WO2021089272A1 - Unterdruckhandhabungsvorrichtung - Google Patents

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WO2021089272A1
WO2021089272A1 PCT/EP2020/078498 EP2020078498W WO2021089272A1 WO 2021089272 A1 WO2021089272 A1 WO 2021089272A1 EP 2020078498 W EP2020078498 W EP 2020078498W WO 2021089272 A1 WO2021089272 A1 WO 2021089272A1
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WO
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module
valve
vacuum
gripper
interface
Prior art date
Application number
PCT/EP2020/078498
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English (en)
French (fr)
Inventor
Aline DEFRANCESKI
Jan GAUß
Florian Fritz
Original Assignee
J.Schmalz Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by J.Schmalz Gmbh filed Critical J.Schmalz Gmbh
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Priority to CN202080077409.7A priority patent/CN114641379A/zh
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/0025—Means for supplying energy to the end effector
    • B25J19/0029—Means for supplying energy to the end effector arranged within the different robot elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/04—Gripping heads and other end effectors with provision for the remote detachment or exchange of the head or parts thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/06—Gripping heads and other end effectors with vacuum or magnetic holding means
    • B25J15/0616—Gripping heads and other end effectors with vacuum or magnetic holding means with vacuum
    • B25J15/0625—Gripping heads and other end effectors with vacuum or magnetic holding means with vacuum provided with a valve

Definitions

  • the invention relates to a modular vacuum handling device and in particular to a valve module for use in such a vacuum handling device.
  • Vacuum handling devices are used to hold and / or handle objects, for example to transport workpieces between different processing locations or to hold a workpiece during its processing.
  • vacuum handling devices made up of individual structural units comprising a gripper base body with a suction side for sucking in an object, several ejectors for generating negative pressure and a valve bank for controlling the ejectors.
  • the ejectors and the valve bank are conventionally arranged next to one another on the gripper base and are connected to one another in terms of flow and pressure via hose connections.
  • vacuum handling devices are only flexible to a limited extent and can generally only be adapted to different requirements by conversion.
  • the invention is concerned with the object of providing a vacuum handling device which is compact and can be used flexibly.
  • This task is accomplished by a
  • the vacuum handling device is designed as a modular system (in the sense of an entity of modules) comprising at least two modules.
  • the at least two modules can be or are fluidically connected to one another via module interfaces. This enables one to participate in the
  • Vacuum handling device applied supply pressure (negative pressure or positive pressure) to pass through the various modules in a simple manner.
  • a first module of the at least two modules is designed as a valve module.
  • a second module of the at least two modules is designed as a gripper module.
  • the vacuum handling device thus comprises at least one valve module and one gripper module.
  • the valve module comprises at least one pneumatic supply connection for supplying negative or positive pressure to the negative pressure handling device.
  • the at least one pneumatic supply connection is designed, in particular, to be connected to an external negative or positive pressure supply line, preferably via a standard pneumatic connection.
  • the valve module further comprises at least one module interface that is flow- and pressure-connected to the at least one pneumatic supply connection via a fluid line for connection to a module interface of a further module, in particular for supplying the further module with negative or positive pressure.
  • the valve module comprises a valve device with at least one valve unit for controlling an air flow between the at least one pneumatic supply connection and the at least one module interface of the valve module.
  • the at least one valve unit is designed in particular to create a flow path between the at least one pneumatic supply connection and the at least one Module interface to be enabled or disabled as required. This makes it possible to selectively enable or disable an underpressure or overpressure supply of a further module connected to the valve module via the at least one module interface.
  • the valve module further comprises a control device which is designed to control the valve device as a function of a control signal.
  • the valve module comprises at least one control signal connection for providing control signals to the control device.
  • the control signals can be electrical signals.
  • the at least one control signal connection is then designed, in particular, as an electrical connection. It is also conceivable that the control signals are pneumatic signals.
  • the at least one control signal connection is then designed, in particular, as a pneumatic connection.
  • the gripper module comprises at least one module interface for connection to a module interface of a further module, in particular for connection to the at least one module interface of the valve module or to a module interface of a module arranged between the gripper module and valve module.
  • the gripper module further comprises at least one pneumatically actuated gripper unit which is fluidly and pressure-connected to the at least one module interface of the gripper module via a fluid line.
  • the gripper unit can be, for example, a suction gripper unit or a magnetic gripper unit (see below).
  • the at least two modules overall have a disk-like basic shape and are in this respect designed as module disks.
  • the disc shape allows the module discs to be stacked on top of one another along a stacking axis to form a module stack.
  • the module interfaces are designed and arranged in such a way that module interfaces of two modules assigned to one another establish a fluid connection when the modules are stacked, in particular snap into one another or the like.
  • the at least one pneumatic supply connection and / or the at least one control signal connection are arranged on a lateral surface of the valve module, which limits the valve module laterally to the stack axis, that is to say in the radial direction laterally to the stack axis.
  • Such a vacuum handling device is compact.
  • a configuration of the modules as module disks enables a supply pressure applied to the at least one pneumatic supply connection to be channeled directly through the at least two modules in the stacking direction and at the same time to easily tap a medium from the side of a module or to supply it to a module.
  • module interfaces assigned to one another already establish a fluid connection when the modules are stacked, there is no need to regularly connect the module interfaces by means of additional fluidic connection elements (eg hoses) after the modules have been stacked, which is costly and time-consuming.
  • Such a vacuum handling device can therefore be assembled particularly quickly. In particular, it enables such a configuration that
  • the vacuum handling device can be flexibly expanded in a modular manner without complex conversion measures in order to meet different requirements. This is particularly favored by the fact that the gripper module has no sensors and no control device.
  • the control devices required for activating and deactivating the at least one gripper unit are located in the valve module, which promotes an inexpensive and low-maintenance design of the vacuum handling device.
  • such a configuration makes it possible to use differently designed gripper modules with the same valve module. For example, it is conceivable that a standard valve module is kept available, which can be connected to different gripper modules in order to flexibly meet different requirements that arise, for example, from the size or nature of an object to be held.
  • the valve module can optionally have at least one additional connection with the at least one pneumatic supply connection Have flow- and pressure-connected pneumatic connection for tapping overpressure or underpressure. This makes it possible to supply additional structural units with overpressure or underpressure in a simple manner.
  • the at least one pneumatic supply connection is preferably arranged on the lateral surface of the valve module.
  • valve module can also have a ventilation connection which is coupled to the valve device.
  • valve device can in particular be designed in such a way that the at least one module interface of the valve module can optionally be acted upon with supply pressure or can be ventilated.
  • the ventilation connection is preferably arranged on the lateral surface of the valve module.
  • the modules can have corresponding connecting elements.
  • the connecting elements are preferably designed in such a way that a connection can be established, released and re-established. This makes it possible to flexibly reassemble the vacuum handling device in a simple manner, in particular to expand it in a modular manner. It is conceivable, for example, that the connecting elements form a bayonet lock. It is also conceivable that the connecting elements are pneumatically actuated locking pistons. It is also possible for the connecting elements to form a magnetic connection. To seal a fluid connection between module interfaces assigned to one another, it is also advantageous if the module interfaces have sealing elements, for example in the form of O-rings or foam seals.
  • the modules are each designed as a structural unit with its own module housing with a bottom surface, a cover surface and a lateral surface delimiting the outside.
  • the functional components of the modules are then protected by the respective module housing.
  • the bottom surface and the top surface are in particular essentially flat.
  • the jacket surface preferably runs around the stack axis and is in particular aligned parallel to the stack axis.
  • the module interfaces of a module are preferably arranged on those sides of the module housing of this module which, in the stacked state of the modules, face a module housing of a further module.
  • the module interfaces are arranged on the cover surface and / or on the bottom surface of a module housing.
  • the fluid connections between the modules formed by the module interfaces then run essentially along the stack axis. This makes it possible to channel overpressure or underpressure directly through the individual modules.
  • module interfaces of two modules are assigned to one another arranged on the corresponding module housings in such a way that these module interfaces are aligned with one another when the modules are stacked.
  • a preferred embodiment consists in that the module housings of the various modules, viewed in cross section along the stack axis, have essentially the same area and essentially the same outer contour.
  • a module stack then has a uniform outer contour. It is conceivable that the module housings of the various modules are designed to be rotationally symmetrical to the stack axis, in particular to have a circular cross section. It is also conceivable that the module housings of the various modules have a polygonal cross-sectional area. An orientation of the vacuum handling device can then be determined in a simple manner.
  • the at least one gripper unit can be used as a
  • Suction gripper unit can be formed which comprises at least one suction point that can be acted upon by negative pressure for sucking up an object.
  • the at least one suction point can be designed as a suction opening in a module housing of the gripper module. However, it can also be equipped with a separate suction head (for example elastomer suction cups, suction bells, bellows suction cups) or other suction gripper devices.
  • the at least one suction point is connected to the at least one module interface of the gripper module via a suction channel flow and pressure connected. The at least one suction point can then be subjected to negative or positive pressure via the at least one module interface, so that an object can be sucked in and put down again.
  • the at least one gripper unit can be designed as a pneumatically actuated magnetic gripper unit.
  • the magnetic gripper unit comprises one or more permanent magnets arranged in a pole shoe, which by applying negative or positive pressure to the magnetic gripper unit between an activated position (in which an object can be held) and a deactivated position (in which a Object can be deposited) is transferable.
  • the at least one magnetic gripper unit is fluidly and pressure-connected to the at least one module interface of the gripper module via at least one suction channel.
  • the valve module has at least two module interfaces and at least two valve units (see below).
  • the vacuum handling device further comprises a
  • Vacuum generation module which can be or is arranged between the valve module and the gripper module.
  • the negative pressure generation module comprises at least one negative pressure generation unit for generating negative pressure by means of compressed air. This can in particular be a vacuum ejector.
  • the at least one negative pressure generation unit comprises an overpressure inlet for supplying the at least one negative pressure generation unit with compressed air, a suction inlet for sucking in a medium, in particular air, and an overpressure outlet for outputting the compressed air and possibly the announced medium.
  • the vacuum generation module comprises at least one overpressure module interface that is flow- and pressure-connected to the overpressure input via a fluid line.
  • the at least one overpressure module interface is designed to be connected to the at least one module interface of the valve module.
  • the at least one pneumatic supply connection of the valve module is then coupled in particular to a compressed air supply.
  • the negative pressure generation module further comprises at least one negative pressure module interface that is flow and pressure connected to the suction inlet of the at least one negative pressure generation unit via a fluid line.
  • the at least one vacuum module interface is designed to be connected to a module interface of a further module, in particular the at least one module interface of the gripper module, to be connected. It is therefore used to supply the further module with negative pressure.
  • Such a negative pressure generation module makes it possible to generate a negative pressure required for actuating the at least one gripper unit in the
  • the negative pressure generation module does not include any sensors and no control device.
  • the control of the vacuum handling device is located, in particular exclusively, in the valve module.
  • the negative pressure generation module can further comprise at least one lateral negative pressure outlet, which is flow- and pressure-connected to the suction inlet of the at least one negative pressure generation unit via a fluid line, in particular arranged on a lateral surface of the negative pressure generation module, for tapping negative pressure.
  • a fluid line in particular arranged on a lateral surface of the negative pressure generation module, for tapping negative pressure.
  • the negative pressure generation module can further comprise at least one ventilation valve for ventilating the at least one negative pressure module interface. This makes it possible to interface with the negative pressure module connected gripper module to ventilate quickly.
  • the at least one suction point can then be ventilated so that an object that has been sucked in can be quickly deposited.
  • the negative pressure generation module can furthermore have at least one positive pressure leadthrough for carrying out positive pressure, in particular compressed air, from a cover surface of the negative pressure generation module facing the valve module when the modules are stacked to a bottom surface of the opposite the cover surface
  • the overpressure leadthrough opens on the cover surface of the underpressure generating module into the at least one overpressure module interface, which is designed to be connected to the at least one module interface of the valve module.
  • the positive pressure leadthrough opens into at least one positive pressure module interface, which is designed to be connected to a positive pressure module interface of a further module, in particular the gripper module.
  • the vacuum generation module can further comprise at least one non-return flap, which is arranged such that when the
  • Vacuum generation module a ventilation of the suction inlet is suppressed by the vacuum generation module.
  • a negative pressure threshold value is reached at the suction inlet (eg negative pressure, which is required to securely hold an object on a suction gripper unit of the gripper module) deactivate the negative pressure generation module and continue to maintain the negative pressure in the suction gripper unit. This promotes efficient operation of the vacuum handling device.
  • the vacuum handling device can further comprise a ventilation module which can be or is arranged on the gripper module, in particular between the gripper module and the valve module or between the gripper module and the vacuum generating module.
  • the ventilation module comprises at least one
  • Negative pressure feed-through for carrying out negative pressure from a bottom surface of the ventilation module facing the gripper module in the stacked state of the modules to a cover surface of the ventilation module opposite the bottom surface.
  • the vacuum feed-through is used to pass through vacuum from valve module to gripper module, or from vacuum generating module to gripper module.
  • the vacuum lead-through on the bottom surface of the ventilation module opens into at least one vacuum module interface for connection to the at least one module interface of the gripper module.
  • the vacuum lead-through opens into at least one vacuum module interface Connection to a module interface of a further module, in particular to the at least one module interface of the valve module or the at least one negative pressure module interface of the negative pressure generating module.
  • the ventilation module further comprises at least one pneumatically controllable ventilation valve which is designed to ventilate the vacuum feedthrough of the ventilation module in a valve position.
  • a gripper module connected to the vacuum feedthrough via the vacuum module interface is then also ventilated. Because the ventilation module is arranged on the gripper module, the gripper module can be ventilated particularly quickly, so that an object can be deposited quickly.
  • the ventilation valve is connected to at least one lateral ventilation connection.
  • the ventilation module has an overpressure module interface on the cover surface facing the valve module or the negative pressure generation module for connection to the at least one module interface of the valve module or for connection to an overpressure module interface of an overpressure leadthrough of the negative pressure generation module (see above).
  • the ventilation valve can then be adjusted by changing the pressure at the module interface of the valve module or at the overpressure module interface of the Vacuum generation module are controlled.
  • the ventilation module can be controlled indirectly by switching the valve device located in the valve module. Then in particular no sensors and no control devices need to be kept in the ventilation module in order to control the ventilation valve, which favors a compact and low-maintenance design of the vacuum handling device.
  • the valve module can have corresponding fastening elements.
  • the vacuum handling device has a fastening module that can be or is connected to the valve module for fastening the
  • the fastening module can be arranged or arranged on that side of the valve module which faces away from the further modules.
  • the fastening module forms the top module of the module stack.
  • the valve module can comprise at least one fluidic measuring module interface.
  • the Control device of the valve module have at least one sensor coupled to the measuring module interface for determining a pressure applied to the measuring module interface.
  • the control device then further comprises a controller, at least indirectly coupled to the at least one sensor, for controlling the valve device as a function of a pressure determined by the sensor.
  • the fluidic measuring module interface is designed in particular to be connected to a measuring module interface of a further module in order to determine the pressure in a further module, in particular a negative pressure applied to the at least one gripper unit of the gripper module. This makes it possible to monitor a gripping process and to regulate it by controlling the valve device.
  • the gripper module can then have at least one measuring module interface which is fluidly and pressure-connected to the at least one suction gripper unit. This makes it possible to determine a pressure applied to the suction gripper unit by means of the at least one sensor.
  • the vacuum generation module can have at least one measuring
  • Include module interface which is fluidly and pressure-connected to the suction inlet of the at least one negative pressure generating unit via a fluid line. Then a negative pressure applied to the suction inlet - and thus a negative pressure applied to the at least one gripper unit can be determined indirectly.
  • Has module interfaces which are fluidly and pressure-connected to the at least one pneumatic supply connection.
  • the valve device then has, in particular, two valve units, a first valve unit being designed to provide an air flow between the at least one pneumatic
  • the valve module comprises two separately controllable pressure circuits or pressure channels.
  • the gripper module then comprises, in particular, two module interfaces for connection to the two module interfaces of the valve module.
  • Such a configuration is also advantageous for controlling a gripper module with a magnetic gripper unit.
  • a configuration of the valve module with two module interfaces is also advantageous for vacuum handling devices with a vacuum generating module.
  • the negative pressure generating module can then have two positive pressure module interfaces on its cover surface facing the valve module for connection to one of the two module interfaces of the valve module.
  • a first overpressure module interface is that overpressure module interface which is connected to the overpressure input of the at least one negative pressure generating unit.
  • the at least one vacuum generating unit can then be operated via the first pressure circuit.
  • the second overpressure module interface of the negative pressure generation module can, for example, be connected to a second negative pressure generation unit of the
  • the second overpressure module interface is also possible for the second overpressure module interface to be connected to the at least one underpressure module interface on the bottom surface of the underpressure generating module via a fluid line. Then the at least one vacuum module interface and thus a gripper module connected via the vacuum module interface can be ventilated via the second pressure circuit, in particular subjected to excess pressure become. This makes it possible to have one at a
  • Overpressure module interface of the negative pressure generation module are connected to the overpressure input of the negative pressure generation unit. It is then conceivable that only one pressure circuit is activated in applications in which comparatively low demands are placed on the negative pressure. The negative pressure generating unit is then only supplied with comparatively little compressed air. In applications where a high vacuum is required (e.g. for sucking in objects that are impervious to suction), the first and second pressure circuits can be activated together. The at least one negative pressure generating unit can then be supplied with compressed air via both positive pressure module interfaces. Such a configuration thus makes it possible to actuate the vacuum generating unit as required, which ensures efficient operation of the
  • valve module with two module interfaces and two valve devices, it is also preferred if the valve module has two measuring module interfaces and in particular two sensors. This makes it possible to monitor and control the two pressure circuits independently of one another.
  • the vacuum handling device is that the modules with the exception of the gripper module and the fastening module - that is, the valve module, an optionally provided vacuum generation module and an optionally provided ventilation module - each have one
  • the supply pressure feedthroughs of the modules can in particular be connected or connected to one another via corresponding supply pressure module interfaces in such a way that, when the modules are in the stacked state, they jointly form a supply pressure channel penetrating the module stack in the stacking direction.
  • all modules with the exception of the fastening module can be supplied with supply pressure. This makes it possible to tap supply pressure on these modules, which enables additional components to be supplied with the supply pressure.
  • valve module which is designed for use in a vacuum handling device described above.
  • the valve module is designed in such a way that it enables the construction of a vacuum handling device of the type mentioned with other modules.
  • FIG. 1 is a sketched illustration of an embodiment of a vacuum handling device in a perspective exploded view
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a valve module of a vacuum handling device in a first embodiment
  • Figure 3 is a schematic representation of an embodiment of a
  • Vacuum handling device comprising a fastening module, a valve module according to FIG. 2 and a gripper module with a suction gripper unit;
  • Figure 4 is a schematic representation of the
  • Negative pressure handling device according to FIG. 3 with an additional negative pressure generating module
  • FIG. 5 shows a schematic illustration of the vacuum handling device according to FIG. 4, the vacuum generating module comprising a valve unit;
  • FIG. 6 shows a schematic representation of the vacuum handling device according to FIG. 5 with an additional ventilation module;
  • Figure 7 is a schematic representation of a further embodiment of a
  • Vacuum handling device comprising a fastening module, a valve module according to FIG. 2, a ventilation module and a gripper module with a magnetic gripper unit;
  • FIG. 8 shows a schematic representation of a valve module in a second embodiment
  • Figure 9 is a schematic representation of a further embodiment of a
  • Vacuum handling device comprising a fastening module, a valve module according to FIG. 8, a vacuum generating module, and a gripper module with a suction gripper unit;
  • FIG. 10 shows a schematic representation of a valve module of a vacuum handling device in a third embodiment
  • Figure 11 is a schematic representation of an embodiment of a
  • Vacuum handling device comprising a fastening module, a valve module according to FIG. 10 and a gripper module with a suction gripper unit;
  • Figure 12 is a schematic representation of an embodiment of a
  • Vacuum handling device comprising a fastening module, a valve module according to FIG. 10 and a gripper module with a magnetic gripper unit;
  • Figure 13 is a schematic representation of an embodiment of a
  • Negative pressure handling device comprising a fastening module, a valve module according to FIG. 10, a negative pressure generation module with a negative pressure generation unit, and a gripper module with a suction gripper unit;
  • Figure 14 is a schematic representation of an embodiment of a
  • Negative pressure handling device comprising a fastening module, a valve module according to FIG. 10, a negative pressure generation module with two negative pressure generation units, and a gripper module with a suction gripper unit.
  • FIG. 1 shows a sketched illustration of an embodiment of a vacuum handling device, which is designated as a whole by the reference numeral 10.
  • the vacuum handling device 10 is designed as a modular system and comprises several modules explained in detail below.
  • the vacuum handling device 10 comprises a gripper module 12, a vacuum generation module 14, a valve module 16, and a fastening module 18.
  • a gripper module 12 In the case of others, a vacuum generation module 14, a valve module 16, and a fastening module 18.
  • the vacuum handling device 10 can further comprise a ventilation module 20 (see FIGS. 6 and 7).
  • the vacuum handling device 10 can have all or only a subset of the modules mentioned above, but at least it has a gripper module 12 and a valve module 16.
  • the modules 12, 14, 16, 18, 20 are designed as module disks which can be stacked on one another along a stacking axis 22 to form a module stack.
  • the modules 12, 14, 16, 18, 20 are each designed as a structural unit with a separate module housing 24 with a bottom surface 26, a cover surface 28 and a lateral outer surface 30 delimiting the outside (highlighted in FIG. 1 as an example for the valve module 16).
  • the bottom surfaces and the top surfaces of the modules are essentially flat.
  • the jacket surfaces run around the The stack axis and are aligned essentially parallel to the stack axis 22.
  • the individual modules 12, 14, 16, 18, 20 can be connected via connecting elements 32 to form a module stack (cf. FIGS. 2 to 14).
  • the modules 12, 14, 16, 18, 20 form a structural unit in the stacked state.
  • the modules can be fluidically connected to one another via module interfaces.
  • the module interfaces are designed and arranged relative to one another in such a way that module interfaces of two modules assigned to one another establish a fluid connection when the modules are stacked on one another.
  • the fastening module 18 is used to fasten the vacuum handling device 10 to a holder (not shown).
  • the fastening module 18 has on an upper side facing away from the valve module 16 a fastening section 34 which is designed to have a
  • the valve module 16 comprises a pneumatic supply connection 36 for supplying the negative pressure handling device 10 with a supply pressure (positive or negative pressure).
  • the supply connection 36 is arranged on the lateral surface 30 of the valve module 16 and is designed in particular to be connected to an external lower or lower part
  • Overpressure supply line e.g. compressed air line, (not shown) to be connected.
  • the pneumatic supply connection 36 is coupled via a fluid line 38 to a module interface 40 which is arranged on the bottom surface 26 of the valve module 16 and is designed to be connected to a module interface of a further module.
  • the valve module 16 comprises a valve device 42 with a first valve unit 44.
  • the first valve unit 44 is designed as a 3/2-way valve and with the pneumatic supply connection 36 , the module interface 40 and a ventilation connection 46 arranged on the lateral surface 30 of the valve module 16 via corresponding fluid lines.
  • a supply pressure (excess or negative pressure) applied to the pneumatic supply connection 36 is then output from the module interface 40.
  • a second valve position of the first valve unit 44 there is a flow path between the ventilation connection 46 and the module interface 40 enabled.
  • the module interface 40 is then ventilated.
  • a flow path between the pneumatic supply connection 36 and the module interface 40 is blocked.
  • the valve module 16 further comprises a control device 48 which is designed to control the valve device 42 as a function of a control signal. To provide control signals to the control device 48, the valve module 16 also has a
  • Control signal connection 50 which is arranged on the lateral surface 30 of the valve module 16.
  • the control signal connection 50 can in particular be an electrical or pneumatic connection.
  • the control device 48 comprises a controller 52 and a pressure sensor 54 which is at least indirectly coupled to the controller 52.
  • the pressure sensor 54 is coupled to a fluidic measurement module interface 56 and is designed to determine a pressure applied to the measurement module interface 56.
  • the measuring module interface 56 is arranged on the bottom surface 26 of the valve module 16 and is designed to be connected to a measuring module interface of a further module.
  • the valve module 16 further comprises a supply pressure feedthrough 58 which is connected to the pneumatic supply connection 36 and which is on the bottom surface 26 of the valve module 16 opens into a supply pressure module interface 60.
  • valve module 16 further comprises a pneumatic connection 62 connected to the module interface 40 for tapping supply pressure from the side.
  • the pneumatic connection 62 is arranged on the lateral surface 30 of the valve module 16.
  • FIGS. 3 to 7 show different embodiments of a vacuum handling device 10 with a valve module 16 according to FIG. 2 explained above.
  • one embodiment is one
  • Vacuum handling device 10 comprising a fastening module 18, a valve module 16 according to FIG. 2, and a gripper module 12.
  • the gripper module 12 comprises a gripper unit 64 which, in the example shown, is designed as a suction gripper unit 66.
  • the suction gripper unit 66 comprises two suction points 68 for suctioning an object (not shown).
  • the suction points 68 are flow-connected to one another via a suction channel 70 and each has a suction head 72.
  • the suction channel 70 opens at a cover surface 74 of the gripper module 12 facing the valve module 16 into a module interface 76 which is fluidly and pressure-connected to the module interface 40 of the valve module 16.
  • the pneumatic supply connection 36 of the valve module 16 is connected to a vacuum supply line (not shown).
  • the suction channel 70 and thus the suction points 68 can then be subjected to negative pressure or ventilated.
  • the gripper module 12 further comprises a measuring module interface 78, which is flow-connected to the suction channel 70 and is arranged on the cover surface 74 of the gripper module 12.
  • the measuring module interface 78 of the gripper module 12 is connected to the measuring module interface 56 of the valve module 16. This makes it possible to monitor the pressure in the suction channel 70 by means of the pressure sensor 54 and to control the first valve unit 44 if necessary.
  • FIG. 4 shows a further embodiment of a vacuum handling device 10, in which a vacuum generating module 14 is additionally arranged between the gripper module 12 and the valve module 16. Otherwise, the embodiment according to FIG. 4 corresponds to the embodiment according to FIG. 3, the pneumatic supply connection 36 of the valve module 16 in the embodiment according to FIG. 4 being connected to a compressed air supply (not shown).
  • the negative pressure generation module 14 has a negative pressure generation unit 80, by way of example and preferred an ejector to generate negative pressure by means of compressed air.
  • the negative pressure generation unit 80 comprises an overpressure inlet 82, an overpressure outlet 84 and a suction inlet 86.
  • the negative pressure generating module 14 has an overpressure module interface 88, which is fluidly and pressure-connected to the positive pressure input 82 of the negative pressure generating unit 80.
  • the overpressure module interface 88 is arranged on a cover surface 90 of the underpressure generating module 14 facing the valve module 16 and is connected to the module interface 40 of the valve module 16.
  • the vacuum generating device 80 can be acted upon or ventilated with compressed air depending on the valve position of the first valve unit 44 of the valve module 16.
  • the vacuum generating device 80 can therefore be activated and deactivated via the first valve unit 44 of the valve module 16.
  • the negative pressure generation module 14 also has an overpressure outlet 92, which is arranged on a lateral surface 94 of the negative pressure generation module 14 and is connected to the overpressure outlet 84 of the negative pressure generation unit.
  • the suction inlet 86 of the negative pressure generating unit 80 is connected via a fluid line to a negative pressure valve arranged on a bottom surface 96 of the negative pressure generating module 14.
  • Module interface 98 connected.
  • the negative pressure module interface 98 is connected to the module interface 76 of the gripper module 12.
  • the suction channel 70 of the gripper module 12 can be subjected to negative pressure.
  • the negative pressure generation module 14 also has an overpressure leadthrough 100 for carrying out positive pressure from the cover surface 90 of the negative pressure generation module 14 to the bottom surface 96.
  • the overpressure leadthrough 100 opens onto the cover surface 90 of the
  • Underpressure generation module 14 into the above-mentioned overpressure module interface 88.
  • the overpressure duct 100 opens into a further overpressure module interface 102 for connection to a module interface of a further module.
  • the negative pressure generation module 14 has a measuring module interface 104, which is arranged on the cover surface 90 of the negative pressure generation module 14 and is connected to the suction inlet 86 of the negative pressure generation unit via a fluid line.
  • the measuring module interface 104 of the negative pressure generating module 14 is connected to the measuring module interface 56 of the valve module 16, so that a pressure prevailing at the suction inlet 86 can be determined by the pressure sensor 54 of the valve module 16.
  • the vacuum generation module 14 optionally also has one with the suction inlet 86 of the
  • Vacuum generation unit 80 connected lateral vacuum outlet 106 for tapping the vacuum.
  • the vacuum generation module 14 also has a supply pressure feedthrough 108 which opens into a supply pressure module interface 110, 112 on the cover surface 90 and on the bottom surface 96 of the vacuum generation module 14.
  • a supply pressure module interface 110 on the cover surface 90 of the negative pressure generating module 14 is connected to the supply pressure module interface 60 on the bottom surface 26 of the valve module 16.
  • FIG. 5 a further embodiment of a vacuum handling device 10 is shown, which differs from the embodiment according to FIG. 4 in that the vacuum generating module 14 additionally comprises a control valve unit 114.
  • the control valve unit 114 is designed as a 3/2-way valve and is connected to the supply pressure feedthrough 108, the overpressure module interface 88 and the overpressure input 82 of the negative pressure generating unit 80.
  • a first valve position a flow path between the supply pressure feedthrough 108 and the overpressure inlet 82 of the negative pressure generating unit 80 is released.
  • In a second valve position there is a flow path between the Supply pressure feedthrough 108 and the overpressure inlet 82 blocked.
  • the control valve unit 114 is designed in particular in such a way that it can be controlled via a pressure change at the overpressure module interface 88.
  • the control valve unit 114 can then be controlled indirectly via the valve device 44 of the valve module 16.
  • the control valve unit 114 is also designed such that it is in its first valve position when the first valve unit 44 of the valve module 16 is in its first valve position - that is, when the overpressure module interface 88 is acted upon with compressed air.
  • the negative pressure generating unit 80 is then supplied with compressed air both via the positive pressure module interface 88 and via the supply pressure feedthrough 108.
  • FIG. 6 a further embodiment of a vacuum handling device 10 is shown, which corresponds to the embodiment according to FIG. 5, but additionally comprises a ventilation module 20.
  • the ventilation module 20 is arranged between the vacuum generation module 14 and the gripper module 12.
  • the ventilation module 20 comprises a negative pressure feedthrough 116 for carrying out negative pressure from a cover surface 118 of the ventilation module 20 facing the negative pressure generation module 14 to one of the bottom surface 120 of the ventilation module 20 facing the gripper module 12
  • Negative pressure leadthrough 116 opens into a negative pressure module interface 122 on the cover surface 118 of the ventilation module 20, which is connected to the negative pressure module interface 98 of the negative pressure generating module 14.
  • the vacuum feedthrough 116 opens into a further vacuum module interface 124, which is connected to the module interface 76 of the gripper module 12.
  • the ventilation module 20 further comprises an overpressure module interface 126, which is arranged on the cover surface 114 and is connected to the overpressure module interface 102 of the overpressure feed-through 100 of the negative pressure generating module 14.
  • the ventilation module 20 comprises a pneumatically controllable ventilation valve 128, which is designed to ventilate the vacuum feedthrough 116 of the ventilation module 20 in a valve position.
  • the ventilation valve 128 is designed as a 3/2-way valve and connected to the overpressure module interface 126 of the ventilation module 20, a ventilation connection 132 arranged on a lateral surface 130 of the ventilation module 20, and the negative pressure feed-through 116. In a first valve position, a flow path between the ventilation connection 132 and the vacuum feedthrough 116 is blocked. In a second valve position, a flow path between the ventilation connection 132 and the vacuum feed-through 116 is then released.
  • the vent valve 128 is particularly designed in such a way that it can be controlled via a pressure change at the overpressure module interface 126 of the ventilation module 20. In this respect, the ventilation module 128 can be controlled indirectly by controlling the first valve unit 44 of the valve module 16.
  • the ventilation module 20 further comprises a
  • Supply pressure feedthrough 134 which opens into a supply pressure module interface 136, 138 on the cover surface 118 and on the bottom surface 120 of the ventilation module 20.
  • the supply pressure module interface 136 on the cover surface 118 of the ventilation module 20 is connected to the supply pressure module interface 112 on the bottom surface 96 of the negative pressure generating module 14.
  • FIG. 7 shows a further embodiment of a vacuum handling device 10, comprising a fastening module 18, a valve module 16 according to FIG. 2, a ventilation module 20 in a second embodiment, and a gripper module 12.
  • the ventilation valve 128 is connected to the vacuum feedthrough 116, the supply pressure feedthrough 134, and a module interface 140, which does not exist in the embodiment according to FIG. 6, on the bottom surface 120 of the ventilation module 20.
  • a first valve position of the ventilation valve 128 there is a flow path between the supply pressure feedthrough 134 and that of the module interface 140 are blocked.
  • a second valve position a flow path between the supply pressure feedthrough 134 and that of the module interface 140 is released.
  • the ventilation valve 128 is activated via the vacuum feed-through 116.
  • the gripper module 12 comprises two gripper units 64, 64 'which are designed as magnetic gripper units 142, 142'.
  • Each magnetic gripper unit 142, 142 ' comprises a permanent magnet 144 and a pole piece 146.
  • the permanent magnet 144 is arranged within the pole piece 146 that it can be moved between an activated position in which a Magnetic field for holding an object is effective, and a deactivated position in which a held object can be placed can be moved.
  • Each magnetic gripper unit 142, 142 ' is fluidly and pressure-connected via two suction channels 70, 70' with corresponding module interfaces 76, 76 'on the cover surface 74 of the gripper module 12 under negative or positive pressure.
  • a first module interface 76 of the gripper module 12 is connected to the negative pressure module interface 124 of the negative pressure feed-through 116 of the ventilation module 20.
  • the first suction channel 70 connected to the first module interface 76 is shown in FIG Depending on a valve position of the first valve unit 44 of the valve module, pressurized.
  • the second module interface 76 ′ of the gripper module 12 is connected to the module interface 140 on the bottom surface 120 of the ventilation module 20.
  • the second suction channel 70 ′ can be acted upon with supply pressure as a function of the switching state of the ventilation valve 128.
  • the ventilation valve 128 is designed in particular such that the second suction channel 70 'is then acted upon with supply pressure, i.e.
  • the ventilation valve 128 is then in its second valve position when the first suction channel 70 is ventilated, i.e. the first valve unit 44 is in its second valve position. This enables the permanent magnet 144 to be moved back and forth between its activated and deactivated positions.
  • FIG. 8 shows a second embodiment of a valve module 16, which differs from the embodiment according to FIG. 3 in that the valve device 42 includes, in addition to the first valve unit 44, a control valve unit 148 connected downstream of the first valve unit 44.
  • the control valve unit 148 is designed as a 3/2-way valve and is connected to the pneumatic supply connection 36, a valve output of the first valve unit 44 and the module interface 40.
  • the first valve unit 44 can serve, for example, as a pilot valve for the control valve unit 148.
  • FIG. 9 shows a further embodiment of the vacuum generating device 10, comprising a fastening module 18, a valve module 16 according to FIG. 8, a vacuum generating module 14, and a gripper module 12.
  • the embodiment according to FIG. 9 differs from the embodiment according to FIG Valve device 42 with first valve unit 44 and control valve unit 148, however, is otherwise constructed in the same way (see above explanations regarding FIG. 8).
  • FIG. 10 shows a third embodiment of a valve module 16, which differs from the embodiment according to FIG. 2 in that the valve module 16 comprises two separate module interfaces 40, 40 ′ which are connected to the pneumatic supply connection 36 via a common distributor line 38.
  • the valve device 42 of the valve module 16 further comprises two valve units 44, 44 '.
  • a first valve unit 44 is designed to control an air flow between the at least one pneumatic supply connection 36 and a first module interface 40.
  • a second valve unit 44 ' is designed to control an air flow between the pneumatic supply connection 36 and the second module interface 40'.
  • the two valve units 44, 44 ′ can each comprise two valves (main valve and control valve).
  • the valve module 16 preferably also comprises two control signal connections 50, 50 ′ for supplying the control device 48 with control signals Control of the first valve unit 44 or the second valve unit 44 '.
  • the control device 48 preferably also comprises two measuring module interfaces 56, 56 'and two pressure sensors 54, 54'.
  • the valve module 16 comprises two pressure circuits that can be actuated independently of one another.
  • FIGS. 11 to 14 show different embodiments of a vacuum handling device 10 comprising a valve module 16 according to FIG. 10 explained above.
  • one embodiment is one
  • Vacuum handling device 10 comprising a fastening module 18, a valve module 16 according to FIG. 10 and a gripper module 12.
  • the gripper module 12 has two suction gripper units 66, 66 ′, each with at least one suction point 68.
  • Each suction gripper unit 66, 66 ' is connected to a module interface 76, 76' on the cover surface 74 of the gripper module 12 via a suction channel 70, 70 ', the module interfaces 76, 76' of the gripper module 12 each being connected to one of the two module interfaces 40, 40 ' of the valve module 16 are connected.
  • the suction gripper units 66, 66 ′ can be acted upon with negative pressure independently of one another via the two pressure circuits of the valve module 16.
  • the gripper module 12 further comprises two measuring module interfaces 78, 78 ', which are arranged on the cover surface 74 of the gripper module 12 and each with one of the two suction channels 70, 70 'are connected.
  • the two measuring module interfaces 78, 78 ′ are connected to the two measuring module interfaces 56, 56 ′ of the valve module 16.
  • FIG. 12 A further embodiment of a vacuum handling device 10 is shown in FIG. 12, comprising a fastening module 18, a valve module 16 according to FIG. 10 and a gripper module 12 with two magnetic gripper units 142,
  • the gripper module 12 is designed analogously to the gripper module 12 of the embodiment according to FIG. As can be seen from FIG. 12, the module interfaces 76, 76 ′ of the gripper module 12 are connected to the two module interfaces 40, 40 ′ of the valve module 16. In this respect, the two suction channels 70, 70 'can be acted upon with supply pressure independently of one another via the two pressure circuits of the valve module 16, so that the respective permanent magnet 144 can be shifted between its activated and deactivated position.
  • FIG. 13 shows a further embodiment of a vacuum handling device 10, comprising a fastening module 18, a valve module 16 according to FIG. 10, a vacuum generating module 14, and a gripper module 12.
  • the negative pressure generation module 14 comprises a negative pressure generation unit 80, which is designed in a manner analogous to the embodiment explained with reference to FIG. 4 and via the first pressure circuit of the Valve module 16 is operable.
  • the negative pressure module interface 98 on the bottom surface 96 of the negative pressure generating module 14 is provided with an additional positive pressure module interface 150 on the top surface 90 of the
  • Vacuum generation module 14 connected.
  • This overpressure module interface 150 is connected to the second module interface 40 'of the valve module 12, so that the underpressure module interface 98 can be subjected to overpressure via the second pressure circuit of the valve module 16 in order to blow off an object held at a suction point 68 of the gripper module 12.
  • Figure 14 shows another embodiment of a vacuum handling device 10 comprising a
  • Each suction gripper unit 66, 66 ′ is assigned a vacuum generating unit 80, 80 ′, which can each be actuated via one of the two pressure circuits of the valve module 16.
  • the two suction gripper units 66, 66 ' can be actuated separately from one another.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Unterdruckhandhabungsvorrichtung (10) zum Halten und/oder Handhaben von Gegenständen, wobei die Unterdruckhandhabungsvorrichtung als Modulsystem umfassend wenigstens zwei Module (12,14,16,18) ausgebildet ist, wobei die wenigstens zwei Module über Modulschnittstellen miteinander fluidisch verbindbar sind, wobei ein erstes Modul als Ventilmodul (16) ausgebildet ist und wobei ein zweites Modul als Greifermodul (12) ausgebildet ist, wobei die wenigstens zwei Module als Modulscheiben ausgebildet sind, welche entlang einer Stapelachse (22) zu einem Modulstapel aufeinander stapelbar sind, wobei die Modulschnittstellen derart ausgebildet und angeordnet sind, dass einander zugeordnete Modulschnittstellen zweier Module beim Stapeln der Module eine Fluidverbindung herstellen, wobei der wenigstens eine pneumatische Versorgungsanschluss (36) und/oder der wenigstens eine Steuersignalanschluss an einer das Ventilmodul lateral zur Stapelachse begrenzenden Mantelfläche (30) des Ventilmoduls angeordnet sind. Die Erfindung betrifft ferner ein Ventilmodul zur Verwendung in einer Unterdruckhandhabungsvorrichtung.

Description

Titel : Unterdruckhandhabungs Vorrichtung
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine modular aufgebaute Unterdruckhandhabungsvorrichtung und insbesondere ein Ventilmodul zur Verwendung in einer solchen Unterdruckhandhabungs orrichtung.
Unterdruckhandhabungsvorrichtungen dienen zum Halten und/oder Handhaben von Gegenständen, beispielsweise zum Transportieren von Werkstücken zwischen verschiedenen Bearbeitungsorten oder zum Halten eines Werkstücks bei seiner Bearbeitung. Grundsätzlich bekannt sind aus einzelnen Baueinheiten aufgebaute Unterdruckhandhabungsvorrichtungen umfassend einen Greifergrundkörper mit einer Saugseite zum Ansaugen eines Gegenstands, mehrere Ejektoren zum Erzeugen von Unterdrück und eine Ventilbank zur Ansteuerung der Ejektoren. Die Ejektoren und die Ventilbank sind herkömmlicherweise nebeneinander auf dem Greifergrundkörper angeordnet und über Schlauchverbindungen miteinander strömungs- und druckverbunden. Derartige Unterdruckhandhabungsvorrichtungen sind jedoch nur begrenzt flexibel und können in der Regel nur durch Umbau an unterschiedliche Anforderungen angepasst werden.
Die Erfindung beschäftigt sich mit der Aufgabe, eine Unterdruckhandhabungsvorrichtung bereitzustellen, welche kompakt aufgebaut ist und flexibel nutzbar ist.
Diese Aufgabe wird durch eine
Unterdruckhandhabungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die Unterdruckhandhabungsvorrichtung ist als Modulsystem (im Sinne einer Sachgesamtheit aus Modulen) umfassend wenigstens zwei Module ausgebildet. Die wenigstens zwei Module sind über Modulschnittstellen miteinander fluidisch verbindbar oder verbunden. Dies ermöglicht es, einen an der
UnterdruckhandhabungsVorrichtung anliegenden Versorgungsdruck (Unterdrück oder Überdruck) auf einfache Weise durch die verschiedenen Module durchzuschleusen. Ein erstes Modul der wenigstens zwei Module ist als Ventilmodul ausgebildet. Ein zweites Modul der wenigstens zwei Module ist als Greifermodul ausgebildet. Die Unterdruckhandhabungsvorrichtung umfasst insofern wenigstens ein Ventilmodul und ein Greifermodul.
Das Ventilmodul umfasst wenigstens einen pneumatischen Versorgungsanschluss zur Unter- oder Überdruckversorgung der Unterdruckhandhabungsvorrichtung. Zu diesem Zweck ist der wenigstens eine pneumatische Versorgungsanschluss insbesondere derart ausgebildet, um mit einer externen Unter- oder Überdruckversorgungsleitung, vorzugsweise über eine pneumatische Standardverbindung, verbunden zu werden.
Das Ventilmodul umfasst ferner wenigstens eine mit dem wenigstens einen pneumatischen Versorgungsanschluss über eine Fluidleitung strömungs- und druckverbundene Modulschnittstelle zur Verbindung mit einer Modulschnittstelle eines weiteren Moduls, insbesondere zur Versorgung des weiteren Moduls mit Unterdrück oder Überdruck.
Darüber hinaus umfasst das Ventilmodul eine Ventileinrichtung mit wenigstens einer Ventileinheit zum Steuern eines Luftflusses zwischen dem wenigstens einen pneumatischen Versorgungsanschluss und der wenigstens einen Modulschnittstelle des Ventilmoduls. Die wenigstens eine Ventileinheit ist insbesondere dazu ausgebildet, einen Strömungsweg zwischen dem wenigstens einen pneumatischen Versorgungsanschluss und der wenigstens einen Modulschnittstelle wahlweise freizugeben oder zu sperren. Dies ermöglicht es, eine Unter- bzw. Überdruckversorgung eines mit dem Ventilmodul über die wenigstens eine Modulschnittstelle verbundenen weiteren Moduls wahlweise freizugeben oder zu sperren.
Das Ventilmodul umfasst ferner eine Steuereinrichtung, welche dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit eines Steuersignals die Ventileinrichtung anzusteuern. Darüber hinaus umfasst das Ventilmodul wenigstens einen Steuersignalanschluss zur Bereitstellung von Steuersignalen an die Steuereinrichtung. Bei den Steuersignalen kann es sich um elektrische Signale handeln. Dann ist der wenigstens eine Steuersignalanschluss insbesondere als elektrischer Anschluss ausgebildet. Es ist auch denkbar, dass es sich bei den Steuersignalen um pneumatische Signale handelt. Dann ist der wenigstens eine Steuersignalanschluss insbesondere als pneumatischer Anschluss ausgebildet.
Das Greifermodul umfasst wenigstens eine Modulschnittstelle zur Verbindung mit einer Modulschnittstelle eines weiteren Moduls, insbesondere zur Verbindung mit der wenigstens einen Modulschnittstelle des Ventilmoduls oder mit einer Modulschnittstelle eines zwischen Greifermodul und Ventilmodul angeordneten Moduls.
Das Greifermodul umfasst ferner wenigstens eine pneumatisch betätigbare Greifereinheit, welche mit der wenigstens einen Modulschnittstelle des Greifermoduls über eine Fluidleitung strömungs- und druckverbunden ist. Bei einer solchen Greifereinheit kann es sich beispielsweise um eine Sauggreifereinheit oder eine Magnetgreifereinheit handeln (siehe unten). Die wenigstens zwei Module weisen insgesamt eine scheibenartige Grundform auf und sind insofern als Modulscheiben ausgebildet. Die Scheibenform erlaubt es, die Modulscheiben entlang einer Stapelachse zu einem Modulstapel aufeinander zu stapeln. Die Modulschnittstellen sind derart ausgebildet und angeordnet, dass einander zugeordneten Modulschnittstellen zweier Module beim Stapeln der Module eine Fluidverbindung hersteilen, insbesondere ineinander einrasten o.ä.. Der wenigstens eine pneumatische Versorgungsanschluss und/oder der wenigstens eine Steuersignalanschluss sind an einer Mantelfläche des Ventilmoduls angeordnet, welche das Ventilmodul lateral zur Stapelachse, also in radialer Richtung seitlich zu der Stapelachse, begrenzt.
Eine derartige Unterdruckhandhabungsvorrichtung ist kompakt aufgebaut. Insbesondere ermöglicht es eine Ausgestaltung der Module als Modulscheiben, einen an dem wenigstens einen pneumatischen Versorgungsanschluss anliegenden Versorgungsdruck auf direktem Weg in Stapelrichtung durch die wenigstens zwei Module durchzuschleusen und gleichzeitig auf einfache Weise seitlich ein Medium von einem Modul abzugreifen oder einem Modul zuzuführen. Dadurch, dass einander zugeordnete Modulschnittstellen bereits beim Stapeln der Module eine Fluidverbindung hersteilen, kann ein regelmäßig kosten- und zeitintensives Verbinden der Modulschnittstellen mittels zusätzlicher fluidischer Verbindungselemente (z.B. Schläuche) nach einem Stapeln der Module entfallen. Eine derartige Unterdruckhandhabungsvorrichtung kann daher besonders schnell zusammengebaut werden. Insbesondere ermöglicht es eine solche Ausgestaltung, die
Unterdruckhandhabungsvorrichtung ohne aufwändige Umbaumaßnahmen flexibel modular zu erweitern, um unterschiedlichen Anforderungen gerecht zu werden. Dies wird insbesondere auch dadurch begünstigt, dass das Greifermodul keine Sensoren und keine Steuereinrichtung aufweist. Die für ein Aktivieren und Deaktivieren der wenigstens einen Greifereinheit erforderliche Steuereinrichtungen sind hingegen in dem Ventilmodul verortet, was einen kostengünstigen und wartungsarmen Aufbau der Unterdruckhandhabungsvorrichtung begünstigt. Zudem ermöglicht es eine solche Ausgestaltung, unterschiedlich ausgebildete Greifermodule mit demselben Ventilmodul zu verwenden. Beispielsweise ist es denkbar, dass ein Standard-Ventilmodul vorgehalten wird, welches mit unterschiedlichen Greifermodulen verbindbar ist, um unterschiedlichen Anforderungen, welche sich z.B. aus Größe oder Beschaffenheit eines zu haltenden Gegenstands ergeben, flexibel gerecht zu werden.
Das Ventilmodul kann optional wenigstens einen zusätzlichen mit dem wenigstens einen pneumatischen Versorgungsanschluss strömungs- und druckverbundenen pneumatischen Anschluss zum Abgreifen von Überdruck oder Unterdrück aufweisen. Dies ermöglicht es, zusätzliche Baueinheiten auf einfache Weise mit Überdruck oder Unterdrück zu versorgen. Vorzugsweise ist der wenigstens eine pneumatische Versorgungsanschluss an der Mantelfläche des Ventilmoduls angeordnet.
Darüber hinaus kann das Ventilmodul ferner einen Belüftungsanschluss aufweisen, welcher mit der Ventileinrichtung gekoppelt ist. Dann kann die Ventileinrichtung insbesondere derart ausgebildet sein, dass die wenigstens eine Modulschnittstelle des Ventilmoduls wahlweise mit Versorgungsdruck beaufschlagt werden kann oder belüftet werden kann. Vorzugsweise ist der Belüftungsanschluss an der Mantelfläche des Ventilmoduls angeordnet .
Zur Verbindung der verschiedenen Module untereinander können die Module entsprechende Verbindungselemente aufweisen. Vorzugsweise sind die Verbindungselemente derart ausgebildet, dass eine Verbindung hergestellt, gelöst und wieder hergestellt werden kann. Dies ermöglicht es, die Unterdruckhandhabungsvorrichtung auf einfache Weise flexibel neu zusammenzustellen, insbesondere modular zu erweitern. Es ist beispielsweise denkbar, dass die Verbindungselemente einen Bajonettverschluss bilden. Es ist auch denkbar, dass es sich bei den Verbindungselementen um pneumatisch betätigbare Verriegelungskolben handelt. Ferner ist es möglich, dass die Verbindungselemente eine magnetische Verbindung bilden. Zur Abdichtung einer Fluidverbindung zwischen einander zugeordneten Modulschnittstellen ist es ferner vorteilhaft, wenn die Modulschnittstellen Dichtungselemente, z.B. in Form von O-Ringen oder Schaumdichtungen, aufweisen.
Vorzugsweise sind die Module jeweils als Baueinheit mit einem eigenen Modulgehäuse mit einer Bodenfläche, einer Deckelfläche und einer nach lateral außen begrenzenden Mantelfläche ausgebildet. Die funktionalen Bauteile der Module (Ventile, Greifereinheit, Fluidleitungen, etc.) sind dann durch das jeweilige Modulgehäuse geschützt. Zur Ausbildung der gewünschten Scheibenform sind die Bodenfläche und die Deckelfläche insbesondere im Wesentlichen eben. Weiter vorzugsweise umläuft die Mantelfläche die Stapelachse und ist insbesondere parallel zur Stapelachse ausgerichtet.
Die Modulschnittstellen eines Moduls sind vorzugsweise an denjenigen Seiten des Modulgehäuses dieses Moduls angeordnet, welche im gestapelten Zustand der Module einem Modulgehäuse eines weiteren Moduls zugewandt sind. Insbesondere sind die Modulschnittstellen an der Deckelfläche und/oder an der Bodenfläche eines Modulgehäuses angeordnet. Die durch die Modulschnittstellen gebildeten Fluidverbindungen zwischen den Modulen verlaufen dann im Wesentlichen entlang der Stapelachse. Dies ermöglicht es, Überdruck oder Unterdrück auf direktem Weg durch die einzelnen Module durchzuschleusen. Insbesondere sind einander zugeordnete Modulschnittstellen zweier Module derart an den entsprechenden Modulgehäusen angeordnet, dass diese Modulschnittstellen im gestapelten Zustand der Module miteinander fluchten.
Eine bevorzugte Ausgestaltung besteht darin, dass die Modulgehäuse der verschiedenen Module im Querschnitt entlang der Stapelachse betrachtet die im Wesentlichen gleiche Fläche und die im Wesentlichen gleiche Außenkontur aufweisen. Dann weist ein Modulstapel eine gleichmäßige Außenkontur auf. Es ist denkbar, dass die Modulgehäuse der verschiedenen Module rotationsymmetrisch zur Stapelachse ausgebildet sind, insbesondere einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen. Es ist auch denkbar, dass die Modulgehäuse der verschiedenen Module eine vieleckförmige Querschnittsfläche aufweisen. Dann kann eine Orientierung der Unterdruckhandhabungsvorrichtung auf einfache Weise bestimmt werden.
Im Rahmen einer möglichen Ausgestaltung des Greifermoduls kann die wenigstens eine Greifereinheit als
Sauggreifereinheit ausgebildet sein, welche wenigstens eine mit Unterdrück beaufschlagbare Saugstelle zum Ansaugen eines Gegenstands umfasst. Die wenigstens eine Saugstelle kann als Säugöffnung in einem Modulgehäuse des Greifermoduls ausgebildet sein. Sie kann aber auch mit einem separaten Saugkopf (z.B. Elastomer-Sauger, Saugglocken, Faltenbalgsauger) oder sonstigen Sauggreifervorrichtungen besetzt sein. Insbesondere ist die wenigstens eine Saugstelle über einen Saugkanal mit der wenigstens einen Modulschnittstelle des Greifermoduls strömungs- und druckverbunden. Die wenigstens eine Saugstelle kann dann über die wenigstens eine Modulschnittstelle mit Unterdrück oder Überdruck beaufschlagt werden, sodass ein Gegenstand angesaugt und wieder abgelegt werden kann.
Im Rahmen einer alternativen Ausgestaltung des Greifermoduls kann die wenigstens eine Greifereinheit als pneumatisch betätigbare Magnetgreifereinheit ausgebildet sein. Beispielsweise ist es denkbar, dass die Magnetgreifereinheit einen oder mehrere in einem Polschuh angeordnete Permanentmagneten umfasst, welche durch Anlegen von Unterdrück bzw. Überdruck an die Magnetgreifereinheit zwischen einer aktivierten Stellung (in welcher ein Gegenstand gehalten werden kann) und einer deaktivierten Stellung (in welcher ein Gegenstand abgelegt werden kann) überführbar ist. Insbesondere ist die wenigstens eine Magnetgreifereinheit über wenigstens einen Saugkanal mit der wenigstens einen Modulschnittstelle des Greifermoduls strömungs- und druckverbunden. Bei einer Ausgestaltung mit Magnetgreifereinheit ist es besonders bevorzugt, wenn das Ventilmodul wenigstens zwei Modulschnittstellen und wenigstens zwei Ventileinheiten aufweist (siehe unten).
Im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung umfasst die Unterdruckhandhabungsvorrichtung ferner ein
Unterdruckerzeugungsmodul, welches zwischen dem Ventilmodul und dem Greifermodul anordenbar oder angeordnet ist. Das Unterdruckerzeugungsmodul umfasst wenigstens eine Unterdruckerzeugungseinheit zum Erzeugen von Unterdrück mittels Druckluft. Hierbei kann es sich insbesondere um einen Unterdruck-Ejektor handeln. Die wenigstens eine Unterdruckerzeugungseinheit umfasst einen Überdruckeingang zur Versorgung der wenigstens einen Unterdruckerzeugungseinheit mit Druckluft, einen Saugeingang zum Ansaugen eines Medium, insbesondere Luft, und einen Überdruckausgang zur Ausgabe der Druckluft und gegebenenfalls des angesagten Mediums.
Zur Versorgung der wenigstens einen
Unterdruckerzeugungseinheit mit Druckluft umfasst das Unterdruckerzeugungsmodul wenigstens eine mit dem Überdruckeingang über eine Fluidleitung strömungs- und druckverbundene Überdruck-Modulschnittstelle. Die wenigstens eine Überdruck-Modulschnittstelle ist dazu ausgebildet, mit der wenigstens einen Modulschnittstelle des Ventilmoduls verbunden zu werden. Bei einer Ausgestaltung der Unterdruckhandhabungsvorrichtung mit Unterdruckerzeugungsmodul ist der wenigstens eine pneumatische Versorgungsanschluss des Ventilmoduls dann insbesondere mit einer DruckluftZuführung gekoppelt.
Das Unterdruckerzeugungsmodul umfasst ferner wenigstens eine mit dem Saugeingang der wenigstens einen Unterdruckerzeugungseinheit über eine Fluidleitung strömungs- und druckverbundene Unterdruck- Modulschnittstelle. Die wenigstens eine Unterdruck- Modulschnittstelle ist dazu ausgebildet, mit einer Modulschnittstelle eines weiteren Moduls, insbesondere der wenigstens einen Modulschnittstelle des Greifermoduls, verbunden zu werden. Sie dient also zur Versorgung des weiteren Moduls mit Unterdrück.
Ein solches Unterdruckerzeugungsmodul ermöglicht es, einen zur Betätigung der wenigstens einen Greifereinheit erforderlichen Unterdrück in der
Unterdruckhandhabungsvorrichtung selbst zu erzeugen. Der Unterdruckhandhabungsvorrichtung muss also insbesondere kein Unterdrück über externe Unterdruckversorgungsleitungen zugeführt werden. Stattdessen muss lediglich Druckluft zugeführt werden, was technisch einfacher realisierbar ist.
Das Unterdruckerzeugungsmodul umfasst insbesondere keine Sensoren und keine Steuereinrichtung. Die Steuerung der Unterdruckhandhabungsvorrichtung ist, insbesondere ausschließlich, in dem Ventilmodul verortet.
Optional kann das Unterdruckerzeugungsmodul ferner wenigstens einen mit dem Saugeingang der wenigstens einen Unterdruckerzeugungseinheit über eine Fluidleitung strömungs- und druckverbundenen lateralen, insbesondere an einer Mantelfläche des Unterdruckerzeugungsmoduls angeordneten, Unterdruckauslass zum Abgreifen von Unterdrück umfassen. Dies ermöglicht es, auf einfache Weise zusätzliche Baueinheiten mit Unterdrück zu versorgen.
Optional kann das Unterdruckerzeugungsmodul ferner wenigstens ein Belüftungsventil zum Belüften der wenigstens einen Unterdruck-Modulschnittstelle umfassen. Dies ermöglicht es, ein mit der Unterdruck-Modulschnittstelle verbundenes Greifermodul auf schnelle Weise zu belüften.
Bei einer Ausgestaltung des Greifermoduls mit Sauggreifereinheit kann dann insbesondere die wenigstens eine Saugstelle belüftet werden, sodass ein angesaugter Gegenstand schnell abgelegt werden kann.
Optional kann das Unterdruckerzeugungsmodul ferner wenigstens eine Überdruckdurchführung zur Durchführung von Überdruck, insbesondere Druckluft, von einer im gestapelten Zustand der Module dem Ventilmodul zugewandten Deckelfläche des Unterdruckerzeugungsmoduls zu einer der Deckelfläche gegenüberliegenden Bodenfläche des
Unterdruckerzeugungsmoduls. Die Überdruckdurchführung mündet an der Deckelfläche des Unterdruckerzeugungsmoduls in die wenigstens eine Überdruck-Modulschnittstelle, welche zur Verbindung mit der wenigstens einen Modulschnittstelle des Ventilmoduls ausgebildet ist. An der Bodenfläche des Unterdruckerzeugungsmoduls mündet die Überdruckdurchführung in wenigstens eine Überdruck-Modulschnittstelle, welche zur Verbindung mit einer Überdruck-Modulschnittstelle eines weiteren Moduls, insbesondere des Greifermoduls, ausgebildet ist.
Optional kann das Unterdruckerzeugungsmodul ferner wenigstens eine Rückschlagklappe umfassen, welche derart angeordnet ist, dass bei Deaktivierung des
Unterdruckerzeugungsmoduls eine Belüftung des Saugeingangs durch das Unterdruckerzeugungsmodul unterdrückt wird. Eine solche Ausgestaltung ermöglicht es beispielsweise, bei Erreichen eines Unterdruck-Schwellwerts an dem Saugeingang (z.B. Unterdrück, welcher erforderlich ist, um einen Gegenstand an einer Sauggreifereinheit des Greifermoduls sicher zu halten) das Unterdruckerzeugungsmodul zu deaktivieren und weiterhin den Unterdrück in der Sauggreifereinheit aufrechtzuerhalten. Hierdurch wird ein effizienter Betrieb der Unterdruckhandhabungsvorrichtung begünstigt .
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann die Unterdruckhandhabungsvorrichtung ferner ein Belüftungsmodul umfassen, welches an dem Greifermodul anordenbar oder angeordnet ist, insbesondere zwischen Greifermodul und Ventilmodul bzw. zwischen Greifermodul und Unterdruckerzeugungsmodul .
Das Belüftungsmodul umfasst wenigstens eine
Unterdruckdurchführung zur Durchführung von Unterdrück von einer im gestapelten Zustand der Module dem Greifermodul zugewandten Bodenfläche des Belüftungsmoduls zu einer der Bodenfläche gegenüberliegenden Deckelfläche des Belüftungsmoduls. Die Unterdruckdurchführung dient zum Durchschleusen von Unterdrück von Ventilmodul zu Greifermodul, bzw. von Unterdruckerzeugungsmodul zu Greifermodul. Zu diesem Zweck mündet die Unterdruckdurchführung an der Bodenfläche des Belüftungsmoduls in wenigstens eine Unterdruck- Modulschnittstelle zur Verbindung mit der wenigstens einen Modulschnittstelle des Greifermoduls. An der Deckelfläche des Belüftungsmoduls mündet die Unterdruckdurchführung in wenigstens eine Unterdruck-Modulschnittstelle zur Verbindung mit einer Modulschnittstelle eines weiteren Moduls, insbesondere mit der wenigstens einen Modulschnittstelle des Ventilmoduls oder der wenigstens einen Unterdruck-Modulschnittstelle des Unterdruckerzeugungsmoduls .
Das Belüftungsmodul umfasst ferner wenigstens ein pneumatisch ansteuerbares Belüftungsventil, welches dazu ausgebildet ist, in einer Ventilstellung die Unterdruckdurchführung des Belüftungsmoduls zu belüften.
Bei Belüftung der Unterdruckdurchführung des Belüftungsmoduls wird dann auch ein mit der Unterdruckdurchführung über die Unterdruck- Modulschnittstelle verbundenes Greifermodul belüftet. Dadurch, dass das Belüftungsmodul an dem Greifermodul angeordnet ist, kann das Greifermodul besonders schnell belüftet werden, sodass ein Gegenstand schnell abgelegt werden kann. Insbesondere ist das Belüftungsventil mit wenigstens einem lateralen Belüftungsanschluss verbunden.
Zur Ansteuerung des Belüftungsventils ist es ferner bevorzugt, wenn das Belüftungsmodul an der dem Ventilmodul bzw. dem Unterdruckerzeugungsmodul zugewandten Deckelfläche eine Überdruck-Modulschnittstelle zur Verbindung mit der wenigstens einen Modulschnittstelle des Ventilmoduls bzw. zur Verbindung mit einer Überdruck-Modulschnittstelle einer Überdruckdurchführung des Unterdruckerzeugungsmoduls (siehe oben) aufweist. Dann kann das Belüftungsventil durch Druckänderung an der Modulschnittstelle des Ventilmoduls bzw. an der Überdruck-Modulschnittstelle des Unterdruckerzeugungsmoduls angesteuert werden. Insbesondere kann das Belüftungsmodul durch Schalten der im Ventilmodul verorteten Ventileinrichtung mittelbar angesteuert werden. Dann müssen insbesondere keine Sensoren und keine Steuereinrichtungen in dem Belüftungsmodul vorgehalten werden, um das Belüftungsventil anzusteuern, was eine kompakte und wartungsarme Bauweise der Unterdruckhandhabungsvorrichtung begünstigt.
Zur Befestigung der Unterdruckhandhabungsvorrichtung an einem Halter, bspw. an einem Kranträger oder einem Roboterarm, kann das Ventilmodul entsprechende Befestigungselemente aufweisen. Besonders bevorzugt ist es jedoch, wenn die Unterdruckhandhabungsvorrichtung ein mit dem Ventilmodul verbindbares oder verbundenes Befestigungsmodul zum Befestigen der
Unterdruckhandhabungsvorrichtung an einer Halterung umfasst. Insbesondere ist das Befestigungsmodul an derjenigen Seite des Ventilmoduls anordenbar oder angeordnet, welche den weiteren Modulen abgewandt ist. Insofern bildet das Befestigungsmodul das oberste Modul des Modulstapels. Ein derartiger modularer Aufbau ermöglicht es, die Unterdruckhandhabungsvorrichtung flexibel an unterschiedlichen Halterungen zu befestigen. Es ist beispielsweise denkbar, dass mehrere Befestigungsmodule mit Standard-Verbindungsschnittstellen vorgehalten werden.
Im Rahmen einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung kann das Ventilmodul wenigstens eine fluidische Mess- Modulschnittstelle umfassen. Dann kann die Steuereinrichtung des Ventilmoduls wenigstens einen mit der Mess-Modulschnittstelle gekoppelten Sensor zum Ermitteln eines an der Mess-Modulschnittstelle anliegenden Drucks aufweisen. Insbesondere umfasst die Steuereinrichtung dann ferner einen mit dem wenigstens einen Sensor zumindest mittelbar gekoppelten Controller zum Ansteuern der Ventileinrichtung in Abhängigkeit eines von dem Sensor ermittelten Drucks. Die fluidische Mess-Modulschnittstelle ist insbesondere dazu ausgebildet, mit einer Mess- Modulschnittstelle eines weiteren Moduls verbunden zu werden, um den Druck in einem weiteren Modul, insbesondere ein an der wenigstens einen Greifereinheit des Greifermoduls anliegenden Unterdrück, zu ermitteln. Dies ermöglicht es, einen Greifvorgang zu überwachen und durch Ansteuern der Ventileinrichtung zu regeln.
Bei Ausgestaltungen der Unterdruckhandhabungsvorrichtung ohne Unterdruckerzeugungsmodul kann dann das Greifermodul wenigstens eine Mess-Modulschnittstelle aufweisen, welche mit der wenigstens einen Sauggreifereinheit strömungs- und druckverbunden ist. Dies ermöglicht es, einen an der Sauggreifereinheit anliegenden Druck durch den wenigstens einen Sensor zu ermitteln. Bei Vorrichtungen mit Unterdruckerzeugungsmodul kann das Unterdruckerzeugungsmodul wenigstens eine Mess-
Modulschnittstelle umfassen, welche mit dem Saugeingang der wenigstens einen Unterdruckerzeugungseinheit über eine Fluidleitung strömungs- und druckverbunden ist. Dann kann ein an dem Saugeingang anliegender Unterdrück - und somit mittelbar ein an der wenigstens einen Greifereinheit anliegender Unterdrück - ermittelt werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin, dass das Ventilmodul zwei voneinander separate
Modulschnittstellen aufweist, welche mit dem wenigstens einen pneumatischen Versorgungsanschluss strömungs- und druckverbunden sind. Dann weist die Ventileinrichtung insbesondere zwei Ventileinheiten auf, wobei eine erste Ventileinheit dazu ausgebildet ist, einen Luftfluss zwischen dem wenigstens einen pneumatischen
Versorgungsanschluss und einer ersten Modulschnittstelle zu steuern und wobei die zweite Ventileinheit dazu ausgebildet ist, einen Luftfluss zwischen dem wenigstens einen pneumatischen Versorgungsanschluss und der zweiten Modulschnittstelle zu steuern. Insofern umfasst das Ventilmodul zwei separat steuerbare Druckkreise bzw. Druckkanäle . Eine solche Ausgestaltung des Ventilmoduls mit zwei Modulschnittstellen ermöglicht es bspw. zwei Sauggreifereinheiten voneinander unabhängig anzusteuern, sodass nebeneinander liegende Gegenstände selektiv gegriffen werden können. Dann umfasst das Greifermodul insbesondere zwei Modulschnittstellen zur Verbindung mit den zwei Modulschnittstellen des Ventilmoduls. Ferner ist eine solche Ausgestaltung zur Ansteuerung eines Greifermoduls mit Magnetgreifereinheit vorteilhaft. Eine Ausgestaltung des Ventilmoduls mit zwei Modulschnittstellen ist ferner vorteilhaft für Unterdruckhandhabungs orrichtungen mit Unterdruckerzeugungsmodul. Dann kann das Unterdruckerzeugungsmodul an seiner dem Ventilmodul zugewandten Deckelfläche zwei Überdruck-Modulschnittstellen zur Verbindung mit jeweils einer der beiden Modulschnittstellen des Ventilmoduls aufweisen.
Insbesondere handelt es sich bei einer ersten Überdruck- Modulschnittstelle um die diejenige Überdruck- Modulschnittstelle, welche mit dem Überdruckeingang der wenigstens einen Unterdruckerzeugungseinheit verbunden ist. Dann kann die wenigstens eine Unterdruckerzeugungseinheit über den ersten Druckkreis betrieben werden.
Die zweite Überdruck-Modulschnittstelle des Unterdruckerzeugungsmoduls kann beispielsweise mit einer zweiten Unterdruckerzeugungseinheit des
Unterdruckerzeugungsmoduls verbunden sein. Dann können zwei Unterdruckerzeugungseinheiten voneinander unabhängig betrieben werden.
Es ist auch möglich, dass die zweite Überdruck- Modulschnittstelle über eine Fluidleitung mit der wenigstens einen Unterdruck-Modulschnittstelle an der Bodenfläche des Unterdruckerzeugungsmoduls verbunden ist. Dann kann die wenigstens eine Unterdruck-Modulschnittstelle und somit ein über die Unterdruck-Modulschnittstelle verbundenes Greifermodul über den zweiten Druckkreis belüftet werden, insbesondere mit Überdruck beaufschlagt werden. Dies ermöglicht es, einen an einer
Sauggreifereinheit des Greifermoduls gehaltenen Gegenstand abzublasen . Ferner ist es möglich, dass die erste und die zweite
Überdruck-Modulschnittstelle des Unterdruckerzeugungsmoduls mit dem Überdruckeingang der Unterdruckerzeugungseinheit verbunden sind. Dann ist es denkbar, dass bei Anwendungen, bei denen vergleichsweise geringe Anforderungen an den Unterdrück gestellt werden, nur ein Druckkreis aktiviert wird. Die Unterdruckerzeugungseinheit wird dann nur mit vergleichsweise wenig Druckluft versorgt. Bei Anwendungen, bei denen ein hoher Unterdrück erforderlich ist (z.B. zum Ansaugen von saugdichten Gegenständen) können der erste und der zweite Druckkreis gemeinsam aktiviert werden. Dann kann die wenigstens eine Unterdruckerzeugungseinheit über beide Überdruck-Modulschnittstellen mit Druckluft versorgt werden. Eine solche Ausgestaltung ermöglicht es also, die Unterdruckerzeugungseinheit bedarfsgerecht zu betätigen, was einen effizienten Betrieb der
Unterdruckhandhabungsvorrichtung begünstigt.
Bei einer Ausgestaltung des Ventilmoduls mit zwei Modulschnittstellen und zwei Ventileinrichtungen, ist es ferner bevorzugt, wenn das Ventilmodul zwei Mess- Modulschnittstellen und insbesondere zwei Sensoren aufweist. Dies ermöglicht es, die beiden Druckkreise unabhängig voneinander zu überwachen und anzusteuern. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Unterdruckhandhabungsvorrichtung besteht darin, dass die Module mit Ausnahme des Greifermoduls und des Befestigungsmoduls - also das Ventilmodul, ein optional vorgesehenes Unterdruckerzeugungsmodul und ein optional vorgesehenes Belüftungsmodul - jeweils eine
Versorgungsdruckdurchführung zur Durchführung eines an dem wenigstens einen pneumatischen Versorgungsanschluss des Ventilmoduls anliegenden Versorgungsdruck (Überdruck oder Unterdrück) aufweisen. Die Versorgungsdruckdurchführungen der Module sind insbesondere über entsprechende Versorgungsdruck-Modulschnittstellen derart miteinander verbindbar oder verbunden, dass sie im gestapelten Zustand der Module gemeinsam einen den Modulstapel in Stapelrichtung durchsetzenden Versorgungsdruckkanal bilden. Insofern können alle Module mit Ausnahme des Befestigungsmoduls mit Versorgungsdruck versorgt werden. Dies ermöglicht es, an diesen Modulen Versorgungsdruck abzugreifen, was eine Versorgung von zusätzlichen Komponenten mit dem Versorgungsdruck ermöglicht.
Die vorstehende Aufgabe wird ferner durch ein Ventilmodul gelöst, welches zur Verwendung in einer vorstehend beschriebenen Unterdruckhandhabungsvorrichtung ausgebildet ist. Insofern ist das Ventilmodul derart ausgebildet, dass es mit anderen Modulen den Aufbau einer Unterdruckhandhabungsvorrichtung der genannten Art ermöglicht. Die vorstehend im Zusammenhang mit der gesamten Unterdruckhandhabungsvorrichtung erläuterten Merkmale und Vorteile des Ventilmoduls können zu dessen Ausgestaltung dienen.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert.
Es zeigen:
Figur 1 eine skizzierte Darstellung einer Ausführungsform einer Unterdruckhandhabungsvorrichtung in einer perspektivischen Expiosionsansicht;
Figur 2 eine schematische Darstellung eines Ventilmoduls einer Unterdruckhandhabungsvorrichtung in einer ersten Ausgestaltung;
Figur 3 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer
Unterdruckhandhabungsvorrichtung, umfassend ein Befestigungsmodul, ein Ventilmodul gemäß Figur 2 und ein Greifermodul mit Sauggreifereinheit;
Figur 4 eine schematische Darstellung der
Unterdruckhandhabungsvorrichtung gemäß Figur 3 mit einem zusätzlichen Unterdruckerzeugungsmodul;
Figur 5 eine schematische Darstellung der Unterdruckhandhabungsvorrichtung gemäß Figur 4, wobei das Unterdruckerzeugungsmodul eine Ventileinheit umfasst; Figur 6 eine schematische Darstellung der Unterdruckhandhabungsvorrichtung gemäß Figur 5 mit einem zusätzlichen Belüftungsmodul;
Figur 7 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer
Unterdruckhandhabungsvorrichtung, umfassend ein Befestigungsmodul, ein Ventilmodul gemäß Figur 2, ein Belüftungsmodul und ein Greifermodul mit Magnetgreifereinheit;
Figur 8 eine schematische Darstellung eines Ventilmoduls in einer zweiten Ausgestaltung;
Figur 9 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer
Unterdruckhandhabungsvorrichtung, umfassend ein Befestigungsmodul, ein Ventilmodul gemäß Figur 8, ein Unterdruckerzeugungsmodul, und ein Greifermodul mit Sauggreifereinheit;
Figur 10 eine schematische Darstellung eines Ventilmoduls einer Unterdruckhandhabungsvorrichtung in einer dritten Ausgestaltung;
Figur 11 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer
Unterdruckhandhabungsvorrichtung, umfassend ein Befestigungsmodul, ein Ventilmodul gemäß Figur 10 und ein Greifermodul mit einer Sauggreifereinheit;
Figur 12 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer
Unterdruckhandhabungsvorrichtung, umfassend ein Befestigungsmodul, ein Ventilmodul gemäß Figur 10 und ein Greifermodul mit Magnetgreifereinheit;
Figur 13 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer
Unterdruckhandhabungsvorrichtung, umfassend ein Befestigungsmodul, ein Ventilmodul gemäß Figur 10, ein Unterdruckerzeugungsmodul mit einer Unterdruckerzeugungseinheit, und ein Greifermodul mit Sauggreifereinheit; und
Figur 14 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer
Unterdruckhandhabungsvorrichtung, umfassend ein Befestigungsmodul, ein Ventilmodul gemäß Figur 10, ein Unterdruckerzeugungsmodul mit zwei Unterdruckerzeugungseinheiten, und ein Greifermodul mit Sauggreifereinheit.
In der nachfolgenden Beschreibung sowie in den Figuren sind für identische oder einander entsprechende Merkmale jeweils dieselben Bezugszeichen verwendet. Figur 1 zeigt eine skizzierte Darstellung einer Ausführungsform einer Unterdruckhandhabungsvorrichtung, welche insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet ist. Die Unterdruckhandhabungsvorrichtung 10 ist als Modulsystem ausgebildet und umfasst mehrere nachfolgend im Detail erläuterten Module.
Bei der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform umfasst die Unterdruckhandhabungsvorrichtung 10 ein Greifermodul 12, ein Unterdruckerzeugungsmodul 14, ein Ventilmodul 16, und ein Befestigungsmodul 18. Bei weiteren
Ausführungsformen kann die Unterdruckhandhabungsvorrichtung 10 ferner ein Belüftungsmodul 20 umfassen (vgl. Figuren 6 und 7). Wie nachfolgend noch im Detail erläutert kann die Unterdruckhandhabungsvorrichtung 10 alle oder nur eine Teilmenge der vorstehend genannten Module aufweisen, zumindest aber weist sie ein Greifermodul 12 und ein Ventilmodul 16 auf. Wie aus Figur 1 ersichtlich, sind die Module 12,14,16,18,20 als Modulscheiben ausgebildet, welche entlang einer Stapelachse 22 zu einem Modulstapel aufeinander stapelbar sind. Die Module 12,14,16,18,20 sind jeweils als Baueinheit mit einem eigenen Modulgehäuse 24 mit einer Bodenfläche 26, einer Deckelfläche 28 und einer nach lateralen außen begrenzenden Mantelfläche 30 ausgebildet (in Figur 1 beispielhaft für das Ventilmodul 16 hervorgehoben). Die Bodenflächen und die Deckelflächen der Module sind im Wesentlichen eben. Die Mantelflächen umlaufen die Stapelachse und sind im Wesentlichen parallel zur Stapelachse 22 ausgerichtet.
Die einzelnen Module 12,14,16,18,20 sind über Verbindungselemente 32 zu einem Modulstapel verbindbar (vgl. Figuren 2 bis 14). Die Module 12,14,16,18,20 bilden im gestapelten Zustand insofern eine Baueinheit.
Wie nachfolgend noch im Detail erläutert, sind die Module mit Ausnahme des Befestigungsmoduls 18 über Modulschnittstellen miteinander fluidisch verbindbar. Die Modulschnittstellen sind derart ausgebildet und relativ zueinander angeordnet, dass einander zugeordnete Modulschnittstellen zweier Module beim Stapeln der Module aufeinander eine Fluidverbindung hersteilen.
Das Befestigungsmodul 18 dient zum Befestigen der Unterdruckhandhabungsvorrichtung 10 an einer Halterung (nicht dargestellt). Zu diesem Zweck weist das Befestigungsmodul 18 an einer dem Ventilmodul 16 abgewandten Oberseite einen Befestigungsabschnitt 34 auf, welcher dazu ausgebildet ist, mit einem
Befestigungsabschnitt einer Halterung (nicht dargestellt) verbunden zu werden.
In Figur 2 ist eine erste Ausgestaltung des Ventilmoduls 16 dargestellt. Das Ventilmodul 16 umfasst einen pneumatischen Versorgungsanschluss 36 zur Versorgung der Unterdruckhandhabungsvorrichtung 10 mit einem Versorgungsdruck (Über- oder Unterdrück). Der pneumatische Versorgungsanschluss 36 ist an der Mantelfläche 30 des Ventilmoduls 16 angeordnet und insbesondere dazu ausgebildet, mit einer externen Unter- oder
Überdruckversorgungsleitung, z.B. Druckluftleitung, (nicht dargestellt) verbunden zu werden.
Der pneumatische Versorgungsanschluss 36 ist über eine Fluidleitung 38 mit einer an der Bodenfläche 26 des Ventilmoduls 16 angeordneten Modulschnittstelle 40 gekoppelt, welche dazu ausgebildet ist, mit einer Modulschnittstelle eines weiteren Moduls verbunden zu werden.
Zur Steuerung eines Luftflusses zwischen dem pneumatischen Versorgungsanschluss 36 und der Modulschnittstelle 40 umfasst das Ventilmodul 16 eine Ventileinrichtung 42 mit einer ersten Ventileinheit 44. Die erste Ventileinheit 44 ist in dem dargestellten Beispiel als 3/2-Wege-Ventil ausgebildet und mit dem pneumatischen Versorgungsanschluss 36, der Modulschnittstelle 40 und einem an der Mantelfläche 30 des Ventilmoduls 16 angeordneten Belüftungsanschluss 46 über entsprechende Fluidleitungen verbunden. In einer ersten Ventilstellung der ersten Ventileinheit 44 ist ein Strömungsweg zwischen dem pneumatischen Versorgungsanschluss 36 und der Modulschnittstelle 40 freigegeben. Dann wird ein an dem pneumatischen Versorgungsanschluss 36 anliegender Versorgungsdruck (Über oder Unterdrück) aus der Modulschnittstelle 40 ausgegeben. In einer zweiten Ventilstellung der ersten Ventileinheit 44 ist ein Strömungsweg zwischen dem Belüftungsanschluss 46 und der Modulschnittstelle 40 freigegeben. Dann ist die Modulschnittstelle 40 belüftet. In der zweiten Ventilstellung der ersten Ventileinrichtung 44 ist ein Strömungsweg zwischen dem pneumatischen Versorgungsanschluss 36 und der Modulschnittstelle 40 gesperrt.
Das Ventilmodul 16 umfasst ferner eine Steuereinrichtung 48, welche dazu ausgebildet ist in Abhängigkeit eines Steuersignals die Ventileinrichtung 42 anzusteuern. Zur Bereitstellung von Steuersignalen an die Steuereinrichtung 48 weist das Ventilmodul 16 ferner einen
Steuersignalanschluss 50 auf, welcher an der Mantelfläche 30 des Ventilmoduls 16 angeordnet ist. Bei dem Steuersignalanschluss 50 kann es sich insbesondere um einen elektrischen oder pneumatischen Anschluss handeln.
Die Steuereinrichtung 48 umfasst einen Controller 52 und einen mit dem Controller 52 zumindest mittelbar gekoppelten Drucksensor 54. Der Drucksensor 54 ist mit einer fluidischen Mess-Modulschnittstelle 56 gekoppelt und dazu ausgebildet, einen an der Mess-Modulschnittstelle 56 anliegenden Druck zu ermitteln. Die Mess-Modulschnittstelle 56 ist an der Bodenfläche 26 des Ventilmoduls 16 angeordnet und dazu ausgebildet ist, mit einer Mess-Modulschnittstelle eines weiteren Moduls verbunden zu werden.
Das Ventilmodul 16 umfasst ferner eine mit dem pneumatischen Versorgungsanschluss 36 verbundene Versorgungsdruckdurchführung 58, welche an der Bodenfläche 26 des Ventilmoduls 16 in eine Versorgungsdruck- Modulschnittstelle 60 mündet.
Optional umfasst das Ventilmodul 16 ferner einen mit der Modulschnittstelle 40 verbundenen pneumatischen Anschluss 62 zum seitlichen Abgreifen von Versorgungsdruck. In dem dargestellten Beispiel ist der pneumatische Anschluss 62 an der Mantelfläche 30 des Ventilmoduls 16 angeordnet.
Die Figuren 3 bis 7 zeigen verschiedene Ausführungsformen einer Unterdruckhandhabungsvorrichtung 10 mit einem vorstehend erläuterten Ventilmodul 16 gemäß Figur 2.
In Figur 3 ist eine Ausführungsform einer
Unterdruckhandhabungsvorrichtung 10 dargestellt, umfassend ein Befestigungsmodul 18, ein Ventilmodul 16 gemäß Figur 2, und ein Greifermodul 12.
Das Greifermodul 12 umfasst eine Greifereinheit 64, welche in dem dargestellten Beispiel als Sauggreifereinheit 66 ausgebildet ist. Die Sauggreifereinheit 66 umfasst zwei Saugstellen 68 zum Ansaugen eines Gegenstandes (nicht dargestellt) . Die Saugstellen 68 sind über einen Saugkanal 70 miteinander strömungsverbunden und jeweils mit einem Saugkopf 72 besetzt.
Der Saugkanal 70 mündet an einer dem Ventilmodul 16 zugewandten Deckelfläche 74 des Greifermoduls 12 in eine Modulschnittstelle 76, welche mit der Modulschnittstelle 40 des Ventilmoduls 16 strömungs- und druckverbunden ist. Bei der Ausführungsform gemäß Figur 3 ist der pneumatische Versorgungsanschluss 36 des Ventilmoduls 16 mit einer Unterdruckversorgungsleitung (nicht dargestellt) verbunden. In Abhängigkeit der Ventilstellung der ersten Ventileinheit 44 des Ventilmoduls 16 kann dann der Saugkanal 70 und damit die Saugstellen 68 mit Unterdrück beaufschlagt oder belüftet werden.
Das Greifermodul 12 umfasst ferner eine Mess- Modulschnittstelle 78, welche mit dem Saugkanal 70 strömungsverbunden ist und an der Deckelfläche 74 des Greifermoduls 12 angeordnet ist. Die Mess- Modulschnittstelle 78 des Greifermoduls 12 ist mit der Mess-Modulschnittstelle 56 des Ventilmoduls 16 verbunden. Dies ermöglicht es, den Druck in dem Saugkanal 70 mittels des Drucksensors 54 zu überwachen und bei Bedarf die erste Ventileinheit 44 anzusteuern.
Figur 4 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Unterdruckhandhabungsvorrichtung 10, bei der zwischen Greifermodul 12 und Ventilmodul 16 zusätzlich ein Unterdruckerzeugungsmodul 14 angeordnet ist. Ansonsten entspricht die Ausführungsform gemäß Figur 4 der Ausführungsform gemäß Figur 3, wobei der pneumatische Versorgungsanschluss 36 des Ventilmoduls 16 bei der Ausführungsform gemäß Figur 4 mit einer Druckluftversorgung (nicht dargestellt) verbunden ist.
Das Unterdruckerzeugungsmodul 14 weist eine Unterdruckerzeugungseinheit 80, beispielhaft und bevorzugt einen Ejektor, zur Erzeugung von Unterdrück mittels Druckluft auf. Die Unterdruckerzeugungseinheit 80 umfasst einen Überdruckeingang 82, einen Überdruckausgang 84 und einen Saugeingang 86.
Zur Versorgung der Unterdruckerzeugungseinheit 80 mit Druckluft weist das Unterdruckerzeugungsmodul 14 eine Überdruck-Modulschnittstelle 88 auf, welche mit dem Überdruckeingang 82 der Unterdruckerzeugungseinheit 80 strömungs- und druckverbunden ist. Die Überdruck- Modulschnittstelle 88 ist an einer dem Ventilmodul 16 zugewandten Deckelfläche 90 des Unterdruckerzeugungsmoduls 14 angeordnet und mit der Modulschnittstelle 40 des Ventilmoduls 16 verbunden. Insofern kann die Unterdruckerzeugungseinrichtung 80 in Anhängigkeit der Ventilstellung der ersten Ventileinheit 44 des Ventilmoduls 16 mit Druckluft beaufschlagt werden oder belüftet werden. Die Unterdruckerzeugungseinrichtung 80 kann also über die erste Ventileinheit 44 des Ventilmoduls 16 aktiviert und deaktiviert werden.
Das Unterdruckerzeugungsmodul 14 weist ferner einen Überdruckauslass 92 auf, welcher an einer Mantelfläche 94 des Unterdruckerzeugungsmoduls 14 angeordnet ist und mit dem Überdruckausgang 84 der Unterdruckerzeugungseinheit verbunden ist.
Der Saugeingang 86 der Unterdruckerzeugungseinheit 80 ist über eine Fluidleitung mit einer an einer Bodenfläche 96 des Unterdruckerzeugungsmoduls 14 angeordneten Unterdruck- Modulschnittstelle 98 verbunden. Die Unterdruck- Modulschnittstelle 98 ist wie aus Figur 4 ersichtlich, mit der Modulschnittstelle 76 des Greifermoduls 12 verbunden. Insofern kann der Saugkanal 70 des Greifermoduls 12 mit Unterdrück beaufschlagt werden.
Das Unterdruckerzeugungsmodul 14 weist ferner eine Überdruckdurchführung 100 zur Durchführung von Überdruck von der Deckelfläche 90 des Unterdruckerzeugungsmoduls 14 zu der Bodenfläche 96 auf. Die Überdruckdurchführung 100 mündet an der Deckelfläche 90 des
Unterdruckerzeugungsmoduls 14 in die oben genannte Überdruck-Modulschnittstelle 88. An der Bodenfläche 96 des Unterdruckerzeugungsmoduls 14 mündet die Überdruckdurchführung 100 in eine weitere Überdruck- Modulschnittstelle 102 zur Verbindung mit einer Modulschnittstelle eines weiteren Moduls.
Ferner weist das Unterdruckerzeugungsmodul 14 eine Mess- Modulschnittstelle 104 auf, welche an der Deckelfläche 90 des Unterdruckerzeugungsmoduls 14 angeordnet ist und über eine Fluidleitung mit dem Saugeingang 86 der Unterdruckerzeugungseinheit verbunden ist. Die Mess- Modulschnittstelle 104 des Unterdruckerzeugungsmoduls 14 ist mit der Mess-Modulschnittstelle 56 des Ventilmoduls 16 verbunden, sodass ein an dem Saugeingang 86 vorherrschender Druck von dem Drucksensor 54 des Ventilmoduls 16 ermittelt werden kann. Das Unterdruckerzeugungsmodul 14 weist optional ferner einen mit dem Saugeingang 86 der
Unterdruckerzeugungseinheit 80 verbundenen lateralen Unterdruckauslass 106 zum Abgreifen von Unterdrück auf.
Das Unterdruckerzeugungsmodul 14 weist ferner eine Versorgungsdruckdurchführung 108 auf, welche an der Deckelfläche 90 und an der Bodenfläche 96 des Unterdruckerzeugungsmoduls 14 jeweils in eine Versorgungsdruck-Modulschnittstelle 110,112 mündet. Wie aus Figur 4 ersichtlich, ist die Versorgungdruck- Modulschnittstelle 110 an der Deckelfläche 90 des Unterdruckerzeugungsmoduls 14 mit der Versorgungsdruck- Modulschnittstelle 60 an der Bodenfläche 26 des Ventilmoduls 16 verbunden.
In Figur 5 ist eine weitere Ausführungsform einer Unterdruckhandhabungsvorrichtung 10 dargestellt, welche sich von der Ausführungsform gemäß Figur 4 darin unterscheidet, dass das Unterdruckerzeugungsmodul 14 zusätzlich eine Stellventileinheit 114 umfasst. Die Stellventileinheit 114 ist in dem dargestellten Beispiel als 3/2-Wege Ventil ausgebildet und mit der Versorgungsdruckdurchführung 108, der Überdruck- Modulschnittstelle 88 und dem Überdruckeingang 82 der Unterdruckerzeugungseinheit 80 verbunden. In einer ersten Ventilstellung ist ein Strömungsweg zwischen der Versorgungsdruckdurchführung 108 und dem Überdruckeingang 82 der Unterdruckerzeugungseinheit 80 freigegeben. In einer zweiten Ventilstellung ist ein Strömungsweg zwischen der Versorgungsdruckdurchführung 108 und dem Überdruckeingang 82 gesperrt.
Die Stellventileinheit 114 ist insbesondere derart ausgebildet, dass sie über eine Druckänderung an der Überdruck-Modulschnittstelle 88 angesteuert werden kann.
Die Stellventileinheit 114 ist dann mittelbar über die Ventileinrichtung 44 des Ventilmoduls 16 ansteuerbar. Die Stellventileinheit 114 ist ferner derart ausgebildet, dass sie sich dann in ihrer ersten Ventilstellung befindet, wenn sich die erste Ventileinheit 44 des Ventilmoduls 16 in deren erster Ventilstellung befindet - also dann, wenn die Überdruck-Modulschnittstelle 88 mit Druckluft beaufschlagt ist. Der Überdruckeingang 82 der
Unterdruckerzeugungseinheit 80 wird dann sowohl über die Überdruck-Modulschnittstelle 88 als auch über die Versorgungsdruckdurchführung 108 mit Druckluft versorgt.
In Figur 6 ist eine weitere Ausführungsform einer Unterdruckhandhabungsvorrichtung 10 dargestellt, welche der Ausführungsform gemäß Figur 5 entspricht, jedoch zusätzlich ein Belüftungsmodul 20 umfasst. Das Belüftungsmodul 20 ist zwischen Unterdruckerzeugungsmodul 14 und Greifermodul 12 angeordnet .
Das Belüftungsmodul 20 umfasst eine Unterdruckdurchführung 116 zur Durchführung von Unterdrück von einer dem Unterdruckerzeugungsmodul 14 zugewandten Deckelfläche 118 des Belüftungsmoduls 20 zu einer der dem Greifermodul 12 zugewandten Bodenfläche 120 des Belüftungsmoduls 20. Die Unterdruckdurchführung 116 mündet an der Deckelfläche 118 des Belüftungsmoduls 20 in eine Unterdruck- Modulschnittstelle 122, welche mit der Unterdruck- Modulschnittstelle 98 des Unterdruckerzeugungsmoduls 14 verbunden ist. An der Bodenfläche 120 des Belüftungsmoduls 20 mündet die Unterdruckdurchführung 116 in eine weitere Unterdruck-Modulschnittstelle 124, welche mit der Modulschnittstelle 76 des Greifermoduls 12 verbunden ist.
Das Belüftungsmodul 20 umfasst ferner eine Überdruck- Modulschnittstelle 126, welche an der Deckelfläche 114 angeordnet ist und mit der Überdruck-Modulschnittstelle 102 der Überdruckdurchführung 100 des Unterdruckerzeugungsmoduls 14 verbunden ist.
Darüber hinaus umfasst das Belüftungsmodul 20 ein pneumatisch ansteuerbares Belüftungsventil 128, welches dazu ausgebildet ist, die Unterdruckdurchführung 116 des Belüftungsmoduls 20 in einer Ventilstellung zu belüften. In dem dargestellten Beispiel ist das Belüftungsventil 128 als 3/2-Wege-Ventil ausgebildet und mit der Überdruck- Modulschnittstelle 126 des Belüftungsmoduls 20, einem an einer Mantelfläche 130 des Belüftungsmoduls 20 angeordneten Belüftungsanschluss 132 und der Unterdruckdurchführung 116 verbunden. In einer ersten Ventilstellung ist ein Strömungsweg zwischen dem Belüftungsanschluss 132 und der Unterdruckdurchführung 116 gesperrt. In einer zweiten Ventilstellung ist dann ein Strömungsweg zwischen dem Belüftungsanschluss 132 und der Unterdruckdurchführung 116 freigegeben. Das Belüftungsventil 128 ist insbesondere derart ausgebildet, dass es über eine Druckänderung an der Überdruck-Modulschnittstelle 126 des Belüftungsmoduls 20 ansteuerbar ist. Insofern kann eine Ansteuerung des Belüftungsmoduls 128 mittelbar durch Ansteuerung der ersten Ventileinheit 44 des Ventilmoduls 16 erfolgen.
Das Belüftungsmodul 20 umfasst ferner eine
Versorgungdruckdurchführung 134, welche an der Deckelfläche 118 und an der Bodenfläche 120 des Belüftungsmoduls 20 in jeweils eine Versorgungsdruck-Modulschnittstelle 136,138 mündet. Wie aus Figur 6 ersichtlich, ist die Versorgungsdruck-Modulschnittstelle 136 an der Deckelfläche 118 des Belüftungsmoduls 20 mit der Versorgungsdruck- Modulschnittstelle 112 an der Bodenfläche 96 des Unterdruckerzeugungsmoduls 14 verbunden.
In Figur 7 ist eine weitere Ausführungsform einer Unterdruckhandhabungsvorrichtung 10 gezeigt, umfassend ein Befestigungsmodul 18, ein Ventilmodul 16 gemäß Figur 2, ein Belüftungsmoduls 20 in einer zweiten Ausgestaltung, und ein Greifermodul 12.
Bei der Ausgestaltung gemäß Figur 7 ist das Belüftungsventil 128 mit der Unterdruckdurchführung 116, der Versorgungsdruckdurchführung 134, und einer bei der Ausführungsform gemäß Figur 6 nicht vorhandenen Modulschnittstelle 140 an der Bodenfläche 120 des Belüftungsmoduls 20 verbunden. In einer ersten Ventilstellung des Belüftungsventils 128 ist ein Strömungsweg zwischen der Versorgungsdruckdurchführung 134 und der der Modulschnittstelle 140 gesperrt. In einer zweiten Ventilstellung ist ein Strömungsweg zwischen der Versorgungsdruckdurchführung 134 und der der Modulschnittstelle 140 freigegeben. Eine Ansteuerung des Belüftungsventils 128 erfolgt dabei über die Unterdruckdurchführung 116.
Das Greifermodul 12 umfasst zwei Greifereinheiten 64, 64' welche als Magnetgreifereinheiten 142, 142' ausgebildet sind. Jede Magnetgreifereinheit 142, 142' umfasst einen Permanentmagneten 144 und einen Polschuh 146. Der Permanentmagnet 144 ist derart innerhalb des Polschuhs 146 angeordnet, dass er durch Anlegen eines Unter- oder Überdrucks an die Magnetgreifereinheit 142, 142' zwischen einer aktivierten Stellung, in welcher ein Magnetfeld zum Halten eines Gegenstands wirksam ist, und einer deaktivierten Stellung, in welcher ein gehaltener Gegenstand abgelegt werden kann, verschoben werden kann.
Zur Beaufschlagung der Magnetgreifereinheiten 142, 142' mit
Unter- bzw. Überdruck ist jede Magnetgreifereinheit 142, 142' über zwei Saugkanäle 70, 70' mit entsprechenden Modulschnittstellen 76, 76' an der Deckelfläche 74 des Greifermoduls 12 strömungs- und druckverbunden.
Eine erste Modulschnittstelle 76 des Greifermoduls 12 ist mit der Unterdruck-Modulschnittstelle 124 der Unterdruckdurchführung 116 des Belüftungsmoduls 20 verbunden. Insofern wird der mit der ersten Modulschnittstelle 76 verbundene erste Saugkanal 70 in Abhängigkeit einer Ventilstellung der ersten Ventileinheit 44 des Ventilmoduls mit Druck beaufschlagt. Die zweite Modulschnittstelle 76' des Greifermoduls 12 ist mit der Modulschnittstelle 140 an der Bodenfläche 120 des Belüftungsmoduls 20 verbunden. Insofern kann der zweite Saugkanal 70' in Abhängigkeit des Schaltzustands des Belüftungsventils 128 mit Versorgungsdruck beaufschlagt werden. Das Belüftungsventil 128 ist insbesondere derart ausgebildet, dass der zweite Saugkanal 70' dann mit Versorgungsdruck beaufschlagt wird, also das Belüftungsventil 128 dann in seiner zweiten Ventilstellung ist, wenn der erste Saugkanal 70 belüftet ist, also die erste Ventileinheit 44 in ihrer zweiten Ventilstellung ist. Dies ermöglicht ein Hin- und Herbewegen des Permanentmagneten 144 zwischen seiner aktivierten und seiner deaktivierten Stellung.
Figur 8 zeigt eine zweite Ausgestaltung eines Ventilmoduls 16, welche sich von der Ausgestaltung gemäß Figur 3 darin unterscheidet, dass die Ventileinrichtung 42 zusätzlich zu der ersten Ventileinheit 44 eine der ersten Ventileinheit 44 nachgeschaltete Stellventileinheit 148 umfasst. Die Stellventileinheit 148 ist in dem dargestellten Beispiel als 3/2-Wege-Ventil ausgebildet und mit dem pneumatischen Versorgungsanschluss 36, einem Ventilausgang der ersten Ventileinheit 44 und der Modulschnittstelle 40 verbunden. Die erste Ventileinheit 44 kann z.B. als Vorsteuerventil für die Stellventileinheit 148 dienen. In Figur 9 ist eine weitere Ausführungsform der Unterdruckerzeugungsvorrichtung 10 gezeigt, umfassend ein Befestigungsmodul 18, ein Ventilmodul 16 gemäß Figur 8, ein Unterdruckerzeugungsmodul 14, und ein Greifermodul 12. Die Ausführungsform gemäß Figur 9 unterscheidet sich von der Ausführungsform gemäß Figur 4 in der Ausgestaltung der Ventileinrichtung 42 mit erster Ventileinheit 44 und Stellventileinheit 148, ist ansonsten jedoch gleich aufgebaut (vgl. obige Ausführungen zu Figur 8).
Figur 10 zeigt eine dritte Ausgestaltung eines Ventilmoduls 16, welche sich von der Ausgestaltung gemäß Figur 2 darin unterscheidet, dass das Ventilmodul 16 zwei voneinander separate Modulschnittstellen 40,40' umfasst, welche mit dem pneumatischen Versorgungsanschluss 36 über eine gemeinsame Verteilerleitung 38 verbunden sind. Die Ventileinrichtung 42 des Ventilmoduls 16 umfasst ferner zwei Ventileinheiten 44, 44'. Eine erste Ventileinheit 44 ist dazu ausgebildet, einen Luftfluss zwischen dem wenigstens einen pneumatischen Versorgungsanschluss 36 und einer ersten Modulschnittstelle 40 zu steuern. Eine zweite Ventileinheit 44' ist dazu ausgebildet, einen Luftfluss zwischen dem pneumatischen Versorgungsanschluss 36 und der zweiten Modulschnittstelle 40' zu steuern. Bei nicht dargestellten Ausführungsformen können die beiden Ventileinheiten 44,44' jeweils zwei Ventile (Hauptventil und Stellventil) umfassen.
Wie aus Figur 10 ersichtlich, umfasst das Ventilmodul 16 vorzugsweise auch zwei Steuersignalanschlüsse 50, 50' zur Versorgung der Steuereinrichtung 48 mit Steuersignalen zur Ansteuerung der erste Ventileinheit 44 bzw. der zweiten Ventileinheit 44'. Ferner umfasst die Steuereinrichtung 48 vorzugsweise auch zwei Mess-Modulschnittstellen 56,56' und zwei Drucksensoren 54,54'. Insofern umfasst das Ventilmodul 16 zwei unabhängig voneinander betätigbare Druckkreise.
Die Figuren 11 bis 14 zeigen verschiedene Ausführungsformen einer Unterdruckhandhabungsvorrichtung 10 umfassend ein vorstehend erläutertes Ventilmodul 16 gemäß Figur 10.
In Figur 11 ist eine Ausführungsform einer
Unterdruckhandhabungsvorrichtung 10 dargestellt, umfassend ein Befestigungsmodul 18, ein Ventilmodul 16 gemäß Figur 10 und ein Greifermodul 12.
Das Greifermodul 12 weist in dem dargestellten Beispiel zwei Sauggreifereinheiten 66,66' mit jeweils mindestens einer Saugstelle 68 auf. Jede Sauggreifereinheit 66,66' ist über einen Saugkanal 70, 70' mit einer Modulschnittstelle 76, 76' an der Deckelfläche 74 des Greifermoduls 12 verbunden, wobei die Modulschnittstellen 76, 76' des Greifermoduls 12 mit jeweils einer der zwei Modulschnittstellen 40, 40' des Ventilmoduls 16 verbunden sind. Die Sauggreifereinheiten 66, 66' sind insofern über die zwei Druckkreise des Ventilmoduls 16 voneinander unabhängig mit Unterdrück beaufschlagbar.
Das Greifermodul 12 umfasst ferner zwei Mess- Modulschnittstellen 78, 78', welche an der Deckelfläche 74 des Greifermoduls 12 angeordnet sind und jeweils mit einem der beiden Saugkanäle 70, 70' verbunden sind. Die zwei Mess-Modulschnittstellen 78, 78' sind mit den zwei Mess- Modulschnittstellen 56,56' des Ventilmoduls 16 verbunden.
In Figur 12 ist eine weitere Ausführungsform einer Unterdruckhandhabungsvorrichtung 10 gezeigt, umfassend ein Befestigungsmodul 18, ein Ventilmodul 16 gemäß Figur 10 und ein Greifermodul 12 mit zwei Magnetgreifereinheiten 142,
142'.
Das Greifermodul 12 ist analog zu dem Greifermodul 12 der Ausführungsform gemäß Figur 7 ausgebildet. Wie aus Figur 12 ersichtlich sind die Modulschnittstellen 76, 76' des Greifermoduls 12 mit den zwei Modulschnittstellen 40, 40' des Ventilmoduls 16 verbunden. Insofern sind die beiden Saugkanäle 70, 70' über die beiden Druckkreise des Ventilmoduls 16 unabhängig voneinander mit Versorgungsdruck beaufschlagbar, sodass der jeweilige Permanentmagnet 144 zwischen seiner aktivierten und seiner deaktivierten Stellung verschoben werden kann.
In Figur 13 ist eine weitere Ausführungsform einer Unterdruckhandhabungsvorrichtung 10 gezeigt, umfassend ein Befestigungsmodul 18, ein Ventilmodul 16 gemäß Figur 10, ein Unterdruckerzeugungsmodul 14, und ein Greifermodul 12.
Das Unterdruckerzeugungsmodul 14 umfasst eine Unterdruckerzeugungseinheit 80, welche in analoger Weise zu der in Bezug auf Figur 4 erläuterten Ausführungsform ausgebildet ist und über den ersten Druckkreis des Ventilmoduls 16 betreibbar ist. Die Unterdruck- Modulschnittstelle 98 an der Bodenfläche 96 des Unterdruckerzeugungsmoduls 14 ist bei der Ausgestaltung gemäß Figur 13 mit einer zusätzlichen Überdruck- Modulschnittstelle 150 an der Deckelfläche 90 des
Unterdruckerzeugungsmoduls 14 verbunden. Diese Überdruck- Modulschnittstelle 150 ist mit der zweiten Modulschnittstelle 40' des Ventilmoduls 12 verbunden, sodass die Unterdruck-Modulschnittstelle 98 über den zweiten Druckkreis des Ventilmoduls 16 mit Überdruck beaufschlagt werden kann, um einen an einer Saugstelle 68 des Greifermoduls 12 gehaltenen Gegenstand abzublasen.
Figur 14 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Unterdruckhandhabungsvorrichtung 10, umfassend ein
Befestigungsmodul 18, ein Ventilmodul 16 gemäß Figur 10, ein Unterdruckerzeugungsmodul 14 in einer Ausgestaltung mit zwei Unterdruckerzeugungseinheiten 80, 80' und ein
Greifermodul 12 mit zwei Sauggreifereinheiten 66, 66'.
Jeder Sauggreifereinheit 66, 66' ist eine Unterdruckerzeugungseinheit 80, 80' zugeordnet, welche jeweils über einen der beiden Druckkreise des Ventilmoduls 16 betätigbar sind. Insofern sind die beiden Sauggreifereinheiten 66, 66' separat voneinander betätigbar. Für die weitere Funktion wird auf die Ausführungen zu Figur 4 verwiesen.

Claims

Patentansprüche
1. Unterdruckhandhabungsvorrichtung (10) zum Halten und/oder Handhaben von Gegenständen, wobei die Unterdruckhandhabungsvorrichtung (10) als Modulsystem umfassend wenigstens zwei Module (12,16) ausgebildet ist, wobei die wenigstens zwei Module (12,16) über Modulschnittstellen (40,56) miteinander fluidisch verbindbar sind, wobei ein erstes Modul als Ventilmodul (16) ausgebildet ist und wobei ein zweites Modul als Greifermodul (12) ausgebildet ist, das Ventilmodul (16) umfassend:
- wenigstens einen pneumatischen Versorgungsanschluss (36),
- wenigstens eine mit dem wenigstens einen pneumatischen Versorgungsanschluss (36) verbundene Modulschnittstelle (40) zur Verbindung mit einer Modulschnittstelle eines weiteren Moduls,
- eine Ventileinrichtung (42) mit wenigstens einer Ventileinheit (44) zum Steuern eines Luftflusses zwischen dem wenigstens einen pneumatischen Versorgungsanschluss (36) und der wenigstens einen Modulschnittstelle (40),
- eine Steuereinrichtung (48), welche dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit eines Steuersignals die Ventileinrichtung (42) anzusteuern,
- wenigstens einen Steuersignalanschluss (50) zur Bereitstellung von Steuersignalen an die Steuereinrichtung (48); das Greifermodul (12) umfassend
- wenigstens eine Modulschnittstelle (76),
- wenigstens eine mit der wenigstens einen Modulschnittstelle (76) verbundene pneumatisch betätigbare Greifereinheit (64); wobei die wenigstens zwei Module (12,16) als Modulscheiben ausgebildet sind, welche entlang einer Stapelachse (22) zu einem Modulstapel aufeinander stapelbar sind, wobei die Modulschnittstellen (40,76) derart ausgebildet und angeordnet sind, dass einander zugeordnete Modulschnittstellen (40,76) zweier Module (12,16) beim Stapeln der Module (12,16) eine Fluidverbindung hersteilen, wobei der wenigstens eine pneumatische Versorgungsanschluss (36) und/oder der wenigstens eine Steuersignalanschluss (50) an einer das Ventilmodul (16) lateral zur Stapelachse (22) begrenzenden Mantelfläche (30) des Ventilmoduls (16) angeordnet sind.
2. Unterdruckhandhabungsvorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei die Module (12,14,16,18) jeweils als Baueinheit mit einem eigenen Modulgehäuse (24) ausgebildet sind.
3. Unterdruckhandhabungsvorrichtung (10) nach Anspruch 2, wobei die Modulschnittstellen
(40,56,60,76,88,98,102,104,110,112,122, 124,126,136,138 , 150) eines Moduls (12,14,16,20) an denjenigen Seiten des Modulgehäuses (24) dieses Moduls (12,14,16,20) angeordnet sind, welche im gestapelten Zustand der Module einem Modulgehäuse (24) eines weiteren Moduls (12,14,16,20) zugewandt sind.
4. Unterdruckhandhabungsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 2 oder 3, wobei die Modulgehäuse (24) der verschiedenen Module (12,14,16,20) im Querschnitt entlang der Stapelachse (22) betrachtet die gleiche Fläche aufweisen, insbesondere auch die gleiche Außenkontur aufweisen.
5. Unterdruckhandhabungsvorrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die wenigstens eine Greifereinheit (64) als Sauggreifereinheit (66,66') ausgebildet ist und wenigstens eine mit Unterdrück beaufschlagbare Saugstelle (68) zum Ansaugen eines Gegenstands umfasst.
6. Unterdruckhandhabungsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die wenigstens eine Greifereinheit (64) als Magnetgreifereinheit (142,142') ausgebildet ist.
7. Unterdruckhandhabungsvorrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, ferner umfassend ein zwischen dem Ventilmodul (16) und dem Greifermodul (12) anordenbares Unterdruckerzeugungsmodul (14), das Unterdruckerzeugungsmodul (14) umfassend:
- wenigstens eine Unterdruckerzeugungseinheit (80) zur Erzeugung von Unterdrück mittels Druckluft, wobei die wenigstens eine Unterdruckerzeugungseinheit (80) einen Überdruckeingang (82), einen Überdruckausgang (84) und einen Saugeingang (86) umfasst;
- wenigstens eine mit dem Überdruckeingang (82) der wenigstens einen Unterdruckerzeugungseinheit (80) verbundene Überdruck-Modulschnittstelle (88) zur Verbindung mit der wenigstens einen Modulschnittstelle
(40) des Ventilmoduls (16);
- wenigstens eine mit dem Saugeingang (86) der wenigstens einen Unterdruckerzeugungseinheit (80) verbundene Unterdruck-Modulschnittstelle (98);
- wenigstens einen mit dem Überdruckausgang (84) der wenigstens einen Unterdruckerzeugungseinheit (80) verbundenen lateralen Überdruckauslass (92).
8. Unterdruckhandhabungsvorrichtung (10) nach Anspruch 7, wobei das Unterdruckerzeugungsmodul (14) wenigstens eines der folgenden zusätzlichen Merkmale aufweist: a) Das Unterdruckerzeugungsmodul (14) umfasst wenigstens einen mit dem Saugeingang (86) der wenigstens einen Unterdruckerzeugungseinheit (80) verbundenen lateralen Unterdruckauslass (106) zum Abgreifen von Unterdrück; b) Das Unterdruckerzeugungsmodul (10) umfasst wenigstens ein Belüftungsventil zum Belüften der wenigstens einen Unterdruck-Modulschnittstelle (98); c) Das Unterdruckerzeugungsmodul (10) umfasst wenigstens eine Überdruckdurchführung (100) zur Durchführung von Überdruck von einer dem Ventilmodul (16) zugewandten Deckelfläche (90) des Unterdruckerzeugungsmoduls (14) zu einer der Deckelfläche (90) gegenüberliegenden Bodenfläche (96) des Unterdruckerzeugungsmoduls (14), wobei die Überdruckdurchführung (100) an der Deckelfläche (90) des Unterdruckerzeugungsmoduls (14) in die wenigstens eine Überdruck-Modulschnittstelle (88) zur Verbindung mit der wenigstens einen Modulschnittstelle (40) des Ventilmoduls (16) mündet und wobei die Überdruckdurchführung (100) an der Bodenfläche (96) des Unterdruckerzeugungsmoduls (14) in wenigstens eine Überdruck-
Modulschnittstelle (102) zur Verbindung mit einer Überdruck-Modulschnittstelle (126) eines weiteren Moduls (20) mündet; d) Das Unterdruckerzeugungsmodul (10) umfasst wenigstens eine Rückschlagklappe, welche derart angeordnet ist, dass bei Deaktivierung des Unterdruckerzeugungsmoduls (14) eine Belüftung des Saugeingangs (86) durch das
Unterdruckerzeugungsmodul (14) unterdrückt wird.
9. Unterdruckhandhabungs orrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, ferner umfassend ein an dem Greifermodul (12) anordenbares Belüftungsmodul (20), das Belüftungsmodul (20) umfassend:
- wenigstens eine Unterdruckdurchführung (116) zur Durchführung von Unterdrück von einer dem Greifermodul (12) zugewandten Bodenfläche (120) des Belüftungsmoduls (20) zu einer der Bodenfläche (120) gegenüberliegenden Deckelfläche (118) des Belüftungsmoduls (20), wobei die
Unterdruckdurchführung (116) an der Bodenfläche (120) des Belüftungsmoduls (20) in wenigstens eine Unterdruck-Modulschnittstelle (124) zur Verbindung mit der wenigstens einen Modulschnittstelle (76) des Greifermoduls (12) mündet und wobei die
Unterdruckdurchführung (116) an der Deckelfläche (118) des Belüftungsmoduls (20) in wenigstens eine Unterdruck-Modulschnittstelle (122) zur Verbindung mit einer Modulschnittstelle (98) eines weiteren Moduls (14) mündet;
- wenigstens ein pneumatisch ansteuerbares Belüftungsventil (128), welches dazu ausgebildet ist, in einer Ventilstellung die Unterdruckdurchführung (116) zu belüften.
10. Unterdruckhandhabungsvorrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, ferner umfassend ein mit dem Ventilmodul (16) verbindbares Befestigungsmodul (18) zum Befestigen der Unterdruckhandhabungsvorrichtung (10) an einer Halterung.
11. Unterdruckhandhabungsvorrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Ventilmodul (16) wenigstens eine fluidische Mess-Modulschnittstelle (56) umfasst und wobei die Steuereinrichtung (48) des
Ventilmoduls (16) wenigstens einen mit der Mess- Modulschnittstelle (56) gekoppelten Sensor (54) zum Ermitteln eines in der Mess-Modulschnittstelle (56) wirkenden Drucks aufweist.
12. Unterdruckhandhabungsvorrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Ventilmodul (16) zwei Modulschnittstellen (40,40') aufweist, welche mit dem wenigstens einen pneumatischen Versorgungsanschluss (36) verbunden sind, wobei die Ventileinrichtung (42) zwei Ventileinheiten (44,44') aufweist, wobei eine erste Ventileinheit (44) dazu ausgebildet ist, einen Luftfluss zwischen dem wenigstens einen pneumatischen Versorgungsanschluss (36) und einer ersten Modulschnittstelle (40) zu steuern und wobei ein zweite Ventileinheit (44') dazu ausgebildet ist, einen Luftfluss zwischen dem wenigstens einen pneumatischen Versorgungsanschluss (36) und der zweiten Modulschnittstelle (40') zu steuern.
13. Unterdruckhandhabungsvorrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Module (14,16,20) mit Ausnahme des Greifermoduls (12) und des Befestigungsmoduls (18) jeweils eine Versorgungsdruckdurchführung (108,58,134) zur Durchführung eines an dem wenigstens einen pneumatischen Versorgungsanschluss (36) des Ventilmoduls (16) anliegenden Versorgungsdrucks aufweisen, wobei die Versorgungsdruckdurchführungen (108,58,134) der Module (14,16,20) über entsprechende
Versorgungsdruck-Modulschnittstellen (60,110,112,136) derart miteinander verbindbar oder verbunden sind, dass sie im gestapelten Zustand der Module (12,14,20) gemeinsam einen den Modulstapel in Stapelrichtung (22) durchsetzenden Versorgungsdruckkanal bilden.
14. Ventilmodul (16), welches zur Verwendung in einer Unterdruckhandhabungsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 ausgebildet ist.
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