DE20306885U1

DE20306885U1 - Greifvorrichtung zum Aufnahmen von Stückgut

Info

Publication number: DE20306885U1
Application number: DE20306885U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Festo SE and Co KG
Priority date: 2003-05-05
Filing date: 2003-05-05
Publication date: 2003-06-18
Anticipated expiration: 2013-05-06

Description

Beschreibung Seite 1/ö ··· '* ··· ·· ·· AKZ:

Greifvorrichtunq zum Aufnehmen von Stückgut Anmelder und Erfinder

Gerhard Fürst
Neuhausen, Dorfstraße 6
86688 Marxheim

Beschreibung:

Sauggreifer zum Aufnehmen und Handhaben von Stückgut bilden häufig das eigentliche Greiforgan am Manipulatorarm automatisierter Handhabungsvorrichtungen. Kernstück eines solchen Sauggreifers ist ein mit Unterdruck beaufschlagbarer, im wesentlichen als Saugnapf ausgebildeter Kopf, der im Regelfall auf annähernd ebenen, homogenen Angriffsflächen aufgesetzt wird, wodurch die Oberfläche des jeweiligen Stückguts fest ansaugbar ist. Werden jedoch Stückgüter mit verschiedenen Geometrien, oder ungerichtete Stückgüter gegriffen werden, so ist dies mit solchen Sauggreifern nur bedingt möglich.

Greifer wie beispielsweise ein Flaschengreifer bekannt aus DE-PS1200196 umschließen das Stückgut. Auf das umschlossene Stückgut wird durch die Gummimanschette ein Druck ausgeübt und somit ist das Stückgut gegriffen. Der Zugriff auf das zu greifende Stückgut wird jedoch durch das starre Gehäuse, welches die Gummimanschette offen hält, erschwert, bzw. verhindert. Beispielsweise in Behältnissen, in denen mehrere ungerichtete Stückgüter gegriffen werden sollen, können die benachbarten Stückgüter durch das starre Gehäuse verletzt werden.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ungerichtete Stückgüter unabhängig von Form und Lage verletzungsfrei zu greifen.

Diese Probleme werden durch eine neuartige universelle Greifvorrichtung gelöst. Die Greifvorrichtung besteht aus einer Saugleitung, einer Hülle, und Verstrebungen oder Versteifungen, welche die Hülle im Ruhezustand offen halten. Wird nun die Greifvorrichtung über dem zu greifenden Stückgut positioniert und durch die Saugleitung ein Unterdruck in der Hülle erzeugt, so schließt sich die Hülle und passt sich der Form des zu greifenden Stückguts an. Die Hülle dichtet das Stückgut ab. Die Verstrebungen oder Versteifungen sind flexibel ausgeführt, so dass sie sich mit der

Beschreibung Seite 2/6* ···* '··"···* *..■'..· AKZ:

Hülle schließen und dem gegriffenen Stückgut anpassen. Durch die Verstrebungen oder Versteifungen wird gewährleistet, dass die Hülle im Ruhezustand offen ist und dass sich die Hülle beim Saugvorgang oberhalb des Stückguts durch das Vakuum nicht zusammenzieht und somit das Stückgut wieder fallen lässt.

Die Versteifungen oder Verstrebungen sind längseits angebracht. Sie können aber auch durch Knickungen oder Falzungen oder Materialverdickungen der Hülle realisiert werden. Außerdem ist es denkbar, die Versteifungen oder Verstrebungen in die Hülle zu integrieren, oder außerhalb der Hülle anzubringen und mit der Hülle verbinden. Damit werden Druckstellen auf empfindlichen Stückgütern verhindert.

Die Hülle kann in sich geschlossen, oder auch durch einzelne Lappen (z.B. überlappende Blätter) realisiert werden.

Mit der Erfindung wird erreicht, dass Gegenstände weitgehend unabhängig von Form und Lage gegriffen werden können. Außerdem können Stückgüter mit sensitiven und weichen Oberflächen ohne Verletzung angehoben werden. Der Sauggreifer ist zudem universell einsetzbar. Er muss notwendigerweise nur ungefähr die Größe und Form des zu greifenden Stückguts besitzen.

Beim Zugriff sind wesentlich geringere Anforderungen an die Positionsgenauigkeit des Greifwerkzeuges erforderlich, da sich die Form der Greifvorrichtung selbstjustierend anpasst. Hinzu kommt, dass die Haltekraft F aufgrund der erheblich größeren, durch die Hülle abgedeckten und somit umschlossenen Fläche A bei gleichem Umgebungs- bzw. Unterdruck &rgr; wesentlich größer ist als bei Vorrichtungen mit konventionell ausgeführten Saugköpfen und F=p*A gilt.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die schematischen Zeichnungen der folgenden Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch einen Querschnitt durch ein Greifwerkzeug, welches im Ausgangszustand ohne Unterdruck über einem zu hebenden Stückgut beliebiger Form angeordnet ist,

WW ^ W ^ ^ » » ^ w vi

Beschreibung Seite 3*/&* ···* *·«*...' *.."..' AKZ:

Fig. 2 schematisch einen Querschnitt desselben Greifwerkzeugs, welches im angesaugten Zustand mittels des entstehenden Unterdrucks ein Aufgreifen und Anheben des zu hebenden Werkstücks durch teilweises Umhüllen ermöglicht,

Fig. 3 schematisch einen Querschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem das Stückgut im angesaugten Zustand durch die membran- oder folienartig ausgeführte flexible Hülle des Greifers beim Anheben und Transportieren großenteils umschlossen wird,

Fig. 4 schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels, bei dem ein Anwendungsfall für das erfolgreiche Anheben eines Stückguts mit weicher, unebener und sensitiver Oberfläche aus dem Anwendungsbereich der Lebensmittelindustrie beispielhaft zur Demonstration der Vorzüge der Erfindung gezeigt werden soll,

Fig. 5 schematisch einen Querschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem ein Anwendungsbeispiel für das Anheben und Vereinzeln von Kleinschüttgütern gezeigt wird, welche in beliebiger Anordnung in einem Sammelbehältnis vorliegen und aus diesem einzeln entnommen werden sollen,

Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist eine schematische Darstellung eines Querschnitts durch ein Greifwerkzeug im Ausgangszustand dargestellt. Die Greifvorrichtung 1, bestehend aus einem Saugrohr 2, mehrerer im Ruhezustand abgespreizte Verstrebungen oder Versteifungen 3, auf denen wiederum eine folienartig ausgeführte Hülle 4, beispielsweise aus Folienkunststoffen, aufgebracht ist. Diese ist im Ruhezustand geöffnet. Innerhalb des Saugrohrs 2 zwischen den jeweils abgespreizten Haltevorrichtungen 3 sind typisch schnurartige Verbindungen 5 angebracht. Diese Verbindungen 5 können ebenso luftdurchlässige, netz- oder gewebeartig ausgeführte Rückhalteverbindungen sein, welche ein unerwünschtes Absaugen von zu greifenden Schüttgütern und kleineren Gegenständen verhindern. Die abgespreizten Verstrebungen oder Versteifungen 3 und die darüber angeordnete membran- bzw. folienartig ausgeführte Außenhaut müssen dabei nicht notwendigerweise unmittelbar miteinander verbunden oder gegenseitig fixiert sein.

Wird die Greifvorrichtung 1 über einem beliebig vorliegenden Stückgut 6 in Position gebracht und gleichzeitig über das Saugrohr 2 beispielsweise durch einen saugenden Luftstrom 7 im Innenbereich des Greifwerkzeuges ein Unterdruck erzeugt, so vermögen die daraus resultierenden Unterdrücke und Luftströme 8 die Hülle 4 in-

Beschreibung Seite 476* ···" *·«*···' '..**.&diams;* aKZ:

folge der auf sie ausgeübten Haltekraft 9 anzuziehen und passgenau gegen die Oberfläche des Stückguts 6 zu pressen, wobei durch teilweises Abdecken seiner Oberfläche oder vollständiges Umhüllen des Stückguts 6 ein abgeschlossenes System gebildet wird. Aufgrund der Saugwirkung kann die zum Anheben erforderliche Haltekraft über die Greifvorrichtung 1 auf das zu hebende Stückgut 6 ausgeübt werden. Dieser Betriebszustand ist dargestellt in Fig. 2, einer schematischen Querschnittszeichnung derselben Greifvorrichtung 1. Deutlich gezeigt wird, dass beim Zugriff in Folge des saugenden Luftstroms 7 ein Unterdruck erzeugt wird, mit dem zunächst die Hülle 4 angesaugt wird und dies zu einer Abdichtung führt, wobei die flexibel ausgeführten Verstrebungen oder Versteifungen 3 ebenso zusammengepresst werden. In Folge des sich zwischen Greifvorrichtung 1 und Stückgut 6 weiter aufbauenden Unterdrucks und der dadurch verstärkten Haltekräfte 9 ist ein Aufgreifen und Anheben des zu hebenden Stückguts 6 möglich.

Weiter ist es möglich, eine gezielte Erhöhung der Klemmwirkung auf zumindest dem Stückgut 6 zugewandten Klemmflächen durch reibungserhöhende Mittel zu erreichen, welche wiederum auf geschickte Auslegungen entweder der Hülle 4, der Haltevorrichtungen 3 oder einer Kombination beider Realisierungsformen zurückgehen. Denkbar sind reibungserhöhende, rutschhemmende Beschichtungen oder weiche, nachgiebig verformbare Auflagen, insbesondere aus einem schaumgummiartigen Material.

In Fig. 5 wird ein Greifen und Vereinzeln von in beliebiger Form, Größe und Position vorliegender Stückgüter 6 aus einem Sammelbehältnis dargestellt. Dieser Anwendungsfall demonstriert das hauptsächliche Alleinstellungsmerkmal gegenüber bisherigen Greifwerkzeugen, mit denen ein Entnehmen wahllos in Sammelbehältnissen vorliegender Kleinteile und Schüttgüter bisher nicht oder allenfalls unter Nutzung komplexer Positionierungssysteme in Kombination mit aufwendigen bildverarbeitenden Systemen zur exakten Positions- und Lagererkennungen möglich war. Für einen derartigen Anwendungsfall genügt es, sich mit der erfindungsgemäßen Lösung der Greifvorrichtung 1 den in beliebiger Form im Sammelbehältnis vorliegenden Stückgütern 6 nur grob nähern. Durch den saugenden Luftstrom 7 vergrößert sich allein bei bloßer Annäherung der Greifvorrichtung 1 an ein Stückgut 6 und die dadurch erhöhte Sogwirkung, was durch die Unterdrücke und Luftströme 8 dargestellt ist, lokal die Ansaugung, was zum Schließen der Hülle 4 führt, welche sich passgenau an nur

Beschreibung Seite &bgr;/6' ···* '·<-'···* %.*'.." AKZ:

ein Stückgut 6 anlegt und damit die zum Anheben und Vereinzeln der Schüttgüter erforderliche Haltekraft 9 ausübt.

Desweiteren kann das Zugriffsverhalten der Hülle 4 gezielt beeinflusst werden, um eine bevorzugte Greifposition zu erreichen, beispielsweise indem durch unterschiedliche Maschenweiten oder Loch- bzw. Düsendurchmesser bei der Auslegung der schnur-, netz-, oder gewebeartigen mechanischen Verbindungen 5 lokal die aerodynamischen Umgebungsbedingungen oder das Ansaugverhalten begünstigend beeinflusst werden.

Claims

1. Greifvorrichtung zum Aufnehmen von Stückgut, aufweisend eine Haltekraftzuführvorrichtung in Form eines Saugrohres und einen Greifkopf mit einer flexiblen Hülle, dadurch gekennzeichnet, dass der Greifkopf abgespreizte Verstrebungen und/oder Versteifungen (3) aufweist.

2. Greifvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstrebungen/Versteifungen durch Knickungen der Hülle und/oder Falzungen der Hülle und/oder Materialverdickungen der Hülle und/oder Materialverjüngungen der Hülle realisiert sind.

3. Greifvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstrebungen/Versteifungen in die Hülle integriert sind und/oder sich innerhalb der Hülle befinden und/oder sich außerhalb der Hülle befinden.

4. Greifvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Innern des Saugrohres (2) und/oder im Innenraum der Hülle (4) und/oder zwischen den Verstrebungen/Versteifungen (3) ein oder mehrere Gegenstände (5), beispielsweise Netze, Schnüre, Schaumstoff angebracht sind, welche das Durchsaugen des Stückgutes verhindern.

5. Greifvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülle (4) und/oder die Verstrebungen/Versteifungen (3) reibungserhöhende Mittel und/oder Beschichtungen aufweisen.

6. Greifvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülle (4) und/oder die Verstrebungen/Versteifungen (3) Schutzschichten aufweisen.