專利名稱：用于操作機(jī)器人的具有吸盤的緊湊型裝置的制作方法
用于操作機(jī)器人的具有吸盤的緊湊型裝置本發(fā)明涉及吸盤型夾持裝置，所述夾持裝置與用于操作產(chǎn)品的機(jī)器人相連，例如 將產(chǎn)品裝箱的機(jī)器人。目前，用于某些產(chǎn)品裝箱機(jī)的裝置包括支撐件，其上通常布置有若干個(gè)吸盤，且這 種支撐件固定在操作機(jī)器人手臂的端部。吸盤通過軟管與單個(gè)真空發(fā)生器相連，所述真空發(fā)生器位于裝箱機(jī)的支撐結(jié)構(gòu) 上，且有時(shí)位于機(jī)器人上。由于與大多數(shù)被操作的產(chǎn)品例如香袋或錢袋相比，該裝置非常重，目前的機(jī)器人 對于他們所要操作的凈載重量來說，則設(shè)計(jì)過于精細(xì)。的確存在著較多的“輕便型”的機(jī)器人，而且它們一般速度很快，卻無法利用其最 好的性能，首先是由于所使用的裝置的重量，其次是由于它們移動的加速度和速度的性能。問題是這種移動速度所產(chǎn)生的加速度很快就變得有問題，加速度與憑借吸盤來夾 持產(chǎn)品的夾持系統(tǒng)有些不匹配。產(chǎn)品夾持的有效性完全取決于吸盤的有效性，且這種有效性特別地依賴于每個(gè)吸 盤的吸力以及普遍存在的泄露水平。當(dāng)吸盤中的某一個(gè)脫離了產(chǎn)品時(shí)，其他吸盤的吸力將整體上變得不足，從而整批 產(chǎn)品就分散開了。若吸盤距離真空發(fā)生器有一段距離，則通過長度可變的軟管向所述吸盤提供壓力 降。另外，軟管以及聯(lián)接器在與機(jī)器人的各種臂接觸時(shí)會發(fā)生磨損，尤其是在環(huán)接處，其結(jié) 果是軟管和聯(lián)接器被損壞，并且會引發(fā)涉及吸力損失的事故。的確存在著如文獻(xiàn)US3716307中所述的吸盤裝置，所述吸盤裝置被設(shè)計(jì)成在吸力 損失的情況下能夠保持并維護(hù)被操作的產(chǎn)品與吸盤之間的連接。這種類型的裝置用于操縱例如玻璃板，但并非專門設(shè)計(jì)用來適于高速下操作的機(jī) 器人，以及并非專門設(shè)計(jì)作為用來封裝的抓取工具頭。根據(jù)本發(fā)明的裝置簡化了吸盤供給線路，并消除了絕大部分的損壞風(fēng)險(xiǎn)。這種線 路的簡化在很大程度上也能夠減少真空發(fā)生器與吸盤之間的壓力降。根據(jù)本發(fā)明的裝置得益于重量顯著地減少，從而能夠使用重量較輕且因而速度非 常高的機(jī)器人來高速處理適中尺寸和重量的產(chǎn)品，所述產(chǎn)品的重量為幾十克或幾百克。使用根據(jù)本發(fā)明的裝置，機(jī)器人操作的總載荷，包括所述裝置以及待裝箱的產(chǎn)品， 所述總載荷相對較輕，不超過5到6千克。該裝置提高了裝箱速率，例如以及最重要的是，即使不是完全消除但也至少減小 了事故的風(fēng)險(xiǎn)。為了提高夾持重量相對較輕的產(chǎn)品的裝置的效率，根據(jù)本發(fā)明的裝置與一高速 型機(jī)器人相連，且包括由重量較輕的合適材料制成的成形為壓緊塊的主體，所述壓緊塊包 括-用于容納成形為筒體的所述真空發(fā)生器的孔，所述孔構(gòu)成真空腔，并以液密封的 形式經(jīng)由所述筒體在壓縮空氣入口腔與膨脹腔之間延伸，所述筒體的入口通向所述壓縮空氣入口腔，所述膨脹腔位于所述筒體的出口側(cè)上并作為消聲裝置，所述氣體從所述筒體的 出口側(cè)溢出，-連接所述真空腔與所述吸盤的內(nèi)部回路，所述回路包括孔和/或腔，-用于容納筒體的延伸部，以及-至少一個(gè)與真空腔相接的橫向突出部，該突出部容納吸盤，該突出部所在的軸線 與筒體所在的軸線的平行。 根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例，所述裝置成形為一主體，所述主體成形為塊體，其設(shè)計(jì) 成能夠被安裝在支撐架上，該支撐架包括數(shù)個(gè)主體，這些主體同所述支撐架裝配在一起且 成對地垂直設(shè)置在所述突出部上，該突出部用于承載吸盤并位于所述支撐架的下部，該支 撐架覆蓋有鑿孔的帽體，該帽體構(gòu)成膨脹腔，所述帽體內(nèi)裝入泡沫型材料從而充當(dāng)隔音裝置。從整體來看，根據(jù)本發(fā)明的裝置可能還更緊湊。因此，根據(jù)另一實(shí)施例，該裝置為一體型主體，所述主體由樹脂型材料或復(fù)合材料 或熱塑材料制成，該主體由預(yù)先成型的片層組成，并且所述片層通過粘合組裝在一起，其固 有地包括-真空腔以及將這些腔與連接到所述主體上的吸盤連接在一起的回路，_用于向所有各種筒體提供壓縮空氣的總供給腔，以及-與所述筒體共同的膨脹腔，所述筒體并排設(shè)置并相互平行，且所述吸盤連接到所 述主體的下面，并與所述筒體垂直。這種片層形式的設(shè)計(jì)，意味著所述裝置的眾多成問題的型號都可以用簡單的方式 制造，以便能夠提供數(shù)量可變的吸盤和筒體，同時(shí)也能夠選擇由單個(gè)筒體配備的不同數(shù)量 的吸盤。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述塊體包括四個(gè)筒體，所述筒體容納在孔中，孔所在 的軸線相互平行并位于同一平面上，以及吸盤的數(shù)量也是四個(gè)，每一個(gè)吸盤各自由一個(gè)筒 體單獨(dú)供給，所述吸盤被居中放置于兩個(gè)平行的平面內(nèi)，所述平面垂直于所述筒體所在軸 的所述平面，例如，每一個(gè)吸盤所在平面位于分別供給所述吸盤的筒體的中平面。仍然根據(jù)本發(fā)明的該優(yōu)選實(shí)施例，容納各種筒體的孔，在一側(cè)通向提供壓縮空氣 到筒體上游部分的公共壓縮空氣入口腔，而在另一側(cè)，即在排氣側(cè)，通過塞子將所述各孔堵 住，該塞子將相應(yīng)的筒體封閉在孔中，所述塞子具有徑向開口，所述開口通向公共膨脹腔， 該腔內(nèi)裝入合適的材料，從而能減少壓縮空氣逸出每個(gè)筒體時(shí)的噪聲。然而，本發(fā)明將借助于以下說明及附圖作更詳細(xì)地說明，其作為示例給出，其中-

圖1以功能圖的形式示出了簡化裝置，其包括將吸盤與其真空發(fā)生器組合在一 起的基本塊體，所述發(fā)生器成形為筒體狀；-圖2示出了一般用于在吸盤內(nèi)產(chǎn)生真空的筒體，所述筒體一半以外視圖表示，一 半以縱向剖視圖表示；-圖3以透視圖的形式示出了一可能的緊湊型裝置的實(shí)施例，該裝置包括數(shù)個(gè)基 本塊體以形成緊湊頭部，該頭部例如可以安裝在操作機(jī)器人手臂上，機(jī)器人在此未示出；-圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的更加緊湊的裝置的另一實(shí)施例的透視圖，其例如由樹 脂制成；
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-圖5是圖4所示裝置的正視圖；-圖6是圖5中經(jīng)過筒體所在軸線的垂直平面的垂直剖視圖；-圖7示出了沿圖5中7-7線的四塊局部剖視圖，從而示出了構(gòu)成該裝置的一體型 主體的各種布置。圖1描述的裝置可以作為基本裝置，該裝置包括-主體1，其包括由如熱塑型或樹脂型的輕便材料制成的壓緊塊，所述壓緊塊由機(jī) 加工和/或模制成型與機(jī)加工制成，-至少一個(gè)吸盤2，其固定在所述主體1上，-真空發(fā)生器，其成形為筒體3，且所述主體包括使所述筒體3與所述吸盤2相連 通的孔。這些孔一方面構(gòu)成容納筒體3的真空腔4，而另一方面以孔或腔5的形式構(gòu)成超短 內(nèi)部回路，所述孔或腔5將所述腔4直接連接到所述吸盤2。真空腔4以液密封的方式，通過筒體3，在所述筒體3的入口和出口之間延伸，所述 入口構(gòu)成入口嘴6，而出口則成形為噴嘴7。該入口嘴6與壓縮空氣入口腔8連通，而噴嘴7通向膨脹腔9，所述腔9成形為鑿 孔的帽體，其中充滿了泡沫型的吸附材料10，以作為消聲裝置。筒體3被安置在主體1的延伸部，以及吸盤2被固定在包括腔5的突出部11上， 所述突出部設(shè)置在所述主體1延伸部的旁邊；所述吸盤2所在的軸12與筒體3所在的軸13 平行。該主體1，由含有筒體3的塊體組成，并具有吸盤2，所述主體1形成基本裝置，可 以例如在突出部11處使用螺母15將該裝置固定到操作機(jī)器人的手臂14的端部。該突出部11還包括封閉腔5的端部的塞子16。圖2提供了供給吸盤2的筒體3的更詳細(xì)的視圖。所述筒體，為具有兩個(gè)真空級 的類型，在入口嘴6與噴嘴7之間呈圓柱狀，且該柱狀具有兩對孔17和18，每對孔對應(yīng)于一
個(gè)真空級。這種類型的筒體3還能夠根據(jù)情況需要供給兩個(gè)或更多個(gè)吸盤2，例如通過將所 有突出部11都連接到真空腔4的若干個(gè)突出部，進(jìn)行星型配置。圖3示出了生產(chǎn)由許多個(gè)主體1組成的緊湊型裝置的一種可能的方式，也就是說 每一個(gè)主體包括一個(gè)吸盤2，而該吸盤通過一個(gè)單獨(dú)的筒體3供給。各主體1組合安裝在支撐架20上，所述支撐架可以借助于安裝板21固定在機(jī)器 人手臂上，機(jī)器人在此未示出。該安裝板21位于主體1上部高度的上方，并借助螺紋桿狀 的支柱22連接到支撐架20。該支撐架20為彎曲的金屬板狀，并具有穿孔，主體1的延伸部的上部可以通過這 些穿孔，并借助于與突出部11相配合的螺母25將這些主體安裝在所述支撐架上。每個(gè)主體1的壓縮空氣入口位于支撐架20的下方，且這些各個(gè)入口被連接在一 起，并通過軟管26由一個(gè)公共入口來供給，所述軟管位于例如所述支撐架20的一端。支撐架20也可以用來支撐用于檢測各吸盤2的真空度的儀器。兩真空計(jì)27如圖 所示，它們各自通過軟管28連接到主體1的各個(gè)真空腔4。主體1的上部露出了對應(yīng)于筒體3的噴嘴7，所述噴嘴7位于膨脹腔29內(nèi)，帽體
530界定出所述膨脹腔29，該帽體30的作用與圖1所述的腔9的帽體是相同的。該帽體30被打孔，并容納有起到隔音作用的泡沫材料10，以吸收各個(gè)出口 7的噪 聲；通過筒體3的壓縮空氣經(jīng)由該出口 7逸出。圖4示出了特別緊湊的裝置的另一實(shí)施例，其包括數(shù)個(gè)吸盤2，且該裝置具有由一 體型主體1構(gòu)成的特點(diǎn)。該主體1成形為塊體，其由如樹脂型、復(fù)合型或熱塑型的輕型材料構(gòu)成，其設(shè)計(jì)成 組合了能夾持住產(chǎn)品并有效地操作該部件的所有所需部件，通過所述塊體內(nèi)的回路、尤其 是超短回路將各個(gè)部分連接在一起。吸盤2位于主體1的下表面31上，且該主體容納有數(shù)個(gè)成形為筒體的真空發(fā)生 器，其直接供給各個(gè)吸盤2，且優(yōu)選地，每個(gè)筒體僅供給一個(gè)吸盤2。因此，在圖4中，示出的主體具有四個(gè)吸盤2，并如前面所詳述的，所述四個(gè)吸盤2 連接到四個(gè)筒體。通過在主體1的后表面32附近延伸的單管26向這些筒體供給壓縮空氣。所述筒體與圖2所示的筒體相同，它們被置于封閉孔內(nèi)，所述封閉孔通向主體1的 正面33，后面將詳述。該四個(gè)孔在該正面33處通過四個(gè)塞子34被密封。主體1的上部包括開放腔，其形成壓縮空氣膨脹腔39，且同時(shí)由于其整個(gè)空腔內(nèi) 充滿泡沫材料10，從而所述開放腔起到消聲裝置的作用。該腔39通過塞子34與各個(gè)筒體 的出口相連通。主體1由復(fù)合材料、熱塑材料或樹脂材料制成。其包括片層組合體，所述片層為三 層或四層，這取決于所要求的裝置的形狀，具體將在下面的附圖中詳述。這些片層粘結(jié)在一 起，并一起形成一體型主體1。這種使用片層結(jié)構(gòu)來形成主體1的設(shè)計(jì)能使獲得的裝置緊湊、輕便，最重要的是， 不再需要包括任何管道或多個(gè)管接頭從而整個(gè)裝置非常簡潔。主體1的中心部分可以包括一個(gè)片層Sc或一對片層Scl和Sc2，其包括-構(gòu)成筒體3的真空腔44的孔，-壓縮空氣供給腔的裝置，以及-將這些真空腔44一方面連接到吸盤2，而另一方面連接到膨脹腔39的各回路。 片層Scl和Sc2之間的邊界線所在的層面與容納筒體3的孔所在的軸線平面一致。構(gòu)成主體1下部的片層Si，其具有用于連接吸盤2所需的裝置以及用于將真空腔 44連接到各自的吸盤2的裝置延長部分。構(gòu)成主體1上部的片層Ss成形在膨脹腔39的周圍。片層Si、Sc、Ss包括兩個(gè)或 三個(gè)排成一線的垂直孔40，所述孔40位于筒體3之間，并能夠使主體1連接到機(jī)器人手臂 上，機(jī)器人在此未示出。圖5示出了具有塞子34的主體1的正面33以及吸盤2，尤其是它示出了剖面6_6 和7-7，將分別在圖6和圖7中詳述。圖6是通過圖5所示筒體3的剖面正視圖，以一體型結(jié)構(gòu)示出的主體1具有-其下表面31上的吸盤2，-其上部的膨脹腔39，_以及，位于上述所述吸盤和所述膨脹腔之間的中心部分作為腔44并容納筒體3 的孔。
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腔44的該孔相對于垂直的吸盤2是水平的，所述吸盤例如成對布置，每對吸盤位 于特別如附圖5所示的供給所述吸盤2的兩個(gè)筒體3之間的垂直中平面內(nèi)。腔44的該孔在容納壓縮空氣的腔48與封閉所述孔的塞子34之間延伸。筒體3 以液密封的方式在腔48與塞子34之間延伸，所述塞子為螺紋塞，其將所述筒體鎖定在真空 腔44內(nèi)。該塞子34具有孔50，所述孔徑向地設(shè)置在筒體3的噴嘴7的外殼端部。這些孔 50，在主體1中，通過在所述噴嘴和所述膨脹腔之間形成的孔51，使所述筒體3的噴嘴7與 膨脹腔39相連通。還是參照該圖6，需注意將筒體3的真空腔44與吸盤2相連通的回路的布置。在主體1厚度范圍內(nèi)，在腔44與吸盤2之間，具有腔和孔。圖6可見的腔52和53 分別起到供給前面的和后面的吸盤2的作用。這些腔同樣在圖7中可見，它們在每個(gè)兩筒 體組的下方，以及由其供給的兩個(gè)吸盤的上方延伸。正是這些腔52和53形成了偏離腔44 的孔54和容納主體1的下表面31上的吸盤2的孔55之間的連接?？?4位于與之相連的筒體3的垂直中平面上，而孔55位于吸盤2的中平面上，其 介于供給這些吸盤的兩個(gè)筒體3之間。圖7以平面的方式，通過各點(diǎn)的剖面給出了主體1的總體結(jié)構(gòu)概況。在第一剖面中，在主體1的左邊部分，示出了膨脹腔39和孔51，該孔51使塞子34 的孔50與所述腔39連通。第二剖面是經(jīng)過筒體3所在軸43的主體1的水平剖面。該筒體3在壓縮空氣入 口腔48與設(shè)置在塞子34上的孔50之間延伸。如前所述，塞子34旋入主體1內(nèi)，并以液密 封的方式將筒體3鎖在孔內(nèi)。第三剖面示出了孔54，其形成相應(yīng)的真空腔44與腔52之間的連接，所述腔52將 所述孔54連通到與吸盤2相對應(yīng)的孔55。第四剖面，在附圖的右側(cè)，示出了腔52和53以及兩個(gè)吸盤2的孔55，如點(diǎn)劃線所示。在圖7中同樣可以看到位于筒體3之間的垂直穿過主體1的孔40，這些孔40能夠 使所述主體連接到操作機(jī)器人上。
權(quán)利要求
使用吸盤來夾持相對較輕的產(chǎn)品的裝置，所述裝置與高速型操作機(jī)器人相連，其特征在于，它包括成形為壓緊塊的主體(1)，其由熱塑型、復(fù)合型或樹脂型的合適材料制成，所述壓緊塊被構(gòu)造成將真空發(fā)生器與吸盤(2)組合在一起，并且為了在所述真空發(fā)生器與所述吸盤(2)之間設(shè)置超短內(nèi)部回路，所述主體(1)包括 一方面，用于容納成形為筒體(3)的所述真空發(fā)生器的孔，每個(gè)孔構(gòu)成一個(gè)真空腔(44)，并且所述孔以液密封的形式經(jīng)由相應(yīng)的筒體(3)在壓縮空氣入口腔(48)與膨脹腔(39)之間延伸，所述膨脹腔位于所述筒體(3)的出口側(cè)上并作為消聲裝置，以及 另一方面，連接所述真空腔(44)與相應(yīng)的吸盤(2)的內(nèi)部回路，所述回路由多個(gè)孔和/或腔(52 55)組成，且所述主體(1)包括預(yù)先成型的片層，所述片層然后被組裝，并固有地包括真空腔(44)，以及將所述腔與連接到所述主體上的所述吸盤(2)連接在一起的孔和/或腔，以及用于供給所有各種筒體(3)的所述總供給腔(48)，以及與所述筒體(3)共有的所述膨脹腔(39)，所述筒體(3)并排設(shè)置并相互平行，且所述吸盤(2)連接到所述主體(1)的下面，并與所述筒體(3)垂直。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的夾持產(chǎn)品的裝置，其特征在于，主體(1)包括容納在孔中的四 個(gè)筒體(3)，所述筒體所在的軸線相互平行，且位于同一平面上；所述吸盤(2)也為四個(gè)，每 個(gè)吸盤各自由一個(gè)筒體(3)單獨(dú)供給，所述吸盤(2)的軸線與所述筒體(3)的軸線的所述 平面垂直。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的夾持產(chǎn)品的裝置，其特征在于，對于為了容納各種筒體(3)而 設(shè)計(jì)的每一個(gè)孔，該裝置包括一包含塞子(34)的關(guān)斷元件，所述塞子(34)具有徑向設(shè)置的 孔(50)，所述孔通向共同的膨脹腔(39)，該腔(39)里裝有合適的隔音泡沫型材料(10)，從 而可以減弱壓縮空氣從每個(gè)筒體(3)中逸出時(shí)的噪聲。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種裝置，其包括緊湊單元形式的主體(1)，其由熱塑樹脂類型的合適材料制成，主體(1)適于將真空發(fā)生器盡可能靠近吸盤(2)設(shè)置，其包括一方面，用于容納成形為筒體(3)的所述真空發(fā)生器的孔，其中所述孔界定出真空腔(44)，并在所述筒體(3)的入口側(cè)，與壓縮空氣源連通，而在另一側(cè)，即在與所述筒體相對應(yīng)的出口側(cè)，與作為消聲裝置的膨脹腔(39)連通；另一方面，所述真空腔(44)與吸盤(2)之間的超短的回路，其包括一個(gè)或多個(gè)腔和/或開口。
文檔編號B25B11/00GK101918180SQ200880125519
公開日2010年12月15日 申請日期2008年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月4日
發(fā)明者迪迪埃·穆吉恩 申請人:西德爾公司