WO2024094774A1 - Greif- oder spannvorrichtung zum greifen oder spannen von gegenständen in unterschiedlichen betriebsmodi und verfahren hierfür - Google Patents

Greif- oder spannvorrichtung zum greifen oder spannen von gegenständen in unterschiedlichen betriebsmodi und verfahren hierfür Download PDF

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gripping
clamping device
memory
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PCT/EP2023/080509
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Sebastian NEITZLE
Denis Carpenco
Steffen Mittendorff
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Schunk Se & Co. Kg Spanntechnik Greiftechnik Automatisierungstechnik
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Publication date
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Definitions

  • the present invention relates to a gripping or clamping device for gripping or clamping objects, with at least one and preferably two base jaws that can be moved towards and away from each other, and to a method for operating such a gripping or clamping device.
  • a gripping or clamping device in which two base jaws are provided which can be moved towards and away from each other, The base jaws are coupled in motion to a working piston via a gear mechanism, namely a wedge-hook gear mechanism, and a piston rod.
  • the working piston defines two piston chambers; depending on the pressure applied to one or the other piston chamber, the base jaws are moved towards or away from each other.
  • EP 1 905 549 A1 discloses a gripping device with a rotary drive and two slides synchronized by means of a synchronous gear, wherein a toothing is provided on each slide for engagement with the synchronous gear.
  • a gripping or clamping device with a drive for driving the at least one base jaw and with a control unit comprising a controller for generating control signals controlling the drive, a memory in which commands and parameters are stored, and a communication interface for receiving predefinable gripping parameters.
  • the object to be achieved by the present invention is to provide a gripping or clamping device that can be used in a variety of ways.
  • the drive is an electric drive with an electric motor, a Motor control and a gear or as a pneumatic drive.
  • the gripper or clamping device comprises a housing in which the control unit is arranged. It is conceivable that the drive is also arranged in the housing. It is also conceivable that parameters are derived from characteristic maps or configuration data are stored in the memory during manufacture of the gripper or the control unit and/or parameterization takes place.
  • the communication interface can also send data.
  • the control unit is set up in such a way that commands for at least two different operating modes for operating the gripping or clamping device are stored in the memory, which, when processed by the controller, cause the controller to generate control signals for the respective operating mode, wherein the selection of which operating modes control signals are generated for is made as a function of at least one predefinable gripping parameter and of at least one characteristic value stored in the memory.
  • a further advantage is that the gripping parameters can be reduced to a minimum of data, thus reducing the load on the communication interface and/or a communication network in a machine in which the gripping or clamping device is used and thus simplifying the entire machine.
  • a gripping or clamping device is also simplified because the complexity of the gripping parameters to be transferred can be significantly reduced.
  • the parameters stored in the memory can also be used by the control unit to check whether the gripping or clamping device is able to carry out a gripping or clamping process based on the specified gripping parameters, which protects the gripping or clamping device and the object to be gripped.
  • the control unit can be set up in such a way that the controller initially selects the operating mode in a first stage based on the gripping parameters and in a second stage checks whether the gripping or clamping device is capable of carrying out such a gripping process based on the parameters stored in the memory. If necessary, data relating to the gripping process is then sent via the communication interface.
  • the preset gripping parameters represent a target gripping force.
  • the gripping or clamping device can grip a variety of different objects and is versatile.
  • the gripping force can be adjusted specifically to the object to be gripped, thus achieving an adapted gripping without damaging or losing the object.
  • the predeterminable gripping parameters represent an absolute target gripping force or a relative target gripping force.
  • a relative target gripping force is specified in particular as a value between 0 and 150% of a normal gripping force.
  • the normal gripping force refers to a force that represents 100% of the gripping force of the gripping or clamping device.
  • a relative target gripping force has the advantage that in a machine control that communicates with the control unit via the communication interface, the data to be exchanged is simplified and setting up the gripper is therefore made easier for an operator.
  • control unit is further configured such that, depending on the predeterminable gripping parameters, a corresponding gripping speed of the respective base jaw is calculated.
  • control signals are advantageously generated so that when the base jaw or a gripping finger arranged on the base jaw hits the workpiece, the impulse is reduced compared to a gripping process with static gripping speed.
  • sensitive and less sensitive workpieces can also be gripped with the gripping or clamping device according to the invention. Objects can be gripped without the need for different grippers or the gripper having to be converted between the different gripping processes to realize different operating modes.
  • control unit is further configured in such a way that commands are stored in the memory for a first operating mode, a second operating mode and/or a third operating mode.
  • the first operating mode generates control signals that lead to gripping with a gripping force of less than or equal to a normal gripping force.
  • the second operating mode generates control signals that lead to gripping with a gripping force greater than the normal gripping force.
  • the third operating mode generates control signals that lead to gripping with reduced impulses.
  • the gripping or clamping device has a braking unit for securing the at least one base jaw against elastically flexible pre-tensioning means, wherein one of the parameters stored in the memory represents the presence of the braking unit.
  • the pre-tensioning means are made of at least partially elastically flexible material, such as elastomer blocks or spring elements.
  • control unit is further set up in such a way that commands for an operating mode are stored in the memory with which control signals are generated with which braking control signals are generated for controlling the braking unit, so that gripping takes place with a gripping force greater than the normal gripping force.
  • This operating mode can in particular be the second operating mode described above.
  • At least one base jaw is moved in such a way that the pre-tensioning means are elastically deformed due to the impact impulse of the base jaws, with the base jaw being immediately fixed by means of the braking unit.
  • the pre-tensioning forces of the pre-tensioning means thus act as additional gripping forces.
  • control unit is further configured such that, depending on the predeterminable gripping parameters, control signals are generated which, after a first contact with the object, enable subsequent gripping initiate.
  • Re-gripping can be initiated in all of the operating modes described above or can follow on from them.
  • Re-gripping works as follows: Firstly, the control unit generates control signals corresponding to one of the operating modes. As soon as the control unit detects initial contact of the at least one jaw with the object to be gripped - this can be done, for example, through feedback from the drive due to an increase in the drive current for the electric motor or through position sensors via the communications interface - it generates control signals for re-gripping again. There is then renewed feedback about contact with the object. This is advantageously repeated cyclically for a predeterminable period of time. This makes it possible to ensure whether the object has been securely gripped without an external machine control being assigned the re-gripping for the period.
  • control unit is further configured in such a way that after re-gripping, signals are reported back via the communication interface as to whether the workpiece has been gripped or lost. This means that after the re-gripping period has expired, appropriate further measures can be initiated by the machine control system or an operator.
  • the object mentioned at the outset is also achieved by a method for operating a gripping or clamping device for gripping or clamping objects, in particular for Operating a gripping or clamping device according to the invention, wherein the gripping or clamping device comprises at least one and preferably two base jaws that can be moved towards and away from each other, a drive for driving the at least one base jaw, and a control unit for generating control signals that control the drive, wherein the control unit comprises a memory in which commands and parameters are stored.
  • the gripping or clamping device can be operated in at least two different operating modes, wherein the respective operating mode is selected depending on at least one predefinable gripping parameter and on at least one characteristic value stored in the memory.
  • a gripping or clamping device can be used in a variety of ways by specifying only simple gripping parameters for carrying out a gripping process. This simplifies the control of such a gripper during operation and the integration of such a gripper in a machine.
  • the characteristic value stored in the memory is stored in the memory during assembly and/or when parameterizing the gripper or clamping device. This allows the properties of the gripper to be easily queried by the control unit and the specified gripping parameters to be checked for plausibility, in particular whether the gripping or clamping device can carry out the desired gripping operation or which of the at least two operating modes is carried out.
  • the operating modes comprise a first operating mode that leads to gripping with a gripping force of less than or equal to a normal gripping force, a second operating mode that leads to gripping with a gripping force greater than the normal gripping force, and/or a third operating mode that leads to gripping with reduced impulse.
  • the normal gripping force refers to a force that represents 100% of the gripping force of the gripping or clamping device.
  • a predetermined gripping speed is included, in particular if this is below the gripping speed calculated on the basis of the predetermined gripping force.
  • control signals are generated that cause a follow-up gripping after an initial contact with the object.
  • the follow-up gripping is a time-limited process in which control signals for a gripping process are generated continuously from the moment a gripping process is initiated until a predeterminable period of time has elapsed, and feedback is generated as to whether the object has been gripped.
  • the feedback can be provided by means of a sensor system (not described in detail) or can be detected and generated, for example, via a current increase during gripping in the drive control.
  • the object is also achieved by a computer program with the features of claim 13.
  • the computer program comprises instructions which, when the program is executed by a control unit with a controller, a memory and a communication interface, cause the latter to carry out the method according to the invention. Furthermore, the object is achieved by a computer-readable storage medium on which the computer program according to claim 13 is stored. In addition, the object is achieved by a data carrier signal which transmits the computer program according to claim 13.
  • Figure 1 a gripping device
  • Figure 2 a schematic structure of a control device
  • Figure 3 a possibility of connecting the gripping device to a machine control system
  • Figure 4 a diagram of different gripping force curves of the gripping device
  • Figure 5 a diagram of the gripping force change on a
  • Figure 6 a flow diagram of a method for operating the gripping device.
  • Figure 1 shows a gripping device 10 with a housing 12, two base jaws 14, 16 that can be moved towards and away from each other, and a connection area 18 for a power supply and communication.
  • a control unit 20, a drive 22, a braking unit 24 and elastic pre-tensioning means 26 are provided in the housing 12, whereby the braking unit 24 and the pre-tensioning means 26 are not provided in a further embodiment of the gripping device 10 (not shown).
  • the connection area 18 has control lamps 28 for visualizing status messages, a ground connection 30, a connection for a power supply and data transmission 32 and a service interface 34.
  • the base jaws 14, 16 can be driven via the drive 22 and move parallel to a travel axis 36. Furthermore, gripping fingers or other accessories (not shown) can be arranged on the base jaws 14, 16 via the threads 38 and the centering tubes 40.
  • the service interface 34 can be used in particular to display characteristics, maps and/or parameters on the gripping device 10 and to store it in a memory of the control unit 20.
  • FIG. 2 shows a schematic representation in which the gripping device 10 is connected via a cable 50 and a distributor 52 to a machine control 56 in a control cabinet 54.
  • a terminal block 58 In addition to the machine control 56, a terminal block 58, a power supply unit 60 and a safety switching device 62 are provided in the control cabinet 54.
  • the control cabinet 54 can be provided for a machine in which the gripping device 10 is arranged; other machine components are conceivable but not shown.
  • the power supply unit 60 provides a voltage supply for the gripping device 10 and the safety switching device 62.
  • the voltage in the control cabinet 54 can be distributed to other consumers such as the machine controls 56 via the terminal block 58.
  • the safety switching device 62 provides additional safety measures, particularly in the event of a power failure.
  • the distributor 52 bundles the signals of the safety switching device 62 and the machine control 56 , as well as the power supply, so that only one cable 50 is required to connect the gripping device 10 to the control cabinet 54 .
  • the communication through the cable 50 between the machine control 56 and the gripping device 10 is particularly bidirectional, so that gripping parameters can be transmitted by the machine control 56 to the the gripping device 10 can be specified and feedback from the gripping device 10 is also possible. In particular, position data or error messages can be reported back so that bidirectional communication takes place.
  • the control unit 20 with a communication interface 70, a controller 72 and a memory 74 is shown schematically in Figure 3.
  • the control unit 20 has a housing 76.
  • An arrow symbolizes the signals from the machine control 56, which contain the predefinable gripping parameters 78.
  • the signals are transmitted to the controller 72 via the communication interface 70.
  • the communication interface 70 can be addressed via analog signals and/or all common digital data transmission types such as in particular CAN bus, Ethernet, Mod-Bus, IO-Link, I/O-BUS, Profinet and other fieldbus systems or board bus systems, in particular client-server systems, whereby wireless data transmission types are also conceivable.
  • analog signals such as in particular CAN bus, Ethernet, Mod-Bus, IO-Link, I/O-BUS, Profinet and other fieldbus systems or board bus systems, in particular client-server systems, whereby wireless data transmission types are also conceivable.
  • parameters 75 relating to the type and equipment of the gripping device 10 in which the control unit 20 is used are stored.
  • the gripping parameters 78 can contain the gripping force as a relative value in percent, the gripping speed and/or the time period for the re-gripping.
  • the parameters 75 can be used in particular during assembly and/or during a Parameterization of the gripping or clamping device 10 is stored in the memory 74.
  • the controller 72 selects the appropriate operating mode and generates control signals from commands stored in the memory 74 for the appropriate operating mode for operating the gripping device 10.
  • the communication interface 70 is therefore able to operate at least one communication channel.
  • the generated control signals are shown schematically by the arrows 80, 82, 84, with the control signals 80 being assigned to a first operating mode (BasicGrip), the control signals 82 being assigned to a second operating mode (StrongGrip), and the control signals 82 being assigned to a third operating mode (SoftGrip), or representing such an operating mode.
  • These control signals 80, 82, 84 are passed on to the drive 22 in the gripping device 10.
  • the arrow 88 shows the feedback to the machine control 56.
  • the feedback is also generated by the controller 72 and forwarded by the communication interface 70.
  • Figure 4 shows a diagram 90 in which the gripping force 92 on the Y-axis is plotted over the length 94 of the gripping fingers arranged on the base jaws 14, 16 of the gripping device 10 on the X-axis.
  • the curve 96 and the curve 98 corresponding to the first operating mode BasicGrip.
  • Curve 96 represents the normal gripping force of the gripping device 10 with 100% gripping force as the relative target gripping force.
  • Curve 98 represents 50% of the relative target gripping force.
  • Curve 100 represents the maximum gripping force curve of the second operating mode StrongGrip with greater than 100%, here for example 150%, of the relative target gripping force.
  • the second operating mode StrongGrip is executed when the machine control 56 specifies a relative target gripping force of more than 100% as the gripping parameter 78.
  • the base jaws 14, 16 are moved by the drive 22 at a maximum gripping speed, so that the elastically flexible pre-tensioning elements 26 are tensioned when the base jaws 14, 16 hit the object and in the pre-tensioned state the controller 72 transmits control signals to the brake unit 24 via the communication interface 70, so that the base jaws 14, 16 are fixed under pre-tension and with increased gripping force.
  • FIG. 5 shows a diagram 110 in which the temporal gripping force curve of two gripping processes with the different operating modes StrongGrip and SoftGrip is shown using curves 112 and 114.
  • the gripping force is plotted on the Y-axis 116 and the time is plotted on the X-axis 118.
  • Curve 112 shows the gripping force curve of a gripping process according to the second operating mode StrongGrip.
  • Curve 114 shows the gripping force curve of a gripping process according to the third operating mode SoftGrip.
  • the specified Gripping force G is the same and is reached at time A of curve 112 and at time B of curve 114.
  • Time K is the time of first contact of jaws 14, 16 with the object to be gripped in both gripping processes.
  • the slope of curves 112, 114 is the impulse acting on the object to be gripped.
  • Curve 112 of the StrongGrip has a steep slope and therefore also a steep impulse.
  • StrongGrip curve 112 has a maximum 120 of the gripping force as an overshoot above the specified target gripping force G.
  • SoftGrip curve 114 reaches the target gripping force G later than StrongGrip curve 112, but has a significantly lower slope and therefore a lower impulse.
  • the SoftGrip curve 114 or the third operating mode SoftGrip on which the curve 114 is based also has a significantly lower overshoot 122 and is therefore particularly suitable for sensitive and fragile objects.
  • the control unit 20 is set up to carry out the method 200 shown schematically in Figure 6.
  • parameters 75 are stored in the memory 74 of the control unit, particularly during assembly or parameterization of the gripping or clamping device 10.
  • the parameters 75 are received via the communication interface 70 and passed on to the memory 74 and stored there so that the controller 72 can access them during operation.
  • the method 200 for selecting the operating mode is carried out during operation of the gripping or clamping device 10 using the following steps.
  • the specified gripping parameters 78 which include the target gripping force G and optionally the gripping speed 202 and a follow-up gripping parameter 204, are retrieved from the memory 74 via the communication interface 70 and the parameters 75.
  • the first operating mode 80 NormalGrip
  • the second operating mode 82 StringGrip
  • the second operating mode is selected.
  • a gripping speed 202 and the specified gripping force G is greater than 100%, no operating mode can be selected and an error message 208 is generated, which is sent to the communication interface 70.
  • an error message 208 is generated after such a plausibility check.
  • a follow-up gripping parameter 204 is specified in the gripping parameters 78, corresponding signals for follow-up gripping in the selected operating mode are generated in a block 210 and sent to the communication interface 70. If no follow-up gripping parameters 204 are specified, the signal 80, 82, 84 is passed unchanged through the decision block 210 and sent to the communication interface 70.
  • the first operating mode (NormalGrip) is initially selected if the specified target gripping force G is equal to or below 100%. Then, in a second stage, in decision block 212, a decision is made based on the specified gripping speed 202 and the parameters 204 as to whether the first operating mode (NormalGrip) is still selected or whether the third operating mode (SoftGrip) is switched to and corresponding signals 80 or 84 are generated. If the specified gripping speed 202 is below a value stored in the parameters 75 for the target gripping force G,
  • the third operating mode (SoftGrip) is selected. If a follow-up gripping parameter 204 is specified in the gripping parameters 78, then corresponding signals for follow-up gripping in the selected operating mode are generated in block 210 and sent to the communication interface 70. If no follow-up gripping parameters 204 are specified, the signal 80, 82, 84 is passed unchanged through the decision block 210 and sent to the communication interface 70.

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Abstract

Greif- oder Spannvorrichtung (10) zum Greifen oder Spannen von Gegenständen und zugehöriges Verfahren (200), mit wenigstens einer und vorzugsweise zwei aufeinander zu und voneinander weg verfahrbaren Grundbacken (14, 16), mit einem Antrieb (22) zum Antreiben der wenigstens einen Grundbacke (14, 16), mit einer Steuereinheit (20), umfassend einen Controller (72) zum Erzeugen von den Antrieb (22) ansteuernden Steuersignalen (80, 82, 84), einen Speicher (74), in dem Befehle und Kenngrößen (75) hinterlegt sind und eine Kommunikationsschnittstelle (70) zum Empfangen von vorgebbaren Greifparametern (78), wobei die Steuereinheit (20) derart eingerichtet ist, dass im Speicher (74) Befehle für wenigstens zwei unterschiedliche Betriebsmodi zum Betreiben der Greif- oder Spannvorrichtung (10) gespeichert sind, die dann, wenn sie durch den Controller (72) abgearbeitet werden, den Controller (72) dazu veranlassen Steuersignale (80, 82, 84) für den jeweiligen Betriebsmodus zu erzeugen, wobei die Auswahl für welchen Betriebsmodi Steuersignale (80, 82, 84) erzeugt werden in Abhängigkeit von mindestens einem vorgebbaren Greifparameter (78) und von mindestens einer im Speicher (74) hinterlegten Kenngrößen (75) erfolgt.

Description

Titel : Greif- oder Spannvorrichtung zum Greifen oder
Spannen von Gegenständen in unterschiedlichen Betriebsmodi und Verfahren hierfür
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betri f ft eine Grei f- oder Spannvorrichtung zum Grei fen oder Spannen von Gegenständen, mit wenigstens einer und vorzugsweise zwei aufeinander zu und voneinander weg verfahrbaren Grundbacken sowie und ein Verfahren zum Betreiben einer derartigen Grei f- oder Spannvorrichtung .
Aus der DE 10 013 022 Al ist eine Grei f- oder Spannvorrichtung bekannt , bei der zwei aufeinander zu und voneinander weg verfahrbare Grundbacken vorgesehen sind, wobei die Grundbacken über ein Getriebe , nämlich ein Keilhakengetriebe , und eine Kolbenstange mit einem Arbeitskolben bewegungsgekoppelt sind . Der Arbeitskolben begrenzt zwei Kolbenräume ; j e nach Beaufschlagung des einen oder des anderen Kolbenraums werden die Grundbacken aufeinander zu oder voneinander wegbewegt .
Aus der EP 1 905 549 Al ist eine Grei fvorrichtung mit einem Rotationsantrieb und zwei mittels eines Synchronzahnrads synchronisierten Schlitten of fenbart , wobei an j edem Schlitten eine Verzahnung zum Eingri f f mit dem Synchronzahnrad vorgesehen ist .
Aus der EP 3 359 351 Bl ist eine Grei f- oder Spannvorrichtung mit einem Antrieb zum Antreiben der wenigstens einen Grundbacke und mit einer Steuereinheit bekannt , wobei die Steuereinheit einen Controller zum Erzeugen von den Antrieb ansteuernden Steuersignalen, einen Speicher, in dem Befehle und Kenngrößen hinterlegt sind, und eine Kommunikationsschnittstelle zum Empfangen von vorgebbaren Grei fparametern umfasst .
Die zu lösende Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es eine Grei f- oder Spannvorrichtung bereitzustellen, die vielseitig einsetzbar ist .
Die Aufgabe wird mit einer Grei f- oder Spannvorrichtung zum Grei fen und Spannen von Gegenständen gemäß Anspruch 1 gelöst . Dabei ist denkbar, dass der Antrieb als ein elektrischer Antrieb mit einem Elektromotor, einer Motorsteuerung und einem Getriebe oder als pneumatischer Antrieb ausgeführt ist . Vorzugsweise umfasst die Grei foder Spannvorrichtung ein Gehäuse in dem die Steuereinheit angeordnet ist . Es ist denkbar, dass auch der Antrieb im Gehäuse angeordnet ist . Es ist weiter denkbar, dass Kenngrößen aus Kennfeldern abgeleitet werden oder Konfigurationsdaten bei der Fertigung des Grei fers , bzw . der Steuereinheit im Speicher hinterlegt werden und/oder eine Parametrierung erfolgt . Vorzugsweise kann die Kommunikationsschnittstelle auch Daten senden .
Die Steuereinheit ist derart eingerichtet , dass im Speicher Befehle für wenigstens zwei unterschiedliche Betriebsmodi zum Betreiben der Grei f- oder Spannvorrichtung gespeichert sind, die dann, wenn sie durch den Controller abgearbeitet werden, den Controller dazu veranlassen Steuersignale für den j eweiligen Betriebsmodus zu erzeugen, wobei die Auswahl für welchen Betriebsmodi Steuersignale erzeugt werden in Abhängigkeit von mindestens einem vorgebbaren Grei fparameter und von mindestens einer im Speicher hinterlegten Kenngröße erfolgt .
Dies hat den Vorteil , dass die Art und Weise wie die Grei foder Spannvorrichtung einen Gegenstand grei ft oder spannt nicht direkt von vielen Parametern abhängig ist , sondern durch die Steuereinheit anhand der übermittelten Grei fparameter bestimmt wird . Dadurch könnten beispielsweise gleiche Grei f- oder Spannvorrichtungen für verschiedene Grei f auf gaben eingesetzt werden oder die Grei f- oder Spannvorrichtungen nacheinander verschiedene Greif auf gaben durchführen, ohne dass eine Umrüstung des Greifers nötig ist. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Greifparameter auf ein Minimum an Daten reduziert werden können und so die Kommunikationsschnittstelle und/oder ein Kommunikationsnetzwerk in einer Maschine, in der die Greifoder Spannvorrichtung eingesetzt wird, entlastet und somit die gesamte Maschine vereinfacht ist. Ferner ist auch eine Implementierung einer erfindungsgemäßen Greif- oder Spannvorrichtung vereinfacht, da die Komplexität der zu übergebenen Greifparameter deutlich reduziert werden kann. Die im Speicher hinterlegten Kenngrößen können von der Steuerungseinheit auch dazu herangezogen werden, zu prüfen, ob die Greif- oder Spannvorrichtung in der Lage ist einen Greif- oder Spannvorgang anhand der vorgegebenen Greifparameter auszuführen, was zum Schutz der Greif- oder Spannvorrichtung und des zu greifenden Gegenstandes führt.
Die Steuereinheit kann dabei derart eingerichtet sein, dass der Controller zunächst in einer ersten Stufe anhand der Greifparameter die Auswahl des Betriebsmodus vornimmt und in einer zweiten Stufe anhand der im Speicher hinterlegten Kenngrößen überprüft, ob die Greif- oder Spannvorrichtung in der Lage ist einen derartigen Greifvorgang auszuführen. Gegebenenfalls erfolgt darauf ein Senden von Daten über die Kommunikationsschnittstelle betreffend den Greifvorgang.
Es ist denkbar, dass die vorgebbaren Greifparameter eine Soll-Greifkraft repräsentieren. Dadurch kann die Greifoder Spannvorrichtung eine Vielzahl von verschiedenen Gegenständen greifen und ist vielseitig einsetzbar. Durch das Vorgeben einer Soll-Greifkraft kann die Greifkraft spezifisch auf den zu greifenden Gegenstand eingestellt werden und so ein angepasstes Greifen ohne Beschädigungen oder Verlust des Gegenstandes erreicht werden.
Weiterhin ist denkbar, dass die vorgebbaren Greifparameter eine absolute Soll-Greifkraft oder eine relative Soll- Greifkraft repräsentieren. Eine relative Soll-Greifkraft wird insbesondere als Wert zwischen 0 und 150% einer Normalgreifkraft angegeben. Die Normalgreifkraft bezieht sich auf eine Kraft, welche 100 % der Greifkraft der Greifoder Spannvorrichtung repräsentiert. Eine relative Soll- Greifkraft hat den Vorteil, dass in einer Maschinensteuerung, die mit der Steuereinheit über die Kommunikationsschnittstelle kommuniziert, die auszutauschen Daten vereinfacht werden und für einen Bediener die Einrichtung des Greifers damit erleichtert wird.
Vorteilhafterweise ist die Steuereinheit weiter derart eingerichtet, dass in Abhängigkeit den vorgebbaren Greifparametern eine damit korrespondierende Greif geschwindigkeit der jeweiligen Grundbacke berechnet wird .
Weiter werden vorteilhafterweise entsprechende Steuersignale erzeugt, so dass beim Auftreffen der Grundbacke bzw. eines an der Grundbacke angeordneten Greiffingers der Impuls im Vergleich zu einem Greifvorgag mit statischer Greif geschwindigkeit reduziert wird. Dadurch können mit der erfindungsgemäßen Greif- oder Spannvorrichtung auch empfindliche und weniger empfindliche Gegenstände gegriffen werden, ohne, dass verschiedene Greifer nötig sind oder der Greifer zwischen den unterschiedlichen Greifvorgängen zur Realisierung unterschiedlicher Betriebsmodi umgerüstet werden muss.
Es ist denkbar, dass die Steuereinheit weiter derart eingerichtet ist, dass im Speicher Befehle hinterlegt sind für einen ersten Betriebsmodus, einen zweiten Betriebsmodus und/oder einen dritten Betriebsmodus. Mit dem ersten Betriebsmodus werden Steuersignale erzeugt, die zu einem Greifen mit einer Greifkraft von weniger oder gleich einer Normalgreifkraft führen. Mit dem zweiten Betriebsmodus werden Steuersignale erzeugt, die zu einem Greifen mit einer Greifkraft größer der Normalgreifkraft führen. Mit dem dritten Betriebsmodus werden Steuersignale erzeugt, die zu einem impulsreduzierten Greifen führen. Durch die Bereitstellung der verschiedenen Betriebsmodi können verschiedene Gegenstände vorteilhaft gegriffen oder gespannt werden. Der dritte Betriebsmodus bezieht dabei als vorgegebene Greifparameter neben der vorgegebenen Greifkraft noch die vorgegebene Greif geschwindigkeit mit ein, falls diese unterhalb der berechneten
Greif geschwindigkeit liegt. Durch langsameres Greifen wird die kinetische Energie in den bewegten Komponenten des Greifers reduziert und somit auch der Impuls beim Auftreffen der Backe auf den Gegenstand. Dies ist insbesondere bei spröden und/oder zerbrechlichen Gegenständen vorteilhaft, welche insbesondere in der Elektronikfertigung Verwendung finden kommen können. Es ist denkbar, dass die Grei f- oder Spannvorrichtung eine Bremseinheit zum Festsetzen der wenigstens einen Grundbacke gegen elastisch nachgiebige Vorspannmittel aufweist , wobei einer der im Speicher hinterlegten Kenngrößen das Vorhandensein der Bremseinheit repräsentiert . Dabei ist denkbar, dass die Vorspannmittel aus zumindest abschnittsweise elastisch nachgiebigem Material sind, wie Elastomerblöcke oder Federelemente . Weiter kann vorgesehen sein, dass die Steuereinheit weiter derart eingerichtet ist , dass im Speicher Befehle für einen Betriebsmodus hinterlegt sind, mit dem Steuersignale erzeugt werden, mit denen Brems-Steuersignale zur Ansteuerung der Bremseinheit erzeugt werden, sodass ein Grei fen mit einer Grei fkraft größer der Normalgrei fkraft erfolgt . Dabei kann dieser Betriebsmodus insbesondere der zuvor beschriebene zweite Betriebsmodus sein . Zur Erreichung einer Grei fkraft größer 100% der Normalgrei fkraft wird die wenigstens eine Grundbacke derart verfahren, dass die Vorspannmittel auch aufgrund des Auf tref f impulses der Grundbacken elastisch verformt werden, wobei unmittelbar danach die Grundbacke mittels der Bremseinheit festgesetzt wird . Damit wirken die Vorspannkräfte der Vorspannmittel als zusätzliche Grei f kräfte . Durch das Vorsehen einer Bremseinheit in Verbindung mit den Vorspannmitteln kann der Einsatzbereich weiter Vergrößert werden .
Vorteilhafterweise ist die Steuereinheit weiter derart eingerichtet , dass in Abhängigkeit der vorgebbaren Grei fparametern Steuersignale erzeugt werden, die nach einem ersten Kontakt mit dem Gegenstand ein Nachgrei fen veranlassen . Das Nachgrei fen kann in allen zuvor beschriebenen Betriebsmodi veranlasst werden bzw . sich an diese anschließen . Das Nachgrei fen funktioniert wie folgt : Zunächst erzeugt die Steuereinheit Steuersignale entsprechend einem der Betriebsmodi . Sobald die Steuereinheit einen ersten Kontakt der wenigstens einen Backe mit dem zu grei fenden Gegenstand ermittelt - dies kann beispielsweise durch eine Rückmeldung des Antriebs aufgrund einer Stromerhöhung des Antriebsstroms für den Elektromotor oder durch Lagesensoren über die Kommunikationsschnittstelle erfolgen - erzeugt sie erneut Steuersignale für ein Nachgrei fen . Anschließend gibt es eine erneute Rückmeldung über einen Kontakt mit dem Gegenstand . Dies wird vorteilhafterweise zyklisch für einen vorgebbaren Zeitraum wiederholt . Dadurch kann sichergestellt werden, ob der Gegenstand sicher gegri f fen wurde , ohne dass eine externe Maschinensteuerung mit dem Nachgrei fen für den Zeitraum belegt wird .
Es ist denkbar, dass die Steuereinheit weiter derart eingerichtet ist , dass nach dem Nachgrei fen Signale über die Kommunikationsschnittstelle zurückgemeldet werden, ob das Werkstück gegri f fen oder verloren wurde . Dadurch können nachdem der Zeitraum des Nachgrei fens abgelaufen ist , entsprechende weitere Maßnahmen von der Maschinensteuerung oder einer Bedienperson eingeleitet werden .
Die eingangs genannte Aufgabe wird auch gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben einer Grei f- oder Spannvorrichtung zum Grei fen oder Spannen von Gegenständen, insbesondere zum Betreiben einer erfindungsgemäßen Grei f- oder Spannvorrichtung, wobei die Grei f- oder Spannvorrichtung umfasst wenigstens eine und vorzugsweise zwei aufeinander zu und voneinander weg verfahrbaren Grundbacken, einen Antrieb zum Antreiben der wenigstens einen Grundbacke , und eine Steuereinheit zum Erzeugen von den Antrieb ansteuernden Steuersignalen, wobei die Steuereinheit einen Speicher umfasst , in dem Befehle und Kenngrößen hinterlegt sind .
Weiter ist vorgesehen, dass die Grei f- oder Spannvorrichtung in wenigstens zwei unterschiedliche Betriebsmodi betreibbar ist , wobei der j eweilige Betriebsmodus in Abhängigkeit von mindestens einem vorgebbaren Grei fparameter und von mindestens einer im Speicher hinterlegten Kenngröße ausgewählt wird .
Durch ein erfindungsgemäßes Verfahren kann eine Grei f- oder Spannvorrichtung vielseitig eingesetzt werden, indem nur einfache Grei fparameter zum Aus führen eines Grei fvorgangs vorgegeben werden . Dies vereinfacht die Steuerung eines derartigen Grei fers im Betrieb und die Integration eines derartigen Grei fers in einer Maschine .
Es ist denkbar, dass die im Speicher hinterlegte Kenngröße bei der Montage und/oder bei einer Parametrierung der Grei f- oder Spannvorrichtung im Speicher hinterlegt wird . Dadurch können die Eigenschaften des Grei fers einfach durch die Steuereinheit abgefragt werden und die vorgegebenen Grei fparameter plausibilisiert werden, insbesondere ob die Greif- oder Spannvorrichtung den gewünschten Greifvorgang ausführen kann oder welcher der wenigstens zwei Betriebsmodi ausgeführt wird.
Vorteilhafterweise umfassen die Betriebsmodi einen ersten Betriebsmodus, der zu einem Greifen mit einer Greifkraft von weniger oder gleich einer Normalgreifkraft führt, einen zweiten Betriebsmodus, der zu einem Greifen mit einer Greifkraft größer der Normalgreifkraft führen führt, und/oder einen dritten Betriebsmodus, der zu einem impulsreduzierten Greifen führt. Die Normalgreifkraft bezieht sich auf eine Kraft, welche 100 % der Greifkraft der Greif- oder Spannvorrichtung repräsentiert. Für den dritten Betriebsmodus wird eine vorgegebene Greif geschwindigkeit mit einbezogen, insbesondere falls diese unterhalb der anhand der vorgegebenen Greifkraft berechneten Greif geschwindigkeit liegt.
Es ist denkbar, dass in Abhängigkeit der vorgebbaren Greifparameter Steuersignale erzeugt werden, die nach einem ersten Kontakt mit dem Gegenstand ein Nachgreifen veranlassen. Das Nachgreifen ist ein zeitlich begrenzter Vorgang, bei dem bis zum Ablauf eines vorgebbaren Zeitraums kontinuierlich ab dem Veranlassen eines Greifvorgangs Steuersignale für einen Greifvorgang erzeugt werden und eine Rückmeldung erzeugt wird, ob der Gegenstand gegriffen wurde. Die Rückmeldung kann dabei mittels einer nicht näher beschriebenen Sensorik erfolgen oder beispielsweise über einen Stromanstieg beim Greifen in der Antriebssteuerung detektiert und erzeugt werden. Die Aufgabe wird ebenfalls durch ein Computerprogramm mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst . Demnach umfasst das Computerprogramm Befehle , die bei der Aus führung des Programms durch eine Steuereinheit mit einem Controller, einem Speicher und einer Kommunikationsschnittstelle , diese veranlassen, das erfindungsgemäße Verfahrens aus zuführen . Ferner wird die Aufgabe durch eine computerlesbares Speichermedium gelöst , auf dem das Computerprogramm nach Anspruch 13 gespeichert ist . Zudem wird die Aufgabe durch ein Datenträgersignal gelöst , das das Computerprogramm nach Anspruch 13 überträgt .
Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen, anhand derer Aus führungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben und erläutert sind .
Es zeigen :
Figur 1 : eine Grei fvorrichtung;
Figur 2 : einen schematischen Aufbau einer Steuerungseinrichtung;
Figur 3 : eine Anschlussmöglichkeit der Grei fvorrichtung mit einer Maschinensteuerung;
Figur 4 : ein Diagramm verschiedener Grei f kraftverläufe der Grei f Vorrichtung; Figur 5 : ein Diagramm der Grei f kraftänderung auf einen
Gegenstand über die Zeit ; und
Figur 6 : ein Ablauf diagramm eines Verfahrens zum betrieben der Grei fvorrichtung .
In Figur 1 ist eine Grei fvorrichtung 10 mit einem Gehäuse 12 , zwei aufeinander zu und voneinander weg verfahrbaren Grundbacken 14 , 16 und einem Anschlussbereich 18 für eine Stromversorgung und Kommunikation gezeigt . Im Gehäuse 12 sind eine Steuereinheit 20 , ein Antrieb 22 , eine Bremseinheit 24 und elastische Vorspannmittel 26 vorgesehen, wobei die Bremseinheit 24 und die Vorspannmittel 26 in einer weiteren nicht dargestellten Aus führungs form der Grei fvorrichtung 10 nicht vorgesehen sind . Der Anschlussbereich 18 weist Kontrolllampen 28 zur Visualisierung von Zustandsmeldungen, einen Erdungsanschluss 30 , einen Anschluss für eine Spannungsversorgung und Datenübertragung 32 sowie eine Service-Schnittstelle 34 auf .
Die Grundbacken 14 , 16 sind über den Antrieb 22 antreibbar und bewegen sind parallel zu einer Verfahrachse 36 . Weiterhin können Grei f finger oder anderes Zubehör (nicht dargestellt ) über die Gewinde 38 und die Zentrierbrohrungen 40 auf den Grundbacken 14 , 16 angeordnet werden .
Die Service-Schnittstelle 34 kann insbesondere dazu genutzt werden, um Kenngrößen, Kennfelder und/oder Parameter auf die Grei fvorrichtung 10 zu übertragen und in einem Speicher der Steuereinheit 20 zu hinterlegen .
Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung, in der die Grei fvorrichtung 10 über ein Kabel 50 und einen Verteiler 52 an eine in einem Schaltschrank 54 vorhandene Maschinensteuerung 56 angeschlossen ist . Im Schaltschrank 54 sind neben der Maschinensteuerungen 56 eine Klemmleiste 58 , ein Netzteil 60 und ein Sicherheitsschaltgerät 62 vorgesehen . Der Schaltschrank 54 kann für eine Maschine vorgesehen sein in der die Grei fvorrichtung 10 angeordnet ist , weitere Maschinenbestandteile sind denkbar aber nicht dargestellt .
Das Netzteil 60 stellt eine Spannungsversorgung für die Grei fvorrichtung 10 und das Sicherheitsschaltgerät 62 zur Verfügung . Über die Klemmleiste 58 kann die Spannung im Schaltschrank 54 an weitere Verbraucher wie beispielsweise die Maschinensteuerungen 56 verteilt werden . Das Sicherheitsschaltgerät 62 sorgt für weitere Sicherheitsmaßnahmen, insbesondere bei einem Stromaus fall .
Der Verteiler 52 bündelt die Signale des Sicherheitsschaltgerät 62 und der Maschinensteuerung 56 , sowie die Spannungsversorgung so , dass nur das eine Kabel 50 zur Verbindung der Grei fvorrichtung 10 mit dem Schaltschrank 54 nötig ist . Die Kommunikation durch das Kabel 50 zwischen der Maschinensteuerung 56 mit der Grei f errichtung 10 erfolgt insbesondere bidirektional , sodass Grei fparameter durch die Maschinensteuerung 56 der der Grei fvorrichtung 10 vorgebbar sind und auch eine Rückmeldung seitens der Grei fvorrichtung 10 möglich ist . Insbesondere können Positionsdaten oder Fehlermeldungen zurückgemeldet werden, so dass eine bidirektionale Kommunikation stattfindet .
In Figur 3 ist die Steuereinheit 20 mit einer Kommunikationsschnittstelle 70 , einem Controller 72 und einem Speicher 74 ist in Figur 3 schematisch gezeigt . Die Steuereinheit 20 weist ein Gehäuse 76 auf . Ein Pfeil symbolisiert die Signale aus der Maschinensteuerung 56 , die die vorgebbaren Grei fparameter 78 enthalten . Die Signale werden über die Kommunikationsschnittstelle 70 an den Controller 72 übertragen .
Die Kommunikationsschnittstelle 70 kann dabei über analoge Signale und/oder alle gängigen digitalen Datenübertragungsarten wie insbesondere CAN-Bus , Ethernet , Mod-Bus , IO-Link, I /O-BUS , Profinet und weitere Feldbusysteme oder Platinenbussysteme , insbesondere Client- Server Systeme , angesprochen werden, wobei auch drahtlose Datenübertragungsarten denkbar sind .
Im Speicher 74 sind Kenngrößen 75 betref fend der Art und Ausstattung der Grei fvorrichtung 10 , in dem die Steuereinheit 20 Verwendung findet , hinterlegt . In den Grei fparametern 78 können die Grei fkraft als relativer Wert in Prozent , die Grei f geschwindigkeit und/oder der Zeitraum für das Nachgrei fen enthalten sein . Die Kenngrößen 75 können insbesondere bei der Montage und/oder bei einer Parametrierung der Grei f- oder Spannvorrichtung 10 im Speicher 74 hinterlegt werden .
Anhand der vorgegebenen Grei fparameter 78 und der hinterlegten Kenngrößen 75 aus dem Speicher 74 wählt der Controller 72 den entsprechenden Betriebsmodus aus und generiert Steuersignale aus im Speicher 74 hinterlegten Befehlen für den entsprechenden Betriebsmodus zum Betreiben der Grei fvorrichtung 10 . Kommunikationsschnittstelle 70 ist also in der Lage mindestens einen Kommunikationskanal zu bedienen . Die generierten Steuersignale sind durch die Pfeile 80 , 82 , 84 schematisch dargestellt , wobei die Steuersignale 80 einem ersten Betriebsmodus (BasicGrip ) , die Steuersignale 82 einem zweiten Betriebsmodus ( StrongGrip ) und die Steuersignale 82 einem dritten Betriebsmodus ( SoftGrip ) zugeordnet sind bzw . einen solchen Betriebsmodus repräsentieren . Diese Steuersignale 80 , 82 , 84 werden in der Grei fvorrichtung 10 an den Antrieb 22 weit er gegeben .
Weiterhin ist durch den Pfeil 88 repräsentativ die Rückmeldung an die Maschinensteuerung 56 gezeigt . Die Rückmeldung wird auch durch den Controller 72 generiert und von der Kommunikationsschnittstelle 70 weitergeleitet .
Figur 4 zeigt ein Diagramm 90 , in dem die Grei fkraft 92 auf der Y-Achse über die Länge 94 der an Grundbacken 14 , 16 der Grei fvorrichtung 10 anordenabren Grei f fingern auf der X- Achse aufgetragen ist . Im Diagramm 90 sind drei Grei fkraft- Kurven dargestellt , wobei die Kurve 96 und die Kurve 98 dem ersten Betriebsmodus BasicGrip zugeordnet werden. Die Kurve 96 repräsentiert die Normalgreifkraft der Greifvorrichtung 10 mit 100 % Greifkraft als relative Soll-Greifkraft. Die Kurve 98 repräsentiert 50 % der relativen Soll-Greifkraft. Die Kurve 100 repräsentiert den maximalen Greif kraftverlauf des zweiten Betriebsmodus StrongGrip mit größer als 100 %, hier beispielsweise 150 %, der relativen Soll-Greifkraft. Der zweite Betriebsmodus StrongGrip wird ausgeführt, wenn durch die Maschinensteuerung 56 eine relative Soll- Greifkraft von mehr als 100 % als Greifparameter 78 vorgegeben wird. In diesem Fall werden die Grundbacken 14, 16, vom Antrieb 22 mit einer maximalen Greif geschwindigkeit verfahren, sodass die elastisch nachgiebigen Vorspannelemente 26 beim Auftreffen der Grundbacken 14,16 auf den Gegenstand gespannt werden und im vorgespannten Zustand der Controller 72 Steuersignale an die Bremseinheit 24 über die Kommunikationsschnittstelle 70 übermittelt, sodass die Grundbacken 14, 16 unter Vorspannung und mit erhöhter Greifkraft festgesetzt werden.
Die Figur 5 zeigt ein Diagramm 110, in dem der zeitliche Greif kraftverlauf von zwei Greifvorgängen mit den verschiedenen Betriebsmodi StrongGrip und SoftGrip anhand der Kurven 112 und 114 dargestellt ist. Auf der Y-Achse 116 ist die Greifkraft und auf der X-Achse 118 ist die Zeit aufgetragen. Die Kurve 112 zeigt den Greif kraftverlauf eines Greifvorgangs entsprechend des zweiten Betriebsmodus StrongGrip. Die Kurve 114 zeigt den Greif kraftverlauf eines Greifvorgangs entsprechend des dritten Betriebsmodus SoftGrip. Bei beiden Kurven 112 und 114 ist die vorgegebene Grei fkraft G gleich und wird zum Zeitpunkt A von Kurve 112 und zum Zeitpunkt B von Kurve 114 stationär erreicht . Der Zeitpunkt K ist der Zeitpunkt des Erstkontakts der Backen 14 , 16 mit dem zu grei fenden Gegenstand bei beiden Grei fvorgängen . Die Steigung der Kurven 112 , 114 , also die zeitliche Ableitung des Grei f kraftverlaufs bzw . die Kraftänderung über die Zeit , ist der auf den zu grei fenden Gegenstand wirkende Impuls . Die Kurve 112 des StrongGrips weist eine große Steigung und damit auch einen großen Impuls auf . Zudem weist die StrongGrip Kurve 112 ein Maximum 120 der Grei fkraft als Überschwinger über die vorgegebene Soll-Grei fkraft G auf . Die SoftGrip Kurve 114 erreicht die Soll-Grei fkraft G später als die StrongGrip Kurve 112 , weist j edoch eine deutlich geringere Steigung und damit einen geringen Impuls auf . Die SoftGrip Kurve 114 bzw . der der Kurve 114 zugrundeliegende dritte Betriebsmodus SoftGrip weist auch einen wesentlich geringeren Überschwinger 122 auf und ist damit insbesondere für empfindliche und zerbrechliche Gegenstände geeignet .
Die Steuereinheit 20 ist dazu eingerichtet das in Figur 6 schematisch dargestellte Verfahren 200 aus zuführen . Zunächst werden Kenngrößen 75 im Speicher 74 der Steuereinheit insbesondere bei der Montage oder der Parametrierung der Grei f- oder Spannvorrichtung 10 hinterlegt . Die Kenngrößen 75 werden über die Kommunikationsschnittstelle 70 empfangen und an den Speicher 74 weitergegeben und dort hinterlegt , sodass der Controller 72 im Betrieb auf diese zugrei fen kann . Eine spätere Parametrisierung mit veränderten Kenngrößen 75 im Betrieb, beispielsweise bei Wartungsarbeiten, ist denkbar.
Das Verfahren 200 zur Auswahl des Betriebsmodus wird im Betrieb der Greif- oder Spannvorrichtung 10 anhand folgender Schritte ausgeführt. Zunächst werden die vorgegebenen Greifparameter 78, die die Soll-Greifkraft G und optional die Greif geschwindigkeit 202 und ein Nachgreifparameter 204 beinhalten, über die Kommunikationsschnittstelle 70 sowie die Kenngrößen 75 aus dem Speicher 74 abgerufen. Anhand der durch die Greifparameter 78 vorgegebenen Soll-Greifkraft G und der Kenngrößen 75 wird einem Entscheidungsblock 206 in einer ersten Stufe entweder der erste Betriebsmodus 80 (NormalGrip) oder der zweite Betriebsmodus 82 (StrongGrip) ausgewählt. Ist keine Greif geschwindigkeit 202 in den Greifparametern 78 vorgegeben und die vorgegebene Greifkraft G ist größer als 100 %, so wird der zweite Betriebsmodus (StrongGrip) ausgewählt. Ist eine Greif geschwindigkeit 202 und die vorgegebene Greifkraft G ist größer als 100 %, kann kein Betriebsmodus ausgewählt werden und es wird eine Fehlermeldung 208 generiert, die an die Kommunikationsschnittstelle 70 geleitet wird. In dem Fale, in dem die Greif- oder Spannvorrichtung 10 nicht mit den Komponenten für den zweiten Betriebsmodus (StrongGrip) ausgestattet ist und dies in den Kenngrößen 75 hinterlegt ist, wird nach einer solchen Plausibilitätsprüfung eine Fehlermeldung 208 generiert. Ist in den Grei fparametern 78 ein Nachgrei fparameter 204 vorgegeben, so werden in einem Block 210 entsprechende Signale zum Nachgrei fen im ausgewählten Betriebsmodus generiert und an die Kommunikationsschnittstelle 70 geleitet . Falls keine Nachgrei fparameter 204 vorgegeben sind, wird das Signal 80 , 82 , 84 unverändert durch den Entscheidungsblock 210 durchgereicht und an die Kommunikationsschnittstelle 70 geleitet .
Im Block 206 wird zunächst der erste Betriebsmodus (NormalGrip ) ausgewählt , wenn die vorgegebene Soll- Grei fkraft G gleich oder unter 100 % liegt . Anschließend wird im Entscheidungsblock 212 in einer zweiten Stufe anhand der vorgegebenen Grei f geschwindigkeit 202 und den Kenngrößen 204 entschieden, ob der erste Betriebsmodus (NormalGrip ) weiterhin ausgewählt wird oder in den dritten Betriebsmodus ( SoftGrip ) gewechselt wird und entsprechende Signale 80 oder 84 generiert werden . Liegt die vorgegebene Grei f geschwindigkeit 202 unterhalb einer in den Kenngrößen 75 für die Soll-Grei fkraft G hinterlegten
Grei f geschwindigkeit , wird der dritte Betriebsmodus ( SoftGrip ) ausgewählt . I st in den Grei fparametern 78 ein Nachgrei fparameter 204 vorgegeben, dannwerden im Block 210 entsprechende Signale zum Nachgrei fen im ausgewählten Betriebsmodus generiert und an die Kommunikationsschnittstelle 70 geleitet . Falls keine Nachgrei fparameter 204 vorgegeben sind, wird das Signal 80 , 82 , 84 unverändert durch den Entscheidungsblock 210 durchgereicht und an die Kommunikationsschnittstelle 70 geleitet . Mit der Greifvorrichtung 10 können verschiedene
Betriebsmodi (BasicGrip StrongGrip, SoftGrip, Nachgreifen) bereitgestellt werden, um Greif auf gaben mit verschiedenen Anforderungen ohne Rüstzeiten nacheinander zu bearbeiten.
Weiter wird dies so ermöglicht, dass nur wenige Greifparameter 78 vorgegeben werden müssen.

Claims

Patentansprüche Greif- oder Spannvorrichtung (10) zum Greifen oder Spannen von Gegenständen, mit wenigstens einer und vorzugsweise zwei aufeinander zu und voneinander weg verfahrbaren Grundbacken (14, 16) , mit einem Antrieb (22) zum Antreiben der wenigstens einen Grundbacke (14, 16) , mit einer Steuereinheit (20) , umfassend
- einen Controller (72) zum Erzeugen von den Antrieb (22) ansteuernden Steuersignalen (80, 82, 84) ,
- einen Speicher (74) , in dem Befehle und Kenngrößen (75) hinterlegt sind und
-eine Kommunikationsschnittstelle (70) zum Empfangen von vorgebbaren Greifparametern (78) , dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (20) derart eingerichtet ist,
- dass im Speicher (74) Befehle für wenigstens zwei unterschiedliche Betriebsmodi zum Betreiben der Greif- oder Spannvorrichtung (10) gespeichert sind, die dann, wenn sie durch den Controller (72) abgearbeitet werden, den Controller (72) dazu veranlassen Steuersignale (80, 82, 84) für den jeweiligen Betriebsmodus zu erzeugen, - wobei die Auswahl für welchen Betriebsmodi Steuersignale (80, 82, 84) erzeugt werden in Abhängigkeit von mindestens einem vorgebbaren Greifparameter (78) und von mindestens einer im Speicher (74) hinterlegten Kenngröße (75) erfolgt. Greif- oder Spannvorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei die vorgebbaren Greifparameter (78) eine Soll- Greifkraft (G) repräsentieren. Greif- oder Spannvorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die vorgebbaren Greifparameter (78) eine absolute oder eine relative Soll-Greifkraft (G) repräsentieren . Greif- oder Spannvorrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Steuereinheit (20) weiter derart eingerichtet ist, dass in Abhängigkeit den vorgebbaren Greifparametern (78) eine damit korrespondierende Greif geschwindigkeit der jeweiligen Grundbacke (14, 16) berechnet wird. Greif- oder Spannvorrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Steuereinheit (20) weiter derart eingerichtet ist, dass im Speicher (74) Befehle hinterlegt sind für einen
- ersten Betriebsmodus, mit dem Steuersignale (80, 82, 84) erzeugt werden, die zu einem Greifen mit einer Greifkraft von weniger oder gleich einer Normalgreifkraft führen,
- zweiten Betriebsmodus, mit dem Steuersignale (80, 82, 84) erzeugt werden, die zu einem Greifen mit einer Greifkraft größer der Normalgreifkraft führen, und/ oder
- dritten Betriebsmodus, mit dem Steuersignale (80, 82, 84) erzeugt werden, die zu einem impulsreduzierten Greifen führen. Greif- oder Spannvorrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Greif- oder Spannvorrichtung (10) eine Bremseinheit (24) zum Festsetzen der wenigstens einen Grundbacke (14, 16) gegen elastisch nachgiebige Vorspannmittel (26) aufweist, wobei einer der im Speicher (74) hinterlegten Kenngrößen (75) das Vorhandensein der Bremseinheit (24) repräsentiert und wobei die Steuereinheit (20) weiter derart eingerichtet ist, dass im Speicher (74) Befehle für einen Betriebsmodus hinterlegt sind, mit dem Steuersignale (80, 82, 84) erzeugt werden, mit denen Brems-Steuersignale zur Ansteuerung der Bremseinheit (24) erzeugt werden, sodass ein Greifen mit einer Greifkraft größer der Normalgreifkraft erfolgt. Greif- oder Spannvorrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Steuereinheit (20) weiter derart eingerichtet ist, dass in Abhängigkeit der vorgebbaren Greifparameter (78) Steuersignale (80, 82, 84) erzeugt werden, die nach einem ersten Kontakt mit dem Gegenstand ein Nachgreifen veranlassen . Greif- oder Spannvorrichtung (10) nach Anspruch 7, wobei die Steuereinheit (20) weiter derart eingerichtet ist, dass nach dem Nachgreifen Signale (88) über die Kommunikationsschnittstelle (70) zurückgemeldet werden, ob das Werkstück gegriffen oder verloren wurde. Verfahren zum Betreiben einer Greif- oder Spannvorrichtung (10) zum Greifen oder Spannen von Gegenständen, insbesondere zum Betreiben einer Greifoder Spannvorrichtung (10) nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Greif- oder Spannvorrichtung (10) umfasst:
- wenigstens eine und vorzugsweise zwei aufeinander zu und voneinander weg verfahrbaren Grundbacken (14, 16) ,
- einen Antrieb (22) zum Antreiben der wenigstens einen Grundbacke (14, 16) ,
- eine Steuereinheit (20) zum Erzeugen von den Antrieb (22) ansteuernden Steuersignalen (80, 82, 84) , wobei die Steuereinheit (20) einen Speicher (74) umfasst, in dem Kenngrößen (75) hinterlegt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Greif- oder
Spannvorrichtung (10) in wenigstens zwei unterschiedlichen Betriebsmodi betreibbar ist, wobei der jeweilige Betriebsmodus in Abhängigkeit von mindestens einem vorgebbaren Greifparameter (78) und von mindestens einer im Speicher (74) hinterlegten Kenngröße (75) ausgewählt wird. Verfahren nach Anspruch 9, wobei die im Speicher (74) hinterlegte Kenngröße (75) bei der Montage und/oder bei einer Parametrierung der Greif- oder Spannvorrichtung (10) im Speicher (74) hinterlegt wird . Verfahren (200) nach Anspruch 9 oder 10, wobei die Betriebsmodi umfassen
- einen ersten Betriebsmodus, der zu einem Greifen mit einer Greifkraft von weniger oder gleich einer Normalgreifkraft führt,
- einen zweiten Betriebsmodus, der zu einem Greifen mit einer Greifkraft größer der Normalgreifkraft führen führt, und/oder
- einen dritten Betriebsmodus, der zu einem impulsreduzierten Greifen führt. Verfahren (200) nach Anspruch 9, 10 oder 11, wobei in Abhängigkeit der vorgebbaren Greifparameter (78) Steuersignale (80, 82, 84) erzeugt werden, die nach einem ersten Kontakt mit dem Gegenstand ein Nachgreifen veranlassen. Computerprogramm, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch eine Steuereinheit mit einem Controller (72) , einem Speicher (74) und einer Kommunikationsschnittstelle (70) , diese veranlassen, das Verfahren (200) nach einem der Ansprüche 9 bis 12 auszuführen . Computerlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm nach Anspruch 13 gespeichert ist. Datenträgersignal, das das Computerprogramm nach Anspruch 13 überträgt.
PCT/EP2023/080509 2022-11-02 2023-11-02 Greif- oder spannvorrichtung zum greifen oder spannen von gegenständen in unterschiedlichen betriebsmodi und verfahren hierfür WO2024094774A1 (de)

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