DE69423704T2

DE69423704T2 - Sauggreifer

Info

Publication number: DE69423704T2
Application number: DE69423704T
Authority: DE
Inventors: Hirohisa Tanaka
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 1993-12-08
Filing date: 1994-12-07
Publication date: 2000-07-20
Anticipated expiration: 2014-12-08
Also published as: EP0657373B1; DE69423704D1; JPH07157117A; EP0657373A2; EP0657373A3; US5609377A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vakuumspanneinrichtung, wie im Oberbegriff des Anspruches 1 definiert, zum Spannen eines Artikels, wie beispielsweise eine Platte, eine Box oder dgl., und insbesondere auf eine Vakuumspanneinrichtung, die eine Vielzahl von Saugnäpfen aufweist, und bei der die Anzahl der Saugnäpfe die gegenwärtig in Funktion sind, entsprechend der Größe des zu handhabenden Artikels verändert wird.
Eine Vakuumspanneinrichtung der oben definierten Art ist in der EP-A-348 311 beschrieben. Die Vorrichtung enthält eine Vielzahl von Saugnäpfen, die jeweils unabhängig voneinander durch elektromagnetische Mittei zum Öffnen und Schließen der Saugleitung gesteuert werden, die jeden speziellen Saugnapf mit dem Vakuumdruck versorgen. Die Elektromagnete werden durch eine Steuereinrichtung gemäß der speziellen Größe und der Form der zu handhabenden Artikel gesteuert. Alle Saugnäpfe sind fest am Tragteil angeordnet.
Die EP-A-336 799 offenbart eine Vakuumspanneinrichtung, die aus einer Vielzahl von bewegbaren Saugnäpfen besteht, die so auf einem Tragteil montiert sind, daß sie zwischen einer Wirkposition und einer rückgezogenen Position bewegbar sind. Alle Saugnäpfe dieser Vorrichtung sind bewegbar.
Es ist ferner eine Vakuumspanneinrichtung zum Spannen eines Artikels, wie eine Platte, eine Box oder dgl., beispielsweise eine Glasplatte, einen Karton aus Wellpappe oder dgl., bekannt. Die Vakuumspanneinrichtung hat eine Vielzahl von Saugnäpfen, die auf einem Grundgerüst, wie beispielsweise einem Spannrahmen, befestigt sind. Die Saugnäpfe werden gegen eine vorbestimmte Oberfläche des zu spannenden Artikels gepreßt und die Luft in den Saugnäpfen wird evakuiert, um im Zwischenraum, der durch jeden Saugnapf und der vorbestimmten Oberfläche des Artikels gebildet wird, den Druck aufzubringen, wodurch der Artikel durch die Vakuumspanneinrichtung durch Saugen gespannt wird.
Wenn eine derartige Vakuumspanneinrichtung zum Greifen und Übertragen von Artikeln verwendet wird, sollte die Vakuumspanneinrichtung mit der Größe des Artikels zusammenpassen. Wenn jedoch jeweils für Artikel unterschiedlicher Größe getrennte Vakuumspanneinrichtungen vorgesehen werden, steigen die Betriebskosten und ein großer Bauraum ist erforderlich.
Demgemäß ist es bevorzugt, daß eine einzige Vakuumspanneinrichtung zum Spannen von Artikeln mit unterschiedlicher Größe verwendet werden kann. Ein Beispiel einer derartigen größenunabhängigen Vakuumspanneinrichtung ist im japanischen Gebrauchsmuster mit der Veröffentlichungsnummer 47 (1972)-12624 offenbart. In der größenunabhängigen Vakuumspanneinrichtung sind eine Vielzahl von Saugnäpfen in Reihe an einem Spannrahmen montiert. Die Saugnäpfe, die in der Mitte der Reihe angeordnet sind, sind mit dem Saugrahmen fest verbunden und werden immer betrieben, unabhängig von der Größe der zu spannenden Artikel, während die Saugnäpfe, die in Endbereichen der Reihe angeordnet sind, so am Saugrahmen montiert sind, daß sie zwischen einer Wirkposition, wo sie den Artikel zusammen mit den festgelegten Saugnäpfen durch Saugen spannen können, und einer zurückgezogenen Position oberhalb der Wirkposition bewegbar sind. Wenn die Größe der zu spannenden Artikel gering ist, werden die Saugnäpfe in den Endbereichen manuell in die zurückgezogene Position bewegt und dort durch Eingriffsteile gehalten. Wenn die Größe der zu spannenden Artikel größer wird, werden die sich in der zurückgezogenen Position befindenden Saugnäpfe in die Wirkposition durch manuelles Lösen der Eingriffsteile bewegt. Dadurch kann die größenunabhängige Vakuumspanneinrichtung Artikel unterschiedlicher Größen spannen.
In einer größenunabhängigen Vakuumspannvorrichtung, offenbart im japanischen Gebrauchsmuster mit der Veröffentlichungsnummer 47 (1972)-12625, sind die Saugnäpfe in den Endbereichen einer Saugnapfreihe am Spannrahmen so montiert, daß sie zwi schen der Wirkposition und der zurückgezogenen Position oberhalb der Wirkposition bewegbar und zu gleicher Zeit durch in einer horizontalen Ebene drehbare Arme gehalten sind. Die bewegbaren Saugnäpfe werden manuell in der horizontalen Ebene geschwenkt, wenn sich die Größe der zu spannenden Artikel ändert.
Weiterhin ist in einer größenunabhängigen Vakuumspanneinrichtung, die in der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung mit der Nummer 4 (1992)-41342 offenbart ist, jeder Saugnapf durch eine Welle gelagert und ein Ritzel ist am oberen Teil der Welle ausgebildet. Das Ritzel kämmt mit einem Paar gegenüberliegender Zahnstangenelemente (die sich in horizontaler Richtung erstrecken). Die Position des Saugnapfes kann manuell verändert werden, indem man die Welle hochdrückt, um das Ritzel von den Zahnstangenteilen freizubekommen, die Welle entlang der Zahnstangenteile bewegt und dann das Ritzel wieder mit den Zahnstangenteilen in Eingriff bringt. Indem man die Positionen der entsprechenden Saugnäpfe gemäß der Größe des zu spannenden Artikels auswählt, kann die Vakuumspanneinrichtung Artikel mit unterschiedlichen Größen handhaben.
In jeder der konventionellen, größenunabhängigen Vakuumspanneinrichtungen, werden die Saugnäpfe manuell bewegt, wenn die Größe der von der Vakuumspanneinrichtung zu spannenden Artikel verändert wird, und demgemäß muß bei einer Verfahrenslinie, in der Artikel verschiedener Größen gemischt transportiert werden, die Verfahrenslinie angehalten werden, um die Positionen der Saugnäpfe immer dann zu ändern, wenn sich die Größe der Artikel ändert, was die Effektivität der Verfahrenslinie stark verringert und es unmöglich macht, die Vakuumspanneinrichtung für ein unbemanntes, automatisches System einzusetzen.
Im Hinblick auf die obigen Bemerkungen und Beschreibungen, ist es das Hauptziel der vorliegenden Erfindung, eine größenunabhängige Vakuumspanneinrichtung zu schaffen, in der die Anzahl der Saugnäpfe, die tatsächlich betrieben werden, automatisch entsprechend der Größe des zu spannenden Artikels geändert werden kann.
Die vorliegende Erfindung ist im Anspruch 1 definiert.
In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung werden zunächst alle Saugnäpfe in der Wirkposition angeordnet und einige der Saugnäpfe werden automatisch in die zurückgezogene Position bewegt, gemäß einem Größensignal, das die Größe des zu spannenden Artikels repräsentiert, so daß nur die für das Spannen des Artikels derjenigen Größe, die durch das Größensignal repräsentiert ist, notwendigen Saugnäpfe in der Wirkposition verbleiben.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung werden zunächst alle Saugnäpfe in der zurückgezogenen Position angeordnet und einige der Saugnäpfe werden automatisch in die Wirkposition bewegt, in Abhängigkeit von einem Größensignal, das die Größe der zu spannenden Artikel repräsentiert, so daß nur die Saugnäpfe, die zum Spannen des Artikels derjenigen Größe, die durch das Größensignal repräsentiert ist, notwendig sind, in der Wirkposition angeordnet werden.
Die Bestimmungseinrichtung für die Artikelgröße kann eine Einrichtung sein, die die Größe des Artikels feststellt und ein Größensignal ausgibt, das die festgestellte Größe des Artikels repräsentiert, oder es kann eine Einrichtung sein, die ein Größensignal ausgibt, das die Größe des Artikels ausgibt, wie sie durch eine Bedienperson oder durch eine externe Artikelgrößen-Feststelleinrichtung eingegeben wird.
Die festen Saugnäpfe können in der Mitte der Reihe der Saugnäpfe angeordnet sein.
Die bewegbaren Saugnäpfe können normalerweise in der Wirkposition gehalten werden und in ausgewählter Weise in die zurückgezogene Position bewegt werden, gemäß der Größe des zu spannenden Artikels, oder sie können normalerweise in der zurückgezogenen Position gehalten werden und in ausgewählter Weise in die Wirkposition bewegt werden, gemäß der Größe des zu spannenden Artikels.
Die Antriebseinrichtung enthält einen Luftzylinder. So kann beispielsweise ein einfach wirkender, zurückziehender Luftzylinder oder ein doppelt wirkender Luftzylinder verwendet werden. Wenn ein doppelt wirkender Luftzylinder verwendet wird, kann der Druck, unter dem der Saugnapfgegen den Artikel gepreßt wird, fein eingestellt werden, indem man den Luftdruck steuert, der dem Luftzylinder zugeführt wird, was besonders zweckmäßig ist, wenn der zu spannende Artikel zerbrechlich, leicht verkratzbar oder weich ist.
In der Vakuumspanneinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung werden die bewegbaren Saugnäpfe in ausgewählter Weise in der Wirkposition und der zurückgezogenen Position automatisch positioniert, in Abhängigkeit von dem Größensignal, das die Größe des Artikels repräsentiert. Demgemäß kann die Vakuumspanneinrichtung automatisch an verschiedene Größen angepaßt werden, und die zum Anpassen der Vorrichtung auf die Größe des zu spannenden Artikels erforderliche Zeit und Arbeit kann weitgehend reduziert werden, was zu einer starken Verringerung der Kosten und einer großen Verbesserung der Betriebseffektivität führt.
Fig. 1 ist eine perspektivische Darstellung einer Vakuumspanneinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
Fig. 2 ist eine Seitenansicht der Vakuumspanneinrichtung, gesehen in Richtung des Pfeiles Y in Fig. 1, und
Fig. 3 ist eine Draufsicht auf eine Anordnung der Saugnäpfe der Vakuumspanneinrichtung nach Fig. 1.
Gemäß den Fig. 1 und 2 enthält eine Vakuumspanneinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine Tragstruktur, die einen Spannrahmen 1 umfaßt, der durch eine Hebeeinrichtung (nicht gezeigt) nach oben und unten bewegbar ist, sowie einen Unterrahmen 2, der am Spannrahmen 1, der unteren Oberfläche des Spannrahmens 1 mit einem vorbestimmten Abstand gegenüberliegend befestigt ist. Vier Saugnäpfe 11 sind am Unterrahmen 2 durch Saugnapfhalter 14 befestigt, und vier Saugnäpfe 12 sowie vier Saugnäpfe 13 sind am Spannrahmen 1 so montiert, daß sie die vier Saugnäpfe 11 umgeben. Die Saugnäpfe 12 und 13 sind am Spannrahmen 1 nach oben und unten bewegbar montiert, und die Saugnäpfe 12 sind näher am Zentrum des Spannrahmens 1 angeordnet als die Saugnäpfe 13. Die Saugnäpfe 12 werden nachfolgend als "die inneren bewegbaren Saugnäpfe 12" und die Saugnäpfe 13 werden nachfolgend als "die äußeren bewegbaren Saugnäpfe 13" bezeichnet, während die Saugnäpfe 11 als "die feststehenden Saugnäpfe 11" bezeichnet werden.
Jeder der feststehenden Saugnäpfe 11 ist am Unterrahmen 2 mit seiner Ansaugfläche nach unten weisend befestigt, und mit einer Vakuumpumpe 40 über Vakuumschläuche 35 und 36 und einem elektromagnetischen Ventil 37 verbunden. Die Vakuumschläuche 35 für ein Paar feststehender Saugnäpfe 11, die einander diagonal gegenüberliegen (s. Fig. 3) sind mit einem Vakuumschlauch 36 verbunden. Das elektromagnetische Ventil 37 wird durch ein vorbestimmtes Steuersignal geöffnet und geschlossen.
Die bewegbaren Saugnäpfe 12 und 13 sind am Spannrahmen 1 durch einfach wirkende, zurückziehende Luftzylinder 22 und 21 mit ihren anziehenden Oberflächen nach unten weisend montiert. Die bewegbaren Saugnäpfe 12 und 13 werden normalerweise in ihrer Wirkposition gehalten, die durch die durchgezogene Linie in Fig. 2 dargestellt ist, und werden in die durch die gestrichelte Linie dargestellte, zurückgezogene Position angehoben, wenn die Größe des zu spannenden Artikels 100 klein ist und sie nicht betätigt werden müssen. Die Luftzylinder 22 und 21 heben die bewegbaren Saugnäpfe 12 und 13 in die zurückgezogene Position unter dem Luftdruck an, der von einer Luftpumpe 60 geliefert wird.
Die Luftzylinder 22 für die inneren, bewegbaren Saugnäpfe 12 und die Luftzylinder 21 für die äußeren bewegbaren Saugnäpfe 13 sind durch getrennte Luftleitungen mit der Luftpumpe 60 verbunden. D. h., jede der Luftzylinder 22 für die inneren, bewegbaren Saugnäpfe 12 ist über einen gesonderten Luftschlauch 52a mit einer gemeinsamen Luftleitung 53a verbunden und die gemeinsame Luftleitung 53a ist mit der Luftpumpe 60 über Luftschläuche 54a und 56a verbunden. Zwischen den Luftschläuchen 54a und 56a ist ein elektromagnetisches Ventil 55a vorgesehen. Jeder der Luftzylinder 21 für die äußeren, bewegbaren Saugnäpfe 13 ist über einen getrennten Luftschlauch 52b mit einer gemeinsamen Luftleitung 53b verbunden, und die gemeinsamen Luftleitung 53b ist mit der Luftpumpe 60 über Luftschläuche 54b und 56b verbunden. Ein elektromagnetisches Ventil 55b ist zwischen den Luftschläuchen 54b und 56b vorgesehen. Die elektromagnetischen Ventile 55a und 55b sind getrennt durch ein Steuersignal zu öffnen und zu schließen.
Jeder der inneren, bewegbaren Saugnäpfe 12 ist mit der Vakuumpumpe 40 über einen getrennten Vakuumschlauch 32a, eine gemeinsame Luftleitung 33a und einen Vakuumschlauch 34a verbunden und ein elektromagnetisches Ventil 39a ist zwischen dem Vakuumschlauch 34a und der Vakuumpumpe 40 vorgesehen. Jeder der äußeren, bewegbaren Saugnäpfe 13 ist mit der Vakuumpumpe 40 über einen getrennten Vakuumschlauch 32b, eine gemeinsame Luftleitung 33b und einen Vakuumschlauch 34b verbunden, und ein elektromagnetisches Ventil 39b ist zwischen dem Vakuumschlauch 34b und der Vakuumpumpe 40 vorgesehen. Die elektromagnetischen Ventile 39a und 39b werden durch ein Steuersignal getrennt geöffnet und geschlossen.
Die Vakuumspanneinrichtung ist ferner mit einer Bestimmungseinrichtung 80 für die Artikelgröße versehen, die ein Größensignal S ausgibt, das die Größe des zu spannenden Artikels 100 repräsentiert, und mit einer Steuereinrichtung 70, die die Steuersignale ausgibt, um die elektromagnetischen Ventile 55a, 55b, 37, 39a und 39b in ausgewählter Weise gemäß dem Größensignal S zu öffnen und zu schließen.
Die Bestimmungseinrichtung 80 für die Artikelgröße kann eine Einrichtung sein, die die Größe des Artikels 100 feststellt und ein Größensignal S ausgibt, das der festgestellten Größe des Artikels 100 entspricht, oder sie kann eine Einrichtung sein, die ein Größensignal S ausgibt, das die Größe des Artikels 100 repräsentiert, wie sie durch eine Bedienperson oder eine externe Bestimmungseinrichtung für die Artikelgröße vorgegeben wird.
Grundlegend arbeitet die Vakuumspanneinrichtung dieses Ausführungsbeispiels in der folgenden Weise.
Der Spannrahmen 1 wird nach unten bewegt, bis die Saugnäpfe in der Wirkposition (11; 11, 12 und 13; 11 und 12; oder 11 und 13) in Anschlag gegen die obere Oberfläche des Artikels 100 gebracht sind, und werden dann weiter nach unten um ca. 10 mm bewegt (Pufferhub), um die Saugnäpfe gegen die obere Oberfläche des Artikels 100 zu pressen. In diesem Zustand werden die elektromagnetischen Ventile zum Zuführen der Saugkraft an die Saugnäpfe in der Wirkposition geöffnet und eine Saugkraft wird den Saugnäpfen zugeführt, wodurch der Artikel 100 durch die Saugnäpfe über Saugwirkung angezogen wird. Wenn der Spannrahmen 1 in diesem Zustand angehoben wird, wird auch der Artikel 100 angehoben.
Wenn der Artikel 100 an einem Ort abgelegt werden soll, bewegt sich der Saugrahmen 1 nach unten, um den Artikel 100 an der Stelle zu positionieren, und die elektromagnetischen Ventile zum Zuführen der Saugkraft zu den Saugnäpfen in Wirkposition werden geschlossen, um die Zufuhr der Saugkraft an die Saugnäpfe zu stoppen. Danach wird Luft in die Saugnäpfe durch Belüftungsöffnungen (nicht gezeigt) eingeleitet, und der Artikel 100 wird von den Saugnäpfen gelöst.
Da die feststehenden Saugnäpfe 11 konstant in der Wirkposition gehalten sind, werden sie normalerweise betätigt, unabhängig von der Größe des Artikels 100.
Entsprechend der Größe des Artikels 100, wird die Vakuumspanneinrichtung dieses Ausführungsbeispiels auf folgende Weise gesteuert.
Wenn die Größe des Artikels 100 so festgestellt wird, wie es mit d in Fig. 3 dargestellt ist, gibt die Bestimmungseinrichtung 80 für die Artikelgröße ein Größensignal Sd aus, das die Größe d repräsentiert, und das Größensignal Sd wird in die Steuereinrichtung 70 eingegeben. Wenn das Größensignal Sd in die Steuereinrichtung eingegeben ist, bewirkt die Steuereinrichtung 70, daß alle Saugnäpfe 11, 12 und 13 arbeiten. Insbesondere gibt die Steuereinrichtung 70 die Kontrollsignale aus, um die elektromagnetischen Ventile 55a und 55b zu schließen, so daß die Luftzylinder 22 und 21 für die inneren, bewegbaren Saugnäpfe 12 und die äußeren, bewegbaren Saugnäpfe 13 nicht mit Luft aus der Luftpumpe 60 versorgt werden, wodurch die Luftzylinder 22 und 21 alle ausgefahren bleiben und die Saugnäpfe 12 und 13 alle in ihrer Wirkposition gehalten werden. In der Wirkposition sind alle Saugnäpfe 11 bis 12 in einer horizontalen Ebene angeordnet.
In diesem Zustand wird der Saugrahmen 11 nach unten bewegt und alle Saugnäpfe 11 bis 13 werden gegen die obere Oberfläche des Artikels 100 gepreßt. Danach gibt die Steuereinrichtung 70 die Steuersignale zum Öffnen der elektromagnetischen Ventile 37, 39a und 39b aus, so daß alle Saugnäpfe 11 bis 13 mit der Saugkraft von der Vakuumpumpe 40 beaufschlagt werden, wodurch der Artikel 100 die Saugnäpfe 11 bis 13 durch Saugkraft angezogen wird. Wenn der Artikel 100 gelöst werden soll, bewirkt die Steuereinrichtung 70 das Schließen der elektromagnetischen Ventile 37, 39a und 39b, so daß die Zufuhr der Saugkraft an die Saugnäpfe 11 bis 13 abgeschnitten ist.
Wenn die Größe des Artikels 100 so ist, wie mit c in Fig. 3 dargestellt, gibt die Bestimmungseinrichtung 80 für die Artikelgröße ein Größensignal Sc aus, das die Größe c repräsentiert, und das Größensignal Sc wird in die Steuereinrichtung 70 eingegeben. Wenn das Größensignal Sc in die Steuereinrichtung 70 eingegeben ist, bewirkt die Steuereinrichtung 70, daß die inneren, bewegbaren Saugnäpfe 12, die nicht notwendig sind zum Spannen des Artikels 100 der Größe c, sich in die zurückgezogene Position bewegen. Demgemäß gibt die Steuereinrichtung 70 ein Steuersignal aus, um das elektromagnetische Ventil 55a zu öffnen, so daß die Luftzylinder 22 für die inneren, bewegbaren Saugnäpfe 12 mit Luft aus der Luftpumpe 60 versorgt werden, wobei das elektromagnetische Ventil 55b geschlossen gehalten wird, wodurch die Luftzylinder 22 für die inneren, bewegbaren Saugnäpfe 12 veranlaßt werden, sich zusammenzuziehen, und die inneren, bewegbaren Saugnäpfe 12 werden in die zurückgezogene Position angehoben, während die Luftzylinder 21 für die äußeren, bewegbaren Saugnäpfe 13 in verlängertem Zustand gehalten werden und die äußeren, bewegbaren Saugnäpfe 13 in ihrer Wirkposition gehalten sind.
In diesem Zustand wird der Spannrahmen 1 nach unten bewegt und die Saugnäpfe 11 und 13 werden gegen die obere Oberfläche des Artikels 100 gepreßt. Danach gibt die Steuereinrichtung 70 die Steuersignale zum Öffnen der elektromagnetischen Ventile 37 und 39b und zum Geschlossenhalten des elektromagnetischen Ventils 39a aus, so daß die Saugnäpfe 11 und 13 mit der Saugkraft aus der Vakuumpumpe 40 versorgt werden, wodurch der Artikel 100 durch die Saugnäpfe 11 und 13 durch Saugkraft angezogen wird. Wenn der Artikel 100 losgelassen werden soll, bewirkt die Steuereinrichtung 70, daß sich die elektromagnetischen Ventile 37 und 39b schließen, so daß die Zufuhr der Saugkraft an die Saugnäpfe 11 und 13 abgeschnitten ist. Wenn die Größe des Artikels 100b in Fig. 3 entspricht, gibt die Bestimmungseinrichtung 80 für die Artikelgröße ein Größensignal Sb aus, das die Größe b repräsentiert, und das Größensignal Sb wird in die Steuereinrichtung 70 eingegeben. Wenn das Größensignal Sb in die Steuereinrichtung 70 eingegeben ist, bewirkt die Steuereinrichtung, daß sich die äußeren, bewegbaren Saugnäpfe 13, die zum Spannen des Artikels 100 der Größe b nicht notwendig sind, in die zurückgezogenen Position bewegen. Demgemäß gibt die Steuereinrichtung 70 das Steuersignal zum Öffnen des elektromagnetischen Ventils 55b aus, so daß die Luftzylinder 21 für die äußeren, bewegbaren Saugnäpfe 13 mit Luft von der Luftpumpe 60 versorgt werden, wobei das elektromagnetische Ventil 55a geschlossen gehalten wird, wodurch die Luftzylinder 21 für die äußeren, bewegbaren Saugnäpfe 13 veranlaßt werden, sich zusammenzuziehen und die äußeren, bewegbaren Saugnäpfe 13 in die zurückgezogene Position abgehoben werden, während die Luftzylinder 22 für die inneren, bewegbaren Saugnäpfe 12 ausgefahren gehalten werden und die inneren, bewegbaren Saugnäpfe 12 in ihrer Wirkposition gehalten sind.
In diesem Zustand wird der Spannrahmen 1 nach unten bewegt und die Saugnäpfe 11 und 12 gegen die obere Oberfläche des Artikels 100 gepreßt. Danach gibt die Steuereinrichtung 70 die Kontrollsignale zum Öffnen der elektromagnetischen Ventile 37 und 39a und zum Geschlossenhalten des elektromagnetischen Ventils 39b aus, so daß die Saugnäpfe 11 und 12 mit Saugkraft von der Vakuumpumpe 40 versorgt werden, wodurch der Artikel 100 durch die Saugnäpfe 11 und 12 durch Saugkraft angezogen wird. Wenn der Artikel 100 gelöst werden soll, bewirkt die Steuereinrichtung 70, daß sich die elektromagnetischen Ventile 37 und 39a schließen, so daß die Zufuhr der Saugkraft zu den Saugnäpfen 11 und 12 abgeschnitten ist.
Wenn die Größe des Artikels 100 so ist, wie mit a in Fig. 3 angegeben, gibt die Bestimmungseinrichtung 80 für die Artikelgröße ein Größensignal Sa aus, das die Größe a repräsentiert, und das Größensignal Sa wird in die Steuereinrichtung 70 eingegeben. Wenn das Größensignal Sa in die Steuereinrichtung 70 eingegeben ist, bewirkt die Steuereinrichtung 70, daß sich die inneren und äußeren, bewegbaren Saugnäpfe 12 und 13, die zum Spannen des Artikels 100 der Größe a nicht notwendig sind, sich in die zurückgezogenen Position zu bewegen. Demgemäß gibt die Steuereinrichtung 70 die Kontrollsignale zum Öffnen der elektromagnetischen Ventils 55a und 55b aus, so daß die Luftzylinder 22 und 21 für die inneren und äußeren bewegbaren Saugnäpfe 12 und 13 mit Luft von der Luftpumpe 60 versorgt werden, wodurch die Luftzylinder 22 und 21 für die inneren und äußeren bewegbaren Saugnäpfe 12 und 13 veranlaßt werden, sich zusammenzuziehen und die inneren und äußeren bewegbaren Saugnäpfe 12 und 13 werden in die zurückgezogene Position angehoben.
In diesem Zustand wird der Spannrahmen 1 nach unten bewegt, und nur die festen Saugnäpfe 11 werden gegen die obere Oberfläche des Artikels 100 gepreßt. Anschließend gibt die Steuereinrichtung 70 die Kontrollsignale zum Öffnen der elektromagnetischen Ventile 37 und zum Geschlossenhalten der elektromagnetischen Ventile 39a und 39b aus, so daß die feststehenden Saugnäpfe 11 mit Saugkraft von der Vakuumpumpe 40 versorgt werden, wodurch der Artikel 100 durch die feststehenden Saugnäpfe 11 durch Saugkraft angezogen wird. Wenn der Artikel 100 gelöst werden soll, bewirkt die Steuereinrichtung, daß sich die elektromagnetischen Ventile 37 schließen, so daß die Zufuhr der Saugkraft zu den feststehenden Saugnäpfen 11 abgeschnitten ist.

Beispiel

Es wurde eine Vakuumspanneinrichtung gemäß Fig. 1 mit den folgenden Merkmalen hergestellt. Die feststehenden Saugnäpfe 11 waren aus Urethangummi und hatten einen Durchmesser von 80 mm. Die inneren und äußeren Saugnäpfe 12 und 13 waren aus Urethangummi und hatten einen Durchmesser von 50 mm. Die Luftzylinder 21 und 22 hatten einen Durchmesser von 20 mm und einen Hub von 25 mm. Die Vakuumspanneinrichtung war in einem Gehäuse von 500 mm · 450 mm · 150 mm untergebracht, die durch Verschweißen dünner Eisenbleche hergestellt wurde, und hatte ein Gewicht von 35 kg.
Unter Verwendung der Vakuumspanneinrichtung wurden Wellpappekartons, die fotosensitives Material enthielten, gehandhabt. Die Größen und die Gewichte der Wellpappekartons waren wie folgt.
(a) 100 mm · 150 mm · 150 mm, 8 kg
(b) 210 mm · 270 mm · 170 mm, 10 kg
(c) 300 mm · 440 mm · 300 mm, 15 kg
(d) 500 mm · 600 mm · 200 mm, 20 kg
Eine Wechselstromquelle mit der herkömmlichen Energiefrequenz wurde verwendet, und ein Luftkompressor, der einen Luftdruck von 5 kg/cm² liefern konnte, wurde verwendet. Die Umschaltung von einer Größe zur anderen konnte innerhalb einer Sekunde durchgeführt werden. Die Anziehungskraft, die allein durch die feststehenden Saugnäpfe 11 erzielt wurde, betrug 40 kg (Vakuumdruck), diejenige, die durch die feststehenden Saugnäpfe 11 und die inneren, bewegbaren Saugnäpfe 12 erzielt wurde, betrug 52 kg, und diejenige, die durch die feststehenden Saugnäpfe 11 und die inneren und äußeren bewegbaren Saugnäpfe 12 und 13 erzielt wurde, betrug 64 kg.
Die Maximalbelastung der Vakuumspanneinrichtung betrug 60 kg, die maximale Anhebgeschwindigkeit betrug 1000 mm/s und die maximale Drehgeschwindigkeit um die verti kale Achse und die horizontale Achse betrug 2,44 rad/s (140º/s). Die Genauigkeit der Artikelpositionierungseinrichtung lag innerhalb ± 1 mm.
Wie man aus der obigen Beschreibung ersehen kann, können die bewegbaren Saugnäpfe 12 und 13 der Vakuumspanneinrichtung dieses Ausführungsbeispiels in ausgewählter Weise in der Wirkposition oder der zurückgezogenen Position automatisch positioniert werden, gemäß dem Größensignal, das die Größe des Artikels repräsentiert. Demgemäß kann die Vakuumspanneinrichtung automatisch an verschiedene Größen angepaßt werden, und die Zeit und der Arbeitsaufwand, die für das Anpassen der Vorrichtung an die Größe des zu spannenden Artikels erforderlich sind, kann in hohem Maße reduziert werden, was zu einer hohen Verringerung der Kosten und einer starken Verbesserung der Betriebseffektivität führt.
Obwohl im oben beschriebenen Ausführungsbeispiel ein einfach wirkender, zurückziehender Luftzylinder als Antriebsmittel zum Bewegen des bewegbaren Saugnapfes zwischen der Wirkposition und der zurückgezogenen Position verwendet wird, können die unterschiedlichsten Antriebsmittel eingesetzt werden. So kann beispielsweise ein doppelt wirkender Luftzylinder verwendet werden und hydraulische oder mechanische Antriebsmittel können eingesetzt werden. Wenn ein doppelt wirkender Luftzylinder verwendet wird, kann der Druck, unter dem der Saugnapfgegen den Artikel gedrückt wird, feinfühlig eingestellt werden, indem man den Luftdruck steuert, der dem Luftzylinder zugeführt wird, was besonders vorteilhaft ist, wenn der zu spannende Artikel zerbrechlich, anfällig für Kratzer oder weich ist.

Claims

1. Vakuumspanneinrichtung zum Spannen eines Artikels (100) mit:

einer Vielzahl von Saugnäpfen (11, 12, 13), die an einem Tragteil (1, 2) montiert und über deren Oberfläche verteilt sind, einer Bestimmungseinrichtung (80) für die Artikelgröße, die ein Größensignal ausgibt, das die Größe des zu spannenden Artikels (100) repräsentiert, und einer Steuereinrichtung (70) zum Steuern des Betriebes der Saugnäpfe (11, 12, 13) gemäß dem Größensignal aus der Bestimmungseinrichtung (80) für die Artikelgröße, so daß ein Teil der Saugnäpfe (12, 13), die zum Spannen des Artikels (100) derjenigen Größe nicht notwendig sind, die durch das Größensignal repräsentiert wird, unwirksam gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl von Saugnäpfen (11, 12, 13) in Gruppen angeordnet sind, die eine Gruppe von mindestens einem feststehenden Saugnapf (11), eine Gruppe von inneren, bewegbaren Saugnäpfen (12) und eine Gruppe von äußeren bewegbaren Saugnäpfen (13) umfaßt, wobei die inneren und äußeren, bewegbaren Saugnäpfe (12, 13) am Tragteil (1) so montiert sind, daß sie sich auf und ab relativ zum Tragteil (1) zwischen einer Wirkposition, in der jeder der bewegbaren Saugnäpfe (12, 13) den Artikel (100) durch Saugkraft anziehen kann, und einer zurückgezogenen Position oberhalb der Wirkposition bewegen können, daß eine Vielzahl von Antriebseinrichtungen (21, 22) vorgesehen sind, die die entsprechende Gruppe der inneren und äußeren, bewegbaren Saugnäpfe (12, und 13) nach oben und unten relativ zum Tragteil (1) unabhängig voneinander zwischen der Wirkposition und der zurückgezogenen Position bewegen, wobei die Antriebseinrichtung eine Vielzahl von Luftzylindern (21, 22) enthält, die am Tragteil (1) montiert sind, wobei jeder der Luftzylinder mit einem zugeordneten, bewegbaren Saugnapf (12, 13) verbunden ist, mit einer Luftpumpe (60) zum Zuführen unter Druck stehender Luft zu den Luftzylindern (21, 22), mit Luftleitungen (52, 53, 54, 56), die die Luftpumpe (60) mit den Luftzylindern verbinden, und mit Ventileinrichtungen (55), die in den Luftleitungen zwischen der Luftpumpe und den Luftzylindern und zum Öffnen und Schließen der Luftleitungen angeordnet sind, wobei die Ventileinrichtungen erste und zweite elektromagnetische Ventile (55a, 55b) enthalten, und wobei jeder der Luftzylinder (22) der inneren, bewegbaren Saugnäpfe (12) durch einen gesonderten Luftschlauch (52a) mit einer ersten, gemeinsamen Luftleitung (53a) verbunden ist, und wobei die erste gemeinsame Luftleitung (53a) mit der Luftpumpe (60) über das erste elektromagnetische Ventil (55a) verbunden ist, wogegen jeder der Luftzylinder (21) der äußeren, bewegbaren Saugnäpfe (13) über einen gesonderten Luftschlauch (52b) mit einer zweiten gemeinsamen Luftleitung (53b) verbunden ist, und die zweite gemeinsamen Luftleitung (53b) mit der Luftpumpe (60) über das zweite elektromagnetische Ventil (55b) verbunden ist, und wobei die Steuereinrichtung (70) so ausgebildet ist, daß sie die Antriebseinrichtung (21, 22) gemäß dem Größensignal der Bestimmungseinrichtung (80) für die Artikelgröße steuert, so daß die inneren und/oder die äußeren, bewegbaren Saugnäpfe (12, 13), die zum Spannen des Artikels (100) der durch das Größensignal repräsentierten Größe nicht notwendig sind, sich in der zurückgezogenen Position und die anderen Saugnäpfe (11, 12, 13) sich in der Wirkposition befindet, wobei die Gruppe der feststehenden Saugnäpfe (11) in einem Flächenbereich (a) des Oberflächenbereichs des Tragteils (1, 2) angeordnet ist, der eine erste Länge in einer ersten Richtung und eine erste Breite in einer zweiten Richtung, senkrecht zur ersten Richtung aufweist, wobei die inneren, bewegbaren Saugnäpfe (12) in einem Flächenbereich (b) angeordnet sind, der eine zweite Länge aufweist, die größer als die erste Länge ist, und eine zweite Breite aufweist, die größer als die erste Breite ist, und wobei die äußeren, bewegbaren Saugnäpfe (13) in einem Flächenbereich (c) angeordnet sind, der eine dritte Länge aufweist, die größer als die erste und zweite Länge ist, und eine dritte Breite aufweist, die größer als die erste Breite und kleiner als die zweite Breite ist.

2. Vakuumspanneinrichtung nach Anspruch 1, wobei der mindestens eine, feststehende Saugnapf (11) in der Mitte der Saugnapfreihe angeordnet und konstant in der Wirkposition gehalten ist.

3. Vakuumspanneinrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, in der die inneren und äußeren, bewegbaren Saugnäpfe (12, 13) normalerweise in der Wirkposition gehalten sind und in ausgewählter Weise in die zurückgezogene Position gemäß der Größe des zu spannenden Artikels (100) bewegt werden.

4. Vakuumspanneinrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, bei der die inneren und äußeren, bewegbaren Saugnäpfe (12, 13) normalerweise in der zurückgezogenen Position gehalten sind und in ausgewählter Weise in die Wirkposition gemäß der Größe des zu spannenden Artikels (100) bewegt werden.

5. Vakuumspanneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die inneren, bewegbaren Saugnäpfe (12) mit einer Vakuumpumpe (40) durch eine gemeinsamen Luftleitung (33a) verbunden sind, die mit einem Ventil (39a) versehen ist, wobei die äußeren, bewegbaren Saugnäpfe (13) mit der Vakuumpumpe (40) durch eine gemeinsame Luftleitung (33b) verbunden sind, die ebenfalls mit einem Ventil (39b) versehen ist, und wobei der mindestens eine, feststehende Saugnapf (11) mit der Vakuumpumpe (40) durch eine weitere Luftleitung (35, 36) verbunden ist, die mit einem Ventil (37) versehen ist, wobei die Ventile (37, 39a, 39b) durch die Steuereinrichtung (70) getrennt geöffnet und geschlossen werden.

6. Vakuumspanneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die feststehenden und die bewegbaren Saugnäpfe (11, 12, 13) in einem Oberflächenbereich (d) angeordnet sind, der eine vierte Länge aufweist, die größer als die dritte Länge ist, und eine vierte Breite aufweist, die größer als die zweite Breite ist.

7. Vakuumspanneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, enthaltend vier feststehende Saugnäpfe (11), vier innere, bewegbare Saugnäpfe (12) und vier äußere, bewegbare Saugnäpfe (13).