DE102017104944A1 - Flächensauggreifer zum Aufnehmen eines Werkstückes - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Flächensauggreifer zum Aufnehmen eines Werkstückes, umfassend eine Saugkammer (2), welche eine Saugwand (3) aufweist, die zur Aufnahme des Werkstückes (8) mit einer Vielzahl von Sauglöchern (4) versehen ist, wobei nahe der Sauglöcher (4) ein Strömungssensor (5) angeordnet ist. Bei einem Flächensauggreifer, welcher einfach ermitteln kann, welches Saugloch von dem Werkstück bedeckt ist, ist an jedem Saugloch (4) der Saugwand (3) jeweils ein Strömungsmesser (5) positioniert.
Description
- Die Erfindung betrifft einen Flächensauggreifer zum Aufnehmen eines Werkstückes, umfassend eine Saugkammer, welche eine Saugwand aufweist, die zur Aufnahme des Werkstückes mit einer Vielzahl von Sauglöchern versehen ist, wobei nahe der Sauglöcher ein Strömungssensor angeordnet ist.
- Aus der
EP 2 149 517 B1 ist ein mit Druckluft betriebener Flächensauggreifer bekannt, mit welchem ein Werkstück ergriffen und angehoben werden kann. Der Flächensauggreifer besitzt eine Saugkammer, die mit ihrer, die Unterseite bildenden Saugwand auf das Werkstück aufgesetzt wird. Die Saugwand besitzt Durchbrüche, durch welche von außen angesaugte Luft in die Saugkammer angezogen wird. Innerhalb der Saugkammer ist ein als Strömungssensor ausgebildeter Vakuumsensor vorgesehen, der den Unterdruck innerhalb der Saugkammer erfasst. Auf diese Weise wird ein Maß für den Belegungsgrad der Saugwand ermittelt. Zusätzlich ist innerhalb der Saugkammer auch ein optischer Sensor angeordnet, der die Belegung der Durchbrüche überwacht, wodurch ebenfalls eine Belegungskontrolle durchgeführt werden kann, aber auch gleichzeitig die Lage, d.h. die Position des Werkstückes am Flächensauggreifer ermittelt werden kann. - Nachteilig dabei ist, dass die Überwachung durch den optischen Sensor nur sehr aufwändig installiert werden kann. Gleichzeitig ist ein optischer Sensor einer ständigen Verschmutzung ausgesetzt, was das Ausgangssignal des Sensors und somit dessen Messergebnisse negativ beeinflusst.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Flächensauggreifer anzugeben, mittels welchem kostengünstig und auf einfache Art und Weise eine Erkennung der Position des Werkstückes am Flächensauggreifer möglich ist.
- Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass an jedem Saugloch der Saugwand jeweils ein Strömungsmesser angeordnet ist. Durch die Positionierung von Strömungssensoren an jedem Saugloch lässt sich einfach die Position des Werkstückes bestimmen, wobei gleichzeitig auch auf die Größe des aufzunehmenden Werkstückes geschlossen werden kann. Die Erkennung erfolgt dabei unabhängig vom Material, der Größe und der Umgebungsbedingungen des Werkstückes.
- Vorteilhafterweise ist jeder Strömungsmesser so angeordnet, dass er in einem durch das zugeordnete Saugloch angesaugten Luftstrom positioniert ist. Da bei Anliegen des Werkstückes an einem Saugloch sich der Luftstrom verringert oder ganz verendet, lässt sich durch den Strömungsmesser einfach die Lage des Werkstückes als auch dessen Abmaße und Geometrie ermitteln. Die Geometrie des Werkstückes ist im Raster der Sauglöcher bestimmbar.
- In einer Ausgestaltung sind die Strömungsmesser in der Saugkammer angeordnet. Durch die Verwendung der Saugkammer als Aufnahmeort für die Strömungsmesser kann auf zusätzlichen Bauraum zur Anordnung der Strömungsmesser verzichtet werden. Die Strömungsmesser werden geschützt in der Vakuumkammer verbaut, so dass eine Beschädigung durch das angreifende Werkstück oder durch ungeschickte Hantierung unterbunden wird.
- In einer Variante sind alle Strömungsmesser mit einem Mikrocontroller zur Auswertung der genauen Belegung der Saugwand mit dem Werkstück verbunden, da die Belegung jedes einzelnen Saugloches überwacht wird. Der Mikrocontroller wertet dabei die Ausgangssignale aller in der Saugkammer angeordneten Strömungsmesser aus und kann dadurch abschätzen, wie die Verteilung des Werkstückes auf der Saugwand aussieht. Dies geschieht durch Auswertung des Luftstromes an den einzelnen Sauglöchern. Daraus können Rückschlüsse auf die Geometrie und Größe des Werkstückes gezogen werden.
- In einer Ausführungsform ist zwischen den Strömungsmessern und dem Mikrocontroller eine Multiplexerschaltung zur zyklischen Durchschaltung der Strömungsmesser an den Mikrocontroller angeordnet. Dabei werden durch die Multiplexerschaltung parallele Datenströme in serielle umgewandelt, so dass der Mikroprozessor sehr schnell die unterschiedlichen Signale der einzelnen Strömungsmesser auswerten kann. Die Kontrolle des Werkstückes wird dabei über den gesamten Greifprozess des Flächensauggreifers ermöglicht.
- In einer Alternative ist die Multiplexerschaltung integrierter Bestandteil des Mikroprozessors. Der Bauteileaufwand für die Auswerteschaltung wird somit reduziert und die Informationen der verschiedenen Sensorelemente können zentral erfasst und weitergegeben werden.
- In einer besonders einfachen Ausgestaltung ist der Strömungsmesser als PTC- oder NTC-Widerstand ausgebildet. Solche NTC- bzw. PTC-Widerstände sind sehr kostengünstig und geometrisch sehr klein, so dass diese kleinen Bauteile einfach nahe jedem Saugloch positioniert werden können.
- In einer Ausführungsform ist eine aus Strömungssensor und Signalauswerteschaltung bestehende Sensorik modular gestaltet. Dadurch kann die Anzahl der Sensorik einfach an verschiedene Größen von Flächensauggreifern angepasst werden.
- Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine davon soll anhand der in der Zeichnung dargestellten Figur näher erläutert werden. Es zeigt:
-
1 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Flächensauggreifers. - In
1 ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Flächensauggreifers1 dargestellt, welcher eine Saugkammer2 aufweist, die mit einer Saugwand3 abgeschlossen ist. Die Saugwand3 weist eine Vielzahl von Sauglöchern4 auf. Im Bereich jedes der Sauglöcher4 ist in der Saugkammer2 jeweils ein einen Strömungsmesser bildender PTC- oder NTC-Widerstand5 angeordnet. Alle diese PTC- bzw. NTC-Widerstände5 sind mit einem Mikrocontroller6 verbunden, wobei der Mikrocontroller6 eine Multiplexerschaltung7 aufweist, welche die durch die NTC- bzw. PTC-Widerstände5 gelieferten Ausgangssignale zyklisch an den Mikrocontroller6 ausgibt. - Mit einer an den Flächensauggreifer
1 angeschlossenen, nicht weiter dargestellten Pumpe wird in der Saugkammer2 ein Unterdruck erzeugt. Dadurch wird durch die Sauglöcher4 Luft angesaugt und gleichzeitig ein Werkstück8 an die Saugwand3 angezogen. Dabei deckt das Werkstück8 entsprechend seiner Form beim Anliegen an die Saugwand3 mehrere Sauglöcher4 ab, während andere Sauglöcher4 unbedeckt bleiben. Durch jeden im Luftstrom des zugehörigen Sauglochs4 angeordneten PTC- oder NTC-Widerstand5 , wird die Strömung im Saugloch4 bestimmt. Da die PTC- bzw. NTC-Widerstände5 durch einen Betriebsstrom erwärmt werden, ändert jeder NTC- oder PTC-Widerstand5 aufgrund einer Temperaturkennlinie seinen Eigenwiderstand, was eine Spannungsänderung zur Folge hat. Wird nun das Vakuum am Flächensauggreifer1 eingeschaltet, kühlt der Luftstrom an den von dem Werkstück8 unbelegten Sauglöchern4 die dort installierten PTC- und NTC-Widerstände5 ab, so dass diese ihren Eigenwiderstand ändern. Der Eigenwiderstand der NTC- oder PCT-Widerstände5 , an welchen das Werkstück8 anliegt, bleibt annähernd unverändert, da keine Luft durch die abgedeckten Sauglöcher4 in die Saugkammer2 eintritt. Bei NTC- oder PTC-Widerständen5 , die in Sauglöchern4 angeordnet sind, an welchen das Werkstück 8 nicht aufliegt, führt der Luftstrom zu einer Abkühlung des NTC- bzw. PTC-Widerstandes5 und somit zu einer Änderung des Eigenwiderstandes, welche mit einer Spannungsänderung einhergeht, die von dem Mikrocontroller6 erfasst wird. Da der Mikrocontroller6 alle Spannungsänderungen der in der Saugkammer2 angeordneten PTC- und NTC-Widerstände5 überwacht, kann die Belegung jedes einzelnen Saugloches4 durch das Werkstück8 durch Auswertung der Spannungsänderungen der entsprechenden NTC- oder PTC-Widerstände5 detektiert werden. - Die dem Mikroprozessor
6 innewohnende Multiplexerschaltung7 erlaubt dabei eine einfache Auswertung, da die Ausgangssignale der einzelnen NTC- oder PTC-Widerstände5 zyklisch durchgeschaltet werden, so dass der Mikrokontroller6 einfach die aktuellsten Informationen über die Belegung jedes einzelnen Saugloches3 erhält. Aufgrund dieser Ausgestaltung wird die Information der verschiedenen NTC- bzw. PTC-Widerstände5 zentral erfasst und ausgewertet. - Die beschriebene Lösung umfasst eine sehr günstige Sensorik, die mit dem jeweiligen NTC- oder PTC-Widerstand
5 und einer Signalaufbereitungsschaltung nur zwei bis drei Bauteile pro Saugloch4 benötigt. Jede das PTC- bzw. NTC-Widerstand5 enthaltende Sensorik ist dabei modular gestaltet, so dass je nach Größenordnung des Flächensauggreifers1 bzw. der Anzahl der vorhandenen Sauglöcher4 in der Saugwand3 die entsprechende Anzahl von Sensoriken zur Verfügung gestellt werden kann. Durch den modularen Aufbau der Strömungsmesser ist eine Erweiterung einfach möglich. - ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
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- EP 2149517 B1 [0002]
Claims (8)
- Flächensauggreifer zum Aufnehmen eines Werkstückes, umfassend eine Saugkammer (2), welche eine Saugwand (3) aufweist, die zur Aufnahme des Werkstückes (8) mit einer Vielzahl von Sauglöchern (4) versehen ist, wobei nahe der Sauglöcher (4) ein Strömungssensor (5) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass an jedem Saugloch (4) der Saugwand (3) jeweils ein Strömungsmesser (5) positioniert ist.
- Flächensauggreifer nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass jeder Strömungsmesser (5) so angeordnet ist, dass er in einem durch das zugeordnete Saugloch (4) angesaugten Luftstrom positioniert ist. - Flächensauggreifer nach
Anspruch 1 oder2 , dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsmesser (5) in der Saugkammer (2) angeordnet sind. - Flächensauggreifer nach
Anspruch 1 ,2 oder3 , dadurch gekennzeichnet, dass alle Strömungsmesser (5) mit einem Mikrocontroller (6) zur Auswertung der genauen Belegung der Saugwand (3) mit dem Werkstück (8) verbunden sind. - Flächensauggreifer nach
Anspruch 4 , dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Strömungsmessern (5) und dem Mikrocontroller (6) eine Multiplexerschaltung (7) zur zyklischen Durchschaltung der Strömungsmesser (5) an dem Mikrocontroller (6) angeordnet ist. - Flächensauggreifer nach
Anspruch 5 , dadurch gekennzeichnet, dass die Multiplexerschaltung (7) integrierter Bestandteil des Mikrocontrollers (6) ist. - Flächensauggreifer nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungsmesser als PTC- oder NTC-Widerstand (5) ausgebildet ist.
- Flächensauggreifer nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine aus Strömungssensor (5) und Signalauswerteschaltung bestehende Sensorik modular gestaltet ist.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN114376274A (zh) * | 2022-01-14 | 2022-04-22 | 深圳麦时科技有限公司 | 气溶胶产生装置及其控制方法、控制装置和存储介质 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11207678A (ja) | 1998-01-27 | 1999-08-03 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 吸着位置検出パッド |
EP2149517B1 (de) | 2008-07-30 | 2012-09-05 | J. Schmalz GmbH | Mit Druckluft betriebener Flächensauggreifer |
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2017
- 2017-03-09 DE DE102017104944.4A patent/DE102017104944B4/de active Active
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JPH11207678A (ja) | 1998-01-27 | 1999-08-03 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 吸着位置検出パッド |
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CN114376274A (zh) * | 2022-01-14 | 2022-04-22 | 深圳麦时科技有限公司 | 气溶胶产生装置及其控制方法、控制装置和存储介质 |
CN114376274B (zh) * | 2022-01-14 | 2024-01-30 | 深圳麦时科技有限公司 | 气溶胶产生装置及其控制方法、控制装置和存储介质 |
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