DE2636473C3

DE2636473C3 - Greifer, insbesondere für Handhabungsgeräte

Info

Publication number: DE2636473C3
Application number: DE19762636473
Authority: DE
Inventors: Augsburg 8900; Dieter Ing.(Grad.) Hirt; Gerhard Dipl.-Phys. Dr.-Ing. 8060 Dachau Isenberg; Zdravko Dipl.-Ing. Krovinovic
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN AG
Priority date: 1976-08-13
Filing date: 1976-08-13
Publication date: 1980-04-10
Also published as: DE2636473B2; DE2636473A1

Description

Die Erfindung bezieht sijh auf -,inen Greifer gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Der bekannte Greifer dieser Art .OE-AS 12 33 998) weist eine Prüfvorrichtung auf, in der eine Schlupfbewegung des Gegenstands relativ zu den Greiferarmen ein diese Bewegung anzeigendes Signal erzeugt, und dieses Signal wirkt als Eingangssignal für ein Steuersystem, das die Greiferarme veranlaßt, den Gegenstand fester zu halten.

Aufgabe gemäß der Erfindung ist es, einen anfangs genannten Greifer mit möglichst kleiner Greifkraft zu schaffen, bei dem kein Schlupf zwischen dem Gegenstand und ihm auftritt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Kennzeichendes Anspruches 1 gelöst.

Das der dort genannten Relativbewegung entsprechende Signal stammt vom genannten Meßglied. Die betreffende Messung erfolgt mit dem Ergreifen, Heben und Absetzen des Gegenstandes. Die Greifkraft wird entsprechend dieser Messung bzw. diesem Signal nachgeregelt, d. h. bis zum Abheben von einem Anfangs- bzw. Mindestwert auf den genannten möglichst kleinen Wert vergrößert, worauf der Gegenstand abgehoben wird, bzw. beim Absetzen vom Beginn der Berührung des Gegenstandes mit der Absetzfläche oder dergleichen an verringert. Eine Abhängigkeit von einer genannten Schlupfbewegung ist dabei nicht vorhanden. Eine solche Schlupfbewegung tritt dabei nicht auf. Die genannte Relativbewegung zwischen den Greiferringen in Hubrichtung bedingt die genannte Greifkraftvergrößerung bzw. -verkleinerung. Es kann von einer Wägung des Gegenstandes gesprochen werden, wobei das genannte Signal als Wägesignal bezeichnet wird. Die Steuerung der Greifkraft entsprechend dieser Messung bzw. Wägung kann auch zur Erkennung des Gegenstandes ausgemustert werden. Der Greifer kann also ein Wägemeßsystem für die Gewichtsbestimmung und Gegenstandserkennung aufweisen. Es ist ein adaptiver Greifer bzw. ein adaptives Greifersystem geschaffen, der bzw. das seine Greifkraft selbständig in der Weise anpaßt, daß der Gegenstand mit relativ kleiner Greifkraft bzw. ergriffen, gehoben und abgesetzt werden kann, ohne daß er schlupft. Der Greifer ist relativ feinfühlig und für vorsichtiges Ergreifen des Gegenstandes geeignet.

Gemäß den Ansprüchen 2 und 3 werden noch für die Aufgabe vorteilhafte und förderliche Weiterbildungen beansprucht

Der Greifer kann zur Lösung der Aufgabe bei verschiedenartigen oder unterschiedlich beschaffenen Gegenständen, z. B. bei dünnwandigen Metallteilen, die nicht deformiert werden dürfen, leichtbrüchigen Teilen oder bei in Papier- oder Plastiksäcken befindlichen Schüttgütern, verwendet werden.

In der Zeichnung ist in Fig. 1 bis 3 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt;

F i g. 1 zeigt den Greifer, ohne Regelschaltung:

F i g. 2 zeigt vier Diagramme a bis d, in denen über der Zeit t für das Ergreifen, Heben und Absetzen des Gegenstands die Verläufe von vier Meßgrößen aufgetragen sind;

Fig.3 zeigt eine elektronische Regelschaltung des Greifers.

Gemäß Fig. 1 sind zwei Greiferarme 10 und 11 und gesonderte, von ihnen getragene Greiferfingerpaare 12, 12' und 13, 13' zwischen ihnen vorgesehen. Zwischen den beiden inneren Greiferfingern 12 und 13 ruht auf einer Auflagefläche 14 ein von den Greiferarmen 10 und 11 durch die inneren Greiferfinger 12 und 13 zu ergreifender, hochzuhebender und woanders abzusetzender Gegenstand 15. Die Greiferfinger sind über ein in vertikaler Richtung ζ elastisch nachgiebiges, elektronisches Wägesystem verbunden, das zwischen den Greiferfingern 13 und 13' des Greiferfingerpaars 13,13' ein Meßglied 16 aufweist. Zwischen oV.m Greiferarm 11 und dem Greiferfinger 13' ist ein in Greifrichtung χ wirkendes und nachgiebiges bzw. elastisches, ein elektronisches Meßsystem enthaltendes Greifkraftübertragungsglied 17 vorgesehen. Auf dem Greiferarm 11 ist ein Beschleunigungsaufnehmer 18 so angebracht, daß er nur Beschleunigungen der Greiferarme 10 und 11 in Hubrichtung ζ erfaßt.

Bei den Meßgrößen gemäß Fig. 2 handelt es sich im Diagramm a um den Weg der Greiferarme 10, 11 und äußeren Greiferfinge/ 12', 13' in Hubrichtung z, d. h. den Weg si, im Diagramm b um den Weg der inneren Greiferfinger 12, 13 und des Gegenstandes 15 in Hubrichtung z, d. h. den Weg S₂, jeweils in Millimetern (mm), im Diagramm c um die in Greifrichtung χ wirkende Greifkraft Pin Newton (N) und im Diagramm d um das vom Meßglied 16 stammende Wägesignal in Volt (V).

Im Zeitpunkt t\ sind die Greiferarme 10 und 11 so weit offen, daß die inneren Greiferfinger 12 und 13 jeweils einen kleinen seitlichen Abstand vom Gegenstand 15 haben (F i g. I); der Weg s\ hat den Wen Null;

im Zeitpunkt h berühren die inneren Greiferfinger 12 und 13 den Gegenstand 15; der Weg s, hat weiterhin den Wert Null;

im Zeitpunkt I₁ sind die inneren Greiferfinger 12 und 13 mit einer für die Wägung des Gegenstands 15 erforderlichen Anfangs- bzw. Mindestgreifkraft Po (Diagramm c) an den Gegenstand 15 angedrückt; der Weg Si hat immer noch den Wert Null;

vom Zeitpunkt U bis zum Zeitpunkt is erfolgt entgegen der Hubrichtung ζ die wachsende Belastung der Greiferarme 10, 11 und der äußeren Greiferfinger 12', 13' während des Anhebens derselben, also während des Anwachsens des Wegs s, vom Wert Null zum Zeitpunkt I₄ auf den im Diagrann a zum Zeitpunkt r₅ gehörigen Wert s_u wobei der Gegenstand 15 auf der Auflagefläche verbleibt una die inneren Greiferfinger 12, 13 auf ihrer Höhe verbleiben, also der Weg J₂ den Wert Null beibehält, und die Greifkraft P entsprechend der Zunahme des Wägesignals (Diagramm d) nachgeregelt, also vergrößert wird (Diagramm c)\

im Zeitpunkt /5 sind die Greiferarme 10, 11 und Greiferfinger 12', 13', 12, t3 entgegen der Hubrichtung ζ voll belastet und heben diese den Gegenstand 15 von der Auflagefläche 14 ab und bis zum Zeitpunkt fe hoch (Diagramm bj-, das Wägesignal hat im Zeitpunkt r₅ seinen Höchstwert erreicht (Diagramm d), und die Greifkraft P wird nicht weiter erhöht;

im Zeitpunkt fe haben die Greiferarme 10,11 und die äußeren Greiferfinger 12', 13' eine Höhe erreicht (Diagramm a), bei der die inneren Greiferfingvr 12, 13 und der Gegenstand 15 auf einen vorgegebenen Wert angehoben sind (Diagramm b}_% das Wägesignal und die Greifkraft P bleiben vom Zeitpunkt is über die Zeitpunkte fe und /7 bis zum Zeitpunkt & jeweils gleich groß (Diagramme cund d}\

im Zeitpunkt /7 beginnen die Greiferarme 10, 11 mit dem Absenken des Gegenstands 15 (Diagramm by,

im Zeitpunkt fe berührt der Gegenstand 15 wieder die Auflagefläche 14, und bis zum Zeitpunkt i? werden die Greiferarme und -finger auf die Hubrichtung ζ entlastet, wobei die Greifkraft /'zurückgepegelt wird.

Die Vorgänge in und zwischen den Zeitpunkten ti und fm und t\\ entsprechen denen in und zwischen den Zeitpunkten U, ti und t2.

Um die beschriebenen Vorgänge zu steuern, ist die elektronische Regelschaltung gemäß Fig.3 vorgesehen. Es werden einem Summierer bzw. Summierverstärker 22 ein vom Meßglied 16 stammendes Signal »Gewicht G« über einen Verstärker 19, ein vom Greifkraftübertragungsglied 17 bzw. dessen Meßsystem stammendes Signal »Greifkraft Pv. über einen Verstärker 20 und ein Signal »Anfangs- bzw. Mindestgreifkraft POn. das an einem regelbaren Widerstand 26 einstellbar ist, zugeführt. Der Ausgang des Summierverstärkers 22 wird zwei Komparatoren 23 und 24 zugeführt, die auf eine Steuerung 25 einwirken. Wird die Steuerung 25 z. B. als Schrittmotorsteuerung ausgeführt, so liefert der Komparator 23, der zweckmäßigerweise als Fensterkomparator ausgeführt wird, das Start/Stop-Signal für die Schrittmotorsteuerung und der Komparator 24 ein Signal für den Rechts- oder Linkslauf ues Schrittmotors, je nachdem ob die Greifkraft Pzu- oder abnehmen soll. Der Verstärker 20 hat eine Steilheit, die mit Sicherheit auch bei sehr kleinen zwischen de.i Greiferringern 12,13 und verschiedenen Gegenständen 15 vorhandenen Reibungskoeffizienten ein Rutschen des Gegenstandes 15 verhindert. Um in Hubrichtung ζ auftretende Beschleunigungen der Greiferarme zu kompensieren, wird das Signal »Greifkraft P« über einen Multiplizierer 27 mit einem Signal b des Beschleunigungsaufnehmers 18 über einen Verstärker 21 korrigiert

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Greifer, insbesondere für Handhabungsgeräte, mit Greiferarmen und selbsttätiger Steuerung ihrer Greifkr^ft auf einen Wert, der bei einem Heben des von ihnen seitlich gegriffenen Gegenstands möglichst klein ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Greiferarmen (10, U) gesonderte, von ihnen getragene Greiferfingerpaare (12,12'; 13, 13') vorgesehen sind, die zwischen sich in Hubrichtung (z) elastische Glieder und ein Meßglied (16) einschließen, daß zwischen mindestens einem Greiferarm (11) und dem zugehörigen Greiferfingerpaar (13,13') ein in Greifrichiung (x) wirkendes, ein Meßsystem enthaltendes Greifkraftübertragungsglied (17) vorgesehen ist und daß eine vorzugsweise elektronische Regelschaltung vorgesehen ist, durch die die Greifkraft entsprechend der zwischen den Greiferfingern (13, 13') des Greiferfingerpaars (13, 13') ermitte!i-:n Relativbewegung nachgeregelt wird.

2. Greifer irach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet, daß zur Nachregelung der Greifkraft Regelschaltungen (18,21,27) vorgesehen sind, die weitere Parameter, wie z. B. Beschleunigungen der Greiferarme (10,11) in Hubrichtung fzjt berücksichtigen.

3. Greifer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Greiferarm (10, 22) einen Aufnehmer (18) zur Erfassung dieser Beschleunigungen aufweist.