Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
SYSTEM FOR RADIO CONNECTION OF AN ASSEMBLY TO A CONTROLLER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/094166
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a system for the connection of an assembly (80), consisting of at least one actuator and at least one sensor, to a controller (100), said assembly being guided by a handling apparatus (1). The controller (100) comprises a radio master (110), which is spatially separate from the handling apparatus (1) and has at least one sending and receiving unit (111). The assembly (80) has at least one sending and receiving unit (61) for communication with the radio master (110). The assembly (80) is supplied with load voltage via the handling apparatus (1). In or on the assembly (80), the load voltage is transformed into a direct current target voltage with the aid of a DC/DC or AC/DC transformer (51). The direct current target voltage supplies the sending and receiving unit (61) of the assembly (80). The present invention creates a system for connecting an assembly (80) to a controller (100) with which the assembly (80), equipped with actuators and sensors, can be integrated in any system architecture of the controlling background software and hardware without signal lines laid via the handling device.

Inventors:
ZIMMER MARTIN (DE)
ZIMMER GÜNTHER (DE)
Application Number:
PCT/DE2019/000290
Publication Date:
May 14, 2020
Filing Date:
November 05, 2019
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
ZIMMER MARTIN (DE)
ZIMMER GUENTHER (DE)
International Classes:
B25J9/08; B25J13/00; B25J15/04
Domestic Patent References:
WO2005059666A12005-06-30
Foreign References:
US20150120041A12015-04-30
EP1591210A12005-11-02
EP1798007A12007-06-20
DE102017009319B32019-04-04
DE102015012779A12017-04-27
Attorney, Agent or Firm:
ZÜRN & THÄMER (DE)
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche :

1. System zur Anbindung einer - von einer HandhabungsVorrich tung (1) geführten - Baugruppe (80), als Teil eines mehrteiligen Adaptersystems (19), aus mindestens einem Aktor und mindestens einem Sensor an eine Steuerung, dadurch gekennzeichnet,

- dass die Steuerung einen von der Handhabungsvorrichtung (1) räumlich getrennten Funkmaster (110) mit mindestens einer Sende- und Empfangseinrichtung (111) umfasst,

- dass die Baugruppe (80) mindestens eine Sende- und Empfangs einrichtung (61, 63) zur Kommunikation mit dem Funkmas ter (110) aufweist,

- dass die Baugruppe (80) über die Handhabungsvorrichtung (1) mit Lastspannung versorgt wird,

- dass in oder an der Baugruppe (80) die Lastspannung mit Hilfe eines DC/DC-oder AC/DC-Wandlers (51) auf eine Gleichstromsoll spannung gewandelt wird und

- dass die Gleichstromsollspannung die Sende- und Empfangsein richtung (61, 63) der Baugruppe (80) versorgt.

2. System zur Anbindung einer Baugruppe an eine Steuerung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Baugruppe (80) das letzte Glied (80) einer kinematischen Kette einer Handhabungs vorrichtung (1) ist, wobei die Baugruppe (80) neben mindestens einem Aktor und/oder mindestens einem Sensor ein Rechen- und Speichermodul umfasst.

3. System zur Anbindung einer Baugruppe an eine Steuerung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Ausgang des DC/DC- Wandlers (51) zur Energiespeicherung ein Kondensator (55) einge baut ist.

4. System zur Anbindung einer Baugruppe an eine Steuerung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Baugruppe (80) ein Teil eines mehrteiligen Adaptersystems (19) ist, das aus mehre ren Systemmodulen (20, 30, 40, 50, 90) besteht.

5. System zur Anbindung einer Baugruppe an eine Steuerung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Systemmodul (50) am Modulgehäuse eine Ausbuchtung (73) hat, in der eine Kamera (74) zur Beobachtung des zwischen den Greifarmen (89) gelegenen Rau mes angeordnet ist.

6. System zur Anbindung einer Baugruppe an eine Steuerung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass beidseits an der Aus buchtung (73) des Systemmoduls (50) die einzelnen Antennen (62, 64) der Sende- und Empfangseinrichtungen (61, 63) angeordnet sind.

7. System zur Anbindung einer Baugruppe an eine Steuerung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils eine An

tenne (62, 64) des Systemmoduls (50) mit einer Antenne des Funk masters (110) kommuniziert.

8. System zur Anbindung einer Baugruppe an eine Steuerung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Sende- und Empfangseinrichtung (111) des Funkmasters (110) und der Sende- und Empfangseinrichtung (61, 63) des Greifers (80) die den oder die Aktoren steuernden Signale sowie die ausgewerteten Informa tionen des oder der Sensoren per Funk übermittelt werden.

9. System zur Anbindung einer Baugruppe an eine Steuerung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalübertragung verschlüsselt erfolgt.

Description:
System zur Funkanbindung einer Baugruppe an eine Steuerung

Beschreibung :

Die Erfindung betrifft ein System zur Anbindung einer - von ei ner Handhabungsvorrichtung geführten - Baugruppe, als Teil eines mehrteiligen Adaptersystems , aus mindestens einem Aktor und min destens einem Sensor an eine Steuerung.

Die an einer SPS angeschlossene Handhabungsvorrichtung ist in Kombination mit dem letzten Glied beispielsweise ein mehrglied riger 6-Achs-Roboter, der einen Parallelgreifer trägt. Für die Kommunikation zwischen der SPS und dem Parallelgreifer befindet sich in der SPS ein Bus-Master, der auf die Aktoren und Sensoren des Parallelgreifers, z.B. über mindestens einen IO-Link-Port , zugreift .

Bestätigungskopie Aus der DE 10 2017 009 319 Al ist ein Adaptersystem zur Anbin dung des letzten Gliedes einer kinematischen Kette einer Handha bungsvorrichtung an diese bekannt, wobei das letzte Glied ein Rechen- und Speichermodul sowie mindestens einen Aktor und/oder mindestens einen Sensor aufweist. Dabei sind zwischen dem vor letzten und dem letzten Glied der kinematischen Kette mehrere nacheinander positionierte Systemmodule angeordnet. Ein System modul weist eine Elektronikbaugruppe auf, die die mit der vorge gebenen Systemarchitektur auszutauschenden Kommunikationsdaten der ankommenden elektrischen Verbindungsleitungen für die Kommu nikation mit der Geräteschnittstelle des letzten Gliedes anpasst oder wandelt und über eine Übergabestelle drahtgestützt kommuni zierbar zur Verfügung stellt.

Ein intelligenter Aktor weist in der Regel auch intelligente Sensoren auf. Der einzelne Sensor besteht aus einem Basissensor, einer Auswerteelektronik und mindestens einer Kommunikations- schnittstelle . Der Aktor und die Sensoren haben jeweils Schnitt stellen, die in der Automatisierungsumgebung des Handhabungsge räts in der Regel in eine vorhandene Systemarchitektur inte griert werden müssen. Innerhalb der Architektur ziehen sich durch mehr oder weniger harmonisierte Automatisierungsebenen verschiedene Hardwareplattformen, die sich vom Sensor- und/oder Aktorbus über den Feldbus und den Fabrikbus bis hin zur Leit- ebene erstrecken.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Problemstellung zugrunde, ein System zur Anbindung einer Baugruppe an eine Steuerung zu schaffen, mit dem die mit Aktoren und Sensoren ausgestattete Baugruppe in jede Systemarchitektur der steuernden und regelnden Hintergrundsoft- und -hardware - ohne über das Handhabungsgerät verlegte Signalleitungen - integrierbar ist. Diese Problemstellung wird mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Dabei umfasst die Steuerung einen von der Handhabungs vorrichtung räumlich getrennten Funkmaster mit mindestens einer Sende- und Empfangseinrichtung. Die Baugruppe weist mindestens eine Sende- und Empfangseinrichtung zur Kommunikation mit dem Funkmaster auf . Die Baugruppe wird über die HandhabungsVorrich tung mit Lastspannung versorgt. In oder an der Baugruppe wird die Lastspannung mit Hilfe eines DC/DC-oder AC/DC-Wandlers auf eine Gleichstromsollspannung gewandelt. Die Gleichstromsollspan nung versorgt die Sende- und Empfangseinrichtung der Baugruppe.

In der Regel verfügen die handelsüblichen Handhabungsvorrichtun gen über verschiedene Leistungsversorgungen und unterschiedliche Kommunikationsverfahren. In der Folge muss der Hersteller von Endgeräten, die als letztes Glied der kinematischen Kette der Handhabungsvorrichtungen angeordnet sind, seine Endgeräte an diese Leistungsversorgungen und Kommunikationsverfahren einzeln anpassen. Um aufwändige Hardwareanpassungen zu umgehen, wird mit der Erfindung ein System zur Verfügung gestellt, das zum einen mittels Funktechnologie, einer sog. Brückentechnologie, Steuer informationen von der Steuerung aus, an der auch die Handha bungsvorrichtung angeschlossen ist, an das jeweilige Endgerät, z.B. Greifer, übermittelt. Zum anderen verfügt das System im Endgerät über ein Kommunikationsmodul, in dem die Energieversor gung der Handhabungsvorrichtung an die des Endgeräts angepasst wird. Das Kommunikationsmodul ist damit ein Interface, das die zur Verfügung gestellte Energie und die per Funk übernommenen Informationen über ein IO-Link-Kabel an das jeweilige Endgerät weitergibt . Das mehrteilige Adaptersystem besteht aus einer Gruppe von einzelnen Systemmodulen, die mehrschichtig hintereinander angeord net sind. Sie sind in der Reihenfolge teilweise beliebig vertauschbar. Da im Kommunikationsmodul anstelle eines Wireless-IO- Link-Ports auch ein Wireless-IO-Link-Master für mehrere Ports eingebaut sein kann, besteht die Möglichkeit, ein Systemmodul mit mehreren Verzweigungen zum Tragen und Ansteuern mehrerer Greifer zur Verfügung zu stellen.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung mindestens einer schematisch dargestellten Ausführungsform.

Figur 1 : perspektivische Ansicht einer Handhabungsvorrichtung mit einem über ein Adaptersystem adaptierten Greifer;

Figur 2: vergrößerte perspektivische Ansicht des Adaptersys tems zusammen mit dem Greifer nach Figur 1;

Figur 3: Prinzipdarstellung der drahtlosen Kommunikation zwi schen der SPS und dem Greifer in Kombination mit der Spannungswandlung der VersorgungsSpannung des

Greifers .

Die Figur 1 zeigt eine als Gelenkroboter ausgebildete Handhabungsvorrichtung (1) mit einer sogenannten RRR-Kinematik. Die serielle kinematische Struktur des Gelenkroboters (1) hat drei rotatorische Hauptachsen und drei rotatorische Nebenachsen. Die Hauptachsen stellen die A-Achse (3), die B-Achse (5) und die C- Achse (7) dar. Die A-Achse (3) ist ein Drehtisch (4) mit verti- kaler Rotationsachse, der auf der Grundplatte (2) der Handha bungsvorrichtung gelagert ist. Der Drehtisch (4) lagert als ers tes Kinematikkettenglied einen um die horizontale B-Achse (5) - um z.B. 210 Winkelgrade - schwenkbaren Fußhebel (6) . Am freien Ende des Fußhebels (6) sitzt als Gelenk mit ebenfalls horizonta ler Schwenkachse die C-Achse (7), die den Kniehebel (8) trägt. Der Kniehebel (8) ist gegenüber dem Fußhebel (6) um z.B. 270 Winkelgrade schwenkbar.

Die erste Nebenachse, die D-Achse (11), ist eine Rotationsachse. Sie besteht aus einem um seine Längsachse drehbaren Trag

arm (12), der am freien Ende des Kniehebels (8) gelagert ist.

Die zweite Nebenachse ist die E-Achse (13), um die der Handhe bel (14) um z.B. 270 Winkelgrade schwenkbar gelagert ist. Der Handhebel (14) trägt einen um 360 Winkelgrade schwenkbaren Dreh teller, der um die F-Achse (16) rotierbar gelagert ist. Der Drehteller ist das vorletzte Glied (15) der Kinematikkette. An ihm ist das Adaptersystem (19), zusammen mit dem Greifer (80), befestigt. Das Adaptersystem (19) umfasst im Ausführungsbeispiel die Systemmodule (20, 30, 40, 50, 90). Die Anzahl der Systemmo- dule ist nicht festgelegt. Zwischen den Systemmodulen (30) und (90) können weitere Systemmodule eingebaut werden.

Durch eine entsprechend koordinierte Ansteuerung der einzelnen Achsen (3, 5, 7, 11, 13, 16) kann nahezu jede beliebig im Ar beitsraum des Gelenkroboters (1) gelegene gerade Strecke oder gekrümmte Bahnkurve abgefahren werden. Das lässt sich auch mit Handhabungsgeräten realisieren, die auf einem kartesischen, ei nem zylindrischen oder einem Polarroboter basieren. Die Roboter verfügen dann entsprechend über eine TTT- , RTT- oder RRT-Kinema- tik. Hierbei steht das „T" für translatorische und das „R" für rotatorische Hauptachsen bzw. Führungen. Anstelle dieser Roboter kann auch jeweils ein Handhabungsgerät benutzt werden, das statt der seriellen Struktur eine parallele oder hybride Struktur aufweist. Als parallele Strukturen können Tripode, Pentapode oder Hexapode verwendet werden.

In der Figur 2 ist eine vergrößerte Ansicht des Adaptersys tems (19), zusammen mit einem Greifer (80), dargestellt. Das Adaptersystem (19) umfasst im Ausführungsbeispiel vier hinterei nander angeordnete Module. Diese sind der Reihe nach ein Mecha nikmodul (20), ein Anschlussmodul (30), ein Verformungsmo dul (40) und ein Kommunikationsmodul (50) .

Das Mechanikmodul (20) hat ein zumindest bereichsweise kegel stumpfmantelförmiges Basismodulgehäuse, über das es am Drehtel ler (15) starr befestigt ist. Dazu hat das Basismodulgehäuse an seiner Oberseite z.B. einen großen Vierkantzapfen, der im Dreh teller (15) in eine entsprechende Aussparung formschlüssig ein greift. Die Ober- und die Unterseite des Basismodulgehäuses sind durch eine zentrale Durchgangsbohrung miteinander verbunden. Durch die Durchgangsbohrung hindurch wird - hier nicht darge stellt - ein Pneumatikschlauch sowie ein Kabelbündel aus einer Vielzahl von Adern und Litzen geführt.

Das Mechanikmodul (20) bildet mit dem Folgemodul, dem Anschluss modul (30), eine Mechanikschnittstelle. Das Anschlussmodul (30) hat ein ebenfalls bereichsweise kegelstumpfmantelförmiges An schlussgehäuse. In der Oberseite des Anschlussgehäuses ist ein Zulaufrohr für die Zuführung von Druckluft angeordnet. Neben dem Zulaufrohr befindet sich eine Kabelklemme, über die das oben ge nannte Kabelbündel im Mechanikmodul zugfest arretiert wird. Im hohlen Anschlussgehäuse des Anschlussmoduls (30) sind die einzelnen Adern und Litzen des in der Kabelklemme gehaltenen Ka belbündels, z.B. an einer mittig auf der Unterseite des An schlussgehäuses (30) angeordneten Anschlussbuchse, befestigt.

Gemäß Figur 2 folgt auf das Anschlussmodul (30) das Verformungs modul (40). Zur Verbindung der beiden Module (30) und (40) hat das Verformungsmodul (40) in der Mitte seiner Oberseite einen zur Anschlussbuchse des Anschlussmoduls (30) passenden An schlussstecker .

Das Verformungsmodul (40) besteht im Wesentlichen aus einem Ge häuseoberteil, einem Gehäuseunterteil und einer dazwischen lie genden Elastomerschicht. Die Elastomerschicht stellt eine nach giebige Gehäusewandung dar.

Im Verformungsmodul (40) ist beispielsweise ein Kraft-Momenten- Sensor in Speichenbauweise eingebaut. Dieser Sensor besteht aus einem mit Vierkantspeichen versehenen Fußring mit einer zentra len Scheibe, einem Kopfring und vier Vierkantsäulen. Die Vier kantsäulen verbinden die Scheibe mit dem Kopfring. An jeder Säule und jeder Speiche ist je ein Dehnmessstreifenpaar angeord net. Aus den elastischen Verformungen der Säulen und/oder Spei chen können über die Widerstandsänderungen der Dehnmessstreifen die wirkenden Kräfte und Momente bezüglich der Koordinatenachsen ermittelt werden. Der Fußring ist dabei am Gehäuseoberteil des Verformungsmoduls (40) befestigt, während der Kopfring am Gehäu seunterteil des Verformungsmoduls (40) fixiert ist. Über eine 6 x 8-Matrix-Vektor-Multiplikation werden die vom Sensor abgege benen Signale in Werte für Kräfte und Momente umgewandelt. Dazu verfügt das Verformungsmodul über einen eigenen Rechenbaustein. Die Rechenwerte werden über die Leitungen und Kontaktstellen der Module des Adaptersystems an die Rechner- und Speichereinheit des Greifers weitergeleitet, um dort die Rechenwerte an die He bellänge anzupassen, die sich - je nach Aufbau des Adaptersys tems - zwischen dem Verformungsmodul (40) und den Greifar men (89) ergibt.

Das Verformungsmodul (40) hat im Gehäuseoberteil einen mittig angeordneten Anschlussstecker, während das Gehäuseunterteil mittig eine Anschlussbuchse aufweist, wie sie schon aus dem An schlussmodul (30) bekannt ist.

Das Verformungsmodul (40) misst die Biegung der Kombination aus mindestens einem Systemmodul und dem letzten Glied (80) in zwei zueinander senkrecht stehende Ebenen, wobei die Schnittlinie der beiden Ebenen die Mittellinie (16) der Systemmodule (20, 30, 40, 50) ist. Die ermittelte Biegung ist beispielsweise ein Maß für die Belastung des beladenen Greifers (80).

An das Verformungsmodul (40) schließt sich ein Kommunikationsmo dul (50) über einen ebenfalls mittigen Anschlussstecker an, über den u.a. auch die Energieversorgungen von der Oberseite aus zu der in der Unterseite angeordneten Anschlussbuchse - unter der Zwischenschaltung eines DC/DC-Wandlers - gelangen. Das Kommuni kationsmodul (50) hat bereichsweise ein Kommunikationsgehäuse mit einer zumindest bereichsweise zylindrischen Außenwandung.

Im Innenraum des Kommunikationsgehäuses ist ein DC/DC- Wandler (51) als Power-Interface angeordnet, vgl. Figur 3. Er wandelt die über die Handhabungsvorrichtung (1) von der Steue rung (100) mittels der Lastleitung (101) angebotene Versorgungs spannung, es ist beispielsweise eine 48-Volt-Gleichspannung, in eine Gleichstromsollspannung um. Im Ausführungsbeispiel wird eine Gleichstromsollspannung von 24 V benötigt, die über die Lastleitung (53) an den Greifer (80) bzw. an das auf das Kommu nikationsmodul (50) folgende Systemmodul weitergeleitet wird.

Liefert der Roboter (1) beispielsweise eine WechselSpannung, wird anstelle des DC/DC-Wandlers (51) ein AC/DC-Wandler benutzt. Stellt der Roboter (1) eine Spannung zur Verfügung, die unter halb der Gleichstromsollspannung liegt, wird ein Wandler einge baut, der die Roboterspannung auf die erforderliche Gleichstrom sollspannung anhebt.

Zusätzlich kann dem DC/DC-Wandler (51) als sogenannter Booster ein Kondensator (55) parallelgeschaltet werden, vgl. Figur 3.

Als zusätzlicher Energiespeicher kann der Kondensator kurze Stromspitzen abfangen und somit für eine relativ geringe Zeit spanne der Baugruppe (80) mehr Energie bereitstellen, als vom Handhabungsgerät (1) permanent zur Verfügung gestellt werden kann. Die Zeitspanne liegt je nach Stromverbrauch zwischen eini gen Millisekunden und einer Sekunde. Die Kapazität des Kondensa tors kann beispielsweise bis zu 100 mF betragen.

Im oder am Kommunikationsmodul (50) ist mindestens eine Sende- und Empfangseinrichtung (61, 63) angeordnet, an der mindestens eine Antenne (62, 64) angeschlossen ist. Diese Sende-und Emp fangseinrichtungen (61) und/oder (63) kommunizieren bidirektio nal mit entsprechenden Sende- und Empfangseinrichtungen (111) eines nach Figur 3 über die Lastleitung (102) und die Signallei tung (103) an der Steuerung (100) angeschlossenen Funkmas ters (110) . Der Funkmaster (110) ist im Ausführungsbeispiel ein IO-Link-Wireless-Master . Jede in Figur 2 dargestellte Sende- und Empfangseinrichtung (61, 63) hat im Funkmaster (110) eine kor respondierende Sende- und Empfangseinrichtung. io

Der IO-Link-Wireless-Master kommuniziert z.B. mit 2,4 GHz. Seine übliche Funkreichweite liegt zum Anmeldezeitpunkt z.B. bei 10 m.

Die Sende-und Empfangseinrichtung (61, 63) , auch IO-Link-Bridge genannt, ist Teil einer Elektronik, die zu einer z.B. auf mehreren Platinen aufgebauten Elektronikbaugruppe gehört. Selbstverständlich kann die IO-Link-Bridge zusammen mit der oder den An tennen (62, 64) auch als separate Bausteine zur Elektronikbau gruppe zählen.

Die Elektronikbaugruppe steht innerhalb des AdapterSystems (19) draht- oder glasfasergestützt mit dem Greifer (80) und zumindest mit einem Teil der verbauten Systemmodule (20, 30, 40, 50, 90) in Verbindung. Die IO-Link-Bridge (61, 63) und die Elektronik baugruppe sind über die Spannungsversorgungsleitung (65), vgl. Figur 3, am Ausgang des DC/DC-Wandlers (51) angeschlossen.

Demnach erhält bei dem vorliegenden System der Greifer (80) seine Energie aus der Energieversorgung des Roboters (1) . Im Ge gensatz dazu empfängt der Greifer (80) seine Steuersignale nicht über einen am Roboter (1) entlang geführten Kabelbaum, sondern per Funk über einen zwischen der Sende- und Empfangseinrichtung (61, 63) des Kommunikationsmoduls (50) und dem im Bereich der Steuerung angeordneten Funkmaster (110) .

In Figur 2 weist das Gehäuse des Kommunikationsmoduls (50) seitlich als Kameragehäuse eine zumindest annähernd quaderförmige Ausbuchtung (73) auf. In der Ausbuchtung ist ggf. eine Kamera (74) untergebracht. Ihr Kameraobjektiv ist hinter einer Ausnehmung in der Unterseite der Ausbuchtung (73) angeordnet.

Die optische Achse des Kameraobjektivs schneidet den zwischen den Greifarmen (89) des Greifers (80) gelegenen Spannraum ca. mittig. Der Sichtbereich der Kamera (74) erfasst somit das zu greifende Werkstück und die Greifarme (89) . Um das Kameraobjek tiv herum sind an der Unterseite der Ausbuchtung (73) z.B. vier Beleuchtungsleuchtdioden (75) angeordnet, die den Spannraum aus leuchten .

Seitlich an der Ausbuchtung (73) sind beidseitig als Sende- und Empfangseinrichtungen (61, 63) z.B. die zwei Wireless-IO-Link- Adapter angeordnet. An jeder Sende- und Empfangseinrichtung (61,

63) ist eine Antenne (62, 64) angeordnet. Beide Antennen (62,

64) sind zur Verbesserung der Sende- und Empfangseigenschaften gegeneinander um 90° geschwenkt angeordnet. Dabei ist die An tenne (64) z.B. parallel zur Mittellinie des AdapterSystems (19) positioniert. Selbstverständlich können beide Antennen (62, 64) auch parallel zueinander ausgerichtet sein.

Nach Figur 2 ist am Kommunikationsmodul (50) der Greifer (80) als letztes Glied der Kinematikkette angedockt.

Der Greifer (80) besteht aus einem Elektronikteil und einem Me chanikteil. Über sein Gehäuse ist der Greifer am Kommunikations- modul (50) befestigt. Dabei steckt er mit seinem Anschlussste cker in der Anschlussbuchse des Kommunikationsmoduls (50) .

Um die Module (30, 40, 50) und den Greifer (80) sicher, einfach und schnell miteinander verbinden zu können, sind die Module und der Greifer (80) jeweils beispielsweise über einen Bajonettver schluss mechanisch gekuppelt. Dazu haben alle einzelnen Modulge häuse und das Greifergehäuse im Randbereich der jeweiligen Ober seite mehrere am Umfang verteilte Bajonettzungen. Die Modulge häuse und das Greifergehäuse weisen im Randbereich ihrer jewei ligen Unterseiten einzelne Bajonettringe auf, die dort auf einem Feingewinde gelagert sind. Der einzelne Bajonettring hat an sei ner Unterseite einen umlaufenden Bajonettsteg, der mindestens so viel Unterbrechungen entlang des Umfangs hat, wie die Modulge häuse Baj onettzungen aufweisen.

Um die Modulgehäuse miteinander zu verbinden, werden die An schlussstecker und Anschlussbuchsen der zu verbindenden Module ineinandergesteckt , wobei die Baj onettzungen die Unterbrechungen des Bajonettrings mit Spiel passieren. Durch ein Verschrauben des Bajonettrings legt sich der einzelne Bajonettsteg an den be nachbarten Baj onettzungen axial an, wodurch die Modulgehäuse durch das Feingewinde gegeneinander gezogen werden. Um eine de finierte Haltekraft vorzugeben, kann der Bajonettring einen Ver drehanschlag aufweisen.

Nach dem Festdrehen des Bajonettrings sind die Module (30, 40,

50) sowie der Greifer (80) formsteif - ohne Verwendung eines Werkzeugs - per Handkraft miteinander verbunden. Hierbei werden zwischen den einander kontaktierenden Adaptergeometrien alle elektrischen Kontakte hergestellt.

Beim Kuppeln werden die Module auch pneumatisch miteinander ver bunden. Dazu taucht jeweils ein im Zentrum der einzelnen An schlussbuchse eingebautes Zulaufrohr zentrierend und gasdicht in eine im Zentrum des jeweiligen Anschlusssteckers angeordnete Zu laufbohrung ein.

Ggf. sind die Module (30, 40, 50) sowie der Greifer (80) mit ei ner Passstift-Passbohrungskombination gegen ein gegenseitiges Verdrehen um die Mittellinie (16) gesichert.

Selbstverständlich können die Module (30, 40, 50) und der Grei fer (80) auch auf andere Weise aneinander fixiert werden. Im Greifer (80) schließt sich an das Basisgehäuse das Greiferge häuse an, das im Basisgehäuse z.B. über einen - nicht darge stellten - Trageinschub montiert ist. Der Trageinschub fixiert das Greifergehäuse mittels eines Hintergriffs. Im Greifergehäuse ist nur beispielhaft eine Zylinder-Kolben-Einheit als Verstell antrieb der Greifarme (89) angeordnet. Der Kolben der Zylinder- Kolben-Einheit bewegt die auf Schlitten sitzenden Greifarme (89) mithilfe eines Doppelkeilhakengetriebes. Bei jeder Hubbewegung der Kolbenstange werden die Schlitten in ihren Führungen quer zur Mittellinie (16) zwangsgeführt bewegt. Mithilfe von mindes tens zwei Sensoren sind die Endlagen des Kolbens editierbar. Ge gebenenfalls messen Drucksensoren an den Keilhaken die an den Greifarmen anliegenden Klemmkräfte beim Halten von Werkstücken.

Des Weiteren kann im Basisgehäuse mindestens ein Pneumatikventil angeordnet sein, um elektronisch gesteuert den Druckräumen des Zylinders der Zylinder-Kolben-Einheit die Druckluft zuzuführen oder diese abzublasen.

Anstelle des in Figur 2 dargestellten Greifers (80) ist auch ein Greifer mit elektromechanischem Antrieb einsetzbar, vgl. Paral lelgreifer der DE 10 2015 012 779 Al.

In das Gehäuse eines solchen Greifers ist ein vollwertiger Ser- voregler, bzw. Servoachsregler, zusammen mit einem dazugehörigen Rechen- und Speichermodul, eingebaut. Der Servoregler wird werkseitig so programmiert, dass der Endnutzer, bzw. der Maschi nenbediener, keine besonderen Fachkenntnisse benötigt, um die GreifVorrichtung auf die entsprechenden Greifgüter bzw. Werkstü cke einzustellen. Dabei können die Greifgüter sowohl formsteif als auch elastisch sein. Neben den einfachen Parametern, wie z.B. dem Greifhub und dem elastizitäts- und greifweitenabhängigen Greifhubzuschlag, können im Rechner- und Speichermodul für bestimmte, z.B. kundenspezifi sche Greifgüter spezielle katalogisierte Greifrezepturen abge legt sein, die vom Maschinenbediener über eine Greifgutnummer aufgerufen werden können. Auf diese Weise ist ein schnelles Um stellen zwischen zwei verschiedenen bekannten Greifaufgaben mög lich.

Hierzu sitzt der Servoregler und das dazugehörige Rechner- und Speichermodul direkt im Gehäuse des Greifers. Alle greifvorrich- tungsspezifischen Werte und Reglereinstellungen werden direkt in der Greifvorrichtungssoftware herstellerseitig einprogrammiert. Die Greifrezepturen für neue Greifaufgaben werden vom kundensei tigen Maschinenbediener handgesteuert angelernt und in dem vor richtungsseitigen Rechner- und Speichermodul direkt und dauer haft, z.B. zusammen mit einer neuen Greifgutnummer, abgespei chert. Als neue Greifgutnummer wird entweder die nächste freie Nummer automatisch gewählt oder sie wird numerisch über die SPS- Eingabetastatur eingegeben. Auch andere Einricht- oder Anlern vorgänge werden in der Regel über diese Tastatur vorgegeben.

Die vom Maschinenbediener eingegebenen greifgutnummerabhängigen Datensätze lassen sich ändern oder löschen, ohne dass hierzu in die werkzeugmaschinenseitige speicherprogrammierbare Steuerung eingegriffen werden muss.

Im greifvorrichtungseigenen Rechner- und Speichermodul sind op tional Mess- und Auswertealgorithmen einprogrammiert, die wäh rend der üblichen Greiffunktion auch Umfeldparameter wie Gehäu setemperatur, Gehäuseschwingungen, Körperschall u.s.w. messen und protokollieren können. Diese Daten werden in eine Ver schleißstatistik umgesetzt, um hieraus den Zeitpunkt der nächs- ten Wartung oder Vorrichtungsüberholung zu ermitteln und das Er reichen dieses Zeitpunkts beispielsweise an der Vorrichtung z.B. akustisch oder optisch anzuzeigen. Auch können die Umfeldparameter und/oder ihre Auswertung und Interpretation vom Rechner- und Speichermodul über die greifvorrichtungseigene Datenschnittstelle, also das Kommunikationsmodul (50) , zurück an die speicherprogrammierbare Steuerung der Handhabungsvorrichtung (1) bzw. der Anlage über Funk übermittelt werden.

Am Greifergehäuse sind nach Figur 2 z.B. zwei resistive Kraft aufnehmer jeweils in Form eines FSR-Sensors (96) angeordnet.

Mithilfe dieser Sensoren kann der Greifer (80) vor Ort durch den Maschinenbediener geöffnet oder geschlossen werden.

Bezugszeichenliste :

1 HandhabungsVorrichtung, Gelenkroboter, 6-Achs-Roboter

2 Grundplatte

3 A-Achse

4 Drehtisch, erstes Glied

5 B-Achse

6 Fußhebel

7 C-Achse

8 Kniehebel

11 D-Achse

12 Tragarm

13 E-Achse

14 Handhebel

15 Glied, vorletztes; Drehteller

16 F-Achse, Schwenkachse, Mittellinie

19 Adaptersystem (Summe der Module)

20 Mechanikmodul, erstes Systemmodul

30 Anschlussmodul, zweites Systemmodul

40 Verformungsmodul, viertes Modul

50 Kommunikationsmodul, drittes Modul

51 DC/DC-Wandler

53 Lastleitung von (80)

55 Kondensator, Energiespeicher, Booster, optional

61, 63 Sende- und Empfangseinrichtung, Bridge-Module

62, 64 Antennen

65 Spannungsversorgungleitung von (61, 63) 67 Signalleitungen zur und von (80)

73 Ausbuchtung; Kameragehäuse, optional

74 Kamera, optional

75 Beleuchtungsleuchtdioden, optional

80 Baugruppe, Glied, letztes; Greifer

89 Greifarme

90 Greiferbasismodul, Systemmodul, Basisgehäuse

96 FSR-Sensoren

100 Steuerung (SPS)

101 Lastleitung zu (51), variabel

102 Lastleitung zu (110)

103 Signalleitung zu (110)

110 Funkmaster

111 Sende- und Empfangseinrichtung von (110)