Beschreibung :

Die Erfindung betrifft ein Handhabungssystem mit einem mindes- tens eine Handhabungsvorrichtung tragenden Industrieroboter und mit einer Industrierobotersteuerung, wobei die einzelne HandhabungsVorrichtung ein Handhabungswerkzeug und eine Elekt- ronikbaugruppe mit mindestens einer Recheneinheit und mindes- tens einem Funkmodul aufweist sowie ein Verfahren zum Betrieb eines derartigen Handhabungssystems.

Aus der DE 102018 008 648 A1 ist ein Handhabungssystem mit einem beabstandet von der Industrierobotersteuerung angeordne- ten Funkmaster zur Steuerung einer HandhabungsVorrichtung be- kannt . Der vorliegenden Erfindung liegt die Problemstellung zugrunde, ein Handhabungssystem mit einer weitgehend universell einsetz- baren Ansteuerung der Handhabungsvorrichtung zu entwickeln.

Diese Problemstellung wird mit den Merkmalen des Hauptanspru- ches gelöst. Dazu ist die Industrierobotersteuerung mittels einer binären Signalschnittstelle zur bidirektionalen Kommuni- kation mit einer externen Steuerbaugruppe verbunden. Die ex- terne Steuerbaugruppe hat mit der Handhabungsvorrichtung eine als Signal- und Datenschnittstelle ausgebildete bidirektionale drahtlose serielle Schnittstelle. Die Handhabungsvorrichtung und/oder die externe Steuerbaugruppe hat mindestens ein Schnittstellenufer einer temporären Datenschnittstelle, wobei diese Datenschnittstelle zumindest für ankommende Daten gegen die Signalschnittstelle verriegelbar ist. Innerhalb der Hand- habungsvorrichtung ist die Recheneinheit mit mindestens einem kraftabhängigen Sensorsystem und/oder mindestens einem hubab- hängigen Sensorsystem festverdrahtet verbunden.

Im Verfahren zum Betrieb des Handhabungssystems überträgt die Industrierobotersteuerung bei Lage der Handhabungsvorrichtung in einer vorgegebenen Raumposition über die Signalschnitt- stelle ein Befehlssignal an die externe Steuerbaugruppe. Die externe Steuerbaugruppe überträgt Anwendungsdaten aus einem Datenspeicher über die Signal- und Datenschnittstelle an die Handhabungsvorrichtung . Die Handhabungsvorrichtung stellt mit- tels einer Steuereinrichtung mindestens ein Stellglied einer Steuerstrecke ein. Die Recheneinheit vergleicht eine Istwert- Werteschar der Steuerstrecke mit einem vorgegebenen Sollwert- feld. Bei Lage jedes dieser Istwerte innerhalb des Sollwert- felds übermittelt das Funkmodul ein Statussignal über die Sig- nal- und Datenschnittstelle an die externe Steuerbaugruppe. Die externe Steuerbaugruppe überträgt dieses Statussignal als Freigabesignal über die Signalschnittstelle an die Industrie- robotersteuerung .

Die Industrierobotersteuerung und die externe Steuerbaugruppe der Handhabungsvorrichtung sind zwei Steuerungen, die mittels einer binären bidirektionalen Signalschnittstelle miteinander kommunizieren. Über diese Signalschnittstelle werden von der Industrierobotersteuerung nur Befehlssignale und von der ex- ternen Steuerbaugruppe nur Statussignale der Handhabungsvor- richtung übertragen. Die externe Steuerbaugruppe und die Hand- habungsvorrichtung haben eine drahtlose bidirektionale Daten- und Signalschnittstelle. Über diese serielle Signal- und Da- tenschnittstelle werden zum einen die Parameter und Kommandos eines handhabungsvorrichtungsspezifischen Ablaufprogramms übertragen. Zum anderen werden die Prozessdaten und die Sta- tussignale von der HandhabungsVorrichtung an die externe Steu- erbaugruppe übertragen. Als Bedienerschnittstelle zur externen Steuerbaugruppe und/oder zur Handhabungsvorrichtung dient die temporäre drahtlose Datenschnittstelle. Über diese bidirektio- nale Datenschnittstelle können Ablaufprogramme an die externe Steuerbaugruppe übertragen und verdichtete Daten aus der ex- ternen Steuerbaugruppe ausgelesen werden. Während des Betrie- bes der Industrierobotersteuerung und/oder der externen Steu- erbaugruppe können über die Bedienerschnittstelle nur Daten ausgelesen werden. Das Einlesen von Daten in die externe Steu- erbaugruppe ist während dieses Zeitintervalls verriegelt. Auf- grund der geringen Schnittstellenanforderungen an die binäre Signalschnittstelle kann die externe Steuerbaugruppe an die Industrierobotersteuerungen unterschiedlicher Hersteller ange- schlossen werden.

Der Betrieb der externen Steuerbaugruppe und der Handhabungs- Vorrichtung erfolgt während eines Stillstands der Achsen des Industrieroboters. Das von der Industrierobotersteuerung über- tragende Startsignal startet das Ablaufprogramm der externen Steuerbaugruppe. Nach erfolgreicher Beendigung dieses Ablauf- Programms wird von der Handhabungsvorrichtung ein Statussignal ausgegeben, das über die externe Steuerbaugruppe als Freigabe- signal an die Industrierobotersteuerung übertragen wird. Nach Erhalt des Freigabesignals setzt die Industrierobotersteuerung die Steuerung der Achsbewegungen des Industrieroboters fort.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unter- ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung schematisch dar- gestellter Ausführungsformen.

Figur 1: Handhabungssys tem;

Figur 2 : Handhabungsvorrichtung;

Figur 3 : HandhabungsVorrichtung bei teilweise abgenommenem Gehäuse;

Figur 4: Gehäuseschale mit Elektronikbaugruppe; Figur 5: Schema des Handhabungssystems.

Die Figuren 1 - 5 zeigen ein Handhabungssystem (10) und einige seiner Komponenten. Das Handhabungssystem (10) umfasst einen Industrieroboter (20) und eine an diesem angeordnete Handha- bungsvorrichtung (50). Zur Steuerung des Industrierobo- ters (20) wird eine Industrierobotersteuerung (40) eingesetzt. Die Handhabungsvorrichtung (50), z.B. eine Greifvorrich- tung (50), eine Schwenkeinheit, eine Dreheinheit, eine Mi- nispindel, etc., wird mittels einer externen Steuerbau- gruppe (110) gesteuert. Hierbei kommuniziert die Industriero- botersteuerung (40) mit der externen Steuerbaugruppe (110) mittels einer Signalschnittstelle (41). Der dargestellte Industrieroboter (20) ist ein 6-Achs-Roboter in der Bauform eines Vertikal-Gelenkarm-Roboters. Er hat eine serielle kinematische Struktur in der Bauform einer RRR- Kinematik. Diese umfasst drei rotatorische Hauptachsen (21 - 23). Die Hauptachsen dieses Industrieroboters (20) sind eine A-Achse (21), eine B-Achse (22) und eine C-Achse (23). Die A- Achse (21) umfasst einen Drehtisch (24) mit vertikaler Rotati- onsachse, der auf einem Sockel (25) angeordnet ist. Der Dreh- tisch (24) lagert als erstes Kinematikkettenglied einen um die horizontale B-Achse (22) z.B. um 210 Winkelgrade schwenkbaren Fußhebel (26). Am Ende des Fußhebels (26) sitzt als Gelenk mit ebenfalls horizontaler Schwenkachse die C-Achse (23), die den Kniehebel (27) trägt. Der Kniehebel (27) ist relativ zum Fuß- hebel (26) um z.B. 270 Winkelgrade schwenkbar.

Im Ausführungsbeispiel sind auch die drei Nebenachsen (31 - 33) des Industrieroboters (20) als rotatorische Achsen ausge- bildet. Die erste Nebenachse (31), die D-Achse (31), umfasst einen um seine Längsachse drehbaren Tragarm (34), der am freien Ende des Kniehebels (27) gelagert ist. Die zweite Nebe- nachse (32) ist die E-Achse (32), um die ein Handhebel (35) um z.B. 270 Winkelgrade schwenkbar gelagert ist. Der Handhe- bel (35) trägt einen um 360 Winkelgrade schwenkbaren Drehtel- ler (36), der um die F-Achse (33) rotierbar gelagert ist. Am Drehteller (36) ist die Handhabungsvorrichtung (50) angeord- net. Hierbei kann die Handhabungsvorrichtung (50) direkt oder mittels eines Adapters am Drehteller (36) gelagert sein. Mit- tels der genannten Nebenachsen (31 - 33) wird u.a. die Orien- tierung der HandhabungsVorrichtung (50) bestimmt.

Beim Betrieb des Industrieroboters (20) kann die Handhabungs- vorrichtung (50) über eine entsprechende Ansteuerung der ein- zelnen Achsen (21 - 23, 31 - 33) des Industrieroboters (20) nahezu jede beliebige gerade Strecke oder gekrümmte Linie im Arbeitsraum abfahren. Auch ein anderer Aufbau des Industriero- boters (20), z.B. in der Bauform eines Portalroboters, eines Standsäulenroboters, eines Polarroboters, eines SCARA- Roboters, etc. ist denkbar. Diese Industrieroboter (20) können translatorische Achsen aufweisen. Beispielsweise haben sie dann eine TTT-, RTT- oder RRT-Kinematik. Der Industrierobo- ter (20) kann auch eine zweidimensionale Kinematik aufweisen. Auch ein Aufbau des Industrieroboters (20) als Tripod, Penta- pod oder Hexapod ist denkbar. Diese haben beispielsweise eine Parallelkinematik .

Die Industrierobotersteuerung (40) ist beispielsweise eine speicherprogrammierbare Steuerung. Diese ist z.B. modular auf- gebaut und in einem Steuerungsgehäuse (42), z.B. einem Schalt- schrank, angeordnet. In dem genannten Steuerungsgehäuse (42) können beispielsweise ein oder mehrere freie Steckplätze für weitere Steuerungsmodule oder Zusatzfunktionsmodule vorgesehen sein. Die speicherprogrammierbare Steuerung ist eine elektro- nische Steuerung mit einer unabhängig von der Steuerungsauf- gabe ausgebildeten internen Verdrahtung. Die Programmierung der speicherprogrammierbaren Steuerung kann als online-Pro- grammierung oder als offline-Programmierung erfolgen. Eine on- line-Programmierung kann beispielsweise in einem Einlernver- fahren erfolgen. Eine offline-Programmierung kann z.B. eine grafisch-interaktive Programmierung sein. Bei dieser Program- mierung wird in der speicherprogrammierbaren Steuerung ein Ab- laufprogramm für den Industrieroboter (20) erzeugt oder abge- legt. Dieses Ablaufprogramm regelt beispielsweise die Bewegun- gen der einzelnen Gelenke der Haupt- und Nebenachsen des In- dustrieroboters (20). Das Ablaufprogramm der Industrieroboter- steuerung (40) ist hierbei z.B. als Bahnsteuerung ausgelegt. Der Industrieroboter (20) ist beispielsweise fest verdrahtet mit der Industrierobotersteuerung (40) verbunden. Über diese Verdrahtung werden beispielsweise Daten und Signale zwischen dem Industrieroboter (20) und der Industrierobotersteue- rung (40) in beide Richtungen ausgetauscht. Unter Daten werden im Folgenden wiederinterpretierbare Darstellungen von Informa- tionen in formalisierter Art verstanden, die zur Kommunikation und zur Verarbeitung im Prozess geeignet sind. Dies sind bei- spielsweise satzweise übertragene Informationspakete, die ei- nen Programmablauf beschreiben oder ein Programmablauf steu- ern. Als Signale werden im Folgenden binäre Signale verstan- den. Dies sind digitale Signale, in denen jedes Signalelement einen von zwei diskreten Werten einnehmen kann. Ein derartiges Signal, z.B. ein Befehlssignal oder ein Statussignal, besteht im Ausführungsbeispiel aus maximal vier Bytes. Beispielsweise werden mittels der Daten die Stromversorgung des Industriero- boters (20) gesteuert. Diese Stromversorgung ist beispiels- weise eine 24 Volt oder 48 Volt-Gleichstromversorgung. Mittels der Stromversorgung des Industrieroboters (20) werden z.B. sämtliche Antriebsmotoren des Industrieroboters (20) versorgt. Außerdem ist beispielsweise am Drehteller (36) ein Stroman- schluss für die Handhabungsvorrichtung (50) vorgesehen.

An der Industrierobotersteuerung (40) ist ein Schnittstellen- ufer (43) angeordnet. Dieses Schnittstellenufer (43) ist Teil der Signalschnittstelle (41). Über dieses Schnittstellen- ufer (43) sind binäre Signale zwischen der Industrieroboter- steuerung (40) und der externen Steuerbaugruppe (110) bidirek- tional übertragbar. Die zwei Zustände eines Signalelements ei- nes binären Signals sind z.B. "Null" und "Eins". Beispiels- weise erfolgt der Signalaustausch auf der Ebene der Maschinen- sprache. Im Ausführungsbeispiel werden bis zu 12 verschiedene binäre Signale zwischen der Industrierobotersteuerung (40) und der externen Steuerbaugruppe (110) ausgetauscht. Die Figuren 2 und 3 zeigen als HandhabungsVorrichtung (50) eine GreifVorrichtung (50) in einer Ansicht und in einer Draufsicht bei teilweise geschnittenem Gehäuse (51). Die Greifvorrichtung (50) umfasst eine Elektronikbaugruppe (61) und ein Handhabungswerkzeug (71). In diesem Ausführungsbei- spiel sind die Elektronikbaugruppe (61) und das z.B. als Greifwerkzeug (71) ausgebildete Handhabungswerkzeug (71) im Greifergehäuse (51) angeordnet und gelagert. Die Greifvorrich- tung (50) kann auch so ausgeführt sein, dass Teile der Elekt- ronikbaugruppe (61) in einem separaten, z.B. an das Greifwerk- zeug (71) angrenzenden Gehäuse angeordnet sind.

Die Elektronikbaugruppe (61) ist im Ausführungsbeispiel in ei- nem Seitenbereich des Greifergehäuses (51) angeordnet. Die Fi- gur 4 zeigt eine Gehäuseschale (52) des Greifergehäuses (51) mit der darin angeordneten Elektronikbaugruppe (61). Die Ge- häuseschale (52) weist einen Kabeldurchbruch (53) auf. Durch diesen Kabeldurchbruch (53) hindurch ist die Elektronikbau- gruppe (61) mittels eines Gleichstromkabels (54) mit dem In- dustrieroboter (20) verbindbar. Über dieses Gleichstromka- bel (61) wird die Elektronikbaugruppe (61) vom Industrierobo- ter (20) aus mit einer z.B. unmodulierten Gleichspannung der oben genannten Spannungswerte versorgt.

Die Elektronikbaugruppe (61) umfasst in diesem Ausführungsbei- spiel einen Energiespeicher (62), eine Recheneinheit (63), eine Speichereinheit (64) und ein Funkmodul (65). Sie kann auch mehrere Energiespeicher (62), Recheneinheiten (63), Spei- chereinheiten (64) und/oder Funkmodule (65) umfassen. Die Re- cheneinheit (63) und das Funkmodul (65) sind hierbei Teile ei- nes Steuergliedes (101) der Greifvorrichtung (50). Der Ener- giespeicher (62) wird beispielsweise durch einen in einem Gleichstromkreis eingesetzten Kondensator gebildet. Bei hohen Beschleunigungen des Greifwerkzeugs (71) kann mittels dieses Energiespeichers (62) dem Antriebsmotor (72) des Greifwerk- zeugs (71) zusätzliche Energie zur Verfügung gestellt werden. Damit können z.B. Rückwirkungen von Verbrauchsspitzen auf den Industrieroboter (20) reduziert werden.

Gegebenenfalls kann die Betriebsspannung der Elektronikbau- gruppe (61) oder einzelner ihrer Komponenten (62 - 65) gerin- ger sein als die über das Gleichstromkabel (54) übertragene Spannung. In diesem Fall umfasst die Elektronikbaugruppe z.B. einen zusätzlichen Spannungswandler.

Die Recheneinheit (63) ist sowohl mit dem Funkmodul (65) als auch mit dem Elektromotor (72) und mit Sensorsystemen (73, 74) der Greifvorrichtung (50) mittels signal- und/oder datenfüh- render Leitungen festverdrahtet verbunden. Mittels der Rechen- einheit (63) und der Speichereinheit (64) können beispiels- weise Daten, die mittels der Sensorsysteme (73, 74) der Greif- vorrichtung (50) erfasst werden, ausgewertet und verdichtet werden. Aus den verdichteten Daten können sich z.B. Angaben über den Verschleiß der Greifvorrichtung (50) oder ihrer Kom- ponenten ergeben.

Das Funkmodul (65) hat im Ausführungsbeispiel einen Sender und einen Empfänger. Sowohl der Sender als auch der Empfänger sind beispielsweise für eine Frequenz im Bereich von 2,4 Gigahertz ausgelegt. Auch ein anderer Frequenzbereich, z.B. 5,8 Gi- gahertz, ist denkbar. Hierbei können sich die jeweiligen Emp- fangsfrequenzen in diesem Bereich an die Sendefrequenz der Ge- genstation anpassen. Die an das Funkmodul (65) angelegte Span- nung beträgt beispielsweise 3,1 bis 4,2 Volt. Das vom Funkmo- dul (65) gebildete bidirektionale Schnittstellenufer (66) ist z.B. asynchron seriell ausgebildet. Als Übertragungsprotokoll wird ein z.B. bei UART, Bluetooth, WLAN, IO-Link® wireless, etc. eingesetztes Übertragungsprotokoll genutzt. Die Zyklus- zeit der über die als Punkt-zu-Punkt-Verbindung ausgebildete Signal- und Datenschnittstelle (111) zur externen Steuerbau- gruppe (110) übertragen Daten ist beispielsweise kleiner als

5 Millisekunden. Die Fehlerrate liegt hierbei z.B. bei 10 ^-9 Die über die Signal- und Datenschnittstelle (111) übertragenen Daten haben damit eine geringe Verzögerungszeit oder Latenz.

An der Signal- und Datenschnittstelle (111) hat das Funkmo- dul (65) z.B. eine Antenne, die sowohl zur Übertragung hori- zontal, vertikal oder kreuzpolarisierter, etc. Übertragungen geeignet ist. Hierbei kann das Funkmodul (65) eine einzige An- tenne aufweisen, die sowohl für das Senden als auch für den Empfang eingesetzt wird. Für das Senden und den Empfang können auch jeweils eine oder mehrere getrennte Antennen vorgesehen sein. Es ist auch denkbar, die einzelne Antenne dreh- und/oder schwenkbar zu gestalten. Die Ausrichtung der Antenne kann dann bei Bewegungen des Industrieroboters (20) und/oder der Greif- vorrichtung (50) im Raum auf einen festen Punkt im Raum beibe- halten werden. Auch ein gruppenweises Schwenken der Antennen ist denkbar.

Die Greifvorrichtung (50) kann mehrere Funkmodule (65) aufwei- sen. Diese haben beispielsweise unterschiedlichen Übertra- gungsparameter. Eines der Funkmodule überträgt z.B. mittels IO-Link® wireless, ein anderes Funkmodul überträgt beispiels- weise mittels WLAN. Bei einer Ausbildung der Greifvorrich- tung (50) mit z.B. zwei unterschiedlichen drahtlosen Schnitt- stellenufern (66) ist beispielsweise das erste ein handha- bungsseitiges steuerungsorientiertes Schnittstellenufer (66) und das zweite ein handhabungsseifiges bedienerorientiertes Schnittstellenufer . Die Wandung (55) der Gehäuseschale (52) kann zumindest im Be- reich des Funkmoduls (65) für hochfrequente Strahlung durch- lässig ausgebildet sein. Sie kann z.B. aus einem nichtmetalli- schen Werkstoff, z.B. einem Kunststoff, Glas, einem Verbund- werkstoff, etc. ausgebildet sein. Es ist auch denkbar, die An- tenne oder die Antennen des Funkmoduls (65) an der Außenseite des Greifergehäuses (51) anzuordnen.

Das Steuerglied (101) ist mit einem in der Greifvorrich- tung (50) angeordneten Steller (102) elektrisch verbunden. Das Steuerglied (101) bildet zusammen mit dem Steller (102) eine Steuereinrichtung (103) der Greifvorrichtung (50). Der Stel- ler (102) ist in diesem Ausführungsbeispiel der Antriebsmo- tor (72). Dies ist ein Elektromotor (72) in der Bauform eines Servomotors. Der in diesem Ausführungsbeispiel eingesetzte Elektromotor (72) kann einen angebauten Drehgeber in der Bau- form eines Resolvers aufweisen. Auch der Einsatz eines Abso- lutwertgebers z.B. in Multi-turn-Ausführung, ist denkbar. Ein Absolutwertgeber ist beispielsweise als Kombigeber mit einer asynchronen Ausgangsschnittstelle ausgebildet. Mittels eines derartigen Sensors kann sowohl die Drehzahl des Elektromo- tors (72) als auch, ausgehend von einem Referenzpunkt, die ab- solute Winkellage der Motorwelle ausgegeben werden. Das Aus- gangssignal dieses Sensors ist z.B. ein digitales Signal mit beispielsweise 4096 Inkrementen. Ach die Ausgabe eines analo- gen Signals, das z.B. im Bereich zwischen 4 Milliampere und 20 Milliampere liegt, ist denkbar.

Im Ausführungsbeispiel wird der an den Steller (102) übertra- gende Strom mittels eines kraftabhängigen Sensorsystems (73), z.B. einem greifkraftabhängigen Sensorsystem (73), überwacht. Dieses Sensorsystem (73) ist z.B. ein Stromschalter (73). Übersteigt der übertragene Strom einen voreingestellten Schwellenwert, wird die Stromzufuhr des Stellers (102) be- grenzt oder abgeschaltet. Gleichzeitig meldet dieser Strom- schalter (73) dieses Statussignal an die Recheneinheit (63).

Der Steller (102) kann auch - je nach Bauart der Greifvorrich- tung (50) - ein pneumatisches oder hydraulisches Ventil, eine Drossel, eine Magnetansteuerung, etc. sein. Bei einem pneuma- tischen oder hydraulischen Ventil als Steller (102) wird bei- spielsweise der Druck in der Leitung zum Ventil mittels eines als Sensor ausgebildeten Druckschalters geprüft. Beim Über- steigen eines Schwellenwertes wird z.B. das Ansteuerventil ge- schlossen und ein entsprechendes Statussignal ausgegeben. Bei einer Ausführung des Stellers (102) als Drossel kann bei- spielsweise ein Drucksensor als Leckagesensor eingesetzt wer- den. Beim Verminderung der Leckage unter einen Schwellenwert wird ein Statussignal an die Recheneinheit (63) ausgegeben.

Der Elektromotor (72) ist in der Darstellung der Figur 3 quer- liegend im Greifergehäuse (51) angeordnet. Er hat ein Ab- triebsritzel (75), das mit einem Eingangsrad (76) einer Zwi- schenwelle (77) kämmt. Auf der Zwischenwelle (77) sitzt wei- terhin ein Ausgangsrad (78). Dieses Ausgangsrad (78) treibt ein Schneckenwellenrad (79), das auf einer Schneckenwelle (81) sitzt. Das Abtriebsritzel (75), das Eingangsrad (76), das Aus- gangsrad (78) und das Schneckenwellenrad (79) sind in diesem Ausführungsbeispiel gradverzahnte Stirnräder. Sie übersetzen die Rotation des Abtriebsritzels (75) mehrstufig ins Langsame.

Die Schneckenwelle (81) trägt eine Schnecke (82), die mit ei- nem zentral im Greifergehäuse (51) gelagerten Schnecken- rad (83) kämmt. Das Schneckenrad (83) sitzt auf einer gemein- samen Welle (84) mit einem gradverzahnten Synchronrad (85). Dieses Synchronrad (85) kämmt mit zwei gegenläufigen Zahnstan- gen (86), die jeweils Teil eines Schlittens (87) sind. Die Schlitten (87) sind damit zwangsgeführt mit dem Steller (102) verbunden. Beispielsweise aufgrund der hohen Gesamtübersetzung der Getriebestufen und des Getriebeaufbaus ist das Getriebe des Greifwerkzeugs (71) selbsthemmend. Die beiden Schlit- ten (87) sind im Greifergehäuse (51) parallel zueinander gleitgelagert verschiebbar. Auch eine Wälzlagerung der Schlit- ten (87) im Greifergehäuse (51) ist denkbar. Jeder der Schlit- ten (87) kann auch mittels eines eigenen Elektromotors (72) angetrieben sein. Diese Elektromotoren (72) sind dann bei- spielsweise so angesteuert, dass ihre Drehzahl- und Positi- onsinformationen sowohl einzeln, als auch gemeinsam ausgewer- tet werden. Mit einer derartigen schwimmenden Lagerung der Schlitten (87) kann dann beispielsweise ein relativ zur Greif- Vorrichtung (50) außermittig liegendes Stückgut (1) ohne Posi- tionsänderung der Achsen (21 - 23, 31 - 33) des Industrierobo- ters (20) gegriffen werden.

An mindestens einem der Schlitten (87) und am Greiferge- häuse (51) kann ein hubabhängiges Sensorsystem (74), z.B. ein greiferhubabhängiges Sensorsystem (74), angeordnet sein. Die- ses ist z.B. ein absolutes Wegmesssystem. Es umfasst bei- spielsweise einen codierten Glasmaßstab. Die Codierung kann z.B. als Gray-Code ausgebildet sein. Die Position des Schlit- tens (87) relativ zum Greifergehäuse (51) wird mittels einer den Glasmaßstab durchleuchtenden Lichtquelle und eines opti- schen Sensors ermittelt. Mittels dieses absoluten Wegmesssys- tems (74) können sowohl die Endlagen des Schlittenhubes, als auch jede Zwischenposition in beiden Schlittenhubrichtungen wiederholt angefahren werden. Ein derartiges Wegmesssystem kann beispielsweise auch bei einer pneumatisch oder hydrau- lisch betätigten GreifVorrichtung (50) eingesetzt werden. Bei einer mittels Unterdrück oder magnetisch betätigten Greifvor- richtung (50) kann z.B. ein induktives Wegmesssystem, ein La- sermesssystem, etc. eingesetzt werden. In den letztgenannten Anwendungsfällen ist beispielsweise auch der Einsatz eines in- duktiven oder kapazitiven Näherungsschalters denkbar.

Jeder der Schlitten (87) trägt in den Darstellungen der Figu- ren 1 - 3 ein Stellglied (104). Der Steller (102) bildet zu- sammen mit dem Stellglied (104) oder den Stellgliedern (104) eine Stelleinrichtung (105) der Greifvorrichtung (50). Das einzelne Stellglied (104) ist in diesem Ausführungsbeispiel ein Greifelement (88) in der Bauform einer Greifbacke (88). Bei einer Ausführung der Greifelemente (88) in der Form von Greifbacken (88) kann das Greifwerkzeug (71) zwei, drei oder mehr als drei Greifbacken (88) aufweisen. Hierbei sind zumin- dest zwei Greifbacken (88) relativ zueinander beweglich ausge- bildet. Jede der z.B. L-förmig ausgebildeten Greifbacken (88) hat eine an einem Greifarm (89) angeordnete Greiffläche (91). Die beiden Greifflächen (91) zeigen z.B. zur Mittenquerebene der Greifvorrichtung (50). Im Ausführungsbeispiel ist jede der Greifflächen (91) u-förmig ausgebildet. Sie ist in Richtung der jeweils anderen Greiffläche (91) ausgerichtet. Die beiden Greifarme (89) des als Greifwerkzeug (71) dargestellten Paral- lelgreifers (71) sind parallel zueinander ausgerichtet. Der in diesem Ausführungsbeispiel beschriebene Parallelgreifer (71) ist als Außengreifer ausgebildet. Das Greifwerkzeug (71) kann jedoch auch als Winkelgreifer, als Nadelgreifer, als Paralle- logrammgreifer, etc. ausgebildet sein. Es kann als Innengrei- fer oder als Außengreifer ausgebildet sein. Das Greifwerk- zeug (71) kann hierbei zur kraftschlüssigen und/oder zur form- schlüssigen Aufnahme von Stückgütern (1) ausgelegt sein. Das einzelne Stückgut (1) ist beispielsweise ein Werkstück. Dieses wird z.B. mittels des Handhabungssystems (10) von einem Maga- zin zu einer Bearbeitungsmaschine oder in umgekehrter Richtung gefördert. Das Stückgut (1) kann z.B. auch ein spanendes Werk- zeug, z.B. ein Fräswerkzeug, Bohrwerkzeug, Sägewerkzeug, etc. sein, das zwischen einer maschinenseitigen Werkzeugaufnahme und einem Werkzeugmagazin transportiert wird. Auch die Auf- nahme anderer Arten von Stückgütern (1) ist denkbar.

Bei einem formschlüssig greifenden Greifwerkzeug (71) kann beispielsweise ein optischer Sensor die Lage des Stückguts (1) relativ zum Greifwerkzeug (71) erkennen. Ein derartiger Sensor kann auch z.B. zusätzlich bei einem kraftschlüssig ausgebilde- ten Greifwerkzeug (71) eingesetzt werden. Auch ist es denkbar, beispielsweise an den Greifarmen (89) piezoelektrische Senso- ren als Teile eines greifkraftabhängigen Sensorsystems (73) anzuordnen. Diese können beispielsweise als Dehnmessstreifen ausgebildet sein. Das Stellglied (104) oder die Stellglie- der (104) bilden beispielsweise zusammen mit dem Stückgut (1) die Steuerstrecke (106) der GreifVorrichtung (50).

Das beschriebene Stellglied (104) kann auch mit einem pneuma- tisch oder hydraulisch betätigten Steller (102) kombiniert werden. Bei einer Ausführung des Stellers (102) als Drossel ist das Stellglied (104) beispielsweise als Saugnapf ausgebil- det. Dieser ist an das aufzunehmende Stückgut (1) kraftschlüs- sig anlegbar. Der mittels des Stellers (102) betätigte Saug- napf bildet das Greifelement (88) eines Sauggreifers.

Bei einer magnetisch betätigten Greifvorrichtung (50) ist das Stellglied (104) beispielsweise eine mittels des Stel- lers (102) betätigbare Hubplatte. Diese ist an das Stück- gut (1) anlegbar. Das Stellglied (104) ist dann z.B. beim An- heben kraftschlüssig mit dem Stückgut (1) verbunden.

In den Darstellungen der Figuren 1 und 5 ist neben dem Indust- rieroboter (20) die externe Steuerbaugruppe (110) angeordnet. Die externe Steuerbaugruppe (110) umfasst einen Steuer- schrank (112) mit darin angeordneten Steuerkarten (113, 114). Die Steuerkarten (113, 114) können auch im Steuerungsge- häuse (42) der Industrierobotersteuerung (40) untergebracht sein. Die Steuerkarten (113, 114) sind mittels der Signal- schnittstelle (41) mit der Industrierobotersteuerung (40) ver- bunden. Gegebenenfalls kann diese binäre Signalschnitt- stelle (41) auch drahtlos ausgebildet sein. Beispielsweise er- folgt die Energieversorgung der externen Steuerbaugruppe (110) von der Industrierobotersteuerung (40) aus. Die Energieversor- gung der externen Steuerbaugruppe (110) kann jedoch auch von der Energieversorgung der Industrierobotersteuerung (40) gal- vanisch getrennt ausgebildet sein. Die Energieversorgung der externen Steuerbaugruppe (110) kann mittels eines Energiespei- chers, z.B. mittels eines Akkumulators, gepuffert sein.

Die Figur 5 zeigt ein Schema des Handhabungssystems (10) mit den Schnittstellen (41, 111, 117) und mit einem Peripheriege- rät (130). Die externe Steuerbaugruppe (110) hat mindestens ein serielles Schnittstellenufer (115). Über dieses Schnitt- stellenufer (115) sind drahtlos Daten und Signale mit der Greifvorrichtung (50) austauschbar. Dieser Austausch erfolgt über die Signal- und Datenschnittstelle (111). Hierfür verfügt die externe Steuerbaugruppe (110) über ein Funkmodul. Dieses Funkmodul ist beispielsweise so aufgebaut wie das im Zusammen- hang mit der Greifvorrichtung (50) beschriebene Funkmo- dul (65). Die externe Steuerbaugruppe (110) kann weitere der- artige Funkmodule zur bidirektionalen Kommunikation mit weite- ren GreifVorrichtungen (50) aufweisen. Bei diesen Funkmodulen kann beispielsweise die jeweilige Antenne in Richtung der je- weils zugeordneten GreifVorrichtung (50) nachführbar sein. Die jeweilige Polarisationsebene stimmt z.B. mit der Polarisati- onsebene der GreifVorrichtung (50) überein. Im Ausführungsbeispiel hat die externe Steuerbaugruppe (110) ein weiteres Schnittstellenufer (116) einer drahtlosen Daten- schnittstelle (117). Diese Datenschnittstelle (117) unter- scheidet sich beispielsweise im Frequenzbereich und/oder im eingesetzten Übertragungsprotokoll von den drahtlosen Signal- und Datenschnittstellen (111) zwischen der externen Steuerbau- gruppe (110) und den Greifvorrichtungen (50). Das steuerungs- seitige Schnittstellufer (116) der Datenschnittstelle (117) wird im Folgenden als steuerungsseitiges bedienerorientiertes Schnittstellenufer (116) bezeichnet. Die Datenschnitt- stelle (117) ist eine bedienerseitige Schnittstelle (117). Sie besteht nur nach dem Herstellen einer Datenverbindung zwischen einem bedienerseitigen Peripheriegerät (130) und der Steuer- baugruppe (110). Beim einer Trennung des Peripheriege- räts (130) von der Datenschnittstelle (117) wird diese tempo- räre Datenschnittstelle (117) beispielsweise abgeschaltet. Auch ein Umschalten, z.B. auf einen Diagnosemodus, ist denk- bar. Der Diagnosemodus kann permanent sein.

Die externe Steuerbaugruppe (110) umfasst einen Anwendungs- rechner und eine Datenspeichereinheit. Der Anwendungsrechner hat beispielsweise drei Prozessoren. Im Ausführungsbeispiel hat ein erster Prozessor eine Taktfrequenz von 264 Megahertz, ein weiterer Prozessor eine Taktfrequenz von 1,2 Gigahertz und der dritte Prozessor eine Taktfrequenz von 1,6 Gigahertz. Hierbei kann der erstgenannte Prozessor beispielsweise für eine externe Direktsteuerung eingesetzt werden. Die Platine des Anwendungsrechners hat z.B. Abmessungen von 30 Millimeter mal 30 Millimeter. Ihre Höhe einschließlich der Bestückung be- trägt beispielsweise fünf Millimeter. Der Anwendungsrechner ist leitungsmäßig sowohl mit dem binären Schnittstellen- ufer (118) der Signalschnittstelle (41) als auch mit den drahtlosen Schnittstellenufern (115, 116) der Signal- und Da- tenschnittstelle (111) und der Datenschnittstelle (117) ver- bunden. Im Anwendungsrechner und/oder in der Datenspeicherein- heit werden z.B. Prozessdaten, Ereignisdaten und Wartungsdaten verarbeitet und gesammelt. An der externen Steuerbau- gruppe (110) sind Leuchtdioden (119) zur Anzeige des Betriebs- zustandes des Anwendungsrechners angeordnet. Außerdem sind an der externen Steuerbaugruppe (110) zusätzliche An- schlüsse (121) für drahtgebundene Daten- und Signalübertragun- gen vorgesehen.

Die an den Anwendungsrechner angeschlossene nicht flüchtige Datenspeichereinheit ist elektrisch gepuffert und hat eine Speicherkapazität von z.B. zweimal 512 Megabyte. Im Ausfüh- rungsbeispiel hat sie acht Pins. Ihre Abmessungen betragen beispielsweise 8 Millimeter mal 5,3 Millimeter mal 2 Millime- ter.

In diesem Ausführungsbeispiel können auch ein Anwendungsrech- nen und eine Datenspeichereinheit höherer Kapazität eingesetzt werden. Damit kann z.B. im Anwendungsrechner ein Betriebssys- tem und/oder eine speicherprogrammierbare Steuerung für die Greifvorrichtung (50) installiert sein. Das Betriebssystem ist beispielsweise ein Echtzeit-Betriebssystem.

Zur Programmierung der externen Steuerbaugruppe (110) und zum Auslesen der gespeicherten Daten wird als Peripheriege- rät (130) beispielsweise ein handelsüblicher transportabler Rechner (130) eingesetzt. Dieser Rechner (130) hat ein Schnittstellenufer (131) der drahtlosen Datenschnitt- stelle (117). Die hier zwischen der externen Steuerbau- gruppe (110) und dem Peripheriegerät (130) beschriebene Daten- schnittstelle (117) kann z.B. alternativ zwischen dem Periphe- riegerät (130) und der Greifvorrichtung (50) eingerichtet wer- den. Im letztgenannten Fall kommuniziert der Rechner (130) dann mit der Greifvorrichtung (50) über das oben genannte handhabungsseitige bedienerorientierte Schnittstellenufer. Mittels des Peripheriegeräts (130) kann beim Betrieb der Da- tenschnittstelle (117) die Signalschnittstelle (41) blockiert werden. So kann beispielsweise während des Übertragens von Da- ten vom Peripheriegerät (130) an die externe Steuerbau- gruppe (110) ein Startbefehl der Industrierobotersteue- rung (40) an die Greifvorrichtung (50) verhindert werden.

Mittels des Rechners (130) kann beispielsweise während der Hauptzeit des Handhabungssystems (10) ein Ablaufprogramm für die Greifvorrichtung (50) erstellt werden. Die Programmerstel- lung erfolgt beispielsweise graphisch interaktiv mit dem Be- diener. Auch ein direktes Einlernen der Greifvorrichtung (50) während des Stillstands des Handhabungssystems (10) ist denk- bar. Das erstellte Ablaufprogramm wird vom Rechner (130) drahtlos an die externe Steuerbaugruppe (110) übertragen. Diese Übertragung erfolgt - ja nach Aufbau der Datenschnitt- stelle (117) - entweder direkt vom Rechner (130) an die ex- terne Steuerbaugruppe (110) oder vom Rechner (130) aus über die Greifvorrichtung (50) zur externen Steuerbaugruppe (110). Das einzelne Ablaufprogramm ist beispielsweise spezifisch für eine einzige Greifvorrichtung (50) und das zu greifende Stück- gut (1) erstellt.

Die Datenschnittstelle (117) ist für an die an die externe Steuerbaugruppe (110) übertragene Daten gegen die Signal- schnittstelle (41) verriegelt. Während des Betriebs der Greif- vorrichtung (50) können damit keine Daten vom Peripheriege- rät (130) an die externe Steuerbaugruppe (110) übergegeben werden. Während der Hauptzeit der GreifVorrichtung (50) können jedoch in der externen Steuerbaugruppe (110) gespeicherte Da- ten über die bedienerseitige Datenschnittstelle (117) mittels des Peripheriegeräts (130) ausgelesen werden. Hierbei können beispielsweise Fehlerprotokolle, Betriebs- und Stillstandszei- ten und Verschleißparameter an das Peripheriegerät (130) über- tragen werden.

Die externe Steuerbaugruppe (110) kann einen Netzzugang zu ei- nem Datennetz aufweisen. Hiermit können beispielsweise aktu- elle Daten des Herstellers der Greifvorrichtung (50) und/oder der externen Steuerbaugruppe (110) an die externe Steuerbau- gruppe (110) übertragen werden. Auch ist eine Abfrage z.B. von Betriebs- oder Wartungsdaten über den Netzzugang denkbar.

Nach dem Anbau der Greifvorrichtung (50) an den Industrierobo- ter (20) überträgt die Greifvorrichtung (50) über die Signal- und Datenschnittstelle (111) ein vorrichtungsspezifisches Sig- nal an die externe Steuerbaugruppe (110). Die externe Steuer- baugruppe (110) ordnet dieser Codierung das zu diesem Zeit- punkt gültige Anwendungsprogramm zu und lädt dieses aus der Datenspeichereinheit. Das Anwendungsprogramm umfasst bei- spielsweise sämtliche Daten und Befehle zur Durchführung einer Greifaufgäbe des vorgesehenen Stückguts (1) mittels der Greif- vorrichtung (50).

Beim Betrieb des Handhabungssystems (10) verfährt der Indust- rieroboter (20) die Greifvorrichtung (50) z.B. über ein aufzu- nehmendes Stückgut (1). Die Greifelemente (88) der Greifvor- richtung (50) sind beispielsweise geöffnet.

Sobald die GreifVorrichtung (50) mittels des Industrierobo- ters (20) an die vorgesehene Position verfahren ist, gibt die Industrierobotersteuerung (40) ein Befehlssignal zum Schließen der Greifvorrichtung (50) an die externe Steuerbau- gruppe (110). Dieses Befehlssignal wird als binäres Signal über die Signalschnittstelle (41) übertragen. In der externen Steuerbaugruppe (110) löst dieser Schaltbefehl den Programm- start des spezifischen Schließprogramms der an den Industrie- roboter (20) angeschlossenen Greifvorrichtung (50) aus. In dem Schließprogramm sind beispielsweise Parameter für die Be- schleunigung und die Geschwindigkeit der Greifelemente (88), für die vorgesehene Anpresskraft der Greifelemente (88) an das Stückgut (1) sowie ein Sollwert und ein zugehöriger Toleranz- bereich für die Position der Greifelemente (88) im geschlosse- nen Zustand festgelegt. Aus diesen Parametern werden mittels der externen Steuerbaugruppe (110) sowohl der erforderliche Motorstrom des Elektromotors (72) über der Zeit, ein Schwel- lenwert für die Strombegrenzung des Elektromotors (72) sowie ein Toleranzbereich für das Wegmesssystem ermittelt. Diese Da- ten werden über die drahtlose serielle Signal- und Daten- schnittstelle (111) an die GreifVorrichtung (50) übermittelt.

In der Greifvorrichtung (50) werden die von der externen Steu- erbaugruppe (110) kommenden Daten mittels des Empfangsteils des Funkmoduls (65) aufgenommen. Das Steuerglied (101) der Steuereinrichtung (103) startet den Steller (102) und steuert die Bewegung des Stellers (102). Der Elektromotor (72) dreht mittels seines Abtriebsritzels (75) und des nachgeschalteten Getriebes das Synchronrad (85). Das Synchronrad (85) ver- schiebt die Zahnstangen (86) relativ zum Greifergehäuse (51), sodass sich die Greifelemente (88) aneinander annähern. Damit verstellt der Steller (102) die Stellglieder (104). Während des Verfahrens der Stellglieder (104) verfolgt das absolute Wegmesssystem (74) die Position der Stellglieder (104). Das z.B. wegproportionale analoge Ausgangssignal des greiferhubab- hängigen Sensorsystems (74) wird in der Recheneinheit (63) in digitale Datenwerte umgewandelt. Diese digitalen Werte werden über das Funkmodul (65) an die externe Steuerbaugruppe (110) übermittelt. Werden in der externe Steuerbaugruppe (110) bei- spielsweise Abweichungen in Bezug auf den zeitlichen Verlauf der Positionsänderungen festgestellt, wird beispielsweise die Drehzahl des Elektromotors (72) erhöht oder verringert. Dies erfolgt durch geänderte Daten, die von der externen Steuerbau- gruppe (110) über die Signal- und Datenschnittstelle (111) an die GreifVorrichtung (50) übermittelt werden.

Sobald die Greifelemente (88) das Stückgut (1) berühren, steigt der zur weiteren Verstellung des Elektromotors (72) er- forderliche Strom an. Beim Überschreiten des voreingestellten Grenzstromwertes gibt das z.B. als Stromschalter (73) ausge- bildete greifkraftabhängige Sensorsystem (73) einen Signalim- puls aus. Der Motorstrom wird begrenzt oder abgeschaltet. Mit dem Auslösen des greifkraftabhängigen Signals wird mittels der Recheneinheit (63) der greiferhubabhängige Zustand der Greif- vorrichtung (50) geprüft. Dabei wird eine Ist-Werteschar der Steuerstrecke (106) mit einem von der externen Steuerbau- gruppe (110) vorgegebenen Sollwertfeld verglichen. Die Dimen- sion des Sollwertfelds und die Anzahl der Werte der Werteschar entsprechen beispielsweise der Anzahl der geprüften unter- schiedlichen physikalischen Werte. Im vorliegenden Ausfüh- rungsfall, in dem ein kraftabhängiger Wert und ein wegabhängi- ger Wert geprüft werden, hat das Sollfeld zwei Dimensionen. Für das Schließen der Greifvorrichtung (50) kann die Werte- schar der Prüfwerte auch mehr als zwei werte aufweisen. Auch die Dimension des Sollfeldes ist dann größer als zwei. Die Di- mension des Sollfeldes kann hierbei größer sein als die Anzahl oder gleich sein der Anzahl der abgefragten Sensorsysteme.

In der Recheneinheit (63) der Greifvorrichtung (50) wird beim genannten Signalimpuls der Ist-Wert des Absolut-Wegmesssystems mit dem Soll-Wert der Greifposition und ihrem Toleranzfeld verglichen. Liegt die Ist-Position des absoluten Wegmesssys- tems (74) innerhalb des vorgegebenen Toleranzfeldes um die Soll-Position, wird das Signal des Stromschalters (73) an die externe Steuerbaugruppe (110) weitergeleitet. Dieses Status- signal kann in einen Datensatz mit weiteren Daten der Greif- vorrichtung (50) eingebunden sein. Die GreifVorrichtung (50) hat das Stückgut (1) mit der vorgesehenen Haltekraft gegrif- fen. Die externe Steuerbaugruppe (110) leitet dieses Status- signal als binäres Signal über die Signalschnittstelle (41) an die Industrierobotersteuerung (40) weiter. Der Greifvorgang ist abgeschlossen. Nach Erhalt dieses Statussignals kann die Industrierobotersteuerung (40) den Programmablauf für den In- dustrieroboter (20) fortsetzen.

Falls beim Schalten des Stromschalters (73) der Ist-Wert des absoluten Wegmesssystems (74) außerhalb des Toleranzbereichs um den Sollwert der Wegeposition liegt, wird beispielsweise der weitere Greifvorgang unterbrochen und eine Fehlermeldung an die externe Steuerbaugruppe (110) übermittelt. Nach einer z.B. bedienerseitigen Überprüfung und/oder Korrektur kann der Programmablauf fortgesetzt werden.

Das greifkraftabhängige Sensorsystem (73) kann auch ein analo- ges Ausgangssignal, z.B. vier bis zwanzig Milliampere, ausge- ben. In diesem Fall ist auch für dieses Sensorsystem (73) ein Sollwert bestimmt, der z.B. innerhalb eines zugehörigen Tole- ranzbereichs liegt. Steigt z.B. der Motorstrom auf einen Wert innerhalb des Toleranzbereichs an, wird in der Rechenein- heit (63) zusätzlich ein Soll-Ist-Vergleich der Wegeposition durchgeführt, wie oben beschrieben. Nach dieser Auswertung wird entweder ein Statussignal für ein erfolgreiches Aufnehmen des Stückguts (1) oder eine Fehlermeldung an die externe Steu- erbaugruppe (110) übermittelt. Der weitere Ablauf erfolgt, wie oben beschrieben. Der Industrieroboter (20) verfährt das mittels der Greifvor- richtung (50) aufgenommene Stückgut (1) z.B. an eine Entlade- position. Dort wird das Stückgut (1) beispielsweise auf einer Unterlage aufgesetzt. Die Industrierobotersteuerung (40) sen- det ein binäres Befehlssignal an die externe Steuerbau- gruppe (110). Dies ist der Befehl zum Öffnen der Greifvorrich- tung (50).

In der externen Steuerbaugruppe (110) wird das der spezifi- schen Greifvorrichtung (50) zugeordnete Ablaufprogramm für die Löseaufgabe aufgerufen. Die Verfahrensparameter für das Öffnen der Greifvorrichtung (50) werden errechnet und über die draht- lose Signal- und Datenschnittstelle (111) an die Greifvorrich- tung (50) übertragen. Diese Verfahrensparameter umfassen bei- spielsweise die Drehzahl des Elektromotors (72) beim Anlauf, beim Betrieb und beim Abbremsen. Außerdem wird ein Sollwert des Wegmesssystems für die geöffnete Stellung und ein zugehö- riges Toleranzfeld übertragen.

In der Steuereinrichtung (103) der Greifvorrichtung (50) wird mittels des Steuerglieds (101) der Steller (102) angetrieben. Der Steller (102) verstellt die Stellglieder (104). Die beiden Greifelemente (88) werden voneinander weg bewegt. Das absolute Wegmesssystem (74) überträgt die jeweilige Position über die Recheneinheit (63), das Funkmodul (65) und die Signal- und Da- tenschnittstelle (111) an die externe Steuerbaugruppe (110). Das Stückgut (1) wird freigegeben. Die Recheneinheit (63) der Greifvorrichtung (50) führt während des Verfahrens der Grei- felemente (88) einen ständigen Vergleich der Ist-Position des absoluten Wegmesssystems (74) mit dem vorgegebenen Sollwert durch. Sobald der Ist-Wert des absoluten Wegmesssystems (74) innerhalb des genannten Toleranzfeldes um den vorgegebenen Sollwert liegt, wird die Stromversorgung des Elektromo- tors (72) reduziert und abgeschaltet. Die Ist-Werteschar um- fasst in diesem Fall einen Wert. Das Sollfeld hat die Dimen- sion eins. Bei Lage der Ist-Werteschar innerhalb des Sollfelds überträgt die Recheneinheit (63) der GreifVorrichtung (50) ein binäres Statussignal über die drahtlose Signal- und Daten- schnittstelle (111) an die externe Steuerbaugruppe (110). Die- ses Statussignal wird von der externen Steuerbaugruppe (110) als binäres Signal über die Signalschnittstelle (41) an die Industrierobotersteuerung (40) weitergegeben. Ein Quittieren dieses Signals seitens der Industrierobotersteuerung (40) be- endet das Ablaufprogramm der externen Steuerbaugruppe (110). Die Greifelemente (88) sind geöffnet. Die Industrieroboter- steuerung (40) kann nun den Industrieroboter (20) weiter z.B. zur Aufnahme eines weiteren Stückguts (1) verfahren.

Beim Einsatz einer pneumatisch oder hydraulisch betätigten Greifvorrichtung (50) erfolgt beim Schließen ebenfalls ein Vergleich der Ausgaben von z.B. zwei Sensorsystemen, deren Ausgaben von unterschiedlichen physikalische Größen gesteuert werden. Dieser Vergleich erfolgt in der Recheneinheit (63) der Greifvorrichtung (50). So werden beispielsweise ein binärer Druck-Schaltsensor oder ein analoger Drucksensor mit Toleranz- bereich und ein analoges absolutes Wegmesssystem mit einem To- leranzbereich abgefragt. Nur wenn beide Abfrageergebnisse gleichzeitig innerhalb des vorgegebenen Sollfeldes liegen, wird ein Statussignal über das erfolgreiche Schließen an die externe Steuerbaugruppe (110) übertragen. Dieses Statussignal wird von der externen Steuerbaugruppe (110) als Freigabesignal an die Industrierobotersteuerung (40) übertragen. Während des Schließens wird der aktuelle Wert des Wegmesssystems z.B. di- gital über die Signal- und Datenschnittstelle (111) an die ex- terne Steuerbaugruppe (110) übertragen. Beim Öffnen derartiger Greifvorrichtungen (50) wird ebenfalls die aktuelle Ist-Position der Greifelemente (88) an die ex- terne Steuerbaugruppe (110) übertragen. In der Rechenein- heit (63) der Greifvorrichtung (50) erfolgt der Soll-Ist-Ver- gleich des absoluten Wegmesssystems (74) mit dem Vorgabewert für die geöffnete Greifvorrichtung. Sobald der Ist-Wert inner- halb des Toleranzfeldes liegt, wird ein entsprechendes Signal an die externe Steuerbaugruppe (110) übertragen. Die Steuer- strecke (106) umfasst in diesem Fall z.B. nur das Greifele- ment (88).

Beim Einsatz einer als Sauggreifer ausgebildeten Greifvorrich- tung (50) werden beim Aufnehmen eines Stückguts (1) z.B. der Unterdrucksensor und das absolute Wegmesssystem ausgewertet. Die Auswertung und Weiterleitung des Statussignals bei erfolg- reichem Greifen des Stückguts (1) erfolgt wie oben beschrie- ben. Beim Öffnen des Sauggreifer wird auch in diesem Fall z.B. nur das Vergleichsergebnis des absoluten Wegmesssystems (74) mit der Sollposition des geöffneten Sauggreifers verglichen. Hat der Sauggreifer diese Position erreicht, wird der Indust- rieroboter (20) zum Verfahren freigegeben.

Bei der Aufnahme eines Stückguts (1) mittels eines Magnetgrei- fers werden beispielsweise der Magnetstrom und ein optischer Sensor als Vergleichsgrößen ausgewertet. Hierbei wird bei- spielsweise der optische Sensor als greiferhubabhängiges Sen- sorsystem (74) eingesetzt. Beim Lösen des Magnetgreifers wird z.B. mittels der Daten des optischen Sensors die Freigabe für den Industrieroboter (20) ermittelt.

Die externe Steuerbaugruppe (110) kann auch selbstlernend aus- gebildet sein. So können beispielsweise aus den Rückmeldungen der Daten und Signale der Handhabungsvorrichtung (50) neue Vorgabewerte ermittelt werden. Bei einem erneuten Programm- aufruf können dann die Ablaufprogramme mit den neuen Vorgabe- werten angewendet werden. So kann beispielsweise aus dem Ist- Gradienten der Werteänderung eines kraftabhängigen Sensorsys- tems (73) über der Zeit z.B. zur Impulsreduzierung ein neuer Vorgabewert für die Kraftänderung ermittelt werden. Beispiels- weise wird hierfür die Reduzierkurve des Motorstroms vor dem Kontaktieren des Stückguts (1) angepasst. Beim einem Wechsel der HandhabungsVorrichtung (50) wird die neue Handhabungsvorrichtung (50) aufgrund ihrer Codierung von der externen Steuerbaugruppe (80) erkannt. Das weitere Verfah- ren verläuft, wie oben beschrieben. Auch Kombinationen der einzelnen Ausführungsbeispiele sind denkbar .

Bezugszeichenliste :

1 Stückgut

10 Handhabungssystem

20 Industrieroboter

21 A-Achse

22 B-Achse

23 C-Achse

24 Drehtisch

25 Sockel

26 Fußhebel

27 Kniehebel

31 Nebenachse, D-Achse

32 Nebenachse, E-Achse

33 Nebenachse, F-Achse

34 Tragarm

35 Handhebel

36 Drehteller

40 Industrierobotersteuerung

41 Signalschnittstelle

42 Steuerungsgehäuse

43 Schnittstellenufer

50 Handhabungsvorrichtung , GreifVorrichtung

51 Gehäuse, Greifergehäuse

52 Gehäuseschale

53 Kabeldurchbruch

54 Gleichstromkabel

55 Wandung von (52) 61 Elektronikbaugruppe

62 Energiespeicher

63 Recheneinheit

64 Speichereinheit

65 Funkmodul

66 Schnittstellenufer , handhabungsseitiges steuerungsorientiertes Schnittstellenufer

71 Handhabungswerkzeug, Greifwerkzeug, Parallelgreifer

72 Antriebsmotor , Elektromotor

73 kraf tabhängiges Sensorsystem, Stromsensor , Stromschalter

74 hubabhängiges Sensorsystem, absolutes Wegmesssystem

75 Abtriebsritzel

76 Eingangsrad

77 ZwischenweIle

78 Ausgangsrad

79 Schneckenwellenrad

81 Schneckenwelle

82 Schnecke

83 Schneckenrad

84 Welle

85 Synchronrad

86 Zahnstangen

87 Schlitten

88 Greifelement , Greifbacke

89 Greifarm

91 Greiffläche

101 Steuerglied

102 Steller

103 Steuereinrichtung 104 Stellglied

105 Stelleinrichtung

106 Steuerstrecke

110 externe Steuerbaugruppe

111 Signal- und Datenschnittstelle

112 Steuerschrank

113 Steuerkarte

114 Steuerkarte

115 serielles Schnittstellenufer für (111)

116 Schnittstellenufer, steuerungsseitiges bedienerorientiertes Schnittstellenufer

117 Datenschnittstelle, Bedienerschnittstelle

118 binäres Schnittstellenufer

119 Leuchtdioden

121 Anschlüsse

130 Peripheriegerät, Rechner

131 Schnittstellenufer