nicht an dem Abschnitt der Backen 506, 507 angebracht, der mit dem zu bewegenden Werkstück P zusammenwirken muss.
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Auch der Sensor 512 kann mit preiswerten, auf dem Markt leicht erhältlichen Bauteilen hergestellt werden und hat außerdem den Vorteil, dass der Druckwert in der Leitung 513' mit an den Sensor 512 angeschlossenen und auch entfernt gelegenen externen Mitteln abgelesen werden kann, die sehr genau sowie bewegungs- und beanspruchungsfrei sind, da sie ja nicht an Bord des Greifers 500 montiert sind.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2009172735 [0011]
- US 2017182668 [0012]
- US 2018207807 [0013]
- JP 3825449 [0014]
- US 6145904 [0015]
- US 2009127879 [0015]
