DE3628428A1

DE3628428A1 - Suction gripper (II)

Info

Publication number: DE3628428A1
Application number: DE19863628428
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl Ing Baumeister
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 1986-08-21
Filing date: 1986-08-21
Publication date: 1988-02-25
Also published as: DE3628428C2

Abstract

A description is given of a suction gripper for handling cuboidal workpieces, having a device which produces a partial vaccum at the suction surface of a plurality of suckers. The suction gripper according to the invention is distinguished in that the suckers (1) can be displaced in a plane, which is parallel to the sucker plane, with respect to a suction gripper base frame (6) in which the valves (5), the control unit and, if applicable, the device for producing a partial vacuum are arranged. By this means, workpieces can be gripped from both shelves and transport containers or set down in shelves and transport containers. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Sauggreifer zur Handhabung quaderförmiger Werkstücke gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a suction pad for Handling cuboid workpieces according to the generic term of claim 1.

Zur Handhabung quaderförmiger Werkstücke bieten sich Sauggreifer an, da diese von oben Teile handhaben können. Die bekannten Sauggreifer gemäß dem Oberbegriff des Pa tentanspruchs 1 sind normalerweise entweder zum Zugriff auf in Behältern mit Wänden befindlichen Werkstücken oder zum Zugriff auf in Fachregalen befindlichen Werkstücken geeignet.For the handling of cuboid workpieces are available Suction pads as they can handle parts from above. The well-known suction pads according to the preamble of Pa Claims 1 are usually either accessible on workpieces located in containers with walls or for access to workpieces located in shelves suitable.

Darüberhinaus sind die bekannten Sauggreifer zum Greifen eines Werkstücks ausgelegt. In Ausnahmefällen können zwar zwei oder drei Werkstücke gleichzeitig gegriffen werden, mit den bekannten Sauggreifern gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ist jedoch kein gezielter Zugriff auf eine (teil-) geordnete Lage von Werkstücken möglich, d.h. es ist nicht möglich aus einer Lage von Werkstücken eines herauszunehmen, wenn die Saugerfläche mehrere Werkstücke überdeckt.In addition, the well-known suction pads are within reach of a workpiece. In exceptional cases two or three workpieces are gripped at the same time, with the known suction pads according to the preamble of However, claim 1 is not targeted access a (partially) ordered position of workpieces is possible, i.e. it is not possible from a layer of workpieces remove if the suction surface has multiple workpieces covered.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Sauggrei fer zur Handhabung quaderförmiger Werkstücke anzugeben, der sich sowohl zum Herausnehmen von Werkstücken aus Regalen oder Transportbehältern als auch zum Ablegen in Transportbehälter oder Regale eignet.The invention has for its object a suction for the handling of cuboid workpieces, which is both for taking workpieces out of Shelves or transport containers as well as for storing in Transport containers or shelves are suitable.

Eine erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist mit ihren Weiterbildungen in den Patentansprüchen gekennzeichnet.An inventive solution to this problem is with their Developments characterized in the claims.

Erfindungsgemäß sind bei einem Sauggreifer gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 die einzelnen Sauger in einer zur Saugerebene parallelen Ebene verschiebbar. Damit ist es möglich, sowohl auf Werkstücke in Transportbehäl tern als auch auf Werkstücke in Fachregalen zuzugreifen. Beim Zugriff in Transportbehälter werden die Sauger unter das Grundgestell eingefahren, so daß die benötigte Fläche des erfindungsgemäßen Sauggreifers gleich der Saugerfläche ist.According to the invention are in a suction pad according to the Preamble of claim 1, the individual suction cups in a plane parallel to the suction plane. In order to it is possible both on workpieces in transport containers access to workpieces on shelves. When accessing the transport container, the suction cups are under retracted the base frame so that the required area of the suction pad according to the invention equal to the suction surface is.

Beim Zugriff auf Werkstücke in Fachregalen werden die Sauger ausgefahren, so daß der über den Werkstücken in den Fachregalen erforderliche Freiraum auf ein Minimum, näm lich auf die Abmessungen der Rohre nebst Sauger beschränkt ist.When accessing workpieces on shelves, the Vacuum cleaner extended so that the over the workpieces in the Shelf space required space to a minimum, näm Lich limited to the dimensions of the pipes and suction cups is.

Selbstverständlich ist es möglich, die Rohre einzeln und in mehreren Richtungen verschiebbar auszugestalten.Of course it is possible to individually and individually designed to be movable in several directions.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Further developments of the invention are in the subclaims specified.

In der Praxis ist es insbesondere dann, wenn der Sauggrei fer mit einem Industrieroboter gehandhabt wird, ausrei chend, wenn gemäß Anspruch 2 die Sauger nur in einer Ebene gegenüber dem Grundgestell verschiebbar sind.In practice, it is especially when the Sauggrei is handled with an industrial robot chend if according to claim 2, the sucker only in one plane are movable relative to the base frame.

Zum Greifen von Werkstücken unterschiedlicher Größe und Gewichts sowie von mehreren Werkstücken gleichzeitig kann es gemäß Anspruch 3 vorteilhaft sein, die (Vakuum-)Sauger in mehreren Reihen nebeneinander anzuordnen und zur ge zielten Ansteuerung einzelner Segmente den an den Saugern erzeugten Unterdruck in jeder Reihe getrennt zu steuern. Damit ist es beispielsweise möglich, durch Abschalten der Unterdruckversorgung einzelne Reihen auszuschalten. Dies erlaubt es, aus nebeneinander angeordneten Werkstücken einzelne Werkstücke herauszugreifen, auch wenn die gesamte Saugerfläche größer als ein einzelnes Werkstück ist.For gripping workpieces of different sizes and Weight as well as several workpieces at the same time it be advantageous according to claim 3, the (vacuum) sucker to be arranged in several rows next to each other and ge targeted control of individual segments on the suction cups control the negative pressure generated in each row separately. This makes it possible, for example, to switch off the Switch off the vacuum supply for individual rows. This allows workpieces arranged side by side pick out individual workpieces, even if the entire Suction area is larger than a single workpiece.

Durch den im Anspruch 4 gekennzeichneten Versatz der einzelnen Reihen gegeneinander erhält man eine besonders dichte Anordnung der Sauger. Damit ist es möglich, mit dem erfindungsgemäßen Sauggreifer auch schwere Lasten von beispielsweise bis zu 50 kg zu heben. Andererseits können mit dem erfindungsgemäßen Sauger durch die Steuerung des Unterdrucks auch empfindliche Werkstücke mit nur geringer Saugwirkung angehoben werden. Beispielsweise ist es mög lich, den Unterdruck in jeder zweiten Reihe abzuschalten, so daß über eine vergleichsweise große Fläche nur eine geringe Saugkraft erzielt wird.By the offset characterized in claim 4 individual rows against each other you get a special one tight arrangement of the suction cups. So it is possible with the Suction pads according to the invention also heavy loads of for example lifting up to 50 kg. On the other hand, you can with the sucker according to the invention by controlling the Vacuum even sensitive workpieces with only a small amount Suction can be raised. For example, it is possible to switch off the vacuum in every other row, so that over a comparatively large area only one low suction power is achieved.

Im Anspruch 5 ist ein besonders einfacher Aufbau des erfindungsgemäßen Sauggreifers angegeben. Der Sauggreifer weist einseitig geschlossene Rohre auf, an denen jeweils eine Reihe von Saugern angebracht ist. Die Rohre sind an ihrem offenen Ende über absperrbare Ventile mit der Ein richtung zur Erzeugung von Unterdruck verbunden.In claim 5 is a particularly simple structure of the suction pad according to the invention specified. The suction pad has pipes closed on one side, on each a number of suction cups is attached. The pipes are on their open end via lockable valves with the on direction for generating negative pressure.

Aufgrund dieser Ausbildung ist es in einfacher Weise möglich, einzelne Rohre abzuschalten oder zu drosseln (Anspruch 6), so daß die mit diesen Rohren verbundenen Sauger nur eine geringere oder überhaupt keine Saugwirkung ausüben.Because of this training, it is simple possible to switch off or restrict individual pipes (Claim 6) so that the connected to these tubes Suction cups have little or no suction at all exercise.

Wenn Werkstücke angehoben werden sollen, deren Abmessungen in Rohrrichtung kleiner als die Länge der Saugfläche ist, so können bevorzugterweise die Sauger, die nicht auf das Werkstück zur Auflage kommen, "gegen Luft" arbeiten. Natürlich ist es aber auch möglich, in den einzelnen Rohren Absperrventile vorzusehen, so daß die strömungs mäßige Verbindung zwischen einem Teil der Sauger mit der Einrichtung zur Erzeugung von Unterdruck unterbrochen werden kann.If workpieces are to be lifted, their dimensions in the pipe direction is less than the length of the suction surface, so the suction cups that are not on the Workpiece come to rest, work "against air". Of course it is also possible in the individual Pipe shut-off valves to be provided so that the flow moderate connection between part of the suction cups with the Device for generating negative pressure interrupted can be.

Im jedem Falle ist es besonders bevorzugt, wenn die Venti le einzeln elektrisch betätigbar sind (Anspruch 6). Ein derart ausgebildeter Sauggreifer kann dann beispielsweise leicht mittels eines Industrieroboters betätigt werden.In any case, it is particularly preferred if the venti le are individually electrically operable (claim 6). A suction cups designed in this way can then, for example can be easily operated using an industrial robot.

Im Anspruch 8 ist eine besonders einfache Ausbil dung gekennzeichnet, die den Bauaufwand wesentlich verringert und in der Praxis sämtlichen Anforderungen genügt.In claim 8 is a particularly simple training dung marked that the construction effort significantly reduced and in practice all requirements enough.

Der erfindungsgemäße Sauggreifer kann darüberhinaus zum Zugriff auf teilgeordnete und sogar auf ungeordnete Werk stücke verwendet werden. Hierzu sind gemäß den Ansprüchen 9 und 10 verschiedene Ordnungselemente vorgesehen, mit denen der Zugriff nach vorheriger Ordnung der Werkstücke möglich ist.The suction pad according to the invention can also for Access to subordinate and even disordered work pieces can be used. This is according to the claims 9 and 10 different organizational elements are provided, with which access according to the previous order of the workpieces is possible.

In jedem Falle ist es vorteilhaft, wenn der erfindungsge mäße Sauggreifer verschiedene Sensoren, beispielsweise für das Gewicht (Anspruch 11) der aufzunehmenden Werkstücke sowie die Lage (Anspruch 12) der zu greifenden Werkstücke aufweist, deren Ausgangssignal beispielsweise an die Steuereinheit eines Industrieroboters (Anspruch 14) anleg bar ist.In any case, it is advantageous if the fiction suction cups various sensors, for example for the weight (claim 11) of the workpieces to be picked up and the location (claim 12) of the workpieces to be gripped has, the output signal, for example, to the Control unit of an industrial robot (claim 14) is cash.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungs beispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher be schrieben, in der zeigen:The invention is based on an embodiment example with reference to the drawing be wrote in the show:

Fig. 1 eine Vorderansicht, Fig. 1 is a front view,

Fig. 2a und 2b Seitenansichten, und FIGS. 2a and 2b are side views, and

Fig. 3 eine Ansicht von unten eines erfindungsgemäßen Sauggreifers. Fig. 3 is a bottom view of a suction pad according to the invention.

Der in den Figuren dargestellte erfindungsgemäße Sauggrei fer weist eine Reihe von aus Gummi bestehenden Vakuum-Sau gern 1 auf, die in mehreren gegeneinander versetzten Reihen 2 angeordnet sind. Die Sauger 1 jeder Reihe 2 sind an einem Rohr 3 angebracht, das einseitig geschlossen ist, und dessen andere Seite über Leitungen 4 mit elektrisch betätigbaren Ventilen 5 verbunden sind, die wiederum mit einer nicht im einzelnen dargestellten Einrichtung zur Erzeugung von Unterdruck verbunden sind.The Sauggrei fer according to the invention shown in the figures has a number of rubber vacuum sow like 1 , which are arranged in several rows 2 offset from one another. The suction cups 1 of each row 2 are attached to a tube 3 , which is closed on one side and the other side of which is connected via lines 4 to electrically operable valves 5 , which in turn are connected to a device for generating negative pressure, not shown in detail.

Die einzelnen Rohre 3 sind fest miteinander verbunden, beispielsweise miteinander verschweißt und als Gesamtheit in Richtung eines Pfeils 6 gegenüber einem Grundgestell 7, in dem die Ventile 5 etc. angeordnet sind, mittels einer Motor/Getriebe-Einheit 8 verschiebbar. Ferner sind an dem Grundgestell 7 ein horizontales Ordnungselement 8 und ein vertikales Ordnungselement 9 angebracht, die ebenfalls motorisch betätigbar sind.The individual tubes 3 are firmly connected to one another, for example welded to one another, and as a whole can be displaced in the direction of an arrow 6 relative to a base frame 7 , in which the valves 5, etc. are arranged, by means of a motor / gear unit 8 . Furthermore, a horizontal order element 8 and a vertical order element 9 are attached to the base frame 7 , which can also be actuated by a motor.

Der vorstehend beschriebene erfindungsgemäße Sauggreifer arbeitet wie folgt:The suction cup according to the invention described above works as follows:

Durch entsprechendes Schalten der elektrisch betätigbaren Ventile 5 kann Unterdruck an allen oder einzelnen Reihen 2 erzeugt werden. Beispielsweise ist es möglich, nur einzel ne Reihen, beispielsweise die beiden linken oder jede zweite Reihe mit Unterdruck zu versorgen. Damit können gezielt Werkstücke gegriffen werden, deren Abmessungen kleiner als die gesamte aktive Saugfläche bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ca. 480×180 mm ist.By switching the electrically actuable valves 5 accordingly, negative pressure can be generated on all or individual rows 2 . For example, it is possible to supply only individual rows, for example the two left rows or every other row, with negative pressure. In this way, workpieces can be gripped in a targeted manner, the dimensions of which are smaller than the total active suction surface in the exemplary embodiment shown in FIG. 3, approximately 480 × 180 mm.

Zum Aufnehmen aus oben offenen Behältern wird die Sauger platte in die in Fig. 2b gezeigte Stellung überführt, in der ihr flächenmäßiger Platzbedarf minimal ist, während beim Regalzugriff die Saugerplatte gegenüber dem Grundge stell verfahren wird, so daß der Höhenbedarf im Regal minimal ist.For receiving from open-topped containers, the suction plate is transferred to the position shown in Fig. 2b, in which its areal space requirement is minimal, while when the shelf is accessed, the suction plate is moved relative to the Grundge so that the height requirement on the shelf is minimal.

Der erfindungsgemäße Sauggreifer hat damit den Vorteil, daß es nicht nur möglich ist, einzelne Sauger gezielt anzusteuern, so daß Werkstücke unterschiedlicher Größe, Abmessung und Gewicht sowie auch mehrere Werkstücke ge griffen werden können, darüberhinaus ist es auch möglich, mit dem erfindungsgemäßen Sauggreifer sowohl Regal- als auch Transportbehälter-Flächen ganz zu bestreichen. Je nach Einsatzfall kann durch die Verschiebbarkeit der Sauger das Eigenvolumen bzw. die Bauhöhe minimiert werden.The suction pad according to the invention thus has the advantage that it is not only possible to target individual suckers to control, so that workpieces of different sizes, Dimension and weight as well as several workpieces can be gripped, furthermore it is also possible with the suction pad according to the invention both shelf and also to coat the entire surface of the transport container. Each depending on the application, the movability of the Vacuum the own volume or the overall height can be minimized.

Darüberhinaus ist es durch die motorisch oder magnetisch ausfahrbaren aktiven Elemente möglich, im Regal- oder im Transportbehälter ungeordnet liegende Werkstücke auszu richten. Bevorzugt wird die Abweichung vom geordneten Zustand durch ein am Sauggreifer installiertes Sensor system, beispielsweise ein akustisches oder optisches Abstandssensorsystem erfaßt.In addition, it is motorized or magnetic extendable active elements possible, on the shelf or in To remove the transport containers from the workpieces judge. The deviation from the orderly is preferred Condition due to a sensor installed on the suction pad system, for example an acoustic or optical Distance sensor system detected.

Ferner ist es vorteilhaft, in den Sauggreifer einen Ge wichtssensor zur Messung des Gewichts der angesaugten Werkstücke zu integrieren. It is also advantageous to place a Ge in the suction pad weight sensor for measuring the weight of the suction Integrate workpieces.

Vorstehend ist die Erfindung exemplarisch ohne Beschrän kung des allgemeinen Erfindungsgedankens beschrieben worden.In the above, the invention is exemplary without limitation kung described the general inventive concept been.

Claims

1. Suction gripper for handling cuboid workpieces with a plurality of suction cups, which are held on a base frame, and a device that generates vacuum on the suction surface of the suction cups, characterized in that the suction cups ( 1 ) as a unit relative to the base frame ( 6 ) can be moved in a plane parallel to the suction plane.

2. Suction pad according to claim 1, characterized in that the suction cups ( 3 ) can only be displaced in one direction ( 6 ).

3. Suction gripper according to claim 1 or 2, characterized in that for gripping workpieces of different sizes and weights as well as several workpieces, the suction cups ( 1 ) are arranged side by side in several rows ( 2 ) and that the vacuum for the suction cups ( 1 ) can be controlled separately in each row ( 2 ).

4. suction pad according to one of claims 1 to 3, characterized in that the suction cups against each row offset over the suction cups of the next rows are arranged.

5. Suction pad according to one of claims 1 to 4, characterized in that the suction cups ( 1 ) of each row ( 2 ) are each attached to a tube ( 3 ) and are connected to the inner tube ren in terms of flow and that the tubes are closed at one end and are connected at their other end via lockable valves ( 5 ) to the device for generating negative pressure.

6. Suction pad according to claim 5, characterized in that the valves ( 5 ) are individually operable elec trically.

7. Suction pad according to claim 5 or 6, characterized in that the valves ( 5 ) are throttle valves.

8. Suction pad according to one of claims 5 to 7, characterized in that the individual tubes ( 3 ) are firmly connected to one another.

9. Suction gripper according to one of claims 1 to 8, characterized in that laterally next to the suction cups ( 1 ) an extendable on the suction surface down element ( 9 ) is provided.

10. Suction gripper according to one of claims 1 to 9, characterized in that an extendable order element ( 8 ) is provided in the horizontal direction over the area in which the suction devices are arranged.

11. suction pad according to one of claims 1 to 10, characterized in that a sensor for the weight of the Workpieces to be picked up is provided.

12. Suction gripper according to one of claims 1 to 11, characterized in that a sensor for the location of the gripping workpieces is provided.

13. suction pad according to one of claims 1 to 12, characterized in that a control unit for the Valves and the vacuum device is provided.

14. Suction gripper according to one of claims 1 to 13, characterized in that the suction pad on one Industrial robot can be attached.