DE102015213402A1

DE102015213402A1 - Greifersystem

Info

Publication number: DE102015213402A1
Application number: DE102015213402.4A
Authority: DE
Inventors: Stefan Kronawitter
Original assignee: FIPA Holding GmbH
Current assignee: FIPA Holding GmbH
Priority date: 2015-07-16
Filing date: 2015-07-16
Publication date: 2017-01-19

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Greifersystem mit einem insbesondere pneumatisch betätigten Greifer (1) und einem System zum Erfassen, ob ein Werkstück von dem Greifer (1) gegriffen wurde. Um auf externe Verkabelungen verzichten zu können, ist erfindungsgemäß das Erfassungssystem als pneumatisches Erfassungssystem ausgebildet. Hierzu weist das Erfassungssystem einen Vakuum- oder Druckluftkanal (21) mit einer Mündungsöffnung auf, wobei die Mündungsöffnung (22) hinsichtlich des Greifers (1) derart angeordnet und/oder ausgebildet ist, dass die Mündungsöffnung (22) zumindest bereichsweise verschlossen ist, wenn von dem Greifer (1) ein Werkstück gegriffen wurde.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Greifersystem mit einem insbesondere pneumatisch betätigten Greifer.
Greifersysteme dieser Art sind dem Prinzip nach aus dem Stand der Technik bekannt. Als Beispiel hierfür sei die Druckschrift DE 20 2012 012 083 U1 genannt, die einen pneumatisch betätigten Greifer für ein Greifersystem der eingangs genannten Art betrifft.
Derartige Greifer werden häufig im Zusammenhang mit Industrierobotern zum Handhaben verschiedenartiger Gegenstände/Teile/Werkstücke eingesetzt. Üblicherweise weisen solche Greifer mindestens zwei zangenförmig gegeneinander verschwenkbare oder längs geeigneter Führungen linear gegeneinander verschiebbare Greifbacken auf, die einen zu greifenden Gegenstand bzw. ein zu greifendes Teil/Werkstück mit einander zugewandten Greiferflächen von entgegengesetzten Seiten her erfassen und einspannen.
Damit der Gegenstand bzw. das Teil/Werkstück einerseits sicher zwischen den Greifbacken festgehalten und andererseits beim Einspannen nicht beschädigt wird, ist eine maximale Zuverlässigkeit des Greifers unumgänglich.
Andererseits sollen derartige Greifer, die gelegentlich auch als „Greifzangen“ bezeichnet werden, eine möglichst kompakte Bauform und im Verhältnis zu einer hohen Greifkraft ein möglichst geringes Gewicht aufweisen, damit sie insbesondere auch in der Robotertechnik als Robotergreifwerkzeug vielseitig eingesetzt werden können.
Derartige Greifer erfüllen somit die Funktion des Erfassens und Haltens und stellen die Verbindung zwischen einem Roboterarm und dem Werkstück her. Ausschlag für eine sichere Verbindung sind dabei die Art der Wirkpaarung und die Anzahl der Kontaktebenen. Die Wirkpaarung kann über Kraft-, Form- oder Stoffpaarung erzielt werden. Beim Einsatz einer Kraftpaarung wird der Halt durch das Ausüben eines Druckes auf die Werkstückoberfläche erzeugt. Im Gegensatz hierzu erfolgt bei der Formpaarung das Halten über eine formgleiche Umschließung des Werkstücks. Dabei sind bei sicherer Führung die übertragenen Klemmkräfte relativ klein. Bei einer Stoffpaarung erfolgt der Kontakt mit dem Werkstück über die Ausnutzung der Adhäsion. Dieses Verfahren wird bisher von der Industrie nur in geringem Maße genutzt, wobei sich speziell bei der Mikromontage jedoch eine Änderung abzeichnet.
Ein Greifersystem im Sinne der vorliegenden Erfindung beschreibt die Arbeitsorgane eines Roboters. Dazu zählen Aktoren/Effektoren, aber auch erforderliche Hilfseinrichtungen, wie Handgelenkachsen, Wechselsysteme, Fügehilfen, Schutzeinrichtungen und Sensoreinheiten.
Um die Zuverlässigkeit eines Greifers zu optimieren, ist es üblich, diese mit Sensoren zu versehen, mit denen die richtige Lage und die Anwesenheit des Werkstückes erfasst bzw. erkannt werden kann, eine korrekte Bearbeitung des Werkstückes kontrolliert werden kann, oder entsprechende Bearbeitungsparameter geprüft werden können. Diese Sensoren, die auch als „Messzeug“ bezeichnet werden, sind beispielsweise Dehnungsmessstreifen (DMS), Inkrementalgeber, Beschleunigungssensoren, Bildverarbeitungssysteme (BVS) und Näherungsschalter.
Bei pneumatisch betätigten Greifern kommen insbesondere auch Magnetfeldsensoren oder Induktivsensoren zum Einsatz, die in einer Greifbacke des Greifers integriert oder an einer Greifbacke des Greifers angeordnet sind und insbesondere dazu dienen, zu erfassen, ob ein Werkstück von dem Greifer wirksam gegriffen wurde.
Die Verwendung derartiger Sensoren erhöht zwar die Zuverlässigkeit des Greifers, allerdings bedingt dies auch eine externe Verkabelung, was teilweise recht aufwändig und auch kostenintensiv ist.
Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Greifersystem der eingangs genannten Art mit einem System anzugeben, mit welchem erfasst werden kann, ob von dem Greifer wirksam ein Werkstück gegriffen wurde, wobei die Implementation eines derartigen Erfassungssystems insbesondere keine externe Verkabelung benötigen soll.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst.
Demgemäß betrifft die Erfindung insbesondere ein Greifersystem mit einem Greifer und einem System zum Erfassen, ob von dem Greifer ein Werkstück wirksam gegriffen wurde, wobei das Erfassungssystem als ein „pneumatisch arbeitendes“ Erfassungssystem ausgeführt ist und hierzu einen Vakuum- oder Druckluftkanal mit einer Mündungsöffnung aufweist. Die Mündungsöffnung ist hinsichtlich des Greifers derart angeordnet und/oder ausgebildet, dass die Mündungsöffnung zumindest bereichsweise verschlossen ist, wenn von dem Greifer wirksam ein Werkstück gegriffen wurde.
Bei dem Greifer, der in dem erfindungsgemäßen Greifersystem zum Einsatz kommt, handelt es sich insbesondere um einen pneumatisch betätigten Greifer, wobei allerdings auch grundsätzlich hydraulisch oder elektrisch betätigte Greifer denkbar sind.
Die mit der erfindungsgemäßen Lösung erzielbaren Vorteile liegen auf der Hand:
Durch die Verwendung eines neuartigen Erfassungssystems, bei welchem über den Öffnungsgrad der Mündungsöffnung des Vakuum- oder Druckluftkanals rückgeschlossen werden kann, ob der Greifer des Greifersystems ein Werkstück gegriffen hat bzw. ob die Greifzangen des Greifers geschlossen sind, kann auf die üblicherweise verwendete kabelgebundene Sensorik verzichtet werden. Dies reduziert die Gesamtkosten des Greifersystems, aber auch den Aufwand, die üblicherweise in die Greifzangen des Greifers eingebauten elektronischen Sensoren extern zu verkabeln. Darüber hinaus bietet die erfindungsgemäße Lösung eine äußerst kostengünstige Möglichkeit, den Greifer eines Greifersystems mit einem entsprechenden Messzeug auszurüsten.
Dies gilt insbesondere dann, wenn als Greifer ein pneumatisch betätigter Greifer zum Einsatz kommt, da bei solchen Greifersystemen bereits entsprechende Druck- oder Vakuumanschlüsse am oder in der Nähe des Greifers vorliegen.
Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Greifersystems sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
So ist bei einer bevorzugten Realisierung des erfindungsgemäßen Greifersystems vorgesehen, dass der Vakuum- oder Druckluftkanal des Erfassungssystems strömungsmäßig mit einer Vakuum- bzw. Druckluftquelle verbunden oder verbindbar ist, um bedarfsweise den Vakuum- oder Druckluftkanal mit Vakuum bzw. Überdruck zu beaufschlagen. Wie bereits ausgeführt, bietet es sich hierbei ggf. an, hierzu auf die Druckluft- oder Vakuumquelle zuzugreifen, die bereits zum Betätigen des Greifers (wenn dieser als pneumatisch betätigter Greifer ausgeführt ist) vorgesehen ist.
Das Beaufschlagen des Vakuum- oder Druckluftkanals mit Vakuum bzw. Überdruck kann kontinuierlich oder zu vorgegebenen oder vorgebbaren Ereignissen oder Zeiten erfolgen. So ist es beispielsweise denkbar, den Vakuum- oder Druckluftkanal nur dann mit Vakuum bzw. Überdruck zu beaufschlagen, wenn das Greifersystem angesteuert wird, den zu dem Greifersystem gehörenden Greifer zu betätigen. Auch ist es denkbar, periodisch den Vakuum- oder Druckluftkanal mit Vakuum bzw. Überdruck zu beaufschlagen.
In einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Greifersystems ist vorgesehen, dass dieses eine Sensorik aufweist, welche ausgebildet ist, ein zumindest bereichsweises Verschließen der Mündungsöffnung des Vakuum- oder Druckluftkanals zu erfassen. Die Sensorik ist in vorteilhafter Weise nicht in bzw. in unmittelbarer Nähe des Greifers angeordnet, sondern an einer beliebigen Stelle am Vakuum- oder Druckluftkanal, vorzugsweise entfernt von dem Greifer, um eine aufwändige, externe Verkabelung zu dem Greifer zu vermeiden.
In einer denkbaren Realisierung weist die Sensorik einen Sensor auf, welcher ausgelegt ist, eine Luftmenge zu erfassen, die über den Vakuum- oder Druckluftkanal und der Mündungsöffnung pro Zeiteinheit von einer mit dem Vakuum- oder Druckluftkanal strömungsmäßig verbundenen Vakuumquelle abgesaugt wird.
Alternativ hierzu ist es denkbar, wenn die Sensorik einen Sensor aufweist, der ausgelegt ist, eine Luftmenge zu erfassen, die von einer mit dem Vakuum- oder Druckluftkanal strömungsmäßig verbundenen Druckluftquelle pro Zeiteinheit dem im Vakuum- oder Druckluftkanal zugeführt und über die Mündungsöffnung ausgeblasen wird.
In beiden Fällen ist es ferner von Vorteil, wenn die Sensorik eine Auswerteeinrichtung aufweist oder der Sensorik eine Auswerteeinrichtung zugeordnet ist, welche ausgebildet ist, anhand der erfassten Luftmenge auf einen Grad des Verschluss der Mündungsöffnung rückzuschließen. Wie bereits angedeutet, dient bei dem erfindungsgemäßen, pneumatisch arbeitenden Erfassungssystem der Grad des Verschlusses der Mündungsöffnung als Kenngröße bei der Beurteilung, ob ein Werkstück von dem Greifer wirksam gegriffen wurde bzw. ob die Greifbacken des Greifers geschlossen sind.
In einer alternativen Ausführungsform weist die Sensorik einen Drucksensor auf, welcher ausgelegt ist, einen im Vakuum- oder Druckluftkanal vorliegenden statischen und/oder dynamischen Luftdruck zu erfassen. In diesem Fall sollte die Auswerteeinrichtung ausgebildet sein, anhand des erfassten Luftdruckes auf einen Grad des Verschlusses der Mündungsöffnung rückzuschließen.
Der Greifer des Greifersystems weist vorzugsweise mindestens zwei relativ zueinander beweg- oder verschwenkbare Greifbacken auf, über welche (u. a.) der Greifbereich des Greifers festlegt wird. In bevorzugten Realisierungen des erfindungsgemäßen Systems zeigt dabei die Mündungsöffnung des Vakuum- oder Druckluftkanals in Richtung des Greifbereiches.
In diesem Zusammenhang ist es beispielsweise denkbar, dass der Vakuum- oder Druckluftkanal zumindest bereichsweise in einer der mindestens zwei Greifbacken ausgebildet ist, und zwar derart, dass die Mündungsöffnung des Vakuum- oder Druckluftkanals direkt in den Greifbereich des Greifers mündet. Bei dieser Ausführungsform würde dann die Mündungsöffnung durch ein von dem Greifer gegriffenes Werkstück (zumindest teilweise) abgedeckt und verschlossen werden, was dann über die Sensorik bzw. Auswerteeinrichtung des Erfassungssystems detektiert werden kann.
Alternativ hierzu ist es aber auch denkbar, wenn das Erfassungssystem ferner einen Verschließmechanismus aufweist, wobei der Verschließmechanismus ausgebildet ist, die Mündungsöffnung des Vakuum- oder Druckluftkanals zumindest bereichsweise zu verschließen, wenn von dem Greifer ein Werkstück wirksam gegriffen wurde. In einer bevorzugten Realisierung dieser Ausführungsform ist der Vakuum- oder Druckluftkanal zumindest bereichsweise in einer der mindestens zwei Greifbacken des Greifers ausgebildet, wobei der Verschließmechanismus ebenfalls in dieser einen der beiden Greifbacken ausgebildet ist.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen eine exemplarische Ausführungsform des erfindungsgemäßen Greifersystems näher beschrieben.
Es zeigen:
1 eine Schnittansicht durch eine exemplarische Ausführungsform eines pneumatisch betätigten Greifers des erfindungsgemäßen Greifersystems; und
2 eine Seitenansicht des Greifers gemäß 1.
Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen der Aufbau und die Funktionsweise einer exemplarischen Ausführungsform eines Greifers 1 des erfindungsgemäßen Greifersystems näher beschrieben. Bei dieser exemplarischen Ausführungsform ist der Greifer 1 als pneumatisch betätigter Greifer ausgeführt; diese Art der Betätigung des Greifers 1 ist allerdings nicht als einschränkend auszulegen.
Wie es insbesondere der Darstellung in 2 entnommen werden kann, weist der Greifer 1 ein Gehäuse 2 auf, in welchem ein Linearantrieb 6 (vgl. 1) ausgebildet ist. Obwohl in den Zeichnungen nicht explizit dargestellt, ist bei der exemplarischen Ausführungsform des Greifers 1 das Gehäuse 2 maulförmig ausgebildet und weist – wie in 2 gezeigt – eine obere sowie eine untere Gehäuseseite 3, 3' auf. Zwischen diesen beiden Gehäuseseiten 3, 3' sind bei der exemplarischen Ausführungsform des Greifers 1 insgesamt zwei Greifbacken 10, 20 verschwenkbar aufgenommen.
In einer der beiden Greifbacken 10, 20 (hier in der mit der Bezugsziffer „20“ bezeichneten Greifbacke) ist ein Druckluftkanal 21 sowie ein Verschließmechanismus 23 ausgebildet. Wie es nachfolgend näher beschrieben wird, dient der in der Greifbacke 20 ausgebildete Verschließmechanismus 23 dazu, eine Mündungsöffnung 22 des Druckluftkanals 21 zumindest bereichsweise zu verschließen, wenn von dem Greifer 1 ein Werkstück gegriffen wurde, oder (bedarfsweise) wenn der Greifer 1 vollständig geschlossen ist und die beiden Greifbacken 10, 20 gegeneinander stoßen.
Die beiden Greifbacken 10, 20 sind relativ zu dem Gehäuse 2 des Greifers 1 verschwenkbar gelagert. Die Verschwenkbarkeit der beiden Greifbacken 10, 20 relativ zu dem Gehäuse 2 wird bei der dargestellten exemplarischen Ausführungsform mit Hilfe von zwei Drehzapfen 11, 12 realisiert, welche die Drehachsen der beiden Greifbacken 10, 20 definieren.
Damit die Greifbacken 10, 20 relativ zu dem Gehäuse 2 um die mit den Drehzapfen 11, 12 definierten Drehachsen verschwenkt werden können, ist in dem Gehäuse 2 der bereits erwähnte Linearantrieb 6 ausgebildet. Bei Betätigung des Linearantriebs 6 erzeugt dieser eine in Querrichtung des Greifers 1 wirkende Linearkraft, die in die beiden Greifbacken 10, 20 eingeleitet und in eine Verschwenkbewegung umgewandelt wird.
Bei der dargestellten exemplarischen Ausführungsform des Greifers 1 kommt ein pneumatisch betätigter Linearantrieb 6 zum Einsatz. Im Einzelnen weist der Linearantrieb 6 einen durch ein pneumatisches Druckmittel beaufschlagbaren Arbeitsraum 7 auf. Durch Druckmittelbeaufschlagung des Arbeitsraumes 7 findet eine Ausdehnung des Arbeitsraumes 7 in Querrichtung des Greifers 1 statt. Dieser Querausdehnung folgt eine Linearkraft zum Verschwenken der beiden Greifbacken 10, 20.
Im Einzelnen wird die von dem Linearantrieb 6 erzeugte Linearkraft jeweils über eine Vorsprung 13, 14 in die entsprechende Greifbacke 10, 20 eingeleitet. Wie in 1 gezeigt sind die Vorsprünge 13, 14 der ersten und zweiten Greifbacke 10, 20 exzentrisch zu der entsprechenden von dem Drehzapfen 11, 12 festgelegten Drehachse der Greifbacke 10, 20 ausgebildet und zeigen in Richtung des Linearantriebs 6. Über diese Vorsprünge 13, 14 wird die bei Betätigung des Linearantriebs 6 erzeugte Linearkraft in die entsprechenden Greifbacken 10, 20 eingeleitet.
Bei der exemplarischen Ausführungsform des Greifers 1 kommt ferner ein Rückstellelement 8 in Gestalt einer Druckfeder zum Einsatz, die in 1 schematisch dargestellt ist. Diese Druckfeder (Rückstellelement 8) ist mit ihrem ersten Endbereich mit der ersten Greifbacke 10 und mit ihrem zweiten Endbereich mit der zweiten Greifbacke 20 verbunden, so dass die beiden Greifbacken 10, 20 in ihre Öffnungsrichtung bewegt werden, wenn über den Linearantrieb 6 keine Linearkraft in die Greifbacken 10, 20 eingeleitet wird.
Um bei der exemplarischen Ausführungsform des Greifers 1 erfassen zu können, ob von den beiden Greifbacken 10, 20 ein Werkstück gegriffen wurde, kommt ein pneumatisch arbeitendes Erfassungssystem zum Einsatz. Mit Hilfe dieses pneumatisch arbeitenden Erfassungssystems, welches in funktioneller Hinsicht einem in der Greifertechnik üblicherweise eingesetzten Magnetfeld- oder Näherungssensor entspricht, kann wirksam detektiert werden, ob von den beiden Greifbacken 10, 20 des Greifers 1 ein Werkstück gegriffen wurde und/oder ob der Greifer 1 in einem vollständig geschlossenen Zustand vorliegt, in welchem die beiden Greifbacken 10, 20 aufeinander drücken.
Das pneumatisch arbeitende Erfassungssystem, welches bei der exemplarischen Ausführungsform des Greifers 1 zum Einsatz kommt, weist einen Druckluftkanal 21 auf, der zumindest bereichsweise in einer der beiden Greifbacken (hier in der mit der Bezugsziffer „20“ bezeichneten Greifbacke) ausgebildet ist. Eine Mündungsöffnung 22 des Druckluftkanals 21 zeigt dabei in Richtung der mit der Bezugsziffer „10“ bezeichneten, gegenüberliegenden Greifbacke.
Die Mündungsöffnung 22 ist derart angeordnet und/oder ausgebildet, dass in einem Zustand, wenn von dem Greifer 1 ein Werkstück ordnungsgemäß gegriffen wurde, diese zumindest bereichsweise verschlossen wird. Dies hat zur Folge, dass der Strömungswiderstand des Druckluftkanals 21 zunimmt, was als Kenngröße dient, um zu erfassen, ob von dem Greifer 1 ein Werkstück gegriffen wurde.
Bei der in den Zeichnungen dargestellten exemplarischen Ausführungsform des Greifers 1 mündet die Mündungsöffnung 22 des Druckluftkanals 21 nicht direkt in den Greifbereich des Greifers 1, d.h. in den Bereich zwischen den beiden gegenüberliegenden Greifbacken 10, 20. Vielmehr ist bei der in den Zeichnungen dargestellten exemplarischen Ausführungsform vorgesehen, dass das Erfassungssystem einen Verschließmechanismus 23 aufweist.
Dieser Verschließmechanismus 23 ist – wie es der Schnittdarstellung gemäß 1 entnommen werden kann – in der gleichen Greifbacke 20 ausgebildet, in welcher auch zumindest bereichsweise der Druckluftkanal 21 ausgebildet ist.
Der Verschließmechanismus 23 dient dazu, die Mündungsöffnung 22 des Druckluftkanals 21 zumindest bereichsweise zu verschließen, wenn ein Werkstück von dem Greifer 1 ordnungsgemäß gegriffen wurde.
Bedarfsweise kann der Verschließmechanismus 23 auch derart ausgebildet sein, die Mündungsöffnung 22 des Druckluftkanals 21 zumindest bereichsweise zu verschließen, wenn der Greifer 1 in seinem vollständig geschlossenen Zustand vorliegt, in welchem die beiden Greifbacken 10, 20 aufeinander stoßen.
Nachfolgend werden der Aufbau und die Funktionsweise des Verschließmechanismus 23, wie er bei der in den Zeichnungen exemplarisch dargestellten Ausführungsform des Greifers 1 zum Einsatz kommt, näher beschrieben.
Wie es insbesondere der Darstellung in 1 entnommen werden kann, ist die mit der Bezugsziffer „20“ bezeichnete Greifbacke mehrteilig aufgebaut und weist im Wesentlichen ein erstes Greifbackenteil 24 und ein (weiteres) zweites Greifbackenteil 25 auf. Diese beiden Greifbackenteile 24, 25 sind derart miteinander gekoppelt bzw. stehen derart miteinander in Wirkverbindung, dass bei Betätigung des Linearantriebs 6 beiden Greifbackenteile 24, 25 im Wesentlichen um die von dem Drehzapfen 12 definierte Drehachse verschwenkt werden.
Allerdings ist bei der exemplarischen Ausführungsform vorgesehen, dass das zweite Greifbackenteil 25 auch relativ zu dem ersten Greifbackenteil 24 bewegbar ist, und zwar derart, dass dann, wenn von dem Greifer 1 ein Werkstück (ordnungsgemäß) gegriffen wurde, das zweite Greifbackenteil 25 in Richtung des ersten Greifbackenteils 24 gedrückt wird.
Wie es der Schnittdarstellung in 1 entnommen werden kann, ist in dem ersten Greifbackenteil 24 zumindest bereichsweise der Druckluftkanal 21 des Erfassungssystems ausgebildet, wobei die Mündungsöffnung 22 des Druckluftkanals 21 in Richtung des zweiten Greifbackenteils 25 zeigt.
Wenn nun der Greifer 1 ein Werkstück (ordnungsgemäß) greift und somit das zweite Greifbackenteil 25 relativ zu dem ersten Greifbackenteil 24 in Richtung des ersten Greifbackenteils 24 gedrückt wird, erfolgt ein durch das zweite Greifbackenteil 25 bedingtes (zumindest teilweises) Verschließen der Mündungsöffnung 22. Dies hat wiederum zur Folge, dass der Strömungswiderstand des Druckluftkanals 21 zunimmt, was als Kenngröße dient, um ein (ordnungsgemäßes) Greifen des Greifers 1 zu detektieren.
Wie es ferner der Schnittdarstellung in 1 entnommen werden kann, weist das Erfassungssystem ein Rückstellelement 26 in Gestalt einer Druckfeder auf, wobei ein erster Endbereich der Druckfeder (Rückstellelement 26) mit dem ersten Greifbackenteil 24 und ein gegenüberliegender, zweiter Endbereich der Feder (Rückstellelement 26) mit dem zweiten Greifbackenteil 25 gekoppelt ist. Über dieses Rückstellelement 26 ist sichergestellt, dass die Mündungsöffnung 22 des in dem ersten Greifbackenteil 24 zumindest bereichsweise ausgebildeten Druckluftkanals 21 nicht von dem zweiten Greifbackenteil 25 verschlossen wird, wenn von dem Greifer 1 kein Werkstück gegriffen wurde.
Durch eine geeignete Wahl der Federkonstanten und/oder anderer Parameter des Rückstellelements 26 kann die Ansprechempfindlichkeit des (pneumatisch arbeitenden) Erfassungssystems entsprechend eingestellt werden.
Wie in den Zeichnungen dargestellt, ist der Druckluftkanal 21 zumindest bereichsweise in dem ersten Greifbackenteil 24 der mit der Bezugsziffer „20“ bezeichneten Greifbacke (integral) ausgebildet. Grundsätzlich ist es aber auch denkbar, wenn der Druckluftkanal 21 durch eine externe Druckluftleitung (beispielsweise Druckluftschlauch) ausgebildet wird, was allerdings nicht der derzeit bevorzugten Ausführungsform entspricht.
Der in dem ersten Greifbackenteil 24 ausgebildete Druckluftkanal 21 mündet in einem Druckluftanschluss 27, an den eine Druckluftleitung (beispielsweise Druckluftschlauch) anschließbar ist, um bedarfsweise den Druckluftkanal 21 mit Druckluft zu beaufschlagen. Denkbar hierbei ist es insbesondere, wenn der Druckluftanschluss strömungsmäßig mit einer Druckluftquelle verbunden ist, die auch die zum Betätigen des in dem Greifer 1 integrierten Linearantriebes 6 benötigte Druckluft bereitstellt. Selbstverständlich ist es aber auch denkbar, für das (pneumatisch arbeitende) Erfassungssystem eine zusätzliche Druckluftquelle bereitzustellen.
Wie bereits ausgeführt, dient bei der in den Zeichnungen dargestellten exemplarischen Ausführungsform des Greifers 1 der aktuelle Strömungswiderstand des Druckluftkanals 21 als Kenngröße zum Erfassen bzw. Detektieren, ob von dem Greifer 1 ein Werkstück (ordnungsgemäß) gegriffen wurde. Hierzu weist das erfindungsgemäße Greifersystem eine in den Zeichnungen nicht dargestellte Sensorik auf, welche ausgebildet ist, über eine Änderung des Strömungswiderstandes ein zumindest bereichsweises Verschließen der Mündungsöffnung 22 des Druckluftkanals 21 zu erfassen.
Beispielsweise ist es denkbar, wenn die Sensorik einen Sensor aufweist, der ausgebildet ist, eine Luftmenge zu erfassen, die von einer mit dem Druckluftkanal 21 strömungsmäßig verbundenen Druckluftquelle pro Zeiteinheit dem Druckluftkanal 21 zugeführt und über die Mündungsöffnung 22 ausgeblasen wird. Bei dieser denkbaren Realisierung kann mit Hilfe einer Auswerteeinrichtung über die erfasste Luftmenge auf einen Grad des Verschlusses der Mündungsöffnung 22 rückgeschlossen werden.
Alternativ oder zusätzlich hierzu ist es aber auch denkbar, wenn die Sensorik einen Drucksensor aufweist, um (direkt oder indirekt) einen sich im Druckluftkanal 21 eingestellten statischen und/oder dynamischen Luftdruck zu erfassen. Dieser Ausführungsform liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei einem (zumindest teilweisen) Verschließen der Mündungsöffnung 22 der statische Druck in dem Druckluftkanal 21 zunimmt, so dass diese Druckänderung als Kenngröße herangezogen werden kann, um zu erfassen bzw. zu detektieren, ob ein Werkstück von dem Greifer 1 (ordnungsgemäß) gegriffen wurde.
Obgleich der in dem ersten Greifbackenteil 24 ausgebildete Kanal 21 als Druckluftkanal beschrieben wurde, der über eine Druckluftquelle kontinuierlich oder zu vorgegebenen Zeiten bzw. Ereignissen mit Druckluft beaufschlagt wird, ist es selbstverständlich aber auch denkbar, den Kanal 21 als Vakuumkanal auszuführen, der strömungsmäßig mit einer Vakuumquelle verbunden ist.
Bei dieser Abwandlung wird in dem Vakuumkanal bei einem (zumindest teilweisen) Verschließen der Mündungsöffnung 22 ein Vakuum aufgebaut, was wiederum als Kenngröße herangezogen werden kann für die Detektion, ob von dem Greifer 1 ein Werkstück gegriffen wurde.
Demnach bleibt festzuhalten, dass der Kanal 21 (Vakuum- oder Druckluftkanal) strömungsmäßig mit einer Vakuum- oder Druckluftquelle verbunden oder verbindbar ist, um den Kanal 21 mit Vakuum bzw. Überdruck zu beaufschlagen.
Denkbar hierbei ist es insbesondere, die strömungsmäßige Verbindung zwischen dem Kanal 21 und der Vakuum- bzw. Druckluftquelle bzw. die Vakuum- bzw. Druckluftquelle selber derart auszubilden, dass der Kanal 21 kontinuierlich oder zu vorgegebenen oder vorgebbaren Zeiten oder Ereignissen mit Vakuum bzw. Überdruck beaufschlagt wird. In diesem Fall ist es insbesondere denkbar, eine Beaufschlagung des Kanals 21 mit Vakuum bzw. Überdruck nur dann vorzunehmen, wenn der zu dem Greifer 1 gehörende Linearantrieb 6 tatsächlich angesteuert wird.
Das erfindungsgemäße Greifersystem eignet sich insbesondere für die Entnahmen von Angüssen aus Kunststoffspritzgussmaschinen, wobei der Greifer 1 an einem Roboterarm befestigt ist. Hier muss für einen sicheren Produktionsprozess immer jeder Anguss entnommen werden. Eine Angussabfrage kann mit Hilfe der Erfindung durch Nutzung eines der meist ohnehin am Roboter vorhandenen Vakuum- oder Druckluftkreises mit Überwachung erfolgen. Die UND-Verknüpfung (Konjunktion) mehrerer Angussgreifzangen kann sehr kostengünstig durch die Verbindung der Druckanschlüsse erfolgen.
Die Erfindung ist nicht auf die in den Zeichnungen exemplarisch dargestellte Ausführungsform des Greifers 1 beschränkt. Insbesondere ist es auch denkbar, das pneumatische Erfassungssystem bei einem Greifersystem einzusetzen, der einen Parallelgreifer, einen Dreipunktgreifer, einen Radialgreifer, oder einen Winkelgreifer aufweist.
Bezugszeichenliste

1: Greifer
2: Gehäuse
3, 3': obere, untere Gehäuseseite
6: Linearantrieb
7: Arbeitsraum des Linearantriebs
8: Rückstellelement (Druckfeder)
10: Greifbacke
11: Drehzapfen der Greifbacke (10)
12: Drehzapfen der Greifbacke (20)
13: Vorsprung der Greifback (10)
14: Vorsprung der Greifback (20)
20: Greifbacke
21: Druckluft- oder Vakuumkanal
22: Mündungsöffnung des Druckluft- oder Vakuumkanals
23: Verschließmechanismus
24: erstes Greifbackenteil der Greifbacke (20)
25: zweites Greifbackenteil der Greifbacke (20)
26: Rückstellelement (Druckfeder)
27: Druckluftanschluss

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 202012012083 U1 [0002]

Claims

Greifersystem mit einem insbesondere pneumatisch betätigten Greifer (1) und einem System zum Erfassen, ob ein Werkstück von dem Greifer (1) gegriffen wurde, wobei das Erfassungssystem einen Vakuum- oder Druckluftkanal (21) mit einer Mündungsöffnung aufweist, wobei die Mündungsöffnung (22) hinsichtlich des Greifers (1) derart angeordnet und/oder ausgebildet ist, dass die Mündungsöffnung (22) zumindest bereichsweise verschlossen ist, wenn von dem Greifer (1) ein Werkstück gegriffen wurde.
Greifersystem nach Anspruch 1, wobei der Vakuum- oder Druckluftkanal (21) strömungsmäßig mit einer Vakuum- bzw. Druckluftquelle verbunden oder verbindbar ist zum Beaufschlagen des Vakuum- oder Druckluftkanals (21) mit Vakuum bzw. Überdruck.
Greifersystem nach Anspruch 2, wobei die strömungsmäßige Verbindung zwischen dem Vakuum- oder Druckluftkanal (21) und der Vakuum- bzw. Druckluftquelle und/oder die Vakuum- bzw. Druckluftquelle ausgebildet sind/ist, dass der Vakuum- oder Druckluftkanal (21) kontinuierlich oder zu vorgegebenen oder vorgebbaren Ereignissen oder Zeiten mit Vakuum bzw. Überdruck beaufschlagt wird.
Greifersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Erfassungssystem eine Sensorik aufweist, welche ausgebildet ist, ein zumindest bereichsweises Verschließen der Mündungsöffnung (22) des Vakuum- oder Druckluftkanals (21) zu erfassen.
Greifersystem nach Anspruch 4, wobei die Sensorik einen Sensor aufweist zum Erfassen einer Luftmenge, die pro Zeiteinheit von einer mit dem Vakuum- oder Druckluftkanal (21) strömungsmäßig verbundenen Vakuumquelle über den Vakuum- oder Druckluftkanal (21) und der Mündungsöffnung (22) abgesaugt wird.
Greifersystem nach Anspruch 4, wobei die Sensorik einen Sensor aufweist zum Erfassen einer Luftmenge, die pro Zeiteinheit von einer mit dem Vakuum- oder Druckluftkanal (21) strömungsmäßig verbundenen Druckluftquelle dem Vakuum- oder Druckluftkanal (21) zugeführt und über die Mündungsöffnung (22) ausgeblasen wird.
Greifersystem nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Sensorik eine Auswerteeinrichtung aufweist, welche ausgebildet ist, anhand der erfassten Luftmenge auf einen Grad des Verschlusses der Mündungsöffnung (22) rückzuschließen.
Greifersystem nach einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei die Sensorik einen Drucksensor aufweist zum Erfassen eines im Vakuum- oder Druckluftkanal (21) vorliegenden statischen und/oder dynamischen Luftdruckes.
Greifersystem nach Anspruch 8, wobei die Sensorik eine Auswerteeinrichtung aufweist, welche ausgebildet ist, anhand des erfassten Luftdruckes auf einen Grad des Verschlusses der Mündungsöffnung (22) rückzuschließen.
Greifersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Greifer (1) mindestens zwei relativ zueinander beweg- oder verschwenkbare Greifbacken (10, 20) aufweist, welche den Greifbereich des Greifers (1) festlegen, wobei die Mündungsöffnung (22) des Vakuum- oder Druckluftkanals (21) in Richtung des Greifbereiches zeigt.
Greifersystem nach Anspruch 10, wobei der Vakuum- oder Druckluftkanal (21) zumindest bereichsweise in einer der mindestens zwei Greifbacken (10, 20) ausgebildet ist, und wobei die Mündungsöffnung (22) direkt in den Greifbereich mündet.
Greifersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Erfassungssystem ferner einen Verschließmechanismus (23) aufweist, wobei der Verschließmechanismus (23) ausgebildet ist, die Mündungsöffnung (22) des Vakuum- oder Druckluftkanals (21) zumindest bereichsweise zu verschließen, wenn von dem Greifer (1) ein Werkstück gegriffen wurde.
Greifersystem nach Anspruch 12, wobei der Vakuum- oder Druckluftkanal (21) zumindest bereichsweise in einer der mindestens zwei Greifbacken (10, 20) ausgebildet ist, und wobei der Verschließmechanismus (23) ebenfalls in der einen der beiden Greifbacken (10, 20) ausgebildet ist.
Greifersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei der Greifer (1) ferner ein Gehäuse (2) aufweist, in welchem ein vorzugsweise pneumatisch betätigter Linearantrieb (6) ausgebildet ist, wobei die mindestens zwei Greifbacken (10, 20) jeweils um eine Drehachse relativ zu dem Gehäuse (2) verschwenkbar gelagert sind, und wobei die mindestens zwei Greifbacken (10, 20) mit dem Linearantrieb (6) derart gekoppelt sind, dass eine mit dem Linearantrieb (6) erzeugte Linearbewegung in eine Verschwenkbewegung der Greifbacken (10, 20) in einer Öffnungs- oder Schließrichtung der Greifbacken (10, 20) umgewandelt wird.
Greifersystem nach Anspruch 11 oder 12 in Kombination mit Anspruch 14, wobei die eine der mindestens zwei Greifbacken (10, 20), in welcher zumindest bereichsweise der Vakuum- oder Druckluftkanal (21) und der Verschließmechanismus (23) ausgebildet sind, ein erstes Greifbackenteil (24) aufweist, welches direkt mit dem Linearantrieb (6) gekoppelt ist und in welchem der Vakuum- oder Druckluftkanal (21) zumindest bereichsweise ausgebildet ist, und ein zweites Greifbackenteil (25) aufweist, welches direkt an den Greifbereich des Greifers (1) angrenzt und relativ zu dem ersten Greifbackenteil (24) und relativ zu dem Gehäuse (2) des Greifers (1) beweglich, insbesondere verschwenkbar gelagert ist, wobei in einem geschlossenen Zustand des Greifers (1) und/oder wenn der Greifer (1) ein Werkstück gegriffen hat, das zweite Greifbackenteil (25) gegen das erste Greifbackenteil (24) gedrückt wird derart, dass die Mündungsöffnung (22) des Vakuum- oder Druckluftkanals (21) zumindest teilweise verschlossen wird.
Greifersystem nach Anspruch 15, wobei ferner ein Federelement (26) vorgesehen ist, mit welchem das zweite Greifbackenteil (25) von dem ersten Greifbackenteil (24) beabstandet wird, wenn der Greifer (1) in einem geöffneten Zustand vorliegt und/oder wenn der Greifer (1) kein Werkstück gegriffen hat.