用于運(yùn)行真空抓取裝置的方法、真空控制裝置和操縱器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于運(yùn)行真空抓取裝置（1）的方法，該真空抓取裝置包括真空抓取器（40）、處理裝置（32）、用于提供基于流體和/或基于真空的傳感器信號的傳感器裝置（14；33）以及能由處理裝置（32）操控的流體控制閥（24；45、46），用于提供真空到真空抓取器（4）上，其中，處理裝置（32）構(gòu)造用于處理傳感器信號并且用于操控流體控制閥（24；45、46），該方法具有步驟：輸出控制信號到流體控制閥（24；45、46）上，獲知針對由傳感器裝置（33）輸出的傳感器信號的變化速度，并且提供狀態(tài)信號到外部的通訊系統(tǒng)（15）上，該外部的通訊系統(tǒng)構(gòu)造用于與機(jī)器控制裝置（13）通訊，用以當(dāng)所獲知的變化速度相應(yīng)于能預(yù)設(shè)的最小值或處于能預(yù)設(shè)的值區(qū)間中時(shí)，通過狀態(tài)信號引起真空抓取器（4）的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化。
【專利說明】用于運(yùn)行真空抓取裝置的方法、真空控制裝置和操縱器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于運(yùn)行真空抓取裝置的方法，該真空抓取裝置包括一真空抓取器、一處理裝置、一用于提供一基于流體和/或基于真空的傳感器信號的傳感器裝置以及一能由所述處理裝置操控的流體控制閥，用于提供流體流、優(yōu)選真空、尤其真空和超壓到所述真空抓取器上，其中，所述處理裝置構(gòu)造用于處理所述傳感器信號并且用于操控所述流體控制閥。本發(fā)明還涉及一種真空控制裝置和一種操縱器。

【背景技術(shù)】
[0002]從DE 10 2007 061 820 Al中已知了一種真空產(chǎn)生器裝置，其具有一噴射器裝置，該噴射器裝置與一聯(lián)接在吸氣抓取器上的吸氣通道連接。在該吸氣通道上聯(lián)接一壓力檢測裝置，其與一控制電子裝置連通。該裝置允許執(zhí)行一方法，在該方法中，檢測所述吸氣通道的抽真空時(shí)間和/或排氣時(shí)間，并且與至少一個(gè)參考時(shí)間值進(jìn)行比較，用以根據(jù)比較結(jié)果來產(chǎn)生一電的診斷信號。
[0003]DE 10 007 058 114 Al公開了一種真空產(chǎn)生器裝置和一種適合于運(yùn)行其的方法。一噴射器裝置以其入口聯(lián)接到一空氣供給通道上，該空氣供給通道可通過一電子調(diào)節(jié)裝置可選地被鎖閉或釋放，用以將所述噴射器裝置可選地關(guān)斷或接通。在接通的噴射器裝置的情況下在一吸氣通道中產(chǎn)生負(fù)壓。所述噴射器裝置被如此運(yùn)行，使得所述負(fù)壓在一上開關(guān)值和一下開關(guān)值之間擺動(dòng)。通過與一參考時(shí)間值的比較，獲知所述噴射器裝置的運(yùn)行持續(xù)時(shí)間，用以生成一診斷信號，該診斷信號可推斷出所存在的泄漏。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的任務(wù)在于，提出一種用于運(yùn)行真空抓取裝置的方法以及一種真空控制裝置和一種操縱器，它們與現(xiàn)有技術(shù)相比能夠?qū)崿F(xiàn)更快地操作工件。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，該任務(wù)針對文章開頭所述類型的方法利用權(quán)利要求1的特征來解決。在此情況下設(shè)置下列步驟:在一操控時(shí)間點(diǎn)由所述處理裝置輸出一控制信號到所述流體控制閥上；獲知一針對由所述傳感器裝置與一基于流體和/或基于真空的物理值相關(guān)聯(lián)地輸出的傳感器信號的變化速度；并且提供一狀態(tài)信號到一外部的通訊系統(tǒng)上，該外部的通訊系統(tǒng)構(gòu)造用于與一機(jī)器控制裝置進(jìn)行通訊，用以當(dāng)所獲知的變化速度相應(yīng)于一能預(yù)設(shè)的最小值或位于一能預(yù)設(shè)的值區(qū)間中時(shí)，通過所述狀態(tài)信號引起所述真空抓取器的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化。
[0006]通過考慮針對所述傳感器信號的變化速度，在抓取過程的較早的階段就已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)一可靠的預(yù)言，是否完成所述抓取過程，其中，所述傳感器信號代表了一物理值、尤其所述真空抓取器上的壓力值的變化。典型地，在利用所述真空抓取器完成了工件的抓取之后，設(shè)置所述真空抓取器和在其上接收的工件的運(yùn)動(dòng)，例如用以將所述工件從第一地點(diǎn)移置到第二地點(diǎn)。在根據(jù)本發(fā)明的方法中所述狀態(tài)信號可以在獲知所述變化速度與可預(yù)設(shè)的最小值或可預(yù)設(shè)的值區(qū)間一致的情況下，且因此在所述抓取過程期間的一較早的時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行，其中，利用所述狀態(tài)信號向所述機(jī)器控制裝置告知，現(xiàn)在可以進(jìn)行所述真空抓取器的運(yùn)動(dòng)。在所述狀態(tài)信號的輸出和所述真空抓取器的運(yùn)動(dòng)的實(shí)際開始之間，存在一尤其通過在所述處理裝置、所述機(jī)器控制裝置和配屬的執(zhí)行器之間的數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間、通過所述狀態(tài)信號在所述機(jī)器控制裝置中的處理時(shí)間、以及通過所述執(zhí)行器的機(jī)械慣性所確定的時(shí)間區(qū)間，該時(shí)間區(qū)間也可以稱作死時(shí)間。在根據(jù)本發(fā)明的方法中，將該固有存在的死時(shí)間用于所述抓取過程的完成，因?yàn)樵谝惠^早的時(shí)間點(diǎn)就能夠以高的可靠性預(yù)言，是否所述抓取過程卓有成效地結(jié)束，并且僅在所預(yù)言的完成情況下輸出所述狀態(tài)信號。因此，所述時(shí)間區(qū)間從針對所述流體控制閥的操控時(shí)間點(diǎn)開始被縮短，直到所述真空抓取器的實(shí)際運(yùn)動(dòng)。
[0007]本發(fā)明的有利的改進(jìn)方案記載在從屬權(quán)利要求中。
[0008]在本發(fā)明的一種改進(jìn)方案中設(shè)置成，在一時(shí)間點(diǎn)由所述處理裝置獲知一空轉(zhuǎn)壓力值，在該時(shí)間點(diǎn)所述真空抓取器不貼靠在一工件上。由此可以檢查，是否所述流體控制閥正確地工作和/或可能地在所述流體控制閥和所述真空抓取器之間的流體管道中和/或直接在所述真空抓取器上存在一故障，其中，所述流體控制閥設(shè)置用于提供真空到所述真空抓取器上。這可以例如通過所述空轉(zhuǎn)壓力值與一可預(yù)設(shè)的、存儲在所述處理裝置中的空轉(zhuǎn)壓力極值的比較來獲知。在存在超過所述空轉(zhuǎn)壓力極值的情況下，尤其在一相應(yīng)地操控所述流體控制閥之后經(jīng)過一可預(yù)設(shè)的等待時(shí)間之后，可以示例性地通過所述處理裝置防止所述抓取過程的導(dǎo)入。當(dāng)由于所述真空抓取裝置的不許可而導(dǎo)致沒有達(dá)到所述真空抓取器上所需的例如從一周圍環(huán)境壓力出發(fā)的壓力減小時(shí)，會出現(xiàn)所述錯(cuò)誤，其中，所述不許可例如在一給定的時(shí)間區(qū)間內(nèi)通過所述真空抓取器上的吸盤受污或受損，和/或去往所述真空抓取器的吸氣管道受污或受損，和/或吸氣過濾器受污所引起。在該情況下不考慮在所述真空抓取器與所述工件接觸時(shí)在所述真空抓取器上調(diào)節(jié)出真空，該真空適合于可靠地抓取所述工件。相應(yīng)地也不輸出狀態(tài)信號，其會導(dǎo)致所述真空抓取器的運(yùn)動(dòng)。
[0009]適宜的是，由所述處理裝置在一真空抓取過程期間獲知一最小壓力值，當(dāng)所述真空抓取器貼靠在所述工件上時(shí)，調(diào)節(jié)出該最小壓力值。所述最小壓力值尤其相應(yīng)于在所述抓取過程期間在所述真空抓取器中調(diào)節(jié)出的最小壓力，該最小壓力尤其取決于所述真空抓取器的狀態(tài)、需抓取的工件的特性、所述流體控制閥的功能以及所述流體管道、尤其在所述流體控制閥和所述真空抓取器之間的流體管道的狀態(tài)。將所述最小壓力值與一可預(yù)設(shè)的、存儲在所述處理裝置中的最小壓力極值進(jìn)行比較。倘若在所述抓取過程期間不低于所述最小壓力極值，即不調(diào)節(jié)出小于所述可預(yù)設(shè)的最小壓力極值的最小壓力值，則必須起因于所述真空抓取器和所述工件之間的所需的抓取力沒有達(dá)到所設(shè)置的水平。相應(yīng)地可以針對該情況設(shè)置成，減慢所述真空抓取器的運(yùn)動(dòng)和/或?qū)⑺龉ぜM可能快速地帶入到一非臨界的位置中，尤其是放下，和/或由所述處理裝置將一錯(cuò)誤報(bào)告輸出到所述機(jī)器控制裝置上，用以中斷其它的抓取過程或向所述真空抓取裝置的使用者提供信息。
[0010]有利的是，針對所述傳感器信號的變化速度的最小值或值區(qū)間根據(jù)所述空轉(zhuǎn)壓力值和/或根據(jù)所述最小壓力值進(jìn)行匹配。由此可以尤其在一可預(yù)設(shè)的間隔內(nèi)，在預(yù)言關(guān)于所述抓取過程的成果的情況下考慮不利地影響所述抓取過程的因素，例如所述真空抓取器和/或所述流體閥的磨損，和/或有利于所述抓取過程的因素，例如通過磨損發(fā)生的、所述真空抓取器與需抓取的工件的至少短時(shí)間的有利的幾何上的匹配。由此可以將所述處理裝置的行為始終與所述抓取系統(tǒng)中的變化進(jìn)行匹配，所述抓取系統(tǒng)主要由所述流體閥、所述真空抓取器和所述工件組成。
[0011]在本發(fā)明的另一種構(gòu)造方案中設(shè)置成，當(dāng)所述空轉(zhuǎn)壓力值位于一能預(yù)設(shè)的空轉(zhuǎn)壓力極值之上和/或所述最小壓力值位于一能預(yù)設(shè)的最小壓力極值之上時(shí)，由所述處理裝置輸出一報(bào)警。由此應(yīng)該避免如下的抓取過程，在這些抓取過程中可預(yù)見，沒有調(diào)節(jié)出所希望的抓取成果。
[0012]優(yōu)選地，只有當(dāng)針對所述傳感器信號的變化速度長于一能預(yù)設(shè)的最小時(shí)間區(qū)間與所述能預(yù)設(shè)的最小值或所述能預(yù)設(shè)的值區(qū)間一致，和/或當(dāng)在從由所述處理裝置在所述操控時(shí)間點(diǎn)輸出所述控制信號到所述流體控制閥上時(shí)開始的一能預(yù)設(shè)的時(shí)間區(qū)間內(nèi)，達(dá)到了一針對所述傳感器信號的最小值時(shí)，才由所述處理裝置提供所述狀態(tài)信號。由此避免了，在較短地存在所述預(yù)設(shè)的變化速度的情況下進(jìn)行所述抓取過程的積極的評價(jià)，該評價(jià)會導(dǎo)致用于導(dǎo)入所述運(yùn)動(dòng)到所述真空抓取器上的狀態(tài)信號的提供。根據(jù)本發(fā)明設(shè)置成，只有當(dāng)在一可預(yù)設(shè)的時(shí)間間隔內(nèi)達(dá)到或超過所述可預(yù)設(shè)的針對所述變化速度的值時(shí)，才提供一狀態(tài)信號。所述時(shí)間間隔優(yōu)選涉及一變化的時(shí)間窗，該時(shí)間窗在第一次達(dá)到所述預(yù)設(shè)的最小值時(shí)打開，并且倘若所述變化速度再次低于所述預(yù)設(shè)的最小值時(shí)再次關(guān)閉，或者在達(dá)到所述可預(yù)設(shè)的時(shí)間間隔時(shí)導(dǎo)致所述狀態(tài)報(bào)告的提供。附加地或替選地可以設(shè)置成，除了觀察所述變化速度之外，還在一可預(yù)設(shè)的時(shí)間間隔內(nèi)觀察針對所述傳感器信號的最小值的達(dá)到，用以由此同樣實(shí)現(xiàn)關(guān)于所述抓取過程的成果的可靠預(yù)言。
[0013]根據(jù)第二方面，本發(fā)明的任務(wù)利用權(quán)利要求7的特征解決。在此情況下，設(shè)置一真空控制裝置，其具有一用于流體供應(yīng)的流體接口，具有一用于提供流體和/或真空到一消耗器上的流體出口，具有一處理裝置，其用于處理至少一個(gè)基于流體和/或基于真空的傳感器信號并且用于提供所述控制信號，以及具有一可由所述控制信號操控的流體控制閥，其與所述流體接口或與所述流體接口和所述流體出口連接，和/或具有一真空控制閥，其與所述流體接口和所述流體出口連接，以便能夠?qū)崿F(xiàn)短時(shí)間地在所述流體出口上提供流體和/或真空。
[0014]根據(jù)本發(fā)明，所述處理裝置以如下方式構(gòu)造用于獲知一針對由所述傳感器裝置與一基于流體和/或基于真空的物理值相關(guān)聯(lián)地輸出的傳感器信號的變化速度，以及用于提供一狀態(tài)信號到一外部的通訊系統(tǒng)上，該外部的通訊系統(tǒng)用作與一機(jī)器控制裝置進(jìn)行通訊，在所獲知的變化速度與一能預(yù)設(shè)的最小值或一能預(yù)設(shè)的值區(qū)間一致的情況下，借助于所述狀態(tài)信號能預(yù)設(shè)所述真空抓取器的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化。利用這種包含在一真空控制裝置中的處理裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)針對所述工件的抓取過程和/或放下過程的優(yōu)化，所述工件應(yīng)該被一真空抓取器抓取，該真空抓取器利用一由所述真空控制裝置提供的低壓和必要時(shí)的超壓來加載。所述真空控制裝置可以借助于針對所述傳感器信號的變化速度在一較早的時(shí)間點(diǎn)并且明顯地在達(dá)到所力求的所述真空抓取器中的最小壓力之前，就已經(jīng)與一機(jī)器控制裝置配合地實(shí)現(xiàn)一針對可由所述機(jī)器控制裝置操控的操縱器的最佳的運(yùn)動(dòng)控制，所述操縱器攜帶并且運(yùn)動(dòng)所述真空抓取器。
[0015]有利的是，所述真空抓取器配設(shè)有一尤其構(gòu)造成壓力傳感器的傳感器裝置，其構(gòu)造用于提供所述基于真空的傳感器信號到所述處理裝置上。因此進(jìn)行現(xiàn)場直接在所述真空抓取器上的真空的獲知，由此確保了針對需產(chǎn)生的真空的至少一個(gè)特征的所獲知的測量值的高精確度。
[0016]適宜的是，所述處理裝置配設(shè)有一用于獲知所述流體接口上的流體壓力的壓力傳感器，并且所述處理裝置構(gòu)造用于借助于所獲知的流體壓力來改變到所述真空控制閥上的控制信號。通過所述壓力傳感器到所述真空控制裝置中的集成，可以實(shí)現(xiàn)一特別緊湊的結(jié)構(gòu)形式，因?yàn)榭梢陨釛売糜谝煌獠康膲毫鞲衅鞯穆?lián)接器件，例如用于信號線纜的插座。此夕卜，不需要所述壓力傳感器的輸出信號的耗費(fèi)的整理，而是將所述壓力傳感器的輸出信號在較短的路程上傳遞到所述處理裝置上。特別優(yōu)選的是，所述壓力傳感器直接與一電路板電連接，在該電路板上構(gòu)造所述處理裝置。
[0017]在本發(fā)明的一種有利的改進(jìn)方案中設(shè)置成，在所述流體接口和所述流體出口之間流體地打磨一真空產(chǎn)生器、尤其一噴射器。由此可以直接在所述真空控制裝置中產(chǎn)生所需的真空。特別有利的是，所述流體出口上的真空和超壓的選擇性的提供可單獨(dú)通過所述真空控制閥的切換來實(shí)現(xiàn)。在此情況下，所述真空控制閥在第一開關(guān)位置中向所述真空產(chǎn)生器、尤其所述噴射器提供在所述流體接口上提供的壓縮空氣，從而在所述流體出口提供真空。在第二開關(guān)位置中由所述真空控制閥鎖閉所述流體接口。在第三開關(guān)位置中，在所述流體出口上發(fā)生在所述流體接口上提供的壓縮空氣的直接傳遞，從而可以進(jìn)行在那里聯(lián)接的真空抓取器的超壓加載。
[0018]替選地可以設(shè)置成，在所述真空控制裝置上設(shè)置一第二流體接口，其構(gòu)造用于提供一第二流體到所述流體控制閥和/或所述真空控制閥上，并且所述流體控制閥和/或所述真空控制閥構(gòu)造用于選擇性地釋放所述第一或所述第二流體接口和所述流體出口之間的連通的連接以及用于閉塞與所述流體出口的連接。當(dāng)不僅壓縮空氣而且真空被提供到所述真空控制裝置上時(shí)，所述流體控制閥和/或所述真空控制閥的這種構(gòu)造是有利的。因此所述流體控制閥和/或所述真空控制閥負(fù)責(zé)所提供的真空、所提供的壓縮空氣和必要時(shí)所述流體出口的鎖閉之間的切換。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的第三方面，所述任務(wù)通過權(quán)利要求12的特征解決。在此情況下，設(shè)置一操縱器，其具有一可動(dòng)的操縱臂和一安裝在該操作臂上的真空抓取器，用于抓住、運(yùn)動(dòng)和放下工件，其中，所述真空抓取器流體連通地與一根據(jù)本發(fā)明的真空控制裝置、以及與一機(jī)器控制裝置連接，所述機(jī)器控制裝置構(gòu)造用于操控所述操縱臂且用于與所述真空控制裝置經(jīng)由一外部的通訊系統(tǒng)進(jìn)行通訊。此外設(shè)置成，所述機(jī)器控制裝置以如下方式設(shè)置，使得所述操縱臂的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化根據(jù)所述真空控制裝置的狀態(tài)信號來進(jìn)行。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]本發(fā)明的有利的實(shí)施方式在附圖中示出。其中:
圖1示出了一真空抓取裝置的示意圖，
圖2示出了一用于操控圖1中所示的真空抓取裝置的模塊化構(gòu)建的流體控制裝置，
圖3示出了一真空控制設(shè)備的第一實(shí)施方式的氣動(dòng)的接線圖，
圖4示出了一真空控制設(shè)備的第二實(shí)施方式的氣動(dòng)的接線圖，以及圖5示出了用于運(yùn)行一真空抓取裝置的時(shí)間上的流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0021]在圖1中示意性示出了一真空抓取裝置1，其例如可以用于調(diào)動(dòng)板形的物體2。該真空抓取裝置I示例性地包括多個(gè)安裝在一共同的形狀穩(wěn)定的框架3上的、至少局部地柔韌地構(gòu)造的真空抓取器4。所述框架3在此安裝在兩個(gè)相互平行取向的線性調(diào)整器5上，其中，該線性調(diào)整器可以是一電的或流體的調(diào)整器件，尤其是氣動(dòng)缸。所述真空抓取器4中的每一個(gè)真空抓取器與一供給管道6流體連通地連接，該供給管道構(gòu)造用于提供一來自一由所述真空抓取器4和配屬的工件2所限定的、未詳細(xì)示出的空腔中的流體流，或者將一流體流提供到該空腔中。所述真空抓取器4可以例如首先被套裝到所述工件2的表面上，用以之后在下一步驟中經(jīng)由所述供給管道引起所述空腔的抽真空，由此構(gòu)造出在所述真空抓取器4和所述工件2之間的一保持力。在所述真空抓取器4和所述工件2之間的足夠的密封作用以及所述空腔的足夠的負(fù)壓加載的情況下，由此可以將所述工件2借助于所述線性調(diào)整器5提升和/或下降。在所述線性調(diào)整器5示例性地構(gòu)造成氣動(dòng)缸的情況下設(shè)置壓力管道7、8，經(jīng)由它們可將壓縮空氣傳導(dǎo)到所述線性調(diào)整器5，用以產(chǎn)生所希望的提升過程或下降過程。
[0022]在下一步驟中對各真空抓取器4的空腔進(jìn)行排氣或必要時(shí)利用超壓進(jìn)行加載，以便能夠引起所述保持力的迅速拆除并且能夠?qū)⑺龉ぜ?快速地放下。
[0023]所述供給管道6如所述壓力管道7和8 一樣與一流體控制裝置9連接，該流體控制裝置由多個(gè)在圖2中詳細(xì)示出的模塊10、11、12構(gòu)成。優(yōu)選地，所述模塊10、11、12相互成排地布置并且相互處于電的以及流體的連通連接中。所述流體控制裝置9示例性地包括一真空模塊10以及兩個(gè)壓縮空氣模塊11和一控制模塊12。所述真空抓取器4經(jīng)由所述供給管道6與所述真空模塊10連接。所述兩個(gè)線性調(diào)整器5經(jīng)由所述壓力管道7、8與主管所述提升運(yùn)動(dòng)或下降運(yùn)動(dòng)的壓縮空氣模塊11連接。所述控制模塊12設(shè)置用于協(xié)調(diào)其它模塊10、11的功能，為此可以例如設(shè)置所述模塊10、11與所述控制模塊12的并聯(lián)或在所述模塊10、11和所述控制模塊12之間的內(nèi)部的通訊系統(tǒng)。此外，所述控制模塊12也用于轉(zhuǎn)換控制命令，所述控制命令由一機(jī)器控制裝置13經(jīng)由一通訊系統(tǒng)15提供到所述控制模塊12上。
[0024]從圖2中可見一流體控制裝置12的一種優(yōu)選的實(shí)施方式的模塊化構(gòu)造。該控制模塊12包括一外部的通訊接口 16、一內(nèi)部的通訊接口 17以及兩個(gè)外部的流體接口 18、19和兩個(gè)內(nèi)部的流體接口 20、21。在所述兩個(gè)外部的流體接口 18、19上可以例如聯(lián)接壓縮空氣和真空，這樣，所述內(nèi)部的流體接口 20、21示例性地用于將壓縮空氣和真空轉(zhuǎn)運(yùn)到所述模塊10、11上。所述外部的通訊接口 16用于聯(lián)接一外部的通訊系統(tǒng)15，其示例性地設(shè)置一按照Profibus協(xié)議在所述機(jī)器控制裝置13和所述控制模塊12之間的控制命令和傳感器數(shù)據(jù)的傳輸。所述內(nèi)部的通訊接口 17設(shè)置用于將控制命令從所述控制模塊12傳遞到所述模塊10、11上以及用于提供所述模塊10、11的傳感器信號和/或狀態(tài)信號到所述控制模塊12上，并且可以例如構(gòu)造用于按照Ι/0-Link協(xié)議的數(shù)據(jù)傳輸?？商鎿Q的是，在所述控制模塊12上的內(nèi)部的通訊接口 17以及所述模塊10、11上的相應(yīng)的通訊接口 17構(gòu)造成并聯(lián)總線系統(tǒng)、構(gòu)造成Ι/0-Link或者構(gòu)造成并聯(lián)布線，尤其是多電極。
[0025]一構(gòu)造成真空控制設(shè)備22的真空模塊10的在圖3中所示的第一實(shí)施方式包括一流體接口 23、一控制閥24、一噴射器25、一排氣消聲器28、一布置在所述噴射器28上的吸氣接口 29、一流體管道30、一流體出口 31、一處理裝置32以及一構(gòu)造成壓力傳感器33的傳感器裝置。所述流體接口 23構(gòu)造用于一到所述真空控制設(shè)備22中的壓縮空氣供應(yīng)并且布置在所述真空模塊10的一個(gè)側(cè)壁上，從而其可以被帶入與一相鄰地布置的模塊10、11、12的相對應(yīng)的內(nèi)部的流體接口 20的連通的連接中。所述流體接口 23與一控制閥24處于連接中，該控制閥構(gòu)造用于將所提供的壓縮空氣選擇性地轉(zhuǎn)運(yùn)到所述噴射器25上或者直接轉(zhuǎn)運(yùn)到所述流體出口 31上。所述控制閥24示例性地構(gòu)造成3/3路徑閥并且可以被電磁地操控。為此，設(shè)置有布置在所述真空控制設(shè)備22中的處理裝置32，其經(jīng)由所述內(nèi)部的連通接口 17與所述控制模塊12處于電連通的連接中。所述控制閥24可以在一在圖3中所示的第一開關(guān)位置中設(shè)置用于所述噴射器23的壓縮空氣供給，從而在所述吸氣接口 29且因此也在所述流體出口 31上施加一負(fù)壓，利用該負(fù)壓能夠?qū)⒃趫D1中所示的真空抓取器4固定地吸在所述工件2上。在所述控制閥24的第二開關(guān)位置中，設(shè)置所述真空抓取器4的壓力加載，用于快速地放下所述工件2。在所述控制閥24的第三開關(guān)位置中，在所述流體接口 23和所述流體出口 31之間的連接被鎖閉。所述處理裝置32電地與所述壓力傳感器33連接，所述壓力傳感器本身與向所述流體出口 31引導(dǎo)的流體管道30處于連通的流體連接中。借助于所述壓力傳感器33可以獲知實(shí)際施加在所述流體出口 31上的流體壓力，以便能夠進(jìn)行所述控制閥24的有利的操控。在一未示出的實(shí)施方式中，所述處理裝置構(gòu)造成所述真空控制設(shè)備的結(jié)構(gòu)上分開的組成部分或者集成在所述控制模塊中。
[0026]在圖4中所示的一實(shí)施成真空控制設(shè)備42的真空模塊10的第二實(shí)施方式中，針對功能相同的部件使用如在所述真空控制設(shè)備22的情況下相同的命名。該真空控制設(shè)備42同樣包括一處理裝置32、一壓力傳感器33和一流體出口 31。與所述真空控制設(shè)備22不同，在該真空控制設(shè)備42的情況下設(shè)置兩個(gè)流體接口 43、44，它們用作到所述真空控制設(shè)備42中的壓縮空氣供給或真空供給。所述兩個(gè)流體接口 43、44分別配設(shè)有一構(gòu)造成2/2路徑閥的控制閥45、46，其中，所述控制閥45、46中的每一個(gè)都與所述處理裝置32電聯(lián)接。所述處理裝置32可以以如下方式操控所述控制閥45、46，使得可選地將在所述流體接口 43上提供的壓縮空氣或在所述流體接口 44上提供的負(fù)壓提供到所述流體出口 31上。附加地可以設(shè)置成，兩個(gè)控制閥45、46由所述處理裝置32接入到各鎖閉位置中，從而在所述流體接口 43、44和所述流體出口 31之間不存在流體流。
[0027]從圖5中所示的用于運(yùn)行一真空抓取裝置I的時(shí)間上的流程圖中得知，以哪一種方式能夠進(jìn)行在圖4中所示的真空控制設(shè)備42的有利的操控。
[0028]在該圖表的橫坐標(biāo)軸上繪制了時(shí)間t，在縱坐標(biāo)軸上繪制了壓力P。
[0029]在時(shí)間點(diǎn)t0，兩個(gè)控制閥45、46接入到鎖閉位置中，從而在所述流體出口 31上既不施加真空也不施加超壓。相應(yīng)地，由所述壓力傳感器33測量到的壓力等于周圍環(huán)境壓力
pOo
[0030]在時(shí)間點(diǎn)11，其也被稱作第一操控時(shí)間點(diǎn)并且可以視為時(shí)間上地在11和110之間延伸的操控周期的開始，由所述出處理裝置32輸出一控制信號到所述控制閥46上，用以引起所述流體出口 31的真空加載。所述控制信號作為黑色的條框在圖5的行B中標(biāo)出，其在時(shí)間點(diǎn)tl開始。由于電的和/或機(jī)械的和/或流體的慣性，在所述控制信號通過所述處理裝置32的輸出和所述流體出口上的壓力的實(shí)際變化之間出現(xiàn)時(shí)間上的延遲，從而在當(dāng)前情況下在時(shí)間點(diǎn)t2存在所述有效時(shí)間點(diǎn)，在該有效時(shí)間點(diǎn)例如實(shí)際地出現(xiàn)一可預(yù)設(shè)的壓力變化Λρ?。該時(shí)間差t2-tl由所述處理裝置32通過評價(jià)所述壓力傳感器33的電的傳感器信號來獲知并且作為延遲時(shí)間tdl存儲下來。
[0031]從時(shí)間點(diǎn)t2開始直到時(shí)間點(diǎn)t3可以尤其借助于一布置在所述真空抓取器4上的壓力傳感器14來確定一空轉(zhuǎn)壓力值，其中，在時(shí)間點(diǎn)t3將所述真空抓取器4套裝到所述板形的工件上。一旦所述控制閥46被接入到流通位置中并且克服了所述控制閥46和所述真空抓取器4之間的流體慣性，并且在所述真空抓取器4接觸所述板形的工件2之前，尤其從時(shí)間點(diǎn)t2開始，調(diào)節(jié)出所述空轉(zhuǎn)壓力。該空轉(zhuǎn)壓力值給出了如下訊息，即是否所述控制閥46和/或布置在所述控制閥46和所述真空抓取器4之間的供給管道6和/或所述真空抓取器4可能損壞或堵塞。將所述空轉(zhuǎn)壓力值與一存儲在所述處理裝置32中的空轉(zhuǎn)壓力極值進(jìn)行比較。只有當(dāng)所述空轉(zhuǎn)壓力值低于所述空轉(zhuǎn)壓力極值，即在所述真空抓取器中發(fā)生了低于所述空轉(zhuǎn)壓力極值的壓力減少時(shí)，才設(shè)置所述抓取過程的繼續(xù)。否則的話，將所述抓取過程通過所述處理裝置32和與其聯(lián)接的機(jī)器控制裝置13來中斷并且必要時(shí)輸出一錯(cuò)誤信號。替選地可以設(shè)置成，僅示出一錯(cuò)誤信號，用以聽?wèi){使用者來決定，是否應(yīng)該或不應(yīng)該繼續(xù)所述抓取過程。
[0032]所述真空抓取器4在時(shí)間點(diǎn)t3與所述工件2發(fā)生接觸，從而進(jìn)行在由所述真空抓取器4和所述工件2限定的空腔中的真空的迅速構(gòu)建且因此也進(jìn)行所述真空抓取器4和所述工件2之間的保持力的構(gòu)建。
[0033]從時(shí)間點(diǎn)t3開始，所述處理裝置32連續(xù)地獲知所出現(xiàn)的壓力變化，即壓力的時(shí)間導(dǎo)數(shù)或壓力變化速度。示例性地可以設(shè)置成，在經(jīng)歷一持續(xù)時(shí)間之后通過所述處理裝置32輸出一狀態(tài)信號，其中，在所述持續(xù)時(shí)間內(nèi)所述壓力變化速度已經(jīng)可靠地超過一可預(yù)設(shè)的水平，所述狀態(tài)信號在圖5的行D中示出。這示例性地在時(shí)間點(diǎn)t4是這種情況。附加地可以檢查，是否在一可預(yù)設(shè)的時(shí)間點(diǎn)或在經(jīng)過了一可預(yù)設(shè)的時(shí)間區(qū)間之后，當(dāng)前示例性的是t3和t4之間的時(shí)間區(qū)間，除了維持或超過一針對所述壓力變化速度的可預(yù)設(shè)的極值之外，還達(dá)到一可預(yù)設(shè)的壓力水平，用以由此確認(rèn)關(guān)于所述抓取過程的成功進(jìn)行的預(yù)言。由此可以在所述處理裝置32中存儲一相應(yīng)的極值。倘若所述壓力變化速度和必要時(shí)所力求的壓力水平相應(yīng)于一預(yù)設(shè)值，則所述處理裝置32可以輸出所述狀態(tài)信號。
[0034]所述狀態(tài)信號可以例如經(jīng)由所述內(nèi)部的通訊系統(tǒng)傳遞到所述控制模塊12并且從那里經(jīng)由所述外部的通訊系統(tǒng)15傳遞到所述機(jī)器控制裝置13。借助于所述狀態(tài)信號可以在所述機(jī)器控制裝置13中例如觸發(fā)所述線性調(diào)整器5的操控。在通過所述機(jī)器控制裝置13輸出相應(yīng)的操控信號和所述線性調(diào)整器5的實(shí)際運(yùn)動(dòng)之間同樣存在一時(shí)間差，在該時(shí)間差中已經(jīng)發(fā)生了在所述真空抓取器上的另一壓力下降，由此提高了所述保持力。由于所設(shè)置的所述壓力變化速度以及必要時(shí)一在可預(yù)設(shè)的時(shí)間區(qū)間之后所需的壓力水平的觀察，可行的是，所述狀態(tài)信號在一時(shí)間點(diǎn)就已經(jīng)輸出，在該時(shí)間點(diǎn)在所述真空抓取器4和所述工件2之間還不存在足夠的保持力，因?yàn)橹敝了龉ぜ?的實(shí)際加速，所述保持力已經(jīng)達(dá)到一足夠的水平。
[0035]與此相反，作為用于觸發(fā)一同類的狀態(tài)信號的一可預(yù)設(shè)的壓力水平的達(dá)到需要一更長的等待時(shí)間，因?yàn)榕c壓力變化速度相比，直到一明顯更晚的時(shí)間點(diǎn)才能夠可靠地如下地下定論，是否所述工件2被所述真空抓取器4可靠地保持住。能夠輸出一基于壓力的狀態(tài)信號的時(shí)間點(diǎn)在圖5中利用t5表示。顯而易見，通過所述壓力變化速度的分析得出一用于提升所述工件2的時(shí)間優(yōu)點(diǎn)，從而能夠高效地運(yùn)行一相應(yīng)的真空抓取裝置I。
[0036]此外，針對所述真空抓取裝置I的診斷可以設(shè)置成，獲知所述最小壓力值，用以檢測所述真空抓取器4的可能的損傷或所述真空抓取器I上的其它故障。優(yōu)選地，一旦所述壓力變化速度在針對真空的構(gòu)建過程期間，即在所述真空抓取器4中的壓力降低期間，已經(jīng)低于一可預(yù)設(shè)的值、尤其消失時(shí)，獲知所述最小壓力值。示例性地所述最小壓力值在圖5中所示的抓取過程中在t6前一點(diǎn)達(dá)到一最小壓力極值。該最小壓力極值示例性地存儲在所述處理裝置中。倘若所述最小壓力值位于所述最小壓力極值之上，則起因于所述真空抓取裝置I的無錯(cuò)誤的功能。倘若所述最小壓力值不低于所述最小壓力極值，則必須起因于所述真空抓取裝置I的錯(cuò)誤功能。示例性地可以設(shè)置成，所述真空抓取裝置I在如下的抓取周期之后輸出一錯(cuò)誤信號并且不啟動(dòng)其它的抓取過程，在所述抓取周期中，可以第一次確定所述最小壓力值不低于所述最小壓力極值。
[0037]附加地或替選地可以設(shè)置成，采用在所述流體出口的低壓加載開始時(shí)所獲知的延遲時(shí)間tdl，用于可靠地并且迅速地放下所述工件2。在放下所述工件2時(shí)存在如下問題，即所述真空抓取器4的運(yùn)動(dòng)應(yīng)該只有當(dāng)所述工件2可靠地放下時(shí)才進(jìn)行。為了確保這一點(diǎn)，從現(xiàn)有技術(shù)中已知，在給所述真空抓取器4排氣或壓力加載之后設(shè)置一等待時(shí)間，在該等待時(shí)間內(nèi)不進(jìn)行所述真空抓取器4的運(yùn)動(dòng)。該等待時(shí)間必須如此選擇，使得考慮在所述加工裝置32、所述控制閥45、46、所述流體出口 31和所述真空抓取器4之間會出現(xiàn)的所有電的、機(jī)械的和流體的慣性。為了縮短所述等待時(shí)間，由所述處理裝置32在給所述真空抓取器4排氣或壓力加載的情況下考慮所述延遲時(shí)間tdl，該延遲時(shí)間在所述真空抓取器4的真空加載的情況下由所述處理裝置32獲知，其中，所述真空抓取器的排氣或壓力加載示例性地在時(shí)間點(diǎn)t6由所述處理裝置32同步于真空的切斷來進(jìn)行。所述延遲時(shí)間在圖5中作為時(shí)間點(diǎn)t6和在時(shí)間點(diǎn)t7在所述真空抓取器中的壓力升高開始之間的時(shí)間差可見，利用所述延遲時(shí)間，所述處理裝置32提供一信息，借助于該信息能夠更準(zhǔn)確地確定時(shí)間點(diǎn)t8，在該時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行在所述真空抓取器4上的真空的很大程度的、尤其完全的拆除。因此可以縮短從所述真空抓取器4的排氣或壓力加載直到在所述真空抓取器4和所述工件2之間的相對運(yùn)動(dòng)的時(shí)間段。
[0038]附加地或替選地，所述處理裝置32也可以監(jiān)控所述壓力傳感器33的壓力信號，用以在達(dá)到一可預(yù)設(shè)的最小壓力、尤其周圍環(huán)境壓力的情況下，提供一狀態(tài)信號到所述機(jī)器控制裝置13上，借助于所述狀態(tài)信號可以導(dǎo)入所述線性調(diào)整器5的運(yùn)動(dòng)。在有利的方式中，在所述真空抓取器4排氣或壓力加載的情況下可以獲知一延遲時(shí)間td2，該延遲時(shí)間作為在針對所述控制閥45、當(dāng)前用于所述真空抓取器4的壓力加載的開關(guān)時(shí)間點(diǎn)t6和在所述真空抓取器4上例如示例性地在時(shí)間點(diǎn)t8達(dá)到一可預(yù)設(shè)的最小壓力之間的時(shí)間差得出。所述延遲時(shí)間td2可以同樣由所述處理裝置32考慮，用以在一盡可能早的時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行所述狀態(tài)信號到所述機(jī)器控制裝置13上的輸出，而不會存在如下危險(xiǎn)，即所述真空抓取器4在一時(shí)間點(diǎn)被所述工件2提起，在該時(shí)間點(diǎn)還存在一可觀的保持力。
【權(quán)利要求】
1.用于運(yùn)行真空抓取裝置(I)的方法，所述真空抓取裝置包括一真空抓取器(40)、一處理裝置(32 )、一用于提供一基于流體和/或基于真空的傳感器信號的傳感器裝置(33 )以及一能由所述處理裝置(32)操控的流體控制閥(24 ;45、46)，所述流體控制閥用于提供真空到所述真空抓取器(4)上，其中，所述處理裝置(32)構(gòu)造用于處理所述傳感器信號并且用于操控所述流體控制閥(24 ;45、46)，所述方法具有如下步驟:在一操控時(shí)間點(diǎn)(tl ；t6)由所述處理裝置(32)輸出一控制信號到所述流體控制閥(24 ;45、46)上；獲知一針對由所述傳感器裝置(33)與一基于流體和/或基于真空的物理值相關(guān)聯(lián)地輸出的傳感器信號的變化速度；并且提供一狀態(tài)信號到一外部的通訊系統(tǒng)(15)上，所述外部的通訊系統(tǒng)構(gòu)造用于與一機(jī)器控制裝置(13)通訊，用以當(dāng)所獲知的變化速度相應(yīng)于一能預(yù)設(shè)的最小值或處于一能預(yù)設(shè)的值區(qū)間中時(shí)，通過所述狀態(tài)信號引起所述真空抓取器(4)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在一時(shí)間點(diǎn)由所述處理裝置(32)獲知一空轉(zhuǎn)壓力值，在該時(shí)間點(diǎn)所述真空抓取器(4)不貼靠在一工件(2)上。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，由所述處理裝置(32)在一真空抓取過程期間獲知一最小壓力值，當(dāng)所述真空抓取器(4)貼靠在所述工件(2)上時(shí)，調(diào)節(jié)出所述最小壓力值。
4.按照權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于，針對所述傳感器信號的變化速度的最小值或值區(qū)間根據(jù)所述空轉(zhuǎn)壓力值和/或根據(jù)所述最小壓力值進(jìn)行匹配。
5.按照權(quán)利要求2、3或4所述的方法，其特征在于，當(dāng)所述空轉(zhuǎn)壓力值位于一能預(yù)設(shè)的空轉(zhuǎn)壓力極值之上和/或所述最小壓力值位于一能預(yù)設(shè)的最小壓力極值之上時(shí)，由所述處理裝置(32)輸出一報(bào)警。
6.按照前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，只有當(dāng)針對所述傳感器信號的變化速度長于一能預(yù)設(shè)的最小時(shí)間區(qū)間與所述能預(yù)設(shè)的最小值或所述能預(yù)設(shè)的值區(qū)間一致，和/或當(dāng)在從由所述處理裝置(32)在所述操控時(shí)間點(diǎn)(tl ;t6)輸出所述控制信號到所述流體控制閥(24 ;45、46)上時(shí)開始的一能預(yù)設(shè)的時(shí)間區(qū)間內(nèi)，達(dá)到了一針對所述傳感器信號的最小值時(shí)，才由所述處理裝置(32)提供所述狀態(tài)信號。
7.真空控制裝置，具有一用于流體供應(yīng)的流體接口(18、19；23 ;43、44);具有一用于提供流體和/或真空到一消耗器上的流體出口(31);具有一處理裝置(32)，其構(gòu)造用于處理至少一個(gè)基于流體和/或基于真空的傳感器信號并且用于提供所述控制信號；以及具有一能由所述控制信號操控的流體控制閥(24 ;45、46)，所述流體控制閥與所述流體接口(18、19 ；23 ;43、44)或與所述流體接口( 18、19 ；23 ;43、44)和所述流體出口(31)連接；和/或具有一真空控制閥(46)，其與所述流體接口(44)和所述流體出口(31)連接，用以實(shí)現(xiàn)在所述流體出口(31)上短時(shí)間地提供流體和/或真空，其特征在于，所述處理裝置(32)以如下方式構(gòu)造用于獲知一針對由所述傳感器裝置(14 ;33)與一基于流體和/或基于真空的物理值相關(guān)聯(lián)地輸出的傳感器信號的變化速度，以及用于提供一狀態(tài)信號到一外部的通訊系統(tǒng)(15)上，所述外部的通訊系統(tǒng)用作與一機(jī)器控制裝置(13)通訊，在所獲知的變化速度與一能預(yù)設(shè)的最小值或一能預(yù)設(shè)的值區(qū)間一致的情況下，借助于所述狀態(tài)信號能預(yù)設(shè)所述真空抓取器(4)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化。
8.按照權(quán)利要求7所述的真空控制裝置，其特征在于，所述真空抓取器(4)配設(shè)有一尤其構(gòu)造成壓力傳感器的傳感器裝置(14)，其構(gòu)造用于提供所述基于真空的傳感器信號到所述處理裝置(32)上。
9.按照權(quán)利要求7或8所述的真空控制裝置，其特征在于，所述處理裝置(32)配設(shè)有一用于獲知所述流體接口(31)上的流體壓力的壓力傳感器(33)，并且所述處理裝置(32)構(gòu)造用于借助于所獲知的流體壓力來改變到所述流體控制閥(24 ;45)和/或所述真空控制閥(46)上的控制信號。
10.按照權(quán)利要求7、8或9所述的真空控制裝置，其特征在于，在所述流體接口(23)和所述流體出口(31)之間流體地打磨一真空產(chǎn)生器(25)、尤其一噴射器。
11.按照權(quán)利要求7至10中任一項(xiàng)所述的真空控制裝置，其特征在于，設(shè)置一第二流體接口( 43 )，其構(gòu)造用于提供一第二流體到所述流體控制閥(45 )和/或所述真空控制閥(46 )上，并且所述流體控制閥(45)和/或所述真空控制閥(46)構(gòu)造用于選擇性地釋放所述第一或所述第二流體接口(43、44)和所述流體出口(31)之間的連通的連接以及用于閉塞與所述流體出口(31)的連接。
12.操縱器，具有一能運(yùn)動(dòng)的操縱臂(3，5)和一安裝在所述操縱臂上的真空抓取器(4)，所述真空抓取器用于抓住、運(yùn)動(dòng)以及放下工件(2)，其中，所述真空抓取器(4)流體連通地與一按照權(quán)利要求7至11中任一項(xiàng)所述的真空控制裝置(22 ；42)連接；以及具有一機(jī)器控制裝置(13)，其構(gòu)造用于操控所述操縱臂(3、5)并且用于與所述真空控制裝置(22 ；42)經(jīng)由一外部的通訊系統(tǒng)(15)進(jìn)行通訊，其特征在于，所述機(jī)器控制裝置(13)以如下方式設(shè)置，使得根據(jù)所述真空控制裝置(22 ；42)的狀態(tài)信號進(jìn)行所述操縱臂(3、5)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化。
【文檔編號】B26D7/01GK104204542SQ201280066673
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2012年11月8日 優(yōu)先權(quán)日:2011年11月10日
【發(fā)明者】D.瓦格納 申請人:費(fèi)斯托股份有限兩合公司