Verbindung Greifer - Roboterarm

[max1992]

Ich konstruiere gerade den Greifer für einen Roboterarm, den ich gerade baue.
Hierbei stellte sich mir die Frage, wie die Verbindung der beiden Teile bei den größeren Herstellern gelöst wird, da ja auch Greifer anderer Firmen ect. auf den Arm passen sollen.

Also ist das eine einheitliche Verbindung und wie kommuniziert der Roboter mit dem Greifer? Oder wird der Greifer extra gesteuert?

Mfg
Max

[i_make_it]

Also ist das eine einheitliche Verbindung und wie kommuniziert der Roboter mit dem Greifer? Oder wird der Greifer extra gesteuert?

Keine einheitliche Verbindung.
Wie auch, ein Roboter mit 5kg Traglast und einer mit 1000kg Traglast, haben verständlicherweise für die jeweilige Größe und Maximalkräfte passend dimensionierte Handflansche.

Da man an einen Roboterarm ja nicht nur Greifer, sondern auch Werkzeuge, Sensoren etc. anbringen kann, gibt es in den Steuerungen Schnittstellen für digitale und analoge Signalquellen und auch Aktoren, aber es kann auch eine externe Steuerung zum Einsatz kommen, die nur ein Handshake mit der Robotersteuerung durchführt.
Genauso kann man einen Greiferantrieb wie eine zusätzliche Achse mit Meßsystem, Endschaltern und Motorregelung ansteuern.

[Mxt]

Keine einheitliche Verbindung.

Allerdings gibt es da wohl eine oder mehrere ISO-Normen für Handflansche mit verschiedenen Durchmessern, die in den Datenblättern immer zitiert werden. Aber das ist so ähnlich wie mit den Felgen am Auto, alles sehr ähnlich aber nicht gleich.

Eine Besonderheit sind dabei Arme mit innen hohlem Handflansch, so wie bei dem hier unten auf der Seite
http://www.kuka-robotics.com/germany...tech/start.htm
das erleichtert das Durchführen dicker Leitungen.


Auch noch zu erwähnen: Da pneumatische Greifer immer noch am verbreitetsten sind, haben viele Arme in ihren Unterarmen einen Einbauplatz für einige Pneumatikventile. Bei manchen sind die auch serienmässig bestückt.

[i_make_it]

Ja, wirklich nur ähnlich (fast wie bei Sternen, von einem roten Zwerg der etwas größer ist wie Jupiter bis zu einem Hyperriesen wie "VY Canis Majoris" fällt alles unter den "Normbegriff" Stern)

Mal als Beispiel vom selben Hersteller (ABB)

oben IRB-140 (D=50mm)
unten IRB-7600 (D=250mm)


PS: Die Normen die Mxt meint:
Industrieroboter - Mechanische Schnittstellen - Teil 1: Platten ISO 9409-1:2004
Industrieroboter - Mechanische Schnittstellen - Teil 2: Schäfte ISO 9409-2:2002

[max1992]

Erst mal danke für die raschen Antworten.
Ich meine natürlich bei ähnlich starken Roboterarmen. Bei starker Mehrbelastung würden das die Verbindungen sonst ja auch nicht überleben.
Hatte irgendwie in Erinnerung, dass bei Greifer häufig der Satz auftaucht: Mit den meisten bekannten Industrierobotern kompatibel.
Jetzt ist mir jedoch aufgefallen, dass damit gemeint ist, dass es Adapter für diese Roboter gibt

Dh doch dann, wenn ich einen Handflansch baue, wie auch einer der größeren Hersteller, gibt es da in der Regel schon Adapter, um diese zu verbinden.
(da würde es dann reichen einen ähnlich starken Arm zu finden)

Was mir jetzt noch nicht klar geworden ist, wie die Kommunikation zwischen Greifer und Arm abläuft. Also meinem Verständnis nach gäbe es ja die beiden Möglichkeiten, der Arm steuert den Greifer, bzw der Greifer ist autonom.
Wenn der Arm jetzt den Greifer mitsteuert, wie kommunizieren die dann? Da verschiedene Greifer ja auch verschiedene Dinge machen, kann das ja auch nicht einheitlich sein. Wird da dann auch von den Greifer Herstellern für den jeweiligen Roboterarm (zumindest für die bekannten) eine Schnittstelle geboten?

Wenn der Arm den Greifer mitsteuert, was sagt der dem dann? Kenne mich damit echt net aus xD
Gibt es da irgend welche Beispiele, anhand deren man sich das erarbeiten könnte?

[Mxt]

Also das Ansteuern der Greifer ist noch viel unterschiedlicher, als das Anschrauben ...

Auch gibt es da ja noch den häufigen Fall, dass Industrieroboter mit Greiferwechslern arbeiten. Das sind dann also Greifer die Greifer greifen. In so einem Fall müssen die Greifer eventuell beim Wechsel auch noch an- und abgemeldet werden.

Am einfachsten zu erklären ist noch die Programmierung bei einfachen Pneumatikgreifern. Die brauchen einmal ein Ventil und eventuell noch zwei Induktivschalter, die feststellen ob die Backen auch wirklich in der Endlage sind. Das kann man im einfachsten Fall über normale IO-Bits erschlagen, meist gibt es aber für die eingebauten Ventile zusätzliche Befehle der Art "Hand 2 auf" oder "Wenn Hand 3 zu ist dann ...".

Eine andere Gruppe von Greifern wird über ein Bussystem wie Profibus oder Profinet gesteuert. Die werden dann über irgendwelche Bibliotheksfunktionen der Robotersteuerung angesprochen. Manchmal gibt es da auch spezielle Erweiterungspakete, wie z.B. Kuka Grippertech.

Greifer mit Elektromotoren können auch Zusatzachsen des Roboterarmes sein. Manche Hersteller unterscheiden da dann noch zwischen abhängigen und unabhängigen Zusatzachsen. Bei abhängigen Achsen gehört deren Position zur Position des Armes, d.h. eine gespeicherte Position enthält nicht nur die Stellung des Armes sonderen auch die der Zusatzachsen, alles bewegt sich immer gemeinsam. Unabhängige Zusatzachsen bewegen sich, wie der Name schon sagt, völlig unabhängig von der Armbewegung.

Komplexe Elektrogreifer haben teilweise auch einen Ethernet-Anschluss, der hier z.B.
http://www.weiss-robotics.de/greifsy...er-wsg-25.html
Der hat sogar einen eigenen Webserver, lässt sich über ein spezielles Protokoll übers Netzwerk steuern und man kann sogar Scripte in der Programmiersprache Lua auf dem Greifer laufen lassen ...

[max1992]

Hm ok
Ich möchte vor allem ganz normale Greifer mit Elektromotoren verwenden können. Eine Vorrichtung zur Befestigung von Pneumatikzylindern am Arm macht allerdings vermutlich auch Sinn. Hast du da einen Beispielarm, an dem ich mir anschauen kann, wie diese befestigt werden?

Das Softwaretechnische ließe sich ja dann später ergänzen, da ich zur Zeit von meinen Kenntnissen her mir noch nicht wirklich zutraue sowas zu bauen xD
Weiß nicht mal was IO-Bits sind und sollte mir von dem her erst mal die Theorie anschauen, bringt ja nichts wenn ich mir dann irgendwelches Zeug zusammenschuster, das ich nicht verstehe.
(Was sind das? also weiß was ein Bit ist, aber habe im Internet nichts dazu gefunden.)

In meinem Bau werde ich mir sowieso dann auch einen eigenen Greifer bauen, aber möchte unter Umständen später mal noch andere Greifer ergänzen.

[Mxt]

Hm,

das klingt nicht unbedingt so, als ob du überhaupt schon mal einen Motor oder ähnliches angesteuert hast. Da dürfte der Sprung zu einem ganzen Arm doch etwas zu weit ausfallen.

Mit IO-Bits sind digitale Ein- und Ausgänge gemeint. (I für Input, O für Output).

Bei fertigen Greifern sind die Zylinder im Körper des Greifes integriert, die kann man normalerweise nicht gut erkennen. So wie hier z.B.
https://de.schunk.com/de_de/greifsys...eries/mpg-plus

[i_make_it]

Hier mal ein pneumatischer Greifer von FLT als Schnittzeichnung.

Man erkennt den ISO Flansch für die mechanische Befestigung an den Arm.
Und wie Mxt schon schrieb, den von außen nicht sichtbaren Pneumatikzylinder der gleichzeitig der Körper des Greifers ist.
Und man sieht das zwei Luftschläuche (mindestens einer bei einfachwirkenden Zylindern) sowie ein Elektrokabel für die Endschalter vom Arm an den Greifer geführt werden müssen.
Die Steuerung des Arms hat dann mindestens 2 Digitalausgänge für die Ansteuerung des Pneumatik Ventils (4/2 oder 5/3 Wegeventil) sowie mindestens ein Digitaleingang Für die Position des Greifers.
Üblicherweise 2 bis 3: Endlage auf, zu, Endlage geschlossen (kein Teil im Greifer).
Bei einem elektrischen Greifer mit Servomotor (damit ist kein Modellbau Servo gemeint) ist das für den Roboter nichts anderes als die Achsen des Arms selbst. Man hat Endschalter (ggf. für Referenzfahrt) für die Endlagen. Ein Meßsystem das die Position der Greiferbacken aufnimmt und einen Motorregler der ggf. das Motordrehmoment an die Steuerung zurückgibt.
Damit kann man den Greifer präzise auf bestimmte Öffnungsweiten öffnen und schließen oder mit einer bestimmten Greifkraft zugreifen.

Da IO-Bits nicht bekannt sind, mal eine Frage: Mit was soll denn der Arm gesteuert werden?
Denn üblicherweise ist die mechanische Konstruktion noch die leichtere Aufgabe.
Ich gehe jetzt mal von 8 Achsen aus.
Das wäre ein 6-Achs vertikal Knickarm mit einem elektrischen Greifer als Achse Nummer 7 und der Roboter Steht z.B. noch auf einer Linearachse (Achse 8 ) um den Arbeitsraum zu vergößern.

Und dann soll der Roboter ja auch noch mit seiner Umgebung (Maschinen, Anlagen, Transportsysteme, etc.) kommunizieren.

Da wäre ja auch die geplante Steuerung nicht ganz uninteressant.

[max1992]

Äh sry xD
Habe natürlich schon mit Motoren gearbeitet, aber bin Schüler und die Lehrer haben nie von IO-Bits gesprochen

Die Steuerung soll mit einem Arduino Zero realisiert werden
Und der Nutzer soll den Arm dann über einen xBox Controller steuern können
Mit der Umgebung soll das Ganze fürs Erste mal nicht kommunizieren

Und I_make_it ich kann deinen Anhang irgendwie nicht öffnen