DE10316125B3 - Surface gripper for workpiece handling, e.g. for use with robot arm, has suction plate attached to suction side of surface gripper housing via magnetic retention forces - Google Patents

Surface gripper for workpiece handling, e.g. for use with robot arm, has suction plate attached to suction side of surface gripper housing via magnetic retention forces Download PDF

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Abstract

The surface gripper (10) has a housing (12) secured to a manipulator, e.g. a robot arm, having a suction side (14) with a suction plate (18), attached via magnetic forces, used for handling a workpiece. The suction plate has a multi-layer construction, one of the layers provided by a magnetic retention layer (22) of a magnetizable or ferromagnetic material.

Description

Die Erfindung betrifft einen Flächengreifer mit einem Gehäuse, welches an einen Manipulator, zum Beispiel an einen Roboterarm, anschließbar ist, und eine Saugseite aufweist, mit der Werkstücke ansaugbar sind, wobei an der Saugseite eine Saugplatte befestigbar ist.The invention relates to a surface gripper a housing, which is connected to a manipulator, for example a robot arm, connectable is, and has a suction side with which workpieces can be sucked in, at a suction plate can be attached to the suction side.

Aus der DE 102 16 221 C1 ist ein Flächengreifer bekannt, an dessen Saugseite eine Saugplatte anschraubbar ist. Dieser Flächengreifer hat den wesentlichen Vorteil, dass er mit weiteren Flächengreifern lückenlos kombinierbar ist, da die Saugplatte lediglich von der Saugseite her am Gehäuse befestigt wird und die Seitenflächen des Gehäuses zur Befestigung nicht erforderlich sind. Jedoch wird zum Befestigen und zum Wechsel der Saugplatte ein Werkzeug benötigt, um die Schrauben anzuziehen bzw. zu lösen.From the DE 102 16 221 C1 a surface gripper is known, on the suction side of which a suction plate can be screwed. This surface gripper has the significant advantage that it can be combined with other surface grippers without gaps, since the suction plate is only attached to the housing from the suction side and the side surfaces of the housing are not required for fastening. However, a tool is required to fasten and change the suction plate to tighten or loosen the screws.

Des Weiteren sind Vorrichtungen bekannt, bei denen eine Saugplatte mittels Halteklipse angeklipst werden. Diese Halteklipse umgreifen die Längsseiten des Grundkörpers, was den Nachteil hat, dass diese Grundkörper nun nicht mehr lückenlos nebeneinander gesetzt werden können.Devices are also known for which a suction plate are clipped on using clips. This Retaining clips encompass the long sides of the basic body, which has the disadvantage that these basic bodies are no longer complete can be placed side by side.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Flächengreifer bereitzustellen, bei dem die Saugplatten lediglich von unten an den Grundkörper befestigt werden und zum Befestigen und Wechseln keine Werkzeuge erforderlich sind.The invention is therefore the object based on a surface grab To provide, in which the suction plates only from below the basic body are fastened and no tools for fastening and changing required are.

Diese Aufgabe wird mit einem Flächengreifer der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Saugplatte über Magnetkräfte an der Saugseite des Gehäuses befestigbar ist.This task is carried out with a surface gripper initially mentioned type according to the invention solved in that the suction plate over Magnetic forces the suction side of the housing is attachable.

Dieser erfindungsgemäße Flächengreifer hat den wesentlichen Vorteil, dass zum Befestigen und zum Wechseln der Saugplatte kein Werkzeug mehr erforderlich ist, da die Haltekraft von einem oder von mehreren Magneten bereitgestellt wird. Außerdem werden die Seitenflächen des Flächengreifers nicht übergriffen, so dass mehrere Flächengreifer modulartig lückenlos nebeneinander aufgereiht werden können.This surface gripper according to the invention has the main advantage that for attaching and changing The suction plate no longer requires any tools because of the holding force is provided by one or more magnets. Also be the side faces of the area grab not attacked so multiple area grabs modularly seamless can be lined up side by side.

Bei einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Saugplatte einen mehrlagigen Aufbau aufweist. Dabei dienen die Lagen unterschiedlichen Zwecken, zum Beispiel dient die eine Lage zum Befestigen der Saugplatte, wohingegen die andere Lage als Dichtmittel bezüglich des Werkstücks dient, indem diese Lage dichtend und Unebenheiten in der Oberfläche ausgleichend, am Werkstück anliegt.In the case of further training, that the suction plate has a multilayer structure. Serve the layers serve different purposes, for example one serves Position for attaching the suction plate, whereas the position other than Sealant regarding of the workpiece serves by sealing this layer and compensating for unevenness in the surface, on the workpiece is applied.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist eine der Lagen der Saugplatte als Haltelage ausgebildet und besteht zumindest in ersten Abschnitten aus einem magnetisierten oder einem ferromagnetischen Material. Auf einfache und kostengünstige Weise wird dies dadurch bewerkstelligt, dass diese Haltelage von einem ferromagnetischen Blech (Stahlblech) gebildet wird, an welchem die Saugmatte beziehungsweise Dichtmatte befestigt ist. Dieses Blech kann als Lochblech oder Gitter ausgebildet sein.According to a development of the invention is one of the layers of the suction plate designed as a holding position and consists at least in the first sections of a magnetized or a ferromagnetic material. In a simple and inexpensive way this is accomplished by the fact that this stop position by a ferromagnetic sheet (steel sheet) is formed, on which the Suction mat or sealing mat is attached. This sheet can be designed as a perforated plate or grid.

Erfindungsgemäß besteht die Saugseite des Gehäuses zumindest in zweiten Abschnitten aus einem ferromagnetischen oder einem magnetisierten Material. Wird die Saugplatte an der Saugseite des Gehäuses befestigt, dann liegen die ersten und zweiten Abschnitte einander gegenüber, so dass die magnetischen Kräfte ihre Wirkung entfalten und die Saugplatte festhalten können.According to the invention, there is at least the suction side of the housing in second sections made of a ferromagnetic or a magnetized material. If the suction plate is attached to the suction side of the housing, then lie the first and second sections facing each other so that the magnetic personnel can take effect and hold the suction plate.

Gemäß einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Haltelage zwischen einer Dichtmatte und einer Schaummatte angeordnet ist. Die Dichtmatte hat den wesentlichen Vorteil, dass sie die Funktion der Abdichtung der mehreren Ansaugöffnungen im Flächengreifer übernimmt, wodurch der Vorteil erzielt wird, dass bei angesaugtem Gegenstand die Saugplatte mit angesaugt und am Gehäuse festgehalten wird. Die Magnetkraft ist deshalb nur dann zum Halten der Saugplatte erforderlich, wenn kein Gegenstand angesaugt ist.According to a further development, it is provided that the holding position between a sealing mat and a foam mat is. The sealing mat has the main advantage that it has the function sealing the several suction openings in the area gripper, whereby the advantage is achieved that when the object is sucked in the suction plate is sucked in and held on the housing. The Magnetic force is therefore only required to hold the suction plate, if no object is sucked in.

Eine einfache Variante sieht vor, dass in die Saugseite Magnete eingelassen sind. Diese Magnete sind in ihrer Zahl so bemessen, dass die Saugplatte mit Sicherheit festgehalten wird. Dabei können preiswerte Magnete Verwendung finden, so dass auch bei einer höheren Anzahl von Magneten die Herstellungskosten des Flächengreifers nahezu unverändert bleiben.A simple variant provides that magnets are embedded in the suction side. These are magnets dimensioned in such a way that the suction plate is held securely becomes. It can be inexpensive Magnets are used so that even with a higher number of magnets the manufacturing costs of the area gripper remain almost unchanged.

Dabei können als Magnete Permanentmagnete oder Elektromagnete Einsatz finden. Wie bereits erwähnt, sind Permanentmagnete relativ preiswert, wobei bei der Verwendung von Elektromagneten eventuell ein einziger Magnet ausreicht, um die Saugplatte festzuhalten.Permanent magnets can be used as magnets or electromagnets are used. As mentioned earlier, are Permanent magnets relatively inexpensive, with the use of Electromagnets possibly a single magnet is sufficient to hold the suction plate hold.

Bei einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Saugseite Querkräfte abstützende Mittel aufweist. Dabei werden die Mittel von die Saugseite übergreifenden Zapfen gebildet, die in in der Saugplatte vorgesehene Aufnahmen eingreifen.In the case of further training, that the suction side has transverse forces supporting Has means. The funds are from the suction side Cones formed in the receptacles provided in the suction plate intervention.

Hierdurch wird verhindert, dass die Saugplatte zwar festgehalten wird, aber seitlich abrutscht, falls das Werkstück einseitig gegriffen wird. Außerdem können Schwenk- und translatorische Bewegungen des Manipulators problemlos auf das Werkstück übertragen werden, ohne dass die Gefahr besteht, dass das Werkstück mit Saugplatte abrutscht.This prevents the Suction plate is held, but slips sideways if the workpiece is gripped on one side. Moreover can Swivel and translational Transfer movements of the manipulator to the workpiece without any problems without the risk that the workpiece with suction plate slip.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel im Einzelnen dargestellt ist. Dabei können die in der Zeichnung dargestellten und in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.Further advantages, features and details of the invention result from the following description, in which a particularly preferred embodiment with reference to the drawing example is shown in detail. The features shown in the drawing and mentioned in the claims and in the description can be essential to the invention individually or in any combination.

Die Zeichnung zeigt einen insgesamt mit 10 bezeichneten Flächengreifer, der ein Gehäuse 12 aufweist, welches an einen Roboterarm (nicht dargestellt) anschließbar ist. Das Gehäuse 12 besitzt eine Saugseite 14, welche mit einer Vielzahl von Ansaugöffnungen 16 versehen ist, über welche Luft von einem Vakuumerzeuger 38 abgesaugt wird. Außerdem ist in der Zeichnung eine Saugplatte 18 dargestellt, die einen mehrlagigen Aufbau aufweist. Eine dieser Lagen 20 wird von einem technischen Schaum gebildet, der am anzusaugenden Werkstück (nicht dargestellt) anliegt. An diese Lage 20 schließt sich eine Haltelage 22 an, die zum Beispiel von einem ferromagnetischen Stahlblech gebildet wird. Den Abschluss bildet eine Dichtmatte 24, die die Abdichtung der einzelnen Ansaugöffnungen 16 zueinander übernimmt. Sowohl die Dichtmatte 24 als auch die Haltelage 22 sind mit Öffnungen 26 versehen, die mit den Ansaugöffnungen 16 kommunizieren. Die erste Lage 20 kann mit zylinderförmigen oder mit kegelförmig sich aufweitenden Öffnungen versehen sein.The drawing shows one with 10 designated area gripper, which is a housing 12 has, which can be connected to a robot arm (not shown). The housing 12 has a suction side 14 which with a variety of suction openings 16 is provided, via which air from a vacuum generator 38 is suctioned off. There is also a suction plate in the drawing 18 shown, which has a multilayer structure. One of those locations 20 is formed by a technical foam that lies against the workpiece to be sucked (not shown). This location 20 a stop position closes 22 which is formed, for example, by a ferromagnetic steel sheet. A sealing mat forms the end 24 that seal the individual intake openings 16 to each other. Both the sealing mat 24 as well as the stop position 22 are with openings 26 provided with the suction openings 16 communicate. The first layer 20 can be provided with cylindrical or conically widening openings.

Die Saugplatte 18 besitzt außerdem Aufnahmen 28, in welche Positionierstifte 30 eingreifen, über welche die Saugplatte 18 problemlos an die Saugseite 14 angesetzt werden kann und die Querkräfte aufnehmen.The suction plate 18 also has recordings 28 in which positioning pins 30 intervene through which the suction plate 18 easily to the suction side 14 can be applied and absorb the lateral forces.

Die Saugseite 14 weist außerdem Aufnahmeöffnungen 32 auf, in welche Magnete 34 eingelassen sind, die die magnetische Haltekraft aufbringen.The suction side 14 also has receiving openings 32 on what magnets 34 are inserted, which apply the magnetic holding force.

Wird ein Werkstück angesaugt, so bildet sich eine aus dem Vakuum resultierende Haltekraft, die die erste Lage 20 komprimiert und somit die gesamte Saugplatte 18 gegen die Saugseite 14 drückt. Bei angesaugtem Werkstück ergänzt die aus dem Vakuum resultierende Haltekraft die Anziehungskraft der Magnete 34 und verhindert somit ein Ablösen der Saugplatte 18.If a workpiece is sucked in, a holding force resulting from the vacuum forms, which is the first layer 20 compressed and thus the entire suction plate 18 against the suction side 14 suppressed. When the workpiece is sucked in, the holding force resulting from the vacuum complements the attractive force of the magnets 34 and thus prevents the suction plate from coming off 18 ,

Es ist deutlich erkennbar, dass die Saugplatte 18 ausschließlich von der Saugseite 14 am Gehäuse 12 fixierbar ist, wofür kein Werkzeug erforderlich ist. Die Seitenflächen 36 des Gehäuses 12 werden zur Befestigung der Saugplatte 18 nicht benötigt. Daher können mehrere Flächengreifer modulartig lückenlos nebeneinander aufgereiht werden.It is clearly visible that the suction plate 18 exclusively from the suction side 14 on the housing 12 can be fixed, for which no tools are required. The side faces 36 of the housing 12 are used to attach the suction plate 18 not required. Therefore, several surface grippers can be lined up next to each other in a modular manner.

Claims (10)

Flächengreifer mit einem Gehäuse (12), welches an einem Manipulator, zum Beispiel an einem Roboterarm anschließbar ist und eine Saugseite (14) aufweist, mit der Werkstücke ansaugbar sind, wobei an der Saugseite (14) eine Saugplatte (18) befestigbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugplatte (18) über Magnetkräfte an der Saugseite (14) des Gehäuses (12) befestigbar ist.Area gripper with a housing ( 12 ), which can be connected to a manipulator, for example a robot arm, and a suction side ( 14 ) with which workpieces can be sucked in, on the suction side ( 14 ) a suction plate ( 18 ) can be fastened, characterized in that the suction plate ( 18 ) via magnetic forces on the suction side ( 14 ) of the housing ( 12 ) can be attached. Flächengreifer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugplatte (18) einen mehrlagigen Aufbau aufweist.Surface gripper according to claim 1, characterized in that the suction plate ( 18 ) has a multilayer structure. Flächengreifer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Lagen der Saugplatte (18) als Haltelage (22) ausgebildet ist und zumindest in ersten Abschnitten aus einem magnetisierten oder ferromagnetischen Material besteht.Surface gripper according to claim 2, characterized in that one of the layers of the suction plate ( 18 ) as a stop position ( 22 ) is formed and consists at least in first sections of a magnetized or ferromagnetic material. Flächengreifer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugseite (14) zumindest in zweiten Abschnitten aus einem ferromagnetischen oder magnetisierten Material besteht oder ein derartiges Material aufweist.Area gripper according to one of the preceding claims, characterized in that the suction side ( 14 ) consists at least in second sections of a ferromagnetic or magnetized material or has such a material. Flächengreifer nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei am Gehäuse (12) befestigter Saugplatte (18) die ersten und zweiten Abschnitte einander gegenüberliegen.Surface gripper according to claim 3 or 4, characterized in that when at the housing ( 12 ) attached suction plate ( 18 ) the first and second sections face each other. Flächengreifer nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltelage (22) zwischen einer Dichtmatte (24) und einer Saugmatte (20) angeordnet ist.Surface gripper according to one of claims 3 to 5, characterized in that the holding position ( 22 ) between a sealing mat ( 24 ) and a suction mat ( 20 ) is arranged. Flächengreifer nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in die Saugseite (14) Magnete (34) eingelassen sind.Area gripper according to one of claims 4 to 7, characterized in that in the suction side ( 14 ) Magnets ( 34 ) are embedded. Flächengreifer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnete (34) Permanentmagnete oder Elektromagnete sind.Surface gripper according to claim 7, characterized in that the magnets ( 34 ) Are permanent magnets or electromagnets. Flächengreifer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugseite (14) Querkräfte abstützende Mittel aufweist.Area gripper according to one of the preceding claims, characterized in that the suction side ( 14 ) Has shear-supporting means. Flächengreifer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel von die Saugseite (14) überragenden Zapfen (30) gebildet werden, die in in der Saugplatte (18) vorgesehene Aufnahmen (32) eingreifen.Surface gripper according to claim 9, characterized in that the means from the suction side ( 14 ) outstanding spigot ( 30 ) are formed in the suction plate ( 18 ) scheduled recordings ( 32 ) intervene.
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Date Code Title Description
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8381 Inventor (new situation)

Inventor name: SCHMIERER, GERNOT, DR.-ING., 81669 MUENCHEN, DE

Inventor name: EISELE, THOMAS, 78737 FLUORN-WINZELN, DE

Inventor name: SCHMALZ, KURT, DR., 72280 DORNSTETTEN, DE

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