REINHOLD RAPHAEL (DE)
JPS5948938A | 1984-03-21 | |||
US4735449A | 1988-04-05 | |||
CH706362A1 | 2013-10-15 | |||
US4566726A | 1986-01-28 | |||
EP1473764A2 | 2004-11-03 | |||
US20100296903A1 | 2010-11-25 |
Patentansprüche 1. Greifvomchtung für einen Endeffektor (2) eines Manipulators (3) zum Halten eines Werkstücks (4) über seine Werkstückoberfläche (5), mit einer Bemoulli-Greifeinheit (6), mit einer Ausströmeinheit (7) zum Ausleiten einer Strömung (Sß) aus der Bemoulli-Greifeinheit (6) zwischen Greifvorrichtung (1) und Werkstückoberfläche (5) in der Art, dass durch die Strömung (SB) in einem Bereich - Bernoulli-Unterdruck-Bereich (8) - ein statischer Unterdrück zum Halten des Werkstücks (4) erzeugbar ist, und mit einer Vakuum-Greifeinheit (9) mit einer Ansaugkammer (10), wobei in einem von der Ansaugkammer (10) begrenzten Bereich - Vakuum-Unterdruck- Bereich (1 1) - ein statischer Unterdruck zum Halten des Werkstücks (4) erzeugbar ist, wobei sich der Bernoulli-Unterdruck-Bereich (8) und der Vakuum-Unterdruck- Bereich (11) zumindest teilweise überschneiden oder wobei sich der Bernoulli- Unterdruck-Bereich (8) und der Vakuum-Unterdruck-Bereich (11) einander umgeben. 2. GreifVorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Bernoulli-Unterdruck-Bereich (8) vollständig im Vakuum-Unterdruck-Bereich (11) angeordnet ist, und/oder, dass der Vakuum-Unterdruck-Bereich (11) voll- standig im Bernoulli-Unterdruck-Bereich (8) angeordnet ist. 3. GreifVorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bemoulli-Greifeinheit (6) zumindest zum Teil, vorzugsweise vollständig, in der Vakuum-Greifeinheit (9) angeordnet ist, vorzugsweise, dass die Bemoulli- Greifeinheit (6) zumindest zum Teil, vorzugsweise vollständig, in der Ansaugkammer (10) angeordnet ist. 4. GreifVorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bemoulli-Greifeinheit (6) ein schwimmendes Halten des Werkstücks (4) mit einer Bewegbarkeit des Werkstücks (4) entlang der Werkstückoberfläche (5) erlaubt, und/oder, dass die Vakuum-Greifeinheit (9) ein festes Halten des Werkstücks (4) ohne Bewegbarkeit des Werkstücks (4) entlang der Werkstückoberfläche (5) erlaubt. 5. GreifVorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Greifvorrichtung (1) einen Beraoulli-Betriebsmodus aufweist, in dem das Werkstück (4) von der Bernoulli-Greifeinheit (6) gehalten wird, und/oder, dass die Greifvorrichtung (1) einen Vakuum-Betriebsmodus aufweist, in dem das Werkstück (4) von der Vakuum-Greifeinheit (9) gehalten wird, und/oder, dass die Greifvorrichtung (1) einen kombinierten Betriebsmodus aufweist, in dem das Werkstück (4) von der Bernoulli-Greifeinheit (6) und von der Vakuum-Greifeinheit (9) gehalten wird. 6. Greifvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansaugkammer (10) in eine Ansaugöffnung (14) mündet, welche den Vakuum-Unterdruck-Bereich (11) begrenzt. 7. GreifVorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Ansaugkammer (10) durch einen Balgsaugkörper (15), vorzugsweise einen Faltenbalgsaugkörper, gebildet wird. 8. Greifvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vakuum-Greifeinheit (9) eine Unterdruckleitung (17) zum Anlegen eines Unterdrücke (17) an die Ansaugkammer (10) aufweist, und/oder, dass die Bernoulli-Greifeinheit (6) eine Druckleitung (12) zum Anlegen der Druckluft an die Ausströmeinheit (7) aufweist. 9. Greifvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Mittelachsen der Unterdruckleitung (17) und der Druckleitung (12) zumindest abschnittsweise koaxial verlaufen, vorzugsweise, dass die Unterdruckleitung (17) in der Druckleitung (12) aufgenommen und/oder dass die Druckleitung (12) in der Unterdruckleitung (17) aufgenommen ist. 10. Greifvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Greifvorrichtung (1) eine vormontierte Einheit ausbildet und als Einheit an einem Endeffektor (2) montierbar ist. 11. Endeffektor für einen Manipulator (3) mit mindestens einer Greifvorrichtung ( 1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche. 12. Endeffektor nach Anspruch 1 1 dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei GreifVorrichtungen (1) vorgesehen sind und dass nur ein Teil der Greifvor- richtungen (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 ausgestaltet sind, oder, dass alle Greifvorrichtungen (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 ausgebildet sind. 13. Manipulator, insbesondere Roboter, mit mindestens drei Achsen, mit einem Endeffektor (2) nach einem der Ansprüche 11 bis 12. 14. Manipulator nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Manipulator (3) eine schaltbare Ventil Vorrichtung (19) zum insbesondere pneumatischen Anschluss der Greifvorrichtung (1) bzw. mindestens einer der Greifvorrichtungen (1) an eine insbesondere pneumatische Versorgungsquelle (20), insbesondere an eine Druckquelle und/oder eine Unterdruckquelle, aufweist. |
VAKUUM-GREIFEINHEIT
Die Erfindung betrifft eine Greifvorrichtung für einen Endeffektor eines Manipulators gemäß Anspruch 1, einen Endeffektor für einen Manipulator gemäß An- Spruch 11 sowie einen Manipulator gemäß Anspruch 13.
Verschiedene Arten von Greifvorrichtungen für Endeffektoren von Manipulatoren sind aus dem Stand der Technik bekannt. Vakuum-Greifvorrichtungen weisen in der Regel eine Ansaugkammer auf, in welcher ein statischer Unterdruck zum Halten des Werkstücks erzeugt wird. Der Unterdruck kann nach dem Ven- txui-Prinzip oder mittels einer Unterdruckquelle erzeugt werden. Vakuum- GreifVorrichtungen halten das Werkstück zumeist fest. Es ist dann während des Haltens nicht gegenüber der GreifVorrichtung verschieblich. Beraoulli- GreifVorrichtungen dagegen erzeugen eine Strömung zwischen Greifvorrichtung und Werkstück in der Art, dass ein Unterdruck zum Halten des Werkstücks zwischen der Bemoulli-GreifVorrichtung und dem Werkstück entsteht. Dieser Unterdruck wird nur so lange gehalten, wie die Strömung besteht, wodurch zum Halten relativ viel Energie benötigt wird, da die Strömung durchgehend aufrechterhalten werden muss. Ferner können BemouUi-Greifvorrichtungen Werk- stücke zumeist schwimmend halten. Die Werkstücke können dann während des Haltens gegenüber der Greifvorrichtung verschoben werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine sichere, kompakte und kostengünstig zu betreibende Greifvorrichtung bereitzustellen, welche flexibel auch für Werkslücke unterschiedlicher Größen einsetzbar ist.
Gelöst wird die obige Aufgabe durch eine GreifVorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1. Durch das Vorsehen einer Bernoulli-Greifeinheit, welche eine Ausströmeinheit zum Ausleiten einer Strömung aus der Bernoulli-Greifeinheit zwischen Greifvorrichtung und Werkstückoberfache in der Art aufweist, dass durch die Strömung in einem Bereich - BernoulH-Unterdruck-Bereich - ein statischer Unierdruck zum Halten des Werkstücks erzeugbar ist, kann das Werkstück nach Art einer Bernoulli-Greifeinheit gehalten werden. Durch das Vorsehen einer Vakuum-Greifeinheit, welche eine Ansaugkammer aufweist, wobei in einem von der Ansaugammer begrenzten Bereich - Vakuum- Unterdruck-Bereich - ein statischer Unterdruck zum Halten des Werkstücks erzeugbar ist, kann ein Werkstück besonders energiesparend gehalten werden.
Um eine möglichst kompakte und flexible GreifVorrichtung zu schaffen, ist es erfindungsgemäß weiter vorgesehen, dass sich der Bernoulli-Unterdruck-Bereich und der Vakuum-Unterdruck-Bereich zumindest teilweise überschneiden oder dass der Bernoulli-Unterdruck-Bereich und der Vakuum-Unterdruck-Bereich ei- nander umgeben. Hierdurch können auch unterschiedlich große Werkstücke besonders flexibel gehandhabt werden. Es kommt hier nämlich nicht auf einen Rasterabstand der Greifvorrichtungen unterschiedlichen Typs an, da die vorschlagsgemäße GreifVorrichtung beide Funktionsprinzipien in sich vereint. Vorliegend wird das Werkstück über seine Werkstückoberfläche gegriffen. Das zu greifende Werkstück kann zumindest teilweise aus einem formstabilen oder aus einem biegeschlaffen Material bestehen. Insbesondere kann es sich bei den zu greifenden Werkstücken um Aluminiumbleche bzw. Aluininiumfolien und/oder Fasermaterialien, insbesondere Fasermatten handeln. Grundsätzlich können die zu greifenden Werkstücke Stnikturbauteile, insbesondere Flugzeugstrukturbauteile, oder Halbfertigteile für solche Strukturbauteile sein.
In einer Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 2 wird vorgeschlagen, dass der Bernoulli-Unterdruck-Bereich vollständig im Vakuum-Unterdruck- Bereich angeordnet ist, und/oder dass der Vakuum-Unterdruck-Bereich vollständig im Bernoulli-Unterdruck-Bereich angeordnet ist.
Vorzugsweise ist es so, dass die Bernoulli-Greifeinheit zumindest zum Teil, vorzugsweise vollständig, in der Vakuum-Greifeinheit angeordnet ist (Anspruch 3). Weiter vorzugsweise ist die Bernoulli-Greifeinheit zumindest zum Teil, vorzugsweise vollständig, in der Ansaugkammer angeordnet. Dies ermöglicht ein besonders kompaktes Design und gleichzeitig einen großen Vakuum- Unterdruck-Bereich. Gemäß Anspruch 4 erlaubt die Bernoulli-Greifeinheit ein schwimmendes Halten des flächigen Werkstücks mit einem Bewegungsfreiheitsgrad des Werkstücks entlang der Werkstückoberfläche. Hierdurch ist ein Ausgleich insbesondere beim Verformen des Werkstücks durch den Endeffektor möglich. Die Vakuum- Greifeinheit erlaubt dagegen ein festes Halten des Werkstücks ohne Bewegungsfreiheitsgrad des Werkstücks entlang der Werkstückoberfläche.
Gemäß Anspruch 5 weist die Greifvorrichtung einen Bernoulli-Betriebsmodus auf, in dem das Werkstück von der Bemoulli-Greifeinheit gehalten wird. Femer ist ein Vakuum-Betriebsmodus vorgesehen, in dem das Werkstück bedarfsweise von der Vakuum-Greifeinheit gehalten wird. Darüber hinaus kann die Greifvor- richtung grundsätzlich einen kombinierten Betriebsmodus aufweisen, in dem das Werkstück von der Bemoulli-Greifeinheit und von der Vakuum-Greifeinheit gehalten wird.
In den Ansprüchen 7 bis 9 sind vorteilhafte konstruktive Ausgestaltungen der Vakuum-Greifeinheit und der Bemoulli-Greifeinheit beschrieben.
In einer Weiterbildung gemäß Anspruch 10 wird vorgeschlagen, dass die Greifvorrichtung eine vormontierte Einheit ausbildet und als Einheit an einem Endeffektor montierbar ist. Hierdurch ist ein besonders einfaches Austauschen der Greifvorrichtung am Endeffektor möglich.
Die eingangs beschriebene Aufgabe wird femer durch einen Endeffektor mit den Merkmalen von Anspruch 11 gelöst. Es ergeben sich die gleichen Vorteile wie zuvor bereits schon in Zusammenhang mit der Greifvorrichtung beschrieben. Insofern darf auf die vorstehenden Ausführungen verwiesen werden.
Hier und vorzugsweise weist der Endeffektor niindestens zwei Greifvorrichtun- gen auf. Dabei kann nach einer ersten Alternative von Anspruch 12 nur ein Teil der Greifvorrichtung in der zuvor beschriebenen Art ausgestaltet sein. Nach einer zweiten Alternative von Anspruch 12 können auch alle GreifVorrichtungen in der zuvor beschriebenen Art ausgebildet sein. Zudem wird die eingangs beschriebene Aufgabe durch einen Manipulator mit dem Merkmal von Anspruch 13 gelöst. Der Manipulator ist hier mit mindestens drei Achsen ausgestattet, die der Positionierung des obigen Endeffektors dienen.
Es ergeben sich die gleichen Vorteile, wie vorstehend in Zusammenhang mit der GreifVorrichtung und/oder in Zusammenhang mit dem Endeffektor beschrieben.
Vorzugsweise weist der Manipulator gemäß Anspruch 14 eine schaltbare Ventilvorrichtung zum insbesondere pneumatischen Anschluss der Greifvorrichtung bzw. mindestens einer der Greifvorrichtungen an eine, insbesondere pneumatische, Versorgungsquelle auf. Dabei kann es sich bei der Versorgungsquelle insbesondere um eine Druckquelle und/oder eine Unterdruckquelle handeln. Hier und vorzugsweise sind mehrere Greifvorrichtungen mittels der Ventilvorrichtung in einer Gruppe an die Versorgungsquelle anschließbar und/oder angeschlossen.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich Ausfuhrungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt
Fig. 1 eine vorschlagsgemäße GreifVorrichtung für einen vorschlagsgemäßen
Endeffektor an einem vorschlagsgemäßen Manipulator,
Fig. 2 einen vorschlagsgemäßen Endeffektor mit mehreren vorschlagsgemäßen
GreifVorrichtungen, wobei die Greifvorrichtung in a) und in b) in unterschiedlichen Gruppen zusammengefasst sind,
Fig. 3 einen Schnitt durch ein erstes Ausfuhrungsbeispiel einer vorschlagsgemäßen GreifVorrichtung gemäß der Ansicht III aus Fig. 1 ,
Fig. 4 eine vorschlagsgemäße Greifvorrichtung im Bernoulli-Betriebsmodus,
Fig. 5 eine vorschlagsgemäße Greifvorrichtung im Vakuum-Betriebsmodus.
In Fig. 1 ist eine GreifVorrichtung 1 für einen Endeffektor 2 eines Manipulators 3 zur Handhabung eines Werkstücks 4 über seine Werkstückoberfläche 5 gezeigt. Mit der vorschlagsgemäßen Greifvorrichtung 1 lässt sich grundsätzlich jedes Werkstück 4 handhaben, welches über dessen Werkstückoberfläche 5 mittels eines statischen Unterdrucks greifbar ist. Bei dem Werkstück 4 kann es sich um jedwedes Werkstück handeln, das über eine entsprechende Werkstückoberfläche 5 verfügt.
Mit der Greifvorrichtung 1 können formstabile oder auch biegeschlaffe Werkstücke 4 gehalten werden. Diese biegeschlaffen Materialien können insbesondere Alurniniumbleche bzw. Aluniiniumfolien und/oder Fasermaterialien, insbesonde- re Fasermatten, sein. Bei den Fasermaterialien kann es sich um trockene Fasermaterialien und/oder um vorimprägnierte Fasermaterialien handeln.
Vorschlagsgemäß weist die Greifvorrichtung 1 eine Bernoulli-Greifeinheit 6 auf. Die Bernoulli-Greifeinheit 6 weist eine Ausströmeinheit 7 zum Ausleiten einer Strömung aus der Bernoulli-Greifeinheit 6 zwischen Greifvomchtung 1 und der Werkstückoberfläche 5 in der Art auf, dass durch die Strömung in einem Bereich - Bernoulli-Unterdruckbereich 8 - über der Werkstückoberfläche 5 ein statischer Unterdruck zum Halten des Werkstücks 4 erzeugbar ist. Die Strömung weist zusätzlich zu dem statischen Druckanteil einen dynamischen Druckanteil auf. Diesbezüglich wird auf die Bernoullische Gleichung verwiesen.
Ferner weist die vorschlagsgemäße Greifvorrichtung 1 eine Vakuum- Greifeinheit 9 auf. Diese umfasst eine Ansaugkammer 10. Mit der Ansaugkammer 10 ist in einem von der Ansaugkammer 10 begrenzten Bereich über der Werkstückoberfläche 5 - Vakuum-Unterdruck-Bereich 11 - ein statischer Unterdruck zum Halten des Werkstücks 4 erzeugbar. Vorzugsweise tritt beim Halten mit der Vakuum-Greifeinheit 9 in der Ansaugkammer 10 im Wesentlichen keine Strömung auf. Bei der Verwendung des Begriffs "Vakuum" ist hier ein gegenüber dem Umgebungsdruck geringerer Druck gemeint. Dies gilt insbesondere in Zusammenhang mit den Begriffen "Vakuum-Greifeinheit", "Vakuum-Unterdruck-Bereich" und "Vakuum-Betriebsmodus" . Hier und vorzugsweise bildet beim Halten des Werkstücks 4 die Ansaugkammer 10 mit dem Werkstück 4 im Wesentlichen einen geschlossenen Raum. Hierdurch muss zum Aufnehmen eines Werkstücks 4 ein Unterdruck in der Ansaugkammer 10 aufgebaut werden, welcher dann zum Halten des Werkstücks 4 lediglich erhalten werden muss. Dies ermöglicht einen besonders niedrigen Energieverbrauch für das Halten des Werkstücks 4. Insofern ist der Bereich zwischen dem Werkstück 4 und der Greifvorrichtung 1 beim Halten des Werkstücks 4 mit der Vakuum-Greifeinheit 9 im Wesentlichen strömungsfrei. Bei dem Halten des Werkstücks 4 mit der Vakuum-Greifeinheit 9 stellt sich somit, wie vorstehend bereits erläutert wurde, im Wesentlichen ein statischer Druckzustand in der Greifvorrichtung 1, insbesondere in der Ansaugkammer 10, ein.
Im Gegensatz hierzu wird zum Halten des Werkstücks 4 mit der Bernoulli- Greifeinheit 6 durchgehend eine Strömung, zumindest in einem Teilbereich zwischen der Greifvorrichtung 1 und dem Werkstück 4, erzeugt.
Um eine besonders kompakte, das Werkstück 4 sicher haltende und flexibel einsetzbare Greifvorrichtung 1 zu schaffen, überschneiden sich der Bernoulli- Unterdruck-Bereich 8 und der Vakuum-Unterdruck-Bereich 11 zumindest teilweise, wie in der Zeichnung dargestellt. Alternativ und hier nicht dargestellt kann es auch vorgesehen sein, dass sich der Bernoulli-Unterdruck-Bereich 8 und der Vakuum-Unterdruck-Bereich 11 einander umgeben. In beiden Fällen kann die Greifvorrichtung 1 äußerst flexibel für unterschiedlich große Werkstücke 4 eingesetzt werden.
In dem in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Bernoulli- Unterdruck-Bereich 8 vollständig im Vakuum-Unterdruck-Bereich 1 1 angeordnet. Alternativ kann aber auch vorgesehen sein, dass der Vakuum-Unterdruck- Bereich 11 vollständig im Bernoulli-Unterdruck-Bereich 8 angeordnet ist.
Für den Fall, dass der Bernoulli-Unterdruck-Bereich 8 und der Vakuum- Unterdruck-Bereich 11 sich einander umgeben, sind der Bernoulli-Unterdruck- Bereich 8 und der Vakuum-Unterdruck-Bereich 11 voneinander getrennt. Besonders bevorzugt grenzen der Bernoulli-Unterdruck-Bereich 8 und der Vakuum-Unterdruck-Bereich 1 1 in diesem Fall direkt aneinander an und werden insbesondere durch eine Barriere, beispielsweise durch ein elastisches Wandelement, voneinander getrennt. Wie in den Fig. 3 bis 5 gezeigt, ist die Benioulli-Greifeinheit 6 zumindest zum Teil, hier und vorzugsweise vollständig, in der Vakuum-Greifeinheit 9 angeordnet. Die BemouUi-Greifeinheit 6 kann dabei zumindest zum Teil, hier und vorzugsweise vollständig, in der Amauglcammer 10 angeordnet sein. In einer alter- nativen Ausgestaltung kann es jedoch auch vorgesehen sein, dass die Vakuum- Greifeinheit 9 zumindest zum Teil, vorzugsweise vollständig, in der Beraoulli- Greifeinheit 6 angeordnet ist.
Die BemouUi-Greifeinheit 6 ermöglicht grundsätzlich ein schwimmendes Halten des flächigen Werkstücks 4, so dass das Werkstück 4 relativ zu der Greifvorrichtung 1 entlang der Werkstückoberfläche 5, insbesondere nahezu reibungsfrei, verschiebbar ist. Die das Halten des Werkstücks 4 mit der BemouUi-Greifeinheit 6 ermöglichende Strömung bildet dabei ein Luftkissen, auf dem das Werkstück 4 entsprechend verschiebbar ist.
Die Vakuum-Greifeinheit 9 erlaubt dagegen ein festes Halten des Werkstücks 4 ohne Bewegungsfreiheitsgrad des Werkstücks 4 entlang der Werkstückoberflä- che 5. Das Werkstück 4 ist gegenüber der Vakuum-Greifeinheit 9 dabei nicht verlagerbar. Insofern lässt sich mit der BemouUi-Greifeinheit 6 eine Art Gleitla- ger für das Werkstück 4 erzeugen, während sich mit der Vakuum-Greifeinheit 9 eine Art Festlager für das Werkstück 4 bilden lässt.
Vorzugsweise weist die GreifVorrichtung 1 einen BernouUi-Betriebsmodus, in dem das Werkstück 4 von der BemouUi-Greifeinheit 6 gehalten wird, und/oder einen Vakuum-Betriebsmodus, in dem das Werkstück 4 von der Vakuum- Greifeinheit 9 gehalten wird, auf. Zusätzlich oder alternativ kann die GreifVorrichtung 1 einen kombinierten Betriebsmodus aufweisen, in dem das Werkstück 4 von der BemouUi-Greifeinheit 6 und von der Vakuum-Greifeinheit 9 gehalten wird. Weiter vorzugsweise ist es so, dass die Greifvorrichtung 1 das Werkstück 4 im BernouUi-Betriebsmodus vornehmlich, insbesondere ausschließlich, durch die BemouUi-Greifeinheit 6 bzw. im Vakuum-Betriebsmodus vornehmlich, insbesondere ausschließlich, durch die Vakuum-Greifeinheit 9 hält.
Eine strömungstechnisch besonders vorteilhafte und hier dargestellte Ausgestal- tung betrifft eine bezogen auf eine Greifachse la im Wesentlichen rotations- syrnmetrische Ausgestaltung der BemouUi-Greifeinheit 6 und/oder der Vakuum- Greifeinheit 9. Grundsätzlich kann von dieser Rotationssymmetrie aber auch abgewichen werden.
Die Bernoulli-Greifeinheit 6 weist eine Druckleitung 12 zum Anlegen der Druckluft an die Ausströmeinheit 7 auf. Wie in Fig. 4 gezeigt, strömt die Druckluft durch die Druckleitung 12 in die Ausströmeinheit 7 und wird von dieser bezogen auf die Greifachse la radial ausgeleitet. Hierzu weist die Ausströmeinheit 7 hier und vorzugsweise eine Vielzahl von Öffnungen 7a auf, welche um die Greifachse la verteilt sind. Vorzugsweise verlaufen die Mittelachsen der öff- nungen 7a im Wesentlichen parallel zur Werkstückoberfläche 5. Alternativ können diese jedoch auch in einem Winkel von bis zu 30° gegenüber der Werkstückoberfläche 5 geneigt sein. Wie in der Fig. 4 dargestellt, bildet sich hier und vorzugsweise zwischen der Werkstückoberfläche 5 und der Greifvorrichtung 1 , hier der Bernoulli-Greifeinheit 6, ein Luftpolster aus, welches durch die Strö- mung gebildet wird, welche auch den Unterdruck zum Halten des Werkstücks 4 erzeugt. Das Werkstück 4 wird von der Bernoulli-Greifeinheit 6 wie oben angedeutet im Wesentlichen berülhrungsfrei gehalten.
Nur um sicherzustellen, dass zwischen der Werkstückoberfläche 5 und der Greifvorrichtung 1 im Bemoulli-Betriebsmodus stets ein Spalt verbleibt, weist die Bernoulli-Greifeinheit 6 eine Reihe von Abstützelementen 13 auf. Das Werkstück 4 kann damit im Bemoulli-Betriebsmodus sicher gehalten werden, auch wenn sich beispielsweise ungewünschte mechanische Schwingungen am Werkstück 4 ausbilden.
Die Vakuum-Greifeinheit 9 weist wie oben angesprochen die Ansaugkammer 10 auf. Die Ansaugkammer 10 mündet in eine Ansaugöffhung 14, welche im Vakuum-Betriebsmodus in Kontakt mit der Werkstückoberfläche 5 steht und den Vakuum-Unterdruck-Bereich 11 begrenzt. Die Haltekraft zum Halten des Werk- Stücks 4 wird durch das Anlegen eines Unterdrucks an die Ansaugkammer 10 erzeugt. Hierzu kann diese über eine Unterdruckleitung 17 an eine Unterdruckquelle, insbesondere eine Unterdruckpumpe, angeschlossen werden. Die Funktion der Unterdruckquelle kann auch von einer Venturi- Anordnung übernommen werden, sofern lediglich ein Druckluftanschluss vorliegt. Die Ansaugkammer 10 wird hier und vorzugsweise durch einen Balgsaugkörper 15, vorzugsweise einen Faltenbalgsaugkörper, gebildet. Im Balgsaugkörper 15 ist hier und vorzugsweise ein Verstärkungselement 15c, insbesondere aus Kunststoff und/oder Metall angeordnet. Wie in Fig. 5 gezeigt, ist dieser Balgsaugkörper 15 an der Greifvorrichtung 1 im Übrigen, insbesondere über einen eigenen Federabschnitt 15a, federnd gelagert. Darüber hinaus weist der Balgsaugkörper 15 einen Federabschnitt 15b im Bereich der Ansaugöffhung 14 zum federnden Anlegen an das Werkstück 4 auf.
Der Balgsaugkörper 15 kann einteilig, insbesondere einstückig, wie in den Fig. 3 bis 5 gezeigt, ausgebildet sein. Grundsätzlich ist auch eine mehrteilige Ausgestaltung möglich. Der Balgsaugkörper 15 kann insbesondere zwei oder drei Balgsaugkörperteile aufweisen, die sich ggf. in ihren Materialeigenschaften unterscheiden.
Wie in Fig. 1 zu sehen ist, sind hier in der Ansaugöffhung 14 Stützabschnitte 16 zum Abstützen und Anlegen an das Werkstück 4 vorgesehen. Diese sind weiter vorzugsweise am Balgsaugkörper 15 ausgebildet. Damit wird ein stabiles Abstützen der Werkstückoberfläche 5 im Vakuum-Betriebsmodus erreicht.
Ferner weist die Vakuum-Greifeinheit 9 eine Unterdruckleitung 17 zum Anlegen eines Unterdrucks in der Ansaugkammer 10 auf. Hier verlaufen die Mittelachsen der Unterdruckleitung 17 und der Druckleitung 12 zumindest abschnittsweise koaxial zueinander. Besonders bevorzugt ist es, wenn die Unterdruckleitung 17 in der Druckleitung 12 aufgenommen ist, und/oder, wenn die Druckleitung 12 in der Unterdruckleitung 17 aufgenommen ist, wie dies im Ausfuhrungsbeispiel gezeigt ist. Eine solche Ausbildung ermöglicht einen ganz besonders einfachen An- schluss der Greifvorrichtung 1 an einen Endeffektor 2. Alternativ können die Druckleitung 12 und die Unterdruckleitung 17 jedoch auch separat voneinander ausgebildet sein.
Hier und vorzugsweise ist die Greifvorrichtung 1 als eine vormontierte Einheit ausgebildet, welche als Einheit an einen Endeffektor 2 montierbar ist. In dem Fall, dass die Unterdruckleitung 17 in der Druckleitung 12 bzw. die Druckleitung 12 in der Unterdruckleitung 17 aufgenommen ist, ist eine solche Montage besonders einfach durch eine Schraubverbindimg möglich. Vorzugsweise wird die Greifvorrichtung 1 kraft- und/oder formschlüssig mit dem Endeffektor 2 verbunden, so dass ein einfacher Austausch einer defekten Greifvorrichtung 1 möglich ist.
Wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt, ist an einem vorschlagsgemäßen Endeffektor 2 für einen Manipulator 3 mindestens eine vorschlagsgemäße Greifvorrichtung 1 vorgesehen. Vorzugsweise weist der Endeffektor 2 mindestens zwei Greifvorrichtungen 1 auf, wobei mindestens eine Greifvorrichtung 1 oder nur ein Teil der Greifvorrichtungen 1 vorschlagsgemäß ausgestaltet ist oder wobei, wie im Ausfuhrungsbeispiel, alle Greifvorrichtungen 1 vorschlagsgemäß ausgebildet sind.
Die hier und vorzugsweise mehreren Greifvorrichtungen 1 bilden zusammen einen Greifbereich aus, über den die jeweilige Haltekraft auf die Werksrückoberfläche 5 übertragbar ist. Je nach Ansteuerung der Greifvorrichtungen 1 lassen sich unterschiedliche Greifbereiche aus einzelnen Teilgreifbereichen 18a-f realisieren. Beispielhaft sind in den Fig. 2a und 2b die unterschiedlichen Greifbereiche durch schraffierte Flächen angedeutet. Fig. 2a zeigt die Möglichkeit der Realisierung eines äußeren Teilgreifbereichs 18a und eines inneren Teilgreifbereichs 18b. Fig. 2b zeigt, dass die dortigen Teilgreifbereiche 18c, 18d, 18e, 18f bis zu einem gewissen Grad individuell auf den jeweiligen Anwendungsfall angepasst werden können, indem die Greifeinrichtungen 1 entsprechend angesteuert werden.
Der Manipulator 3, insbesondere der Endeffektor 2, weist hier und vorzugsweise eine schaltbare Ventilvorrichtung 19 für die Ansteuerung der Greifeinrichtungen, also für den Anschluss der Greifvorrichtung 1 bzw. einer der Greifvorrichtungen 1 an eine Versorgungsquelle 20, auf. Vorzugsweise weist die Ventilvorrichtung 19 mehrere Ventile auf. Der Ventilvorrichtung 19 ist eine entsprechende elektronische Steuerung 21 zugeordnet.
Vorzugsweise wird bzw. werden bei einem Aufnehmen und/oder Ablegen eines Werkstücks 4 die Greifvorrichtung 1 bzw. Greifvorrichtungen 1 im Vakuum- Betriebsmodus betrieben. Zwischen dem Aufnehmen und dem Ablegen kann bzw. können zum Positionieren des Werkstücks 4 relativ zum Endeffektor 2 und/oder zum Formen des Werkstücks 4 am Endeffektor 2 eine Greifvorrichtung 1 oder mehrere Greifvorrichtungen 1 in den Bernoulli-Betriebsmodus umge- schaltet werden. Vorzugsweise verbleiben dabei ein und/oder zwei Greifvorrich- tungen 1 im Vakuum-Betriebsmodus, es können jedoch auch alle GreifVorrich- tungen 1 umgeschaltet werden. Schließlich kann beim Ablegen zum Lösen des Werkstücks 4 vom Endeffektor 2 ein Druckluftimpuls über die Bernoulli-Greifeinheiten erzeugt werden.
Next Patent: CELLULAR TELECOMMUNICATIONS NETWORK