DE202009002179U1 - Device for handling workpieces - Google Patents
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Abstract
Vorrichtung (1) zum Handhaben von Werkstücken, insbesondere von Blechen (2),
• mit einem an einem Werkstück anlegbaren Sauger (6),
• mit einer Unterdruckquelle (7) sowie
• mit einer schaltbaren Verbindung zwischen dem Sauger (6) und der Unterdruckquelle (7),
wobei die Durchlässigkeit der Verbindung zwischen dem Sauger (6) und der Unterdruckquelle (7) mittels einer Ventilanordnung (3, 21, 21a, 21b) regelbar ist und die Ventilanordnung (3, 21, 21a, 21b) eine gesteuert betätigbare Schalteinrichtung (4) umfasst, mittels derer die Ventilanordnung (3, 21, 21a, 21b) in zwei voneinander verschiedene Schaltzustände schaltbar ist, wobei den voneinander verschiedenen Schaltzuständen der Ventilanordnung (3, 21, 21a, 21b) unterschiedliche Durchlässigkeiten der Verbindung zwischen dem Sauger (6) und der Unterdruckquelle (7) zugeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Schalteinrichtung (4) der Ventilanordnung (3, 21, 21a, 21b) ein Schaltelement (12, 24, 24a, 24b) aufweist, das aufgrund einer optischen und/oder thermischen Beaufschlagung gesteuert betätigbar ist, wobei das...Device (1) for handling workpieces, in particular sheets (2),
With a sucker (6) which can be placed on a workpiece,
• with a vacuum source (7) as well
• with a switchable connection between the vacuum cleaner (6) and the vacuum source (7),
the permeability of the connection between the teat (6) and the vacuum source (7) being controllable by means of a valve arrangement (3, 21, 21a, 21b) and the valve arrangement (3, 21, 21a, 21b) being a controllably operable switching device (4) comprises, by means of which the valve arrangement (3, 21, 21 a, 21 b) is switchable into two different switching states, wherein the mutually different switching states of the valve assembly (3, 21, 21 a, 21 b) different permeabilities of the connection between the suction (6) and associated with the vacuum source (7),
characterized in that
the switching device (4) of the valve arrangement (3, 21, 21a, 21b) has a switching element (12, 24, 24a, 24b) which can be actuated in a controlled manner on the basis of an optical and / or thermal actuation, wherein the ...
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Handhaben von Werkstücken, insbesondere von Blechen,
- • mit einem an einem Werkstück anlegbaren Sauger,
- • mit einer Unterdruckquelle sowie
- • mit einer schaltbaren Verbindung zwischen dem Sauger und der Unterdruckquelle,
- With a sucker which can be placed on a workpiece,
- • with a vacuum source as well
- • with a switchable connection between the vacuum cleaner and the vacuum source,
Eine
derartige Handhabungsvorrichtung ist aus der
Die bekannte Handhabungsvorrichtung weist lange Schaltzeiten auf und besitzt darüber hinaus ein großes Gewicht. Sie ist technisch aufwändig und entsprechend kostenintensiv.The known handling device has long switching times and also has a great weight. she is technically complex and correspondingly expensive.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Handhabungsvorrichtung der eingangs erwähnten Art dahingehend weiterzuentwickeln, dass die Vorrichtung leicht und kostengünstig ist und über eine einfache Steuerung verfügt, die ein schnelles Schalten der Ventile ermöglicht.task It is the object of the present invention to provide a handling device of the to further develop at the beginning that the device is lightweight and inexpensive and over It has a simple control that allows fast switching allows the valves.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Vorrichtung gemäß Patentanspruch 1 gelöst.According to the invention this object by the device according to claim 1 solved.
Das Schaltelement ermöglicht das Schalten der Ventilanordnung in zwei voneinander verschiedene Zustände. Durch die berührungslose Beaufschlagung zum Schalten der Ventilanordnung ist die Vorrichtung verschleißarm ausgeführt, was zu einer Senkung der Instandhaltungskosten führt und ein prozesssicheres Arbeiten der Vorrichtung ermöglicht.The Switching element allows the switching of the valve assembly in two different states. By the non-contact Actuation for switching the valve assembly is the device Wear-resistant, resulting in a reduction the maintenance costs leads and a process-safe Working the device allows.
Besondere Ausführungsarten der in Patentanspruch 1 beschriebenen Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen 2 bis 18.Special Embodiments of the described in claim 1 Invention will be apparent from the dependent claims 2 to 18.
Die Verwendung eines Formänderungselementes als Schaltelement ist in Anspruch 2 für eine zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Der Einsatz eines Formänderungselementes ermöglicht eine einfache und kostengünstige Konstruktion, indem er aufwändig konstruierte Mechaniken zum Schalten der Ventilanordnung überflüssig macht.The Use of a deformation element as a switching element is in claim 2 for a convenient Embodiment of the invention described. The use a deformation element allows a simple and cost-effective construction, by consuming designed mechanics for switching the valve assembly superfluous power.
Ausweislich Patentanspruch 3 besteht das Formänderungsmaterial wenigstens zum Teil aus Formgedächtnismaterial. Durch die Nutzung von Formgedächtnismaterial ist es möglich, eine leichte Ventilanordnung zu realisieren. Dies wird gegebenenfalls durch das geringe Eigengewicht des Formgedächtnismaterials und außerdem durch den Wegfall herkömmlicher Schaltaktoren ermöglicht. Das Formgedächtnismaterial selbst stellt einen zuverlässigen Schaltaktor dar, der keine Verschleißerscheinungen zeigt und so ein prozesssicheres Arbeiten der Vorrichtung ermöglicht.evidenced Claim 3, the strain material at least partly from shape memory material. By use of shape memory material it is possible to have a to realize a light valve arrangement. This will if necessary due to the low weight of the shape memory material and also by eliminating conventional switch actuators allows. The shape memory material itself represents a reliable switching actuator, no signs of wear shows and thus enables a reliable operation of the device.
Formgedächtnismaterialien besitzen die Fähigkeit, sich an eine frühere Formgebung zu erinnern („Memorymetall"). Ein verformtes Formgedächtnismaterial bildet sich bei einer Temperaturänderung in seine Ausgangsform zurück, wobei es während seiner Verformung Arbeit leisten kann. Legierungen, aus denen Formgedächtnismaterial bestehen kann, sind z. B. Nickel-Titan- oder Kupfer-Zink-Legierungen.Shape memory materials have the ability to adapt to an earlier design (Memory metal) A deformed shape memory material forms at a temperature change in its original form back, taking work during its deformation can afford. Alloys that make up shape memory material may exist, for. As nickel-titanium or copper-zinc alloys.
Gemäß Patentanspruch 4 ist in Weiterbildung der Erfindung das Formänderungselement teilweise als Bimetall ausgebildet. Bimetall ist ein kostengünstiges und leicht herzustellendes Formänderungselement.According to claim 4 is in development of the invention, the deformation element partially formed as a bimetal. Bimetal is a low cost and easy-to-produce deformation element.
Nach Patentanspruch 5 sind als Schaltzustände der erfindungsgemäßen Ventilanordnung ein Verbindungszustand und/oder ein Unterbrechungszustand vorgesehen. Eine Verbindung zwischen Unterdruckquelle und Sauger ermöglicht das Ansaugen und Heben von Werkstücken, bei einer Unterbrechung der Verbindung kann ein Werkstück von dem Sauger getrennt werden.To Claim 5 are as switching states of the invention Valve arrangement a connection state and / or an interruption state intended. A connection between the vacuum source and the vacuum cleaner allows the suction and lifting of workpieces, when the connection is interrupted, a workpiece can be separated from the sucker.
Ausweislich Patentanspruch 6 ist im Falle einer weiteren Erfindungsbauart die Durchlässigkeit der Verbindung zwischen dem Sauger und der Unterdruckquelle im Verbindungszustand maximal. Bei maximaler Durchlässigkeit sind die Haltekräfte der Sauger größtmöglich und es können auch schwere Werkstücke zuverlässig fixiert werden.As evidenced by claim 6 is in the case of another Erfindungsbauart the permeability the connection between the nipple and the vacuum source in the connection state maximum. At maximum permeability, the holding forces of the suckers are the greatest possible and even heavy workpieces can be reliably fixed.
Das Schalten eines Ventilelementes in zwei Positionen, wobei wenigstens eine Position einem der voneinander verschiedenen Schaltzustände der Ventilanordnung zugeordnet ist, wird in Patentanspruch 7 für eine weitere Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Das Verschieben des Ventilelementes zwischen zwei Positionen ermöglicht das Regeln der Durchlässigkeit der Verbindung zwischen Sauger und Unterdruckquelle.The Switching a valve element in two positions, wherein at least a position one of the different switching states associated with the valve assembly is described in claim 7 for a further embodiment of the invention described. Moving the valve element between two positions allows regulating the permeability of the connection between suckers and vacuum source.
Gemäß Patentanspruch 8 ist in Weiterbildung der Erfindung einer der beiden Schaltzustände der Ventilanordnung signalisierbar. Dieses Erfindungsmerkmal ist beispielsweise zur Wartung der Vorrichtung von Vorteil. So kann mit geringem Aufwand die Funktionsfähigkeit der Ventilanordnung überprüft werden.According to claim 8 is in a further development of the invention one of the two switching states of Valve arrangement can be signaled. This feature of the invention is, for example for the maintenance of the device advantageous. So can with little effort checks the functionality of the valve assembly become.
Gemäß Patentanspruch 9 ist die Ventilanordnung durch eine Längenänderung des Formgedächtnismaterials aufgrund eines Steuerimpulses in wenigstens einen der voneinander verschiedenen Schaltzustände schaltbar. Die Längenänderung des Formgedächtnismaterials ermöglicht eine direkte Kopplung mit einem Ventilelement der Ventilanordnung. Dies vereinfacht den Aufbau der Ventilanordnung.According to claim 9 is the valve arrangement by a change in length the shape memory material due to a control pulse in at least one of the different switching states switchable. The change in length of the shape memory material allows a direct coupling with a valve element the valve assembly. This simplifies the construction of the valve arrangement.
Ausweislich Patentanspruch 10 wird ein Ventilelement der Ventilanordnung in weiterer Ausgestaltung der Erfindung z. B. durch eine Formänderung des Formgedächtnismaterials in eine erste Position geschaltet. Die Rückstellung des Ventilelementes erfolgt unabhängig von einer optischen und/oder thermischen Beaufschlagung, insbesondere durch Druckbetätigung. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit mit verschiedenen Energieformen die Schaltung des Ventilelementes zu bewirken. Steht an der erfindungsgemäßen Vorrich tung beispielsweise ohnehin eine pneumatische oder eine hydraulische Druckversorgung zur Verfügung, so kann diese auch zum Schalten des Ventilelementes der Ventilanordnung genutzt werden.evidenced Claim 10 is a valve element of the valve assembly in further embodiment of the invention z. B. by a change in shape of Shape memory material switched to a first position. The provision of the valve element is independent from an optical and / or thermal loading, in particular by pressure actuation. This results in the possibility with different forms of energy the circuit of the valve element to cause. Is at the Vorrich device according to the invention For example, a pneumatic or a hydraulic anyway Pressure supply available, so this can also be used for switching the valve element of the valve assembly can be used.
Gemäß Patentanspruch 11 umfasst eine Vorrichtung zur gesteuerten Betätigung des Schaltelementes erfindungsgemäß einen Steuerstromkreis. Ein derartiger Steuerstromkreis ist konstruktiv einfach zu realisieren und wartungsarm. Kurze Ansteuerzeiten beim Ansteuern der Schalteinrichtung sind möglich.According to claim 11 includes a controlled actuation device the switching element according to the invention a control circuit. One Such control circuit is structurally easy to implement and low maintenance. Short drive times when driving the switching device are possible.
Kurze Schaltzeiten werden in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung realisiert, wenn die thermische und/oder optische Beaufschlagung durch einen Laserstrahl erfolgt (Patentanspruch 12), da ein Laserstrahl einen konzentrierten Energieeintrag ermöglicht. Wird das Formgedächtnismaterial mit einem Laserstrahl beaufschlagt, ist das Ansteuern des Formgedächtnismaterials verschleißfrei. Für das Schaltelement ergibt sich somit eine lange Lebensdauer.short Switching times are realized in a preferred embodiment of the invention, if the thermal and / or optical loading by a Laser beam takes place (claim 12), since a laser beam a concentrated energy input allows. Will the shape memory material With a laser beam is applied, the driving of the shape memory material wear. For the switching element results thus a long life.
Ausweislich Patentanspruch 13 weist der Steuerstromkreis einer weiteren Erfindungsbauart ein Heizelement zur Generierung eines Steuerimpulses auf. Die Integration eines Heizelementes in den Steuerstromkreis ist einfach zu realisieren. Auch ist das Heizelement im Falle eines Defekts leicht austauschbar.evidenced Claim 13, the control circuit of a further invention type Heating element for generating a control pulse on. The integration a heating element in the control circuit is easy to implement. Also, the heating element is easily replaceable in the event of a defect.
Das Schalten des Steuerstromkreises mittels eines Fotothyristors (Patentanspruch 14) gewährleistet eine lange Lebensdauer des Steuerstromkreises. Auch die Schaltung mittels Thyristor ist berührungslos und somit verschleißfrei.The Switching the control circuit by means of a Fotothyristors (claim 14) ensures a long life of the control circuit. Also the circuit by thyristor is non-contact and thus wear.
Patentanspruch 15 beschreibt die Anordnung mehrerer Sauger in einem Saugerfeld. Mit einer derartigen Anordnung können auch Werkstücke mit großen Abmessungen fixiert werden.claim 15 describes the arrangement of several suckers in a suction pad. With such an arrangement can also workpieces be fixed with large dimensions.
Durch das Zusammenfassen von in Zeilen und Spalten angeordneten Saugern zu Modulen und durch die Kombination von vier Modulen zu einer Saugermatrix (Patentanspruch 16) kann eine besonders lastaufnahmefähige Anordnung realisiert werden. Wird für jedes Modul eine Unterdruckquelle verwendet, so ergibt sich eine hohe Saugleistung der Gesamtvorrichtung.By the combination of suckers arranged in rows and columns to modules and by combining four modules into a suction matrix (Claim 16) can be a particularly load-bearing Arrangement can be realized. Will be one for each module Used negative pressure source, so there is a high suction power the overall device.
Gemäß Patentanspruch 17 sind die Ventilanordnungen für die Sauger eines Saugerfeldes einzeln mittels einer erfindungsgemäßen Schalteinrichtung schaltbar. Dadurch können Sauger, die nicht an dem zu fixierenden Werkstück anliegen, abgeschaltet werden. Ist nur eine Unterdruckquelle vorgesehen, erhöht sich durch Abschalten der an dem Werkstück nicht anliegenden Sauger die Haltekraft der anliegenden Sauger und dadurch die Sicherheit beim Handhaben des Werkstücks.According to claim 17 are the valve arrangements for the suckers of a suction pad individually switchable by means of a switching device according to the invention. This allows suckers that are not attached to the Workpiece abutting, be switched off. Is only a vacuum source provided, does not increase by turning off the on the workpiece adjacent suction the holding force of the adjacent suckers and thereby the safety when handling the workpiece.
Gemäß Patentanspruch 18 werden die Fotothyristoren zum Schalten von Steuerstromkreisen mit einem Lichtbild beaufschlagt. Ein Lichtbild ermöglicht das gleichzeitige Schalten mehrerer Ventilanordnungen auch dann, wenn aufgrund der komplexen Anordnung der zu schaltenden Fotothyristoren hohe Anforderungen an die Geometrie des Lichtbildes gestellt werden.According to claim 18, the photothyristors are used to switch control circuits exposed to a light image. A photograph allows that simultaneous switching of several valve assemblies even if due to the complex arrangement of the photo thyristors to be switched high demands on the geometry of the photograph are made.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung und anhand der Figuren, die erfindungswesentliche Einzelheiten zeigen.Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description of embodiments of the invention and to hand of the figures showing essential to the invention details.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren schematisch dargestellt. Es zeigen:preferred Embodiments of the invention are in the figures shown schematically. Show it:
Gemäß
Die
Ventilanordnung
In
Die
Ventilanordnung
In
der ersten Position
Es besteht die Möglichkeit, p1 und p2 identisch zu bemessen und/oder dieselbe Unterdruckquelle zur Erzeugung sowohl von p1 als auch von p2 zu verwenden. Beides ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Fall.It is possible to dimension p 1 and p 2 identically and / or to use the same vacuum source to generate both p 1 and p 2 . Both are the case in the illustrated embodiment.
Sauger
Der
praktische Einsatz der Vorrichtung
Ausgehend
von den Verhältnissen gemäß
Soll
der Sauger
Die
Ventilanordnungen
Die
Steuerung
Das
Funktionsprinzip der Steuerung
Wird
der Schalter
Durch
Betätigung der Schaltelemente
Sollen
die Ventilanordnungen
Abweichend
von den beschriebenen Verhältnissen besteht die Möglichkeit,
die Steuerleitung
In
Das
Funktionsprinzip der Steuerung
Die
Steuerung
Ein
als Projektor ausgebildeter Strahlmodulator
Bei
entsprechendem Schaltzustand der Ventilanordnungen
In
Zum Überführen
der Ventilanordnungen
Die dargestellte Anordnung ermöglicht die Verwendung von identischen, jeweils eine Ventilanordnung und einen Sauger umfassenden Baueinheiten in jedem Punkt der Matrix. Diese identischen Baueinheiten müssen auch nicht für ihre Position spezifisch programmiert oder sonstwie angepasst werden. Dies ermöglicht eine sehr einfache Wartbarkeit des Systems: Defekte Baueinheiten können vorteilhafterweise von unten entnommen und durch funktionsfähige Baueinheiten ersetzt werden.The illustrated arrangement enables the use of identical assemblies, each comprising a valve assembly and a sucker, in each point of the matrix. Also, these identical assemblies need not be specifically programmed for their position or otherwise adapted. This allows a very easy maintainability of the system: Defective units may be present Partially removed from below and replaced by functional units.
Die positionsspezifische Funktionalität ist zudem frei von der Verlegung einzelner Steuerleitungen pro Matrixpunkt möglich. Dadurch minimieren sich die Gestehungskosten und die Fehleranfälligkeit sinkt.The Position-specific functionality is also free of the laying of individual control lines per matrix point possible. This minimizes the cost price and the susceptibility to errors decreases.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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