DE10216221C1 - Flächengreifer - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Flächengreifer mit einem Gehäuse, welches an einen Manipulator anschließbar ist und eine Saugseite aufweist, mit der Werkstücke ansaugbar sind, wobei die Saugseite eine Aufspannvorrichtung aufweist, mit der unterschiedliche Ansaugmatten aufspannbar sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen Flächengreifer mit einem Gehäuse, welches an einem Manipulator, z. B. an einem Roboterarm, anschließbar ist und eine Saugseite aufweist, mit der ein oder mehrere Werkstücke ansaugbar sind.

Flächengreifer im Allgemeinen sind bekannt und weisen ein Sauggehäuse auf, welches von einem Lochblech verschlossen ist. Das Lochblech bildet eine Strömungsbegrenzung, so dass innerhalb des Sauggehäuses ein Unterdruck aufgebaut werden kann, auch wenn kein Gegenstand angesaugt ist. Ein derartiger Flächengreifer besitzt jedoch den Nachteil, dass er einen relativ großen Leckluftstrom aufweist. Der Leckluftstrom kann dadurch begrenzt werden, dass der Querschnitt der Löcher in der Lochblende verringert wird, was aber dazu führt, dass das Ansaugverhalten verlangsamt wird. Mit diesen Flächengreifern, die zwar einen geringeren Leckluftstrom besitzen, können in der Regel keine porösen Gegenstände angesaugt werden.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen Flächengreifer vorzuschlagen, der an unterschiedliche Einsatzbedingungen anpassbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Flächengreifer der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass das Gehäuse ein Strangpressprofil aufweist, dass das Strangpressprofil mit Unterdruck führenden Kanälen versehen ist und dass die Unterdruck führenden Kanäle mit Querbohrungen versehen sind, in welchen Ventile angeordnet sind.

Erfindungsgemäß weist das Gehäuse ein Strangpressprofil auf, wobei das Strangpressprofil mit Unterdruck führenden Kanälen versehen ist und die Unterdruck führenden Kanäle mit Querbohrungen versehen sind, in welchen Ventile, insbesondere Strömungsventile angeordnet sind. Das Strangpressprofil hat den Vorteil, dass es einfach und preiswert herstellbar ist, dass es auf die gewünschte Länge ablängbar ist und die erforderlichen Kanäle zum Führen des Unterdrucks aufweist. In dieses Strangpressprofil werden Querbohrungen derart eingebracht, dass diese die Unterdruck führenden Kanäle schneiden, so dass in die Querbohrungen Strömungsventile eingesetzt werden können. Die Strömungsventile sind dann über die Unterdruck führenden Kanäle mit der Unterdruckquelle verbunden, so dass über die Strömungsventile Luft angesaugt werden kann. Die Anzahl und Anordnung der Querbohrungen kann frei gewählt werden, vorausgesetzt, dass sie mit den Kanälen in Verbindung stehen. An den Stirnseiten, an welchen das Strangpressprofil abgelängt worden ist, werden die Unterdruck führenden Kanäle verschlossen oder miteinander verbunden. Die Querverbindung kann jedoch auch innerhalb des Flächengreifers erfolgen, so dass die Stirnseiten keine überstehenden Bauteile aufweisen.

Mit Vorzug weist die Saugseite eine Aufspannvorrichtung auf, mit der unterschiedliche Ansaugmatten aufspannbar sind.

Durch die Wahl geeigneter Ansaugmatten kann der Flächengreifer an die Eigenschaften des anzusaugenden Gegenstandes oder an die Anzahl der anzusaugenden Gegenstände problemlos angepasst werden. Es können poröse Ansaugmatten aufgespannt werden, wodurch ein flexibles Greifen von Kleinteilen möglich wird. Ferner können Ansaugmatten mit unterschiedlicher Elastizität, Oberflächenbeschaffenheit, Dicke usw. aufgespannt werden. Unter dem Begriff "Ansaugmatten" sollen auch eine Vielzahl einzelner Sauggreifer verstanden werden, die zu einer handhabbaren, mattenförmigen Einheit zusammengefasst sind, und einheitlich mit der Aufspannvorrichtung an der Saugseite befestigbar sind.

Bei einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Flächengrei­ fer mit einem Unterdruckerzeuger, insbesondere mit einem Ejektor versehen ist. Dadurch wird der Flächengreifer von zentralen Unterdruckerzeugern, wie Vakuumpumpen usw., unabhängig, und er muss lediglich noch an den Manipulator und eine Druckluftversorgung angeschlossen werden. Ferner können am Flächengreifer alle erforderlichen Überwachungssysteme und Sensoren vorgesehen sein.

Mit Vorzug ist die Aufspannvorrichtung eine haftvermittelnde Schicht oder sie weist eine haftvermittelnde Schicht auf, an welche die Ansaugmatte anklebbar ist. Diese Variante der Aufspannvorrichtung ist relativ einfach und ein Auswechseln der Ansaugmatte kann problemlos und ohne Werkzeug durchgeführt werden. Es ist auch denkbar, dass die haftvermittelnde Schicht an der Ansaugmatte vorgesehen ist, so dass mit jeder neuen Ansaugmatte eine neue Schicht zum Einsatz kommt.

Eine andere Variante sieht vor, dass die Aufspannvorrichtung Unterdruck zum Spannen der Ansaugmatten verwendet. Auf diese Weise wird mittels des Unterdrucks nicht nur der Gegenstand angesaugt, sondern auch die Ansaugmatte, was den Vorteil hat, dass keine speziellen Spannelemente erforderlich sind.

Denkbar sind auch mechanische Spannvorrichtungen, mit denen die Ansaugmatte, z. B. an deren Rand, an der Saugseite des Flächengreifers gespannt wird.

Eine Weiterbildung sieht vor, dass wenigstens eine Vorrichtung zum Ankuppeln wenigstens eines weiteren Flächengreifers vorgesehen ist. Durch das Ankuppeln weiterer Flächengreifer können größere Gegenstände angesaugt und gegriffen werden, wobei das Ankuppeln sowohl in Längs- als auch in Querrichtung möglich ist. Zur Ausrichtung der einzelnen Flächengreifer zueinander weisen die Seitenflächen der Flächengreifer Nut- Feder-Verbindungen auf, über welche diese ausgerichtet werden können.

Mit Vorzug sind mehrere Flächengreifer über eine Traverse miteinander verbindbar, wobei der Manipulator dann an der Traverse angreift.

Werden mehrere miteinander gekoppelte Flächengreifer verwendet, dann können die einzelnen Flächengreifer mit unterschiedlichen Ansaugmatten bestückt sein.

Bei einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Ansaugmatte einzelne Sauggreifer aufweist.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Dabei können die in der Zeichnung dargestellten sowie in der Beschreibung und in den Ansprüchen erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Flächengreifers;

Fig. 2 eine andere perspektivische Darstellung des Flächengreifers gemäß Fig. 1; und

Fig. 3 einen Querschnitt durch den Flächengreifer.

In der Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Flächengreifers 10 dargestellt, der ein Gehäuse 12 aufweist, welches an seiner Oberseite 14 an einen (nicht dargestellten) Roboterarm anschließbar ist. Hierfür besitzt die Oberseite 14 Öffnungen 16, die zum Anschließen einer Schnellwechseleinrichtung für den Arm dient. Das Gehäuse 12 besitzt ein Winkelblech 18, welches auf ein Strangpressprofil 20 aufgesetzt ist. Das Winkelblech 18 dient nicht nur zur steifen Anbindung des Strangpressprofils 20 an den Roboterarm, sondern dient außerdem zum Schutz von Komponenten, wie Schalldämpfer 22, einen Ejektor 24, Sensoren 26 usw.

Auf der dem Winkelblech 18 gegenüberliegenden Seite des Strangpressprofils 20 befindet sich die Saugseite 28, an welcher eine Ansaugmatte 30 am Strangpressprofil 20 befestigt ist. Diese Ansaugmatte 30 kann einen mehrschichtigen Aufbau besitzen und besteht in der Regel aus einem elastomeren Material, welches, wie aus Fig. 2 oder 3 ersichtlich, eine Vielzahl von Ansaugöffnungen 32 aufweist.

Das Strangpressprofil 20 besitzt mehrere Unterdruck führende Kanäle 34, die in Längsrichtung des Strangpressprofils 20 verlaufen. Quer zu diesen Kanälen 34 sind Bohrungen 36 in das Strangpressprofil 20 eingebracht, wobei in die Bohrungen 36 Strömungsventile 38 eingesetzt sind. Die Strömungsventile 38 haben die Aufgabe, den Leckluftstrom auf ein Minimum zu reduzieren, was dadurch erfolgt, dass ab einer bestimmten Strömungsgeschwindigkeit das Strömungsventil 38 den Strömungsweg blockiert. Jedes Strömungsventil 38 ist dabei an einen der Kanäle 34 angeschlossen und somit mit der Unterdruckversorgung verbunden. Die an der Stirnseite 40 ausmündenden Kanäle 34 sind verschlossen und innerhalb des Gehäuses 12 untereinander verbunden.

Die Stirnseiten 42 und 44 sind mit Nuten 46 sowie einer Feder 48 versehen, so dass mehrere Flächengreifer 10 miteinander kombiniert werden, und eine Ausrichtung der Flächengreifer 10 zueinander erfolgt dadurch, dass die Feder 48 in eine der Nuten 46 eingeführt wird. An der Oberseite 14 des Winkelblechs 18 kann dann noch eine (nicht dargestellte) Traverse angebracht werden, die zusätzlich zur Verbindung und Versteifung beiträgt.

Dabei können vorteilhaft unterschiedliche Flächengreifer 10 mit Ansaugmatten 30 bestückt sein, die unterschiedliche Eigenschaften aufweisen. So können z. B. die äußeren Flächengreifer 10 mit elastischeren Ansaugmatten 30 bestückt sein als die inneren Flächengreifer 10.

Aus Fig. 3 ist deutlich erkennbar, dass sich der Öffnungskanal 50 der Ansaugöffnung 32 in Richtung des Strangpressprofils 20 verengt, da er kegelförmig ausgestaltet ist. Ein derartiger Öffnungskanal 50 kann auch dann nicht kollabieren, wenn die Ansaugmatte 30 komprimiert ist. Ferner ändert sich die Elastizität der Ansaugmatte 30 derart, dass sie in Richtung des Strangpressprofils 20 abnimmt.

Claims (16)

1. Flächengreifer mit einem Gehäuse (12), welches an einen Manipulator, z. B. an einen Roboterarm, anschließbar ist und eine Saugseite (28) aufweist, mit der Werkstücke ansaugbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (12) ein Strangpressprofil (20) aufweist, dass das Strangpressprofil (20) mit Unterdruck führenden Kanälen (34) versehen ist und dass die Unterdruck führenden Kanäle (34) mit Querbohrungen (36) versehen sind, in welchen Ventile (38) angeordnet sind.

2. Flächengreifer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dieser mit einem Unterdruckerzeuger, insbesondere mit einem Ejektor (24) versehen ist.

3. Flächengreifer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugseite (28) eine Aufspannvorrichtung aufweist, mit der unterschiedliche Ansaugmatten (30) aufspannbar sind.

4. Flächengreifer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufspannvorrichtung eine haftvermittelnde Schicht ist oder aufweist, an welche die Ansaugmatte (30) anklebbar ist.

5. Flächengreifer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufspannvorrichtung Unterdruck zum Spannen der Ansaugmatte (30) verwendet.

6. Flächengreifer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufspannvorrichtung eine mechanische Spannvorrichtung ist.

7. Flächengreifer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Vorrichtung zum Ankuppeln wenigstens eines weiteren Flächengreifers (10) vorgesehen ist.

8. Flächengreifer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Flächengreifer (10) in Längs- und/oder in Querrichtung aneinander kuppelbar sind.

9. Flächengreifer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er mit einer Traverse verbindbar ist und an die Traverse wenigstens ein weiterer Flächengreifer (10) montierbar ist.

10. Flächengreifer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere miteinander gekoppelte Flächengreifer (10), mit unterschiedlichen Ansaugmatten (30) bestückt sind.

11. Flächengreifer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugseite (28) eine Ansaugmatte (30) aufweist, die mit Ansaugöffnungen (32) und Öffnungskanälen (5) versehen ist, wobei die Öffnungskanäle (50) einen sich über die Dicke der Ansaugmatte (30) ändernden Querschnitt aufweisen.

12. Flächengreifer nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungskanäle (50) eine Kegelform aufweisen.

13. Flächengreifer nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansaugöffnung (32) im größten Querschnitt des Öffnungskanals (50) liegt.

14. Flächengreifer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugseite (28) eine Ansaugmatte (30) aufweist, deren Elastizität sich über die Dicke ändert.

15. Flächengreifer nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Elastizität der Ansaugmatte (30) in Richtung des Strangpressprofils (20) abnimmt.

16. Flächengreifer nach einem der Ansprüche 3 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansaugmatte (30) einzelne Sauggreifer aufweist.