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)明涉及一種用于運(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（4）、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：在操控時間點(diǎn)（t1；t8）由處理裝置（32）輸出控制信號到流體控制閥（24；45、46）上；獲知出現(xiàn)基于流體和/或基于真空的傳感器信號以能預(yù)設(shè)的變化值的變化的有效時間點(diǎn)（t2；t6）；并且借助于操控時間點(diǎn)（t1；t6）和有效時間點(diǎn)（t2；t8）之間的時間差（td1、td2）計算修正值；并且在下一操控周期中利用獲知的修正值修正操控時間點(diǎn)（t1；t6）和/或修正針對流體控制閥（24；45、46）的操控持續(xù)時間。
【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，該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中公開了一種真空產(chǎn)生器裝置，其具有一噴射器裝置，該噴射器裝置與一聯(lián)接在一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通訊。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間和/或排氣時間，并且與至少一個參考時間值進(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 2007 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。通過與一參考時間值的比較，獲知所述噴射器裝置的運(yùn)行持續(xù)時間，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；獲知一有效時間點(diǎn)，在該有效時間點(diǎn)出現(xiàn)所述基于流體和/或基于真空的傳感器信號以一能預(yù)設(shè)的變化值的變化；借助于所述操控時間點(diǎn)和所述有效時間點(diǎn)之間的時間差來計算一修正值；并且在下一操控周期中利用所獲知的修正值來修正所述操控時間點(diǎn)和/或修正針對所述流體控制閥的操控持續(xù)時間。
[0006]通過獲知所述操控時間點(diǎn)和所述有效時間點(diǎn)之間的時間差，所述處理裝置可以獲知一流體系統(tǒng)的特征，該系統(tǒng)包括所述流體控制閥、所述真空抓取器以及在它們之間構(gòu)造的流體通道，并且針對所述流體控制閥的最佳的操控在下一操控周期中針對所述流體控制閥使用以及必要時針對其它目的提供。
[0007]所述真空抓取裝置常常在持續(xù)再現(xiàn)的并且按照一可預(yù)設(shè)的圖表進(jìn)行的運(yùn)行周期中運(yùn)行，在該運(yùn)行周期中，一方面工件的抓取和放下通過所述真空抓取器的相應(yīng)的操控來進(jìn)行，并且另一方面所述真空抓取器的運(yùn)動在一工件接收地點(diǎn)和一工件放下地點(diǎn)之間執(zhí)行。在此情況下，所述流體控制閥的操控在一同樣再現(xiàn)的操控周期中進(jìn)行，在該操控周期中確定針對所述流體控制閥的操控時間點(diǎn)和操控持續(xù)時間。
[0008]所述流體控制閥為了加速地操作所述工件的最佳操控可以例如通過如下方式進(jìn)行，即針對所述流體控制閥的操控的時間點(diǎn)借助于所計算的修正值來移動，用以在一較早的時間點(diǎn)實(shí)現(xiàn)一功能狀態(tài)的所希望的變化，該功能狀態(tài)與到所述真空抓取器上的流體或真空的提供相關(guān)聯(lián)。所述操控時間點(diǎn)可以尤其與所述真空抓取器的運(yùn)動相連，例如與所述真空抓取器靠近一工件用以抓取該工件相連，或者與所述真空抓取器在放下工件并且至少部分地消除真空之后遠(yuǎn)離該工件相連。根據(jù)需抓取的工件的類型的不同，并且根據(jù)所述真空抓取器的構(gòu)造，可能需要通過主動地供應(yīng)壓力加載的流體到所述真空抓取器上來迅速地消除真空。但因?yàn)樵诖饲闆r下，尤其在特別輕的工件的情況下，必須避免所述工件通過在所述真空抓取器通過過剩的流體進(jìn)行排氣的情況下的流體過剩而加速，必須特別精確地選擇針對排氣過程所提供的流體量。該流體量可以在所述真空抓取器的第一次試運(yùn)行時通過適當(dāng)?shù)孛枋隹傁到y(tǒng)的特征來確定，在該總系統(tǒng)中所述真空抓取器展示為一個部件。當(dāng)然由于老化現(xiàn)象，例如在所述流體控制閥和/或在所述真空抓取器上的老化現(xiàn)象，會出現(xiàn)系統(tǒng)特性的改變，有利的是，所述真空抓取器的抓取行為相應(yīng)于根據(jù)本發(fā)明的方法來進(jìn)行分析并且必要時通過所述操控時間點(diǎn)和/或所述操控持續(xù)時間的改變來確保所述真空抓取器上的真空的精確消除。
[0009]本發(fā)明的有利的改進(jìn)方案記載在從屬權(quán)利要求中。
[0010]在本發(fā)明的一種改進(jìn)方案中設(shè)置成，在所述操控時間點(diǎn)提供一用于提供一真空的控制信號到所述真空抓取器上，并且在所述有效時間點(diǎn)在所述真空抓取器上存在一可預(yù)設(shè)的壓力下降和/或針對一壓力下降的可預(yù)設(shè)的變化速度。由此在根據(jù)本發(fā)明的差形成的情況下獲知，在提供所述電的控制信號到所述電子流體的流體控制閥上，以提供真空到所述真空抓取器上和在所述真空抓取器上實(shí)際的真空構(gòu)建之間存在哪種時間關(guān)聯(lián)。
[0011]例如由于所述流體控制閥上的電的和/或機(jī)械的慣性和/或由于流體的慣性，尤其由于所述流體控制閥和所述真空抓取器之間的流體通道的大的長度，和/或由于所述流體通道中的壓縮性效應(yīng)，和/或由于所述真空抓取器的特性和/或需抓住的工件的特性，可能會導(dǎo)致在提供所述控制信號到所述流體控制閥和所述真空構(gòu)建之間的巨大的延遲。
[0012]由此出現(xiàn)的延遲可以通過根據(jù)本發(fā)明的方法在其實(shí)際影響上被減小，因?yàn)樵谥懒怂霾倏貢r間點(diǎn)和所述有效時間點(diǎn)之間的時間延遲的情況下，例如可以進(jìn)行所述流體控制閥的相應(yīng)的改變的操控。所述有效時間點(diǎn)可以借助于一可預(yù)設(shè)的壓力下降、即所述真空抓取器上的壓力以一可預(yù)設(shè)的值的變化，或者借助于一可預(yù)設(shè)的值的達(dá)到，和/或在所述真空抓取器上存在一針對所述壓力下降的可預(yù)設(shè)的變化速度的情況下來確定。
[0013]通過適當(dāng)?shù)剡x擇針對所述有效時間點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)，可以例如在一特別早的時間點(diǎn)在操控所述流體控制閥之后以很大的可靠性預(yù)言，要進(jìn)行一可靠的真空構(gòu)建且因此要進(jìn)行所述工件通過所述真空抓取器的可靠的抓取。這樣，可以特別迅速地在操控所述流體閥之后導(dǎo)入針對所述工件的接下來的處理步驟，這些處理步驟與通過所述真空抓取器的抓取過程相關(guān)聯(lián)。
[0014]附加地或替選地可以設(shè)置成，在所述操控時間點(diǎn)提供一用于所述真空抓取器的排氣的控制信號，并且借助于在所述真空抓取器上的能預(yù)設(shè)的壓力上升和/或能預(yù)設(shè)的針對壓力上升的變化速度來確定所述有效時間點(diǎn)。隨著所述真空抓取器的排氣來導(dǎo)入被吸住的工件的放下。通過該排氣，減小了在周圍環(huán)境和由所述真空抓取器和被吸住的工件所限定的空間容積之間的壓力差，由此出現(xiàn)保持力的減小，該保持力由所述真空抓取器施加到所述工件上。一旦與所述工件接觸的真空抓取器上的保持力小于所述工件的重力，則可以放下所述工件并且撤去所述一個或多個真空抓取器。所述排氣涉及在不具有主動的壓縮空氣供應(yīng)的情況下的被動的壓力平衡，直到一存在于所述真空抓取器的周圍環(huán)境中的周圍環(huán)境壓力水平。
[0015]附加地或替選地同樣可以設(shè)置成，在所述操控時間點(diǎn)提供一用于提供所述真空抓取器上的超壓的控制信號，并且借助于所述真空抓取器上的能預(yù)設(shè)的壓力上升和/或能預(yù)設(shè)的針對壓力上升的變化速度來確定所述有效時間點(diǎn)。在提供一超壓到由所述真空抓取器和被吸住的工件所限定的空間容積的情況下，實(shí)現(xiàn)所述保持力的特別迅速的拆除，從而可以將所述工件特別快速地放下。在此情況下，根據(jù)本發(fā)明的針對所述流體控制閥的操控時間點(diǎn)和/或操控持續(xù)時間的修正是特別有利的，因?yàn)橥ㄟ^該修正能夠至少部分地平衡所述流體控制閥和/或所述真空抓取器和/或其它系統(tǒng)部件的老化，并且能夠避免所抓住的工件在放下時的不希望的加速。
[0016]在所述方法的一種改進(jìn)方案中設(shè)置成，用于操控所述流體閥的控制信號的一可預(yù)設(shè)的持續(xù)時間借助于所述修正值來修正。由此可以進(jìn)行所述控制信號的可預(yù)設(shè)的持續(xù)時間與通過所述真空抓取器的抓取過程的真實(shí)情況的匹配。示例性地可以設(shè)置成，在消除真空時，當(dāng)在一先前的針對所述真空抓取器的操控周期中借助于所述壓力上升或所述壓力上升的變化速度檢測到，存在與一預(yù)設(shè)的壓力曲線的偏差，該偏差可以推斷出所述流體控制閥的延長的開關(guān)時間，則延長一排氣持續(xù)時間。
[0017]適宜的是，當(dāng)在所述真空抓取裝置試運(yùn)行時，所述操控時間點(diǎn)和所述有效時間點(diǎn)之間的時間差作為參考值被存儲下來，并且在接下來的操控周期中進(jìn)行所述參考值與各最后獲知的在所述操控時間點(diǎn)和所述有效時間點(diǎn)之間的時間差的比較，并且在出現(xiàn)兩個時間差之間的位于一能預(yù)設(shè)的閾值之上的偏差的情況下，由所述處理裝置輸出一報警。由此實(shí)現(xiàn)了針對所述真空抓取裝置的狀態(tài)、尤其針對所述流體控制閥的磨損狀態(tài)的診斷功能。作為試運(yùn)行可以尤其理解為在安裝所述真空抓取裝置之后的第一次試運(yùn)行或者在先前斷開所述真空抓取裝置之后的試運(yùn)行。所述診斷功能基于如下考慮，即所述流體控制閥在試運(yùn)行的時間點(diǎn)處于一有利的狀態(tài)下，尤其處于一很小磨損的狀態(tài)下，并且隨著所述操控周期的增加的數(shù)量，所述流體控制閥的磨損、尤其內(nèi)部的摩擦增大，由此通常出現(xiàn)所述流體控制閥的開關(guān)時間的延長。借助于所述診斷功能可以監(jiān)控所述真空抓取裝置并且在超過一可預(yù)設(shè)的閾值的情況下輸出一報警，用以向用戶發(fā)出如下信號，即現(xiàn)在達(dá)到了一預(yù)設(shè)的磨損狀態(tài)并且可能要設(shè)置針對所述真空抓取裝置的應(yīng)對措施，例如維護(hù)措施。
[0018]有利的是，所述處理裝置在所述有效時間點(diǎn)提供一狀態(tài)信號到一外部的通訊系統(tǒng)上，所述通訊系統(tǒng)構(gòu)造用于與一機(jī)器控制裝置通訊，用以通過所述狀態(tài)信號引起所述真空抓取器的運(yùn)動狀態(tài)的變化。借助于所述狀態(tài)信號可以導(dǎo)入針對所述工件的運(yùn)動步驟和/或處理步驟，所述運(yùn)動步驟和/或處理步驟與所述工件通過所述真空抓取器的抓住相關(guān)聯(lián)。例如可以借助于所述狀態(tài)信號在一時間點(diǎn)輸出一針對所述工件的運(yùn)動的運(yùn)動信號，在該時間點(diǎn)所述保持力還不足以允許工件運(yùn)動。但借助于針對所述真空抓取器上的壓力下降的變化速度的示例性的標(biāo)準(zhǔn)，可以針對通過所述真空抓取器的其它抓取過程進(jìn)行預(yù)言。借助于該預(yù)言可知，是否在實(shí)際發(fā)生所述工件的運(yùn)動的時間點(diǎn)所述保持力已經(jīng)到達(dá)一允許工件運(yùn)動的水平。因此可以至少部分地通過如下方式平衡一與配屬于所述真空抓取器的操縱器的控制技術(shù)的和/或機(jī)械的慣性相關(guān)聯(lián)的延遲時間，即在一特別早的時間點(diǎn)在針對所述工件的抓取過程期間就已經(jīng)提供所述狀態(tài)信號到所述機(jī)器控制裝置上，該狀態(tài)信號導(dǎo)致所述一個或多個控制信號到所述操縱器上的提供并且在發(fā)生所述工件通過所述操縱器實(shí)際加速的時間點(diǎn)至少如下程度地結(jié)束通過所述真空抓取器的抓取過程，使得所述工件盡管所導(dǎo)入的加速仍可靠地附著在所述真空抓取器上。
[0019]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，所述處理裝置構(gòu)造用于處理至少一個基于流體的和/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)短時間地在所述流體出口上提供流體和/或真空。根據(jù)本發(fā)明，所述處理裝置構(gòu)造用于獲知和處理至少一個修正值，所述修正值從在提供一控制信號到所述流體控制閥上和/或到所述真空控制閥上與所述基于流體和/或基于真空的傳感器信號的能預(yù)設(shè)的變化之間的時間差中得出。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)針對一工件的抓取過程和/或放下過程的優(yōu)化，該工件應(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以及必要時的超壓來加載。所述真空控制裝置可以借助于由所述處理裝置所獲知的修正值獨(dú)立地實(shí)現(xiàn)可聯(lián)接的真空抓取器的改善的流體操控，或者與一機(jī)器控制裝置配合地實(shí)現(xiàn)一針對一可由所述機(jī)器控制裝置操控的操縱器的最佳的運(yùn)動控制，所述操縱器攜帶且運(yùn)動所述真空抓取器。
[0020]有利的是，所述真空抓取器配設(shè)有一傳感器裝置，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特征的所獲知的測量值的高精確度。
[0021]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流體控制閥和/或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。此外，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。
[0022]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一真空。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，發(fā)生在所述流體接口上提供的壓縮空氣到所述流體出口上的直接轉(zhuǎn)運(yùn)，從而可以進(jìn)行在那里聯(lián)接的真空抓取器的超壓加載。
[0023]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，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、所提供的壓縮空氣以及必要時所述流體出口的鎖閉之間的切換。
[0024]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，該機(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】
[0025]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間上的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]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)動板形的物體2。該真空抓取裝置I示例性地包括多個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，尤其是氣缸。所述真空抓取器4中的每一個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。
[0027]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。
[0028]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)動或者說下降運(yùn)動的壓縮空氣模塊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，該控制命令由一機(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。在所述真空抓取器4中的至少一個真空抓取器上可以可選地布置一壓力傳感器14，其與所述真空模塊10電聯(lián)接并且其構(gòu)造用于提供一實(shí)際壓力值信號到所述真空模塊10上。借助于所述壓力傳感器14可以獲知實(shí)際施加在所述真空抓取器4上的流體壓力，以便能夠?qū)崿F(xiàn)所述真空模塊10的有利的控制。
[0029]從圖2中可見一流體控制裝置9的一種優(yōu)選的實(shí)施方式的模塊化構(gòu)造。所述控制模塊12包括一外部的通訊接口 16、一內(nèi)部的通訊接口 17以及兩個外部的流體接口 18、19和兩個內(nèi)部的流體接口 20、21。在所述兩個外部的流體接口 18、19上可以例如聯(lián)接壓縮空氣和真空，這樣，所述內(nèi)部的通訊接口 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轉(zhuǎn)送到所述模塊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)、根據(jù)Ι/0-Link構(gòu)造或者構(gòu)造成并聯(lián)布線，尤其是多電極。
[0030]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)部的通訊接口 17與所述控制模塊12處于電連通的連接中。所述通訊接口 17可以示例性地用于根據(jù)Ι/0-Link協(xié)議或一其它的總線協(xié)議與所述控制模塊12進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，或者可替換地構(gòu)造成多電極連接。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之間的連接被鎖止。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。
[0031]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。為所述兩個流體接口 43、44分別配設(shè)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。
[0032]從圖5中所示的用于運(yùn)行一真空抓取裝置I的時間上的流程圖得知，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。在該圖表的橫坐標(biāo)軸上繪制了時間t，在縱坐標(biāo)軸上繪制了壓力p。
[0033]在時間點(diǎn)t0，兩個控制閥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pO。
[0034]在時間點(diǎn)11，其也被稱作第一操控時間點(diǎn)并且可以視為時間上地在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)時間上的延遲，從而在當(dāng)前情況下在時間點(diǎn)t2存在所述有效時間點(diǎn)，在該有效時間點(diǎn)例如實(shí)際地出現(xiàn)一可預(yù)設(shè)的壓力變化Λρ?。該時間差t2-tl由所述處理裝置32通過評價所述壓力傳感器33的電的傳感器信號來獲知并且作為延遲時間tdl存儲下來。
[0035]以相同的方式并且附加于或替選于所述第一延遲時間tdl的確定，可以計算在行A中記錄的所述控制閥46在時間點(diǎn)t6的操控和配屬的有效時間點(diǎn)t8之間的一其它的時間差td2，在所述有效時間點(diǎn)從在時間點(diǎn)t6存在的壓力出發(fā)已經(jīng)調(diào)節(jié)出一可預(yù)設(shè)的壓力差Λρ2。通過所述真空抓取器4的壓力加載，發(fā)生所述真空抓取器4中的真空的迅速拆除，其中，所述壓力加載利用所述控制信號從時間點(diǎn)t6開始導(dǎo)入，但由于內(nèi)部的延遲、例如在所述控制閥46中的延遲，實(shí)際上從時間點(diǎn)t7才真正開始。
[0036]所述值td2可以如所述值tdl —樣存儲在所述處理裝置32中。此外，所述處理裝置32以如下方式設(shè)置，使得其能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)際獲知的針對tdl和td2的值與先前的、尤其與緊接在前面的針對tdl和td2的值的比較，并且在存在一偏差的情況下，能夠從時間點(diǎn)t6開始實(shí)現(xiàn)所述操控持續(xù)時間、尤其針對用于所述真空抓取器4的排氣的操控信號的操控持續(xù)時間的修正。例如可以設(shè)置成，與先前的操控周期相比，在當(dāng)前的操控周期中所述時間差td2增大的情況下，針對接下來的操控周期設(shè)置一針對所述控制閥46的操控持續(xù)時間的延長。
[0037]除了當(dāng)前的值tdl和td2與來自先前的操控周期的值進(jìn)行比較之外，也可以進(jìn)行當(dāng)前的針對tdl和/或td2的值與在所述真空抓取裝置I試運(yùn)行的情況下所獲知的針對tdl和/或td2的值的比較，用以實(shí)現(xiàn)針對所述真空抓取裝置I的診斷功能。利用該診斷功能可以跟蹤所述真空抓取裝置I的老化過程，該老化過程尤其表現(xiàn)為增大的值tdl和/或td2。優(yōu)選一旦在試運(yùn)行的情況下作為參考值所存儲的值tdl和/或td2和一當(dāng)前的針對tdl和/或td2的值之間的差超過了一可預(yù)設(shè)的極限值，由所述真空控制設(shè)備42輸出一報
生口 ο
[0038]所述真空抓取器4中的真空拆除在時間點(diǎn)t9結(jié)束，當(dāng)然針對所述控制閥46的操控持續(xù)時間如此選擇，使得所述控制閥超過時間點(diǎn)t9保持打開且因此在所述真空抓取器4中發(fā)生一很小的超壓構(gòu)建，該超壓構(gòu)建使得在某些情況下特別輕的且可能附著在所述真空抓取器4上的工件的放下變得容易。因此可以示例性地設(shè)置所述操控持續(xù)時間的延長，用以確保在所述真空抓取器4中的一可預(yù)設(shè)的、雖然很小的超壓水平的達(dá)到，如在圖5中在時間點(diǎn)tlO標(biāo)出。
[0039]在圖5中所示的針對所述真空抓取器4的操控周期的情況下，所述真空抓取器在時間點(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)行在所述真空抓取器4和所述工件2之間的保持力的構(gòu)建。
[0040]從時間點(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。這示例性地在時間點(diǎn)t4是這種情況。示例性地在圖5的行D中示出的狀態(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)動之間同樣存在一時間差，在該時間差中已經(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。因此可行的是，所述狀態(tài)信號在一時間點(diǎn)就已經(jīng)輸出，在該時間點(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)際的加速，所述保持力已經(jīng)達(dá)到一足夠的水平。
[0041]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間，因?yàn)榕c壓力變化速度相比，直到一明顯更晚的時間點(diǎn)才能夠可靠地如下下定論，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。
[0042]附加地或替選地可以設(shè)置成，代替在先前的操控周期中獲知的時間差td2，采用在所述流體出口的低壓加載開始時在當(dāng)前的操控周期中所獲知的延遲時間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時存在如下問題，即所述真空抓取器4的運(yùn)動應(yīng)該只有當(dāng)所述工件2可靠地放下時才進(jìn)行。為了確保這一點(diǎn)，從現(xiàn)有技術(shù)中已知，在所述真空抓取器4的排氣或壓力加載之后設(shè)置一等待時間，在該等待時間內(nèi)不進(jìn)行所述真空抓取器4的運(yùn)動。該等待時間必須如此選擇，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間，由所述處理裝置32在所述真空抓取器4的排氣或壓力加載的情況下考慮所述延遲時間tdl，該延遲時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。所述延遲時間在圖5中作為時間點(diǎn)t6和在時間點(diǎn)t7在所述真空抓取器中的壓力升高開始之間的時間差可見，利用所述延遲時間，所述處理裝置32提供一信息，借助于該信息能夠更準(zhǔn)確地確定所述時間點(diǎn)t8，在該時間點(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)動的時間段。
[0043]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。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間td2，該延遲時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)時間點(diǎn)t6和在所述真空抓取器4上例如示例性地在時間點(diǎn)t8達(dá)到一可預(yù)設(shè)的最小壓力之間的時間差得出。所述延遲時間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，即所述真空抓取器4在一時間點(diǎn)被所述工件2提起，在該時間點(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(4)、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(14 ;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流體流、優(yōu)選真空、尤其真空和超壓到所述真空抓取器(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；獲知一有效時間點(diǎn)(t2 ;t8)，在該有效時間點(diǎn)出現(xiàn)所述基于流體和/或基于真空的傳感器信號以一能預(yù)設(shè)的變化值的變化；并且借助于所述操控時間點(diǎn)(tl ;t6)和所述有效時間點(diǎn)(t2 ;t8)之間的時間差(tdl、td2)來計算一修正值；并且在下一操控周期中利用所獲知的修正值來修正所述操控時間點(diǎn)(tl ;t6)和/或修正針對所述流體控制閥(24 ;45、46)的操控持續(xù)時間。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述操控時間點(diǎn)(tl)提供一用于提供真空的控制信號到所述真空抓取器(4)上；并且借助于在所述真空抓取器(4)上的能預(yù)設(shè)的壓力下降(Apl^P /或能預(yù)設(shè)的針對壓力下降的變化速度來確定所述有效時間點(diǎn)(t2)。
3.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述操控時間點(diǎn)(t6)提供一用于所述真空抓取器的排氣的控制信號；并且借助于在所述真空抓取器(4)上的能預(yù)設(shè)的壓力上升(Δρ2)和/或能預(yù)設(shè)的針對壓力上升的變化速度來確定所述有效時間點(diǎn)(t8)。
4.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述操控時間點(diǎn)(t6)提供一用于提供所述真空抓取器(4)上的超壓的控制信號；并且借助于在所述真空抓取器上的能預(yù)設(shè)的壓力上升(Λρ2)和/或能預(yù)設(shè)的針對壓力上升的變化速度來確定所述有效時間點(diǎn)(t8)。
5.按照權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在所述真空抓取裝置(I)試運(yùn)行的情況下，將所述操控時間點(diǎn)(tl ;t6)和所述有效時間點(diǎn)(t2 ;t8)之間的時間差(tdl、td2)作為參考值存儲下來；并且在接下來的操控周期中進(jìn)行所述參考值與相應(yīng)的在所述述操控時間點(diǎn)(tl ;t6)和所述有效時間點(diǎn)(t2 ;t8)之間最后所獲知的時間差(tdl、td2)的比較；并且在出現(xiàn)在兩個時間差之間的位于一能預(yù)設(shè)的閾值之上的偏差的情況下，由所述處理裝置(32)輸出一報警。
6.按照權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述處理裝置(32)在所述有效時間點(diǎn)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，用以通過所述狀態(tài)信號引起所述真空抓取器(4)的運(yùn)動狀態(tài)的變化。
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)連接或與所述流體接口(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，以便能夠?qū)崿F(xiàn)在所述流體出口(31)上短時間地提供流體和/或真空，其特征在于，所述處理裝置(32)構(gòu)造用于獲知和處理至 少一個修正值，所述修正值從提供一控制信號到所述流體控制閥(24 ;45)上和/或到所述真空控制閥(46)上和所述基于流體和/或基于真空的傳感器信號的能預(yù)設(shè)的變化之間的時間差(tdl、td2)中得出。
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9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)動的操縱臂(3、5)和一安裝在所述操縱臂上的真空抓取器(4)，用于抓住、運(yùn)動以及放下工件(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)動狀態(tài)的變化。
【文檔編號】F04F5/52GK104024651SQ201280066694
【公開日】2014年9月3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