Zustandsüberwachung eines pneumatischen Greifers (Schwingungsmessanalyse)

// Elektronik und Elektrotechnik // Fertigungstechnik // Maschinen- und Anlagenbau // Maschinenbau // Mess- und Regeltechnik // Transport und Logistik
Ref-Nr: 17293

Einleitung / Abstract

Mit der erfindungsgemäßen Lösung ist es möglich, Abweichungen der Funktionsweise eines pneumatischen Greifers zu erkennen und automatisch den Abweichung entgegenzuwirken. Somit wird die Betriebssicherheit und Zuverlässigkeit des Greifers gesteigert.

Bild 1: Fehlererkennung und Meldung infolge Abweichung der Schwingungsspektren

Abb. 2: Sensor und Greifzange [FIPA]

Abb. 3: Prinzip-Blockschaltbild „Gripper Condition Monitoring“ [FIPA]

Hintergrund

Aus dem Stand der Technik sind pneumatische Greifer mit zwei Greifbacken bekannt. Bezüglich der Zuverlässigkeit der Greifer besteht die Forderung, dass der zu greifende Gegenstand mit ausreichender Kraft sicher gehalten wird und gleichzeitig nicht (z. B. infolge zu großer Kraft) nicht beschädigt wird. Weiterhin besteht die Forderung nach einer kompakten Bauform und einer im Verhältnis zum Eigengewicht hohen Greifkraft, um z. B. in Robotertechnik als Greifwerkzeug eingesetzt werden zu können.

Lösung

Der erfindungsgemäße Greifer kann trotz eines einfachen Aufbaus besonders zuverlässig Gegenstände greifen. Insbesondere wird sichergestellt, dass die Greifbacken nach einen definierten Ergebnisablauf in eine Öffnungs- und Schließrichtung verschwenkt werden können. Dazu wird über einer definierten Zeitperiode ein Schwingungsspektrum der Greifzange aufgenommen und analysiert (Abb. 1). Für die Messung des Schwingungsspektrums werden Beschleunigungssensoren genutzt, die in die Greifbacken integriert sind (z. B. mittels Eingießen, Abb. 2). Das Analyseergebnis kann frühzeitig Aufschluss darüber geben, ob Abweichungen der Funktionsweise des Greifers vorliegen. Wenn das Ist-Schwingungsspektrum vom Referenz-Spektrum abweicht, dient dies als Indiz für eine Fehlfunktion oder Leckage im Druckluftsystem. Auf etwaige Abweichungen kann automatisch reagiert werden (Ausgleich der Druckverluste, Fehlermeldung). Meldungen werden vorzugsweise bei festgelegten Alarmschwellen automatisch über eine Remote-Control-Schnittstelle drahtlos an eine Fernwartungsstelle ausgegeben (Abb. 3), z. B. wenn die Komponenten der Greifzange verschlissen oder falsch eingebaut sind oder eine Undichtigkeit im Druckluftsystem vorliegt.

Vorteile

Zuverlässige Erfassung von Abweichungen der Funktionsweise eines pneumatischen Greifers und Leckagen im Druckluftsystem Automatische Reaktion auf Abweichungen und Einleitung von Gegenmaßnahmen Kompakter und einfacher Aufbau der Greifzange Zustandsorientierte Instandhaltung und Ergreifung von präventiven Maßnahmen möglich Längere Lebensdauer der Greifzangen und Roboterarme, eine erhöhte Anlagensicherheit, weniger Unfälle mit negativen Auswirkungen auf die Umwelt und ein optimiertes Ersatzteil-Handling Aussage über Greifbackenverschleiß und Gegenstände, die gegriffen werden, möglich Stillstandzeiten und Produktionsausfälle werden minimiert Sicherer Betrieb von automatisierten Greifprozessen, daher höherer Automatisierungsgrad in der Produktion möglich Qualitäts- und Kostenvorteile

Anwendungsbereiche

Das Anwendungsgebiet der Erfindung ist die Handhabungstechnik. Das innovative Greifzangensystem kann z. B. in der Produk-tion/Automatisierungstechnik genutzt werden, um robotergestützte Handlingprozesse sicherer zu gestalten und den Automatisierungsgrad zu steigern.

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