KR20140106573A - 진공 그립핑 장치, 및 진공 그립핑 장치를 작동하기 위한 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 진공 그립퍼 (4), 처리 장치 (32), 유체와 관련된 센서신호를 상기 처리 장치 (32) 에 제공하기 위해 형성되는 센서 장치 (14; 33), 및 상기 처리 장치 (32) 에 의해 제어될 수 있는 유체 제어 밸브 (24; 45, 46) 를 갖는 진공 그립핑 장치에 관한 것이며, 상기 유체 제어 밸브 (24; 45, 46) 는 유체원과의 연결을 위한 유체 연결부 (23; 43, 44) 및 유체 흐름, 특히 진공 및 정압을 상기 진공 그핍퍼 (4) 에 제공하기 위한 유체 출구 (31) 를 구비한다. 본 발명에 따르면, 상기 센서 장치는 상기 유체 연결부에 할당된 압력센서 (33) 를 구비하고, 상기 처리 장치는, 여러 가지 유체-투입압력 (pE) 에 있어서 상기 진공 그립퍼 (4) 에서의 미리 설정 가능한 압력 상한 한계 (

) 가 지켜지는 것을 보장하기 위해 상기 압력센서 (33) 의 압력신호에 따라 상기 진공 그립퍼 (4) 에서의 압력상승을 위한 시간 간격 (t) 을 결정하도록 형성된다.

Description

진공 그립핑 장치, 및 진공 그립핑 장치를 작동하기 위한 방법 {VACUUM GRIPPING DEVICE AND METHOD FOR OPERATING A VACUUM GRIPPING DEVICE}

본 발명은 진공 그립퍼, 처리 장치 (processing device), 유체와 관련된 센서신호를 상기 처리 장치에 제공하기 위해 형성되는 센서 장치, 및 상기 처리 장치에 의해 제어될 수 있는 유체 제어 밸브를 갖는 진공 그립핑 장치에 관한 것이며, 상기 유체 제어 밸브는 유체원 (fluid source) 과의 연결을 위한 유체 연결부 및 유체 흐름, 특히 진공 및 정압 (positive pressure) 을 상기 진공 그립퍼에 제공하기 위한 유체 출구를 구비한다. 또한, 본 발명은 진공 그립핑 장치를 작동하기 위한 방법에 관한 것이다.

DE 10 2007 061 820 A1 에는, 흡입 그립퍼에 연결된 흡입 채널과 연결된 이젝터 장치 (ejector device) 를 구비하는 진공 발생기 장치가 공지되어 있다. 상기 흡입 채널에는 압력 검출 장치가 연결되고, 상기 압력 검출 장치는 제어 전자장치와 소통한다. 상기 장치는, 상기 흡입 채널의 진공화 시간 및/또는 환기 시간이 검출되고, 비교 결과에 따라 전기적 진단신호를 발생시키기 위해 적어도 하나의 기준 시간값과 비교되는 방법의 실행을 허용한다.

DE 10 2007 058 114 A1 은 진공 발생기 장치 및 그를 작동하기에 적합한 방법을 공개하고 있다. 이젝터 장치는 그의 유입구와 함께 공기 공급 채널에 연결되고, 상기 공기 공급 채널은, 상기 이젝터 장치를 선택적으로 스위칭 오프 또는 스위칭 온하기 위해 전자적 조절장치를 통해 선택적으로 차단 또는 해제될 수 있다. 스위칭 온된 이젝터 장치에 있어서, 흡입 채널 안에 진공이 발생된다. 상기 이젝터 장치는 상기 진공이 상한 스위칭값과 하한 스위칭값 사이를 왔다갔다 하도록 작동된다. 존재하는 누출을 추론하게 하는 진단신호를 발생시키기 위해, 기준 기준값과의 비교를 통해 상기 이젝터 장치의 작동시간이 검출된다.

본 발명의 목적은 진공 그립퍼로 그립핑된 작업편을 주의깊게 내려놓는 것을 간단한 수단들을 가지고 가능하게 하는 진공 그립퍼, 및 진공 그립퍼를 작동하기 위한 방법을 제공하는 것이다.

이 목적은 본 발명의 제 1 양상에 따르면 도입부에 언급된 유형의 방법을 위해 청구항 제 1 항의 특징들을 가지고 달성된다. 이에 따르면, 센서 장치는 유체 연결부에 할당된, 유체-투입압력을 검출하기 위한 압력센서를 포함하고, 처리 장치는, 진공 그립퍼에서의 압력감소를 초래하기 위해 상기 처리 장치가 제 1 액츄에이팅 시점에서 제 1 제어신호를 제공하고, 이어서 상기 진공 그립퍼에서의 압력상승을 초래하기 위해 제 2 액츄에이팅 시점에서 제 2 제어신호를 제공하고, 이어서 상기 진공 그립퍼에서의 상기 압력상승을 종료시키기 위해 제 3 액츄에이팅 시점에서 제 3 제어신호를 제공하도록 형성되고, 상기 처리 장치는, 여러 가지 유체-투입압력에 있어서 상기 진공 그립퍼에서의 미리 설정 가능한 압력 상한 한계가 지켜지는 것을 보장하기 위해 상기 압력센서의 압력신호에 따라 상기 제 2 액츄에이팅 시점과 상기 제 3 액츄에이팅 시점 사이의 시간 간격 (time interval) 을 가변적으로 결정하도록 형성된다.

상기 유체 연결부에 제공된 상기 압력센서는 간단히 그리고 비용절감적으로 하우징에 또는 상기 하우징 안에 배치될 수 있고, 상기 하우징 안에는 적어도 유체 제어 밸브 및 경우에 따라서는 상기 처리 장치도 수용된다. 진공 그립퍼에의 압력센서의 노력이 많이 드는 부착 (이로 인해, 플렉시블한 케이블 연결 또는 상기 처리 장치로의 무선 신호전달이 필요할 것이다), 또는 예컨대 유체 안내 측정라인을 통한 압력센서로의, 진공 그립퍼에 존재하는 압력의 전달이 생략될 수 있다. 그러므로, 상기 진공 그립핑 장치의 구성이 간단해질 수 있다.

상기 압력센서의 도움으로 유체의 유체-투입압력이 결정되고, 상기 유체는 유체원으로부터 상기 유체 제어 밸브에 제공되고, 그곳으로부터 진공 그립퍼에 제공될 수 있다. 상기 제공된 유체를 가지고, 선행하여 상기 진공 그립퍼에 제공된 진공을 감소시키기 위해 필요한 상기 진공 그립퍼에서의 압력상승이 수행될 수 있다. 이 압력상승은 상기 진공 그립퍼에 의해 진공 작용을 통해 그립핑된 작업편을 다시 해제하고, 이로써 밑받침 위에 상기 작업편을 내려놓는 것을 가능하게 하기 위해 이용된다. 이 해제 과정에 있어서, 상기 작업편이 상기 진공 그립퍼에서의 너무 높은 압력을 근거로 가속화되고, 이를 통해 아마도 유해한 충격에 의해 상기 밑받침에 부딪치는 것이 저지되어야 한다. 본 발명에 따르면 진공 그립퍼에서의 노력이 많이 드는 압력측정이 생략되어야 하기 때문에, 상기 진공 그립퍼에서의 압력진행을 실제로 측정된 유체-투입압력을 근거로 미리 정하는 것이 제공된다. 이를 위해, 상기 진공 그립퍼에서의 압력상승을 초래하는 상기 진공 그립퍼에의 유체의 제공을 위한 시간 간격은 유체-투입압력에 따라 설정된다. 이때, 보다 높은 유체-투입압력은 보다 짧은 시간 간격을 초래하고, 보다 낮은 유체-투입압력은 보다 긴 시간 간격을 초래한다.

본 발명의 바람직한 개선들은 종속항들에 기재된다.

본 발명의 구현형태에 있어서, 상기 진공 그립퍼의 그립핑 과정을 위한 진공은 별도의 진공원 (vacuum source) 으로부터 상기 유체 제어 밸브의 진공 연결부로 제공된다.

바람직하게는, 그립핑 과정을 위한 진공은 상기 유체 제어 밸브의 하류에 접속된 진공 발생기의 도움으로 제공된다. 이 경우, 상기 제 2 액츄에이팅 시점과 상기 제 3 액츄에이팅 시점 사이의 시간 간격의 검출에 대해 보충적으로, 상기 유체 연결부에 제공된 상기 압력센서의 도움으로 그리고 상기 압력센서의 압력신호를 근거로, 어떤 진공이 그립핑 과정 동안, 진공 그립퍼에 의해 그리고 작업편에 의해 형성된 중공 공간 (hollow space) 안에 발생하는지 추정이 수행될 수 있다. 이에 상응하여, 상기 추정된 진공에 따라 상기 제 2 액츄에이팅 시점과 상기 제 3 액츄에이팅 시점 사이의 시간 간격의 보정을 수행하는 것이 제공될 수 있다. 또한, 보충적으로 또는 대안적으로, 작업편을 그립핑한 후 진공 그립퍼를 움직일 수 있는 운동방향의 액츄에이팅을 위한 운동방향-액츄에이팅 시점이 상기 제 1 액츄에이팅 시점에서 측정된 유체-투입압력을 근거로 검출되는 것이 제공될 수 있는데, 왜냐하면 상기 진공 그립퍼가 상기 작업편을 확실히 그립핑하면 비로소 상기 제 1 액츄에이팅 시점에 이어서 상기 진공 그립퍼의 운동을 초래하기 위해서이다.

상기 압력센서의 압력신호에 따라 상기 제 2 액츄에이팅 시점과 상기 제 3 액츄에이팅 시점 사이의 시간 간격의 결정을 가능하게 하기 위해, 상기 처리 장치 안에 값표 (value table) 및/또는 알고리즘이 저장되면 목적에 맞는다. 이때, 상기 제 2 액츄에이팅 시점과 상기 제 3 액츄에이팅 시점 사이의 시간 간격이 상기 제 2 액츄에이팅 시점에서 상기 압력센서에 의해 검출된 압력을 근거로 확정되는 것이 제공될 수 있다. 대안적으로, 상기 시간 간격이 상기 제 2 액츄에이팅 시점과 상기 제 3 액츄에이팅 시점 사이에 수행되는 상기 진공 그립퍼에서의 압력상승 동안 동적으로, 변하는 유체-투입압력에 따라 맞춰지는 것이 제공될 수 있다.

본 발명의 목적은 제 2 양상에 따라 청구항 제 5 항의 특징들을 가지고 달성된다. 이에 따르면, 다음과 같은 단계들이 제공된다: 처리 장치에 의해 제어신호들을, 유체원과의 연결을 위한 유체 연결부를 구비하는 유체 제어 밸브로 출력하고, 상기 유체 연결부에는 압력센서가 배치되고, 상기 압력센서는 상기 유체 제어 밸브에서의 유체-투입압력을 결정하고, 시간적 순번에 있어서 진공 그립퍼를 위한 진공적용 및 이어서 압력상승을 초래하기 위해 투입압력 신호를 상기 처리 장치에 제공하고, 상기 진공 그립퍼에서의 압력감소를 초래하기 위해 제 1 액츄에이팅 시점에서 제 1 제어신호가 제공되고, 이어서 상기 진공 그립퍼에서의 압력상승을 초래하기 위해 제 2 액츄에이팅 시점에서 제 2 제어신호가 제공되고, 이어서 상기 진공 그립퍼에서의 상기 압력상승을 종료시키기 위해 제 3 액츄에이팅 시점에서 제 3 제어신호가 제공되고, 상기 처리 장치는, 여러 가지 유체-투입압력에 있어서 상기 진공 그립퍼에서의 미리 설정 가능한 압력 상한 한계가 지켜지는 것을 보장하기 위해, 상기 유체 제어 밸브에서의 유체-투입압력을 결정하는 상기 압력센서에 의해 제공되는 압력신호에 따라 상기 제 2 액츄에이팅 시점과 상기 제 3 액츄에이팅 시점 사이의 시간 간격을 결정한다.

상기 방법의 개선에 있어서, 상기 제 2 액츄에이팅 시점과 상기 제 3 액츄에이팅 시점 사이의 상기 시간 간격이 추가적으로, 상기 진공 그립퍼에 의해 그립핑되어야 하는 작업편 또는 작업편들의 미리 설정 가능한 적어도 하나의 특성에 따라 결정되는 것이 제공된다. 이 추가적인 특성은 특히 그립핑되어야 하는 작업편의 무게일 수 있다. 또한, 특히 매우 가벼운 작업편들에 있어서는 상기 작업편의 크기 및/또는 표면성질이 고려될 수 있는데, 왜냐하면 이 특성들은 상기 작업편을 내려놓기 위한 압력상승시 상기 진공 그립퍼로부터의 상기 작업편의 분리 거동에 영향을 미치기 때문이다.

상기 방법의 그 밖의 구현형태에 있어서, 상기 시간 간격의 상기 결정은 상기 처리 장치 안에 저장되는 알고리즘 및/또는 값표를 근거로 수행되는 것이 제공된다.

상기 방법의 그 밖의 구현형태에 있어서, 상기 시간 간격의 상기 결정은 상기 제 2 액츄에이팅 시점에서 검출된 유체-투입압력을 근거로 수행되는 것이 제공된다. 즉, 이에 따르면, 상기 진공 그립퍼에서의 압력상승을 위한 상기 시간 간격을 결정하기 위해, 상기 제 2 액츄에이팅 시점에서 검출되는 유체-투입압력의 모멘트 흡수가 이용된다.

상기 방법의 그 밖의 구현형태에 있어서, 상기 제 2 액츄에이팅 시점과 상기 제 3 액츄에이팅 시점 사이의 상기 시간 간격이 연속적으로 또는 주기적으로 반복되어 현재의 유체 투입압력에 맞춰지는 것이 제공된다. 예컨대, 상기 시간 간격이 우선 상기 제 2 액츄에이팅 시점에서 측정된 유체-투입압력을 근거로 그리고 그 후 진행되는 시간 간격 동안 연속적으로 또는 주기적으로, 특히 미리 정해져 있는 역치를 초과하는 압력변동의 발생시, 길어지거나 또는 짧아지는 것이 제공될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시형태들이 도면에 도시된다.

도 1 은 진공 그립핑 장치의 개략적인 도면을 도시하고,
도 2 는 도 1 에 도시된 진공 그립핑 장치를 액츄에이팅하기 위한, 모듈식으로 구성된 유체 제어 장치를 도시하고,
도 3 은 진공 제어 장치의 제 1 실시형태의 공압 회로도를 도시하고,
도 4 는 진공 제어 장치의 제 2 실시형태의 공압 회로도를 도시하고,
도 5 는 진공 그립핑 장치의 작동을 위한 시간적 진행 도식을 나타낸다.

도 1 에는 예컨대 판 모양의 물체 (2) 들을 핸들링하기 위해 이용될 수 있는 진공 그립핑 장치 (1) 가 개략적으로 도시된다. 진공 그립핑 장치 (1) 는 예시적으로 하나의 공통의 형태 안정적 프레임 (3) 에 부착된, 적어도 부분적으로 플렉시블하게 형성된 다수의 진공 그립퍼 (4) 를 포함한다. 프레임 (3) 은 본 경우 서로 평행으로 정렬된 2개의 리니어 액츄에이터 (5) 에 부착되고, 상기 리니어 액츄에이터들은 전기적 또는 유체적 작동 수단들, 특히 공압 실린더들일 수 있다. 진공 그립퍼 (4) 들 각각은 공급라인 (6) 과 유체적으로 소통하며 연결되고, 상기 공급라인은 진공 그립퍼 (4) 에 의해 그리고 그에 할당된 작업편 (2) 에 의해 한정된, 상세히 도시되지 않은 중공 공간으로부터의 유체 흐름, 또는 이 중공 공간 안으로의 유체 흐름을 제공하기 위해 형성된다.

진공 그립퍼 (4) 들은 예컨대 우선 작업편 (2) 의 표면 위에 놓여질 수 있는데, 왜냐하면 그 후 다음 단계에서 상기 중공 공간의 진공화, 즉 상기 중공 공간 안의 압력감소를 공급라인 (6) 을 통하여 초래하기 위해서이며, 이를 통해 진공 그립퍼 (4) 와 작업편 (2) 사이의 홀딩력이 생성된다. 진공 그립퍼 (4) 와 작업편 (2) 사이의 충분한 밀봉작용 및 상기 중공 공간의 충분한 진공적용에 있어서, 이를 통해 작업편 (2) 은 리니어 액츄에이터 (5) 들을 이용해 도시되지 않은 밑받침으로부터 상승될 수 있고, 그 위로 또는 마찬가지로 도시되지 않은 다른 밑받침 위로 다시 하강될 수 있다. 공압 실린더들로서의 리니어 액츄에이터 (5) 들의 예시적인 구현형태에 있어서 압력라인들 (7, 8) 이 제공되고, 원하는 상승 또는 하강 과정을 초래하기 위해 상기 압력라인들을 통하여 압축공기가 리니어 액츄에이터 (5) 들로 안내될 수 있다.

다음 단계에서는, 각각의 진공 그립퍼 (4) 들의 상기 중공 공간들 안의 진공적용이 감소되고, 즉 상기 중공 공간들 안의 압력상승이 수행된다. 예시적으로, 이는 진공 그립퍼 (4) 들에의 가압된 유체의 능동적 제공을 통해 수행되고, 이를 통해, 작업편 (2) 을 신속하게 내려놓을 수 있기 위해 홀딩력의 재빠른 감소가 초래될 수 있다.

공급라인 (6) 은 압력라인들 (7, 8) 과 같이 유체 제어 장치 (9) 와 연결되고, 상기 유체 제어 장치는 도 2 에 상세히 도시된 다수의 모듈 (10, 11, 12) 로 구성된다. 바람직하게는, 이 모듈들 (10, 11, 12) 은 나란히 배치되고, 서로 전기적 및 유체적으로 소통하며 연결된다. 예시적으로, 유체 제어 장치 (9) 는 하나의 진공 모듈 (10), 2개의 압축공기 모듈 (11) 및 하나의 제어 모듈 (12) 을 포함한다. 진공 그립퍼 (4) 들은 공급라인 (6) 을 통하여 진공 모듈 (10) 과 연결된다. 두 리니어 액츄에이터 (5) 는 압력라인들 (7, 8) 을 통하여, 상승 또는 하강 운동을 담당하는 압축공기 모듈 (11) 들과 연결된다. 제어 모듈 (12) 은 다른 모듈들 (10, 11) 의 기능들의 조정을 위해 제공되고, 이를 위해 예컨대 모듈들 (10, 11) 과 제어 모듈 (12) 과의 병렬 접속 또는 모듈들 (10, 11) 과 제어 모듈 (12) 사이의 내부 통신 시스템이 제공될 수 있다. 또한, 제어 모듈 (12) 은, 기계 제어기 (13) 로부터 통신 시스템 (15) 을 통하여 제어 모듈 (12) 로 제공되는 제어명령들을 변환하기 위해서도 사용된다.

도 2 에서는 유체 제어 장치 (9) 의 바람직한 실시형태의 모듈식 구성을 알아볼 수 있다. 제어 모듈 (12) 은 외부 통신 인터페이스 (16), 내부 통신 인터페이스 (17), 2개의 외부 유체 연결부 (18, 19) 및 2개의 내부 유체 연결부 (20, 21) 를 포함한다.

두 외부 유체 연결부 (18, 19) 에는 예컨대 압축공기 및 진공이 연결될 수 있고, 그러면 내부 유체 연결부들 (20, 21) 은 예시적으로 상기 압축공기 및 상기 진공을 모듈들 (10, 11) 에 전달하기 위해 사용된다. 외부 통신 인터페이스 (16) 는 외부 통신 시스템 (15) 을 연결하기 위해 사용되고, 상기 외부 통신 시스템은 예시적으로 프로피버스 프로토콜에 따라 기계 제어기 (13) 와 제어 모듈 (12) 사이의 제어명령들 및 센서 데이터의 전달을 제공한다. 내부 통신 인터페이스 (17) 는 제어 모듈 (12) 로부터 모듈들 (10, 11) 로 제어명령들을 전달하기 위해 그리고 모듈들 (10, 11) 의 센서 및/또는 상태 신호들을 제어 모듈 (12) 에 제공하기 위해 제공되고, 예컨대 I/O 링크 프로토콜에 따른 데이터 전달을 위해 형성된다. 대안적으로, 내부 통신 인터페이스 (17) 는 제어 모듈 (12) 에 형성되고, 상응하는 통신 인터페이스 (17) 들은 모듈들 (10, 11) 에 병렬 버스 시스템으로서, I/O 링크에 따라 또는 병렬 배선으로서, 특히 멀티폴로서 형성된다.

진공 제어 장치 (22) 로서 형성된 진공 모듈 (10) 의 도 3 에 도시된 제 1 실시형태는 유체 연결부 (23), 제어 밸브 (24) 로서 형성된 유체 제어 밸브, 진공 발생기로 사용되는 이젝터 (25), 배기 소음기 (28), 이젝터 (28) 에 배치된 흡입 연결부 (29), 유체 라인 (30), 유체 출구 (31), 처리 장치 (32), 및 압력센서 (33) 로서 형성된 센서 장치를 포함한다. 유체 연결부 (23) 는 진공 제어 장치 (22) 안으로의 압축공기 공급을 위해 형성되고, 진공 모듈 (10) 의 측벽에 배치되며, 따라서 그는 이웃하여 배치된 모듈 (10, 11, 12) 의 부합하는 내부 유체 연결부 (20) 와 소통하며 연결될 수 있다. 유체 연결부 (23) 는 제어 밸브 (24) 와 연결되고, 상기 제어 밸브는 이젝터 (25) 로의 또는 바로 유체 출구 (31) 로의 상기 제공되는 압축공기의 선택적인 전달을 위해 형성된다. 제어 밸브 (24) 는 예시적으로 3/3 웨이 밸브로서 형성되고, 전자기적으로 액츄에이팅될 수 있다. 이를 위해, 진공 제어 장치 (22) 안에 배치된 처리 장치 (32) 가 제공되고, 상기 처리 장치는 내부 통신 인터페이스 (17) 를 통하여 제어 모듈 (12) 과 전기적으로 소통하며 연결된다. 통신 인터페이스 (17) 는 예시적으로 I/O 링크 프로토콜 또는 다른 버스 프로토콜에 따라 제어 모듈 (12) 과의 데이터 교환을 위해 형성될 수 있거나 또는 대안적으로 멀티폴 연결부로서 형성될 수 있다. 제어 밸브 (24) 는 도 3 에 도시된 제 1 스위칭 위치에 있어서 이젝터 (23) 의 압축공기 공급을 위해 제공될 수 있고, 따라서 흡입 연결부 (29) 에는 그리고 이로써 유체 출구 (31) 에도 진공이 인가되고, 상기 진공을 이용해 도 1 에 도시된 진공 그립퍼 (4) 들이 작업편 (2) 에 부착될 수 있다. 제어 밸브 (24) 의 제 2 스위칭 위치에 있어서, 진공 그립퍼 (4) 들의 가압은 진공 그립퍼 (4) 에서의 압력상승을 위해 그리고 이로써 작업편 (2) 을 신속하게 내려놓기 위해 제공된다. 제어 밸브 (24) 의 제 3 스위칭 위치에 있어서, 유체 연결부 (23) 와 유체 출구 (31) 사이의 연결들이 차단된다. 처리 장치 (32) 는 전기적으로 압력센서 (33) 와 연결되고, 상기 압력센서는 그의 편에서 유체 연결부 (23) 와 소통하며 유체적으로 연결된다. 제어 밸브 (24) 의 바람직한 액츄에이팅을 수행할 수 있기 위해, 압력센서 (33) 의 도움으로, 실제로 유체 연결부 (23) 에 인가된 유체압력이 검출될 수 있다.

바람직하게는, 제 2 액츄에이팅 시점부터, 유체 연결부 (23) 와 유체 출구 (31) 와 그에 연결된, 도 3 에 도시되지 않은 진공 그립퍼 (4) 사이의 소통하는 연결이 존재하는 스위칭 위치로 제어 밸브 (24) 를 스위칭시킴으로써 진공 그립퍼 (4) 안의 압력상승을 달성하고, 이로써 진공 그립퍼 (2) 로부터의 작업편 (2) 의 분리를 가능하게 하는 것이 제공된다. 하기에서 도 4 에 따른 진공 제어 장치 (42) 를 위해 도 5 에 대해 상세히 설명되는 바와 같이, 비슷한 방식으로 진공 제어 장치 (22) 에 있어서도 제 3 액츄에이팅 시점에서, 작업편 (2) 을 부드럽게 밑받침 위에 내려놓을 수 있기 위해, 진공 그립퍼 (4) 에서의 그 밖의 압력상승이 더 이상 필요하지 않은 위치로의 제어 밸브 (24) 의 전환이 수행된다.

도시되지 않은 실시형태에서는, 상기 처리 장치가 상기 진공 제어 장치의 구조적으로 분리된 구성요소로서 형성되거나 또는 상기 제어 모듈 안에 통합된다.

진공 제어 장치 (42) 로서 설계된 진공 모듈 (10) 의 도 4 에 도시된 제 2 실시형태에 있어서, 기능이 동일한 구성요소들에 대해 진공 제어 장치 (22) 에서와 동일한 참조부호들이 사용된다. 진공 제어 장치 (42) 는 마찬가지로 처리 장치 (32), 압력센서 (33) 및 유체 출구 (31) 를 포함한다. 진공 제어 장치 (22) 와 달리 진공 제어 장치 (42) 에는 2개의 유체 연결부 (43, 44) 가 제공되고, 상기 유체 연결부들은 진공 제어 장치 (42) 의 압축공기 공급 또는 진공 공급에 사용되고, 이때 상기 압력센서는 압축공기 연결부 (43) 에 할당된다. 두 유체 연결부 (43, 44) 에는 각각 2/2 웨이 밸브로서 형성된 제어 밸브 (45, 46) 가 할당되고, 이때 제어 밸브들 (45 46) 각각은 처리 장치 (32) 와 전기적으로 커플링되고, 그에 의해 함께 하나의 유일한 유체 제어 밸브의 유형으로 액츄에이팅될 수 있다. 처리 장치 (32) 는, 선택적으로 유체 연결부 (43) 에 제공된 압축공기가 또는 유체 연결부 (44) 에 제공된 진공이 유체 출구 (31) 에 제공되도록 제어 밸브들 (45, 46) 을 액츄에이팅할 수 있다. 보충적으로, 두 제어 밸브 (45, 46) 가 처리 장치 (32) 에 의해 각각의 차단 위치로 스위칭되는 것이 제공될 수 있고, 따라서 유체 연결부들 (43, 44) 과 유체 출구 (31) 사이의 유체 흐름이 존재하지 않는다.

진공 그립핑 장치 (1) 의 작동을 위한 도 5 에 도시된 시간적 진행 도식에는, 도 4 에 도시된 진공 제어 장치 (42) 의 바람직한 액츄에이팅이 어떤 방식으로 수행될 수 있는지가 나타나 있다. 비슷한 방식으로, 진공 제어 장치 (22) 의 바람직한 액츄에이팅도 수행될 수 있다.

도 5 에 따른 도표의 횡축에는 시간 t 가 그려지고, 종축에는 압력 p 가 그려진다. 도 5 에 따른 진행 도식은 진공 그립퍼 (4) 및 작업편 (2) 에 의해 결정된 중공 공간 안에 생길 수 있는 압력 진행 곡선들 (pV1, pV2, pV3) 의 제 1 그룹을 포함한다. 또한, 도 5 에 따른 진행 도식은 유체 연결부 (43) 에 존재할 수 있는 여러 가지 유체-투입압력 (pE1, pE2, pE3) 을 위한 압력 진행 곡선들의 제 2 그룹을 포함한다.

하기에서, 간단하게 하기 위해, 유체 연결부 (44) 와 연결된 진공원이 일정한 진공을 제공한다라고 가정되고, 따라서 압력 진행 곡선들 (pV1, pV2, pV3) 은 하기에서 상세히 설명되는 바와 같이 시점 t0 과 시점 t2 사이에서 동일하게 진행된다.

시점 t0 에서 두 제어 밸브 (45, 46) 는 차단 위치로 스위칭되고, 따라서 유체 출구 (31) 에 진공도 인가되지 않고 정압도 인가되지 않으며, 진공 그립퍼 (4) 에서의 압력 pV 는 주위압력과 일치한다.

제 1 액츄에이팅 시점이라고도 불리우는 시점 t1 에서, 제어 밸브 (46) 에 의해 해제된, 유체 연결부 (44) 와 유체 출구 (31) 사이의 소통하는 연결을 통해 달성되는 유체 출구 (31) 의 진공적용을 초래하기 위해, 처리 장치 (32) 에 의해 제어신호가 제어 밸브 (46) 로 출력된다. 상기 제어신호는 시점 t1 에서 시작하는, 도 5 의 줄 B 안의 검은색 줄로서 나타내진다.

이로써, 진공 그립퍼 (4) 가 작업편 (2) 의 표면에 밀봉적으로 밀착해 있다라는 전제하에, 도 5 에 따른 이상적인 도면에서 최소 압력레벨 pmin 까지 진공 그립퍼 (4) 에서의 지속적인 압력감소 또는 지속적인 압력하강이 발생한다. pmin 에 도달할 때, 흡착되는 작업편 (2) 에 있어서 진공 그립퍼 (4) 의 최대 그립핑력이 달성된다.

이에 이어지는, 작업편 (2) 을 위한 내려놓기 과정에서, 작업편 (2) 이 진공 그립퍼 (4) 로부터 불어 털어내지지 않으면서, 즉 원하지 않은 방식으로 가속화되지 않으면서 진공 그립퍼 (4) 와 작업편 (2) 사이의 그립핑력이 재빨리 그리고 신뢰성 있게 상쇄되는 것을 안전하게 하기 위해, 진공 그립퍼 (4) 에서의 특정한 압력상승이 제공될 수 있다. 이 압력상승은 유체 연결부 (43) 에 제공되는 유체를 진공 그립퍼 (4) 에 공급함으로써 달성된다. 이를 위해, 제 2 시점 t2 에서, 한편으로는 유체 연결부 (44) 와 유체 출구 (31) 그리고 이로써 진공 그립퍼 (4) 사이의 연결을 중단시키기 위해 그리고 다른 한편으로는 유체 연결부 (43) 와 유체 출구 (31) 그리고 그와 연결된 진공 그립퍼 (4) 사이의 연결을 가능하게 하기 위해 상응하는 제어신호가 두 제어 밸브 (45, 46) 에 제공된다.

처리 장치 (32) 안에서는, 예시적으로 제 2 액츄에이팅 시점 t2 에서, 유체 연결부 (43) 에서의 유체-투입압력 (pE) 을 나타내는, 압력센서 (33) 에 의해 제공되는 압력신호를 근거로 시간 △t 가 검출되고, 상기 시간을 근거로 제 3 액츄에이팅 시점 t3 이 확정된다.

이 제 3 액츄에이팅 시점 t3 은, 상기 제 2 액츄에이팅 시점과 상기 제 3 액츄에이팅 시점 사이에 발생하는 압력상승을 통해 상기 선행하는 시간 간격에서 진공 그립퍼 (4) 와 작업편 (2) 사이에 발생된 낮은 압력레벨이 (작업편 (2) 이 진공 그립퍼 (4) 및 작업편 (2) 에 의해 형성된 중공 공간 안에 생성된 정압에 의해 원하지 않은 방식으로 가속화되지 않고, 작업편 (2) 이 내려놓여져야 하는 밑받침에 너무 높은 속도를 갖고 부딪치지 않으면서) 진공 그립퍼 (4) 로부터의 작업편 (2) 의 분리가 발생할 때까지 상승되도록 상기 제 2 액츄에이팅 시점 t2 에서 시작하여 선택된다. 이를 위해, 예컨대 진공 그립퍼 (4) 에서의 작업편 (2) 의 어쩌면 존재하는 점착을 극복하기 위해, 주위압력을 약간 초과하는 압력레벨

에 이르기까지의 압력상승이 제공될 수 있다.

여러 가지 유체-투입압력 (pE1, pE2, pE3) 을 위한 여러 가지 시간은 여러 가지로 진행되는 압력 진행 곡선들 (pV1, pV2, pV3) 에서 시점 t2 부터 알아볼 수 있다. 보다 낮은 유체-투입압력 (pE3) 에 있어서는 보다 긴 시간 간격 △t3 이 진공 그립퍼 (4) 로부터의 작업편 (2) 의 분리를 위해 유리한 약간의 정압 (

) 에 도달할 때까지 필요한 반면, 보다 높은 유체-투입압력 (pE1) 에 있어서는 보다 짧은 시간 간격 △t1 만이 필요해진다. 시간 간격들 △t1 과 △t3 을 검출하기 위해, 일정한 유체-투입압력 (pE1 또는 pE3) 이라고 가정되고, 따라서 유체-투입압력 신호에 따른 제 3 액츄에이팅 시점 t3(1) 또는 t3(3) 의 결정은 제 2 액츄에이팅 시점 t2 에서 시작하여, 상기 액츄에이팅 시점 t2 에서 유체 연결부 (43) 에 존재하는 유체-투입압력 (pE1 또는 pE3) 을 근거로 수행될 수 있다.

대안적으로, 변화하는 유체-투입압력 (pE2) 에 있어서는, 그가 압력 진행 곡선 (pE2) 과 함께 도시된 바와 같이, 제 2 액츄에이팅 시점 t2 와 제 3 액츄에이팅 시점 t3(2) 사이의 시간 간격 △t2 의 특히 바람직한 적응을 달성하기 위해 그리고 변화하는 유체-투입압력 (pE2) 에 있어서도 목표에 맞게 추구되는 약간의 정압 (

) 에 도달하기 위해, 압력센서 (33) 의 유체-투입압력 신호에 따른 제 3 액츄에이팅 시점 t3 의 결정은 상기 제 2 액츄에이팅 시점 t2 에서 시작하여 상기 액츄에이팅 시점 t2 부터의 상기 유체-투입압력 신호의 연속적인 또는 주기적으로 반복되는 평가를 통해 수행될 수 있다.

상기 제 2 액츄에이팅 시점 t2 와 상기 제 3 액츄에이팅 시점 t3 사이의 시간 간격을 검출하기 위해 처리 장치 (32) 안에 알고리즘 및/또는 값표가 저장되고, 상기 값표를 근거로 상기 시간 간격의 계산 또는 선택이 수행된다. 바람직하게는, 상기 제 2 액츄에이팅 시점 t2 와 상기 제 3 액츄에이팅 시점 t3 사이의 시간 간격의 특히 바람직한 적응을 가능하게 하기 위해, 상기 알고리즘 안에서 그리고 상기 값표 안에서 압력센서 (33) 에 의해 측정된 유체-투입압력을 고려하는 것 이외에 또한 다른 파라미터들, 예컨대 작업편 무게를 고려하는 것이 제공된다.

Claims (9)

1. 진공 그립퍼 (4), 처리 장치 (32), 유체와 관련된 센서신호를 상기 처리 장치에 제공하기 위해 형성되는 센서 장치 (14; 33), 및 상기 처리 장치 (32) 에 의해 제어될 수 있는 유체 제어 밸브 (24; 45, 46) 를 갖는 진공 그립핑 장치로서, 상기 유체 제어 밸브 (24; 45, 46) 는 유체원과의 연결을 위한 유체 연결부 (23; 43, 44) 및 유체 흐름, 특히 진공 및 정압을 상기 진공 그립퍼 (4) 에 제공하기 위한 유체 출구 (31) 를 구비하는 진공 그립핑 장치로서,
   상기 센서 장치는 상기 유체 연결부에 할당된, 유체-투입압력 (pE) 을 검출하기 위한 압력센서 (33) 를 포함하고, 상기 처리 장치 (32) 는, 상기 진공 그립퍼 (4) 에서의 압력감소를 초래하기 위해 상기 처리 장치가 제 1 액츄에이팅 시점 (t1) 에서 제 1 제어신호를 제공하고, 이어서 상기 진공 그립퍼 (4) 에서의 압력상승을 초래하기 위해 제 2 액츄에이팅 시점 (t2) 에서 제 2 제어신호를 제공하고, 이어서 상기 진공 그립퍼 (4) 에서의 상기 압력상승을 종료시키기 위해 제 3 액츄에이팅 시점 (t3) 에서 제 3 제어신호를 제공하도록 형성되고, 상기 처리 장치 (32) 는, 여러 가지 유체-투입압력 (pE) 에 있어서 상기 진공 그립퍼 (4) 에서의 미리 설정 가능한 압력 상한 한계 (

   

   ) 가 지켜지는 것을 보장하기 위해 상기 압력센서 (33) 의 압력신호에 따라 상기 제 2 액츄에이팅 시점 (t2) 과 상기 제 3 액츄에이팅 시점 (t3) 사이의 시간 간격 (△t) 을 가변적으로 결정하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 진공 그립핑 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 유체 제어 밸브 (46) 는 진공 연결부 (44) 를 포함하고, 상기 진공 연결부는 상기 진공 그립퍼 (4) 에의 진공의 제공을 가능하게 하기 위해 진공원과 연결 가능한 것을 특징으로 하는 진공 그립핑 장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 유체 제어 밸브 (24) 의 하류에 진공 발생기 (25) 가 접속되고, 상기 진공 발생기는 상기 진공 그립퍼 (4) 에의 진공의 제공을 가능하게 하기 위해 유체 흐름으로 가압될 수 있는 것을 특징으로 하는 진공 그립핑 장치.
4. 제 1 항, 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
   상기 압력센서 (33) 의 압력신호에 따라 상기 제 2 액츄에이팅 시점 (t2) 과 상기 제 3 액츄에이팅 시점 (t3) 사이의 상기 시간 간격 (△t) 의 결정을 가능하게 하기 위해, 상기 처리 장치 (32) 안에 값표 및/또는 알고리즘이 저장되는 것을 특징으로 하는 진공 그립핑 장치.
5. 특히 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 따른 진공 그립핑 장치 (1) 를 작동하기 위한 방법으로서,
   처리 장치 (32) 에 의해 제어신호들을, 유체원과의 연결을 위한 유체 연결부 (23; 43) 를 구비하는 유체 제어 밸브 (24; 45) 로 출력하는 단계로서, 상기 유체 연결부 (23; 43) 에는 압력센서 (33) 가 배치되고, 상기 압력센서는 상기 유체 제어 밸브 (24; 45) 에서의 유체-투입압력을 결정하고, 시간적 순번에 있어서 진공 그립퍼 (4) 를 위한 진공적용 및 이어서 압력상승을 초래하기 위해 투입압력 신호를 상기 처리 장치 (32) 에 제공하고, 상기 진공 그립퍼 (4) 에서의 압력감소를 초래하기 위해 제 1 액츄에이팅 시점 (t1) 에서 제 1 제어신호가 제공되고, 이어서 상기 진공 그립퍼 (4) 에서의 압력상승을 초래하기 위해 제 2 액츄에이팅 시점 (t2) 에서 제 2 제어신호가 제공되고, 이어서 상기 진공 그립퍼 (4) 에서의 상기 압력상승을 종료시키기 위해 제 3 액츄에이팅 시점 (t3) 에서 제 3 제어신호가 제공되고, 상기 처리 장치 (32) 는, 여러 가지 유체-투입압력에 있어서 상기 진공 그립퍼 (4) 에서의 미리 설정 가능한 압력 상한 한계 (

   

   ) 가 지켜지는 것을 보장하기 위해, 상기 유체 제어 밸브 (24; 45) 에서의 유체-투입압력을 결정하는 상기 압력센서 (33) 에 의해 제공되는 압력신호에 따라 상기 제 2 액츄에이팅 시점 (t2) 과 상기 제 3 액츄에이팅 시점 (t3) 사이의 시간 간격 (△t) 을 결정하는 상기 출력하는 단계를 특징으로 하는, 진공 그립핑 장치를 작동하기 위한 방법.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 제 2 액츄에이팅 시점 (t2) 과 상기 제 3 액츄에이팅 시점 (t3) 사이의 상기 시간 간격 (△t) 은 추가적으로, 상기 진공 그립퍼 (4) 에 의해 그립핑되어야 하는 작업편 (2) 또는 작업편들의 미리 설정 가능한 적어도 하나의 특성에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는, 진공 그립핑 장치를 작동하기 위한 방법.
7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
   상기 시간 간격 (△t) 의 상기 결정은 상기 처리 장치 (32) 안에 저장되는 알고리즘 및/또는 값표를 근거로 수행되는 것을 특징으로 하는, 진공 그립핑 장치를 작동하기 위한 방법.
8. 제 5 항, 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
   상기 시간 간격 (△t) 의 상기 결정은 상기 제 2 액츄에이팅 시점 (t2) 에서 검출된 유체-투입압력을 근거로 수행되는 것을 특징으로 하는, 진공 그립핑 장치를 작동하기 위한 방법.
9. 제 5 항, 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
   상기 제 2 액츄에이팅 시점 (t2) 과 상기 제 3 액츄에이팅 시점 (t3) 사이의 상기 시간 간격 (△t) 은 연속적으로 또는 주기적으로 반복되어 현재의 유체 투입압력에 맞춰지는 것을 특징으로 하는, 진공 그립핑 장치를 작동하기 위한 방법.

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