DE10048989A1 - Greifer für druckempfindliche, verpackte Lebensmittel unterschiedlicher Abmessungen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Greifer für druckempfindliches Stückgut unterschiedlicher Abmessungen, mit zwei parallel zu einer Längsrichtung angeordneten Langseiten und zwei in einer Querrichtung etwa rechtwinklig hierzu verlaufenden Schmalseiten sowie mit den Langseiten zugeordneten Längsgreifern und den Schmalseiten zugeordneten Quergreifern, wobei die Längsgreifer parallel zu einander angeordnet und in Querrichtung verfahrbar sind und die Quergreifer in Längsrichtung verfahrbar sind, und wobei die Längsgreifer und die Quergreifer einen quaderförmigen, an einer Unterseite offenen Produktraum zwischen sich begrenzen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Greifer für druckempfindliches Stückgut unterschiedlicher Abmessungen, insbesondere für verpacktes Brot.

Derartige Greifer sind aus der Praxis bekannt. Es gibt eine Vielzahl von Greifern für druckempfindliche Produkte, die als Standardkomponenten der Fördertechnik verfügbar sind. Diese Greifer verfügen über Greifbacken, die kraft- oder weggesteuert an das Produkt heran zu fahren sind, um dieses zu ergreifen, ohne es zu beschädigen. Mit diesen Greifern können, insbesondere wenn sie an einem Roboterarm befestigt sind, verschiedene Aufgaben in Verpackungssystemen gelöst werden.

Mit den bekannten Greifern ist es jedoch nicht möglich, druckempfindliche Lebensmittelprodukte unterschiedlicher Abmessungen zu ergreifen und in Transportkisten zu verpacken, insbesondere dann nicht, wenn unterschiedliche Produkte in unterschiedlichen Verpackungsmustern in Kisten verpackt werden sollen.

Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Greifer zu schaffen, mit dem dieses Problem lösbar ist.

Diese Aufgabe wird von einem Greifer mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Weil den Langseiten Längsgreifer und den Schmalseiten Quergreifer zugeordnet sind, wobei die Längsgreifer parallel zueinander angeordnet und in Querrichtung verfahrbar sind und die Quergreifer in Längsrichtung verfahrbar sind und wobei die Längsgreifer und die Quergreifer einen quaderförmigen, an der Unterseite offenen Produktraum zwischen sich begrenzen, kann ein verpacktes Stückgut der eingangs genannten Art in den Produktraum gebracht werden und beispielsweise von den Quergreifern zunächst bezüglich der Längsachse positioniert werden und dann in Querrichtung erfasst werden. Über die Position der Längs- und Quergreifer ist dann die genaue äußere Begrenzung des Stückgutes bekannt, und es kann über eine Steuerung in einer vorgesehenen Position abgelegt werden.

Dabei ist von Vorteil, wenn die Längsgreifer und die Quergreifer mittels Linearführungen an einer den Produktraum nach oben begrenzenden Grundplatte geführt sind. Die Längsgreifer weisen bei einer bevorzugten Ausführungsform von ihrer freien Unterseite her Ausschnitte auf, zwischen denen federnde Laschen ausgebildet sind, die kammartig voneinander beabstandet sind. Zum einen können sich die federnden Laschen in begrenztem Maße auch an ungeraden Produktoberflächen anlegen. Zum anderen kann im Rahmen eines Fördersystems eine seitliche Führung für das Stückgut vorgesehen sein, die entsprechend komplementär ausgebildet ist.

Bei einer einfachen Ansteuerung ist gewährleistet, dass die Längsgreifer sich stets synchron zur Mittenachse der Vorrichtung bewegen, wenn sie mittels einer Synchronmechanik zur gleichzeitigen Bewegung in Querrichtung zwangsgekoppelt sind. Hierbei ist ein Stellantrieb für beide Längsgreifer ausreichend. Die Längsgreifer werden dabei bevorzugt so gesteuert, dass sie druckgesteuert schließen und weggesteuert öffnen.

Die Längsgreifer weisen bei einer besonderen Ausführungsform jeweils einen Teilungsausschnitt auf, der die beiden Längsgreifer an der gleichen Position in Längsrichtung etwa im Verhältnis 1 : 2 teilt. Auf diese Weise kann der Greifer für die Längserstreckung des Innenraums einer Transportkiste dimensioniert werden und außerdem auch Produkte in Querrichtung in die Kiste einsetzen, wobei in dieser kürzeren Querrichtung der Kiste dann eine Kistenwand in den Teilungsausschnitt ragt.

Die Quergreifer sind vorzugsweise plattenförmig ausgebildet und bei geschlossenen Längsgreifern zwischen diese verfahrbar. Auf diese Weise wird bei einer relativ großen Anlagefläche gewährleistet, dass die Quergreifer in eine beliebige Position zwischen den Längsgreifern fahren können und mit diesen nicht kollidieren. Die Quergreifer können bei einer bevorzugten Ausführungsform unabhängig voneinander verfahrbar sein, so dass das Stückgut an eine beliebige Stellung innerhalb der Längserstreckung des erfindungsgemäßen Greifers positioniert werden kann. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Längsgreifer in Abhängigkeit von Referenzgebern gesteuert werden, die bei einem Schließen der Längsgreifer in eine für das aktuell zu bearbeitende Produkt anzuwendende Referenzposition mitgenommen werden und bei einem Öffnen ein elektrisches Signal für die Wegsteuerung erzeugen. Auf diese Weise ist es jedes Mal nach einem Produktwechsel möglich, die Referenzposition für den weggesteuerten Öffnungsvorgang neu einzustellen.

Eine gute Haltekraft für die zu bearbeitenden Produkte, beispielsweise für frisch gebackenes und abgepacktes Brot, wird gewährleistet, wenn die Laschen der Längsgreifer an ihren freien Enden in den Produktraum weisende Wölbungen aufweisen, die das Produkt zuverlässig halten. Der erfindungsgemäße Greifer kann besonders gut in einen automatisierten Verpackungsstrang eingegliedert werden, wenn auf der Grundplatte mittig zwischen den Längsgreifern und den Quergreifern ein Anschluss für einen Roboterarm vorgesehen ist. Schließlich ist für ein Verpacken von Stückgut in Kisten vorteilhaft, wenn die Längsgreifer und/oder die Quergreifer während des Betriebs jeweils parallel zueinander ausgerichtet sind und insbesondere keine Schwenkbewegung um die Längs- oder Querrichtung ausführen. Hierdurch wird verhindert, dass auch bei dem Herausnehmen des Greifers aus einer voll bestückten Kiste die bereits darin befindlichen Produkte nicht herausgehoben werden.

Vorteilhaft ist die Verwendung einer insoweit beschriebenen Vorrichtung als Greifer für die Verpackung von Brot in Transportkisten, da diese Produkte sowohl von der Konsistenz als auch von der Variation der Abmessungen her schwierig zu handhaben sind und der insoweit beschriebene Greifer diese Produkte in angemessener Weise handhabt.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1: einen erfindungsgemäßen Greifer in einer Draufsicht;

Fig. 2: den Greifer gemäß Fig. 1 in einer Seitenansicht in Querrichtung; sowie

Fig. 3: den Greifer gemäß Fig. 1 und Fig. 2 in einer Seitenansicht in Längsrichtung.

In der Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßer Greifer in einer Draufsicht dargestellt. Der Greifer weist eine Grundplatte 1 auf, die einen pneumatischen Stellantrieb 2 trägt. Der Stellantrieb 2 wiederum ist über eine Verbindungsstange 3 und zwei dreieckige, drehbare Getriebeglieder 4 mit Schub- und Zugstangen 5 verbunden. Die Stangen 5 sind mit zwei Längsgreifern 6 verbunden, die parallel zu den Langseiten der Grundplatte 1 angeordnet sind. Die Längsgreifer 6 sind im wesentlichen gerade und senkrecht zur Zeichenebene der Fig. 1. Sie weisen eine Anzahl von nach innen gerichteten Wölbungen 7 auf, die nachfolgend näher beschrieben werden. Weiter trägt die Grundplatte 1 zwei pneumatische Linearantriebe 10 und 11, die zwei plattenförmige Quergreifer 12 und 13 zur Bewegung in Längsrichtung der Vorrichtung antreiben.

Die Grundplatte 1 ist schließlich mit einem mittig angeordneten Anschluss 14 für einen Roboterarm versehen.

Die Fig. 2 zeigt den Greifer gemäß Fig. 1 in einer Seitenansicht in Querrichtung. Der Längsgreifer 6 ist ebenso wie der dahinter angeordnete, nicht sichtbare Längsgreifer im wesentlichen plattenförmig gestaltet. Ausschnitte 20 sind von der Unterseite her in die Längsgreifer eingebracht, so dass sich zwischen den Ausschnitten 20 Laschen 21 bilden, die die in Richtung auf den Produktraum vorgewölbten Bereiche 7 tragen. Auf der linken Seite des Längsgreifers 6 ist der Ausschnitt 20 als vergrößerter Teilungsbereich 22 ausgeführt, der in diesem Bereich das Einführen des Greifers in eine Kiste erlaubt, deren Erstreckung in Längsrichtung des Greifers kleiner ist als die Gesamtabmessung des Greifers. Der gegenüberliegende Längsgreifer 6 weist einen entsprechenden Teilungsausschnitt 22 auf.

Die Fig. 3 zeigt schließlich den Greifer gemäß Fig. 1 und Fig. 2 in einer Stirnansicht in Richtung der Längsachse. Die bereits beschriebenen Bauelemente sind mit den gleichen Bezugsziffern versehen wie in den Fig. 1 und 2.

In der Praxis ist die insoweit beschriebene Greifvorrichtung mit dem Anschluss 14 an einem Arm eines mehrachsigen Roboters angebracht. Der Greifer wird beispielsweise in einer Verpackungslinie eingesetzt, in der eine Vielzahl von frisch gebackenen, geschnittenen und portionierten sowie in Folienbeuteln verpackten Broten auf einem Fördersystem ankommen und in Transportkisten einheitlicher Größe verpackt werden sollen. Die Greifvorrichtung wird dabei von oben her, also mit der Grundplatte 1 nach oben und den Laschen 21 nach unten, über je ein Brot gefahren. Daraufhin fahren die Stellantriebe 10 und 11 die Quergreifer 12 und 13 an die Stirnseiten des Brotes heran, so dass dieses Brot in seiner Längsrichtung zwischen den Längsgreifern 6 in eine genau definierte Position gebracht wird. Die Längsgreifer 6 werden daraufhin über den Stellantrieb 2 und die Synchronmechanik 3, 4, 5 druckgesteuert an das Brot herangefahren, so dass eine gewisse Anlagekraft an den Längsseiten des Brotes nicht überschritten wird. Das Brot befindet sich jetzt in Längsrichtung des Greifers, also in der Querrichtung gemäß Fig. 1 an der durch die Quergreifer 12 und 13 vorgegebenen Position und in Querrichtung mittig unter der Grundplatte 1. Es ist durch die Längsgreifer 6 ausreichend stark gehalten, so dass es angehoben werden kann. Hierbei unterstützen die Wölbungen 7 den Halt des Produktes in dem Greifer.

Über den Roboterarm kann nun das Brot in eine handelsübliche Transportkiste eingesetzt werden, wie sie beispielsweise in Deutschland als Mehrwegtransportkisten mit den Abmessungen 60 × 40 cm üblich sind. Dabei kann die Kiste auf einer Plattform schräg stehen und zunächst in der Kiste unten eingesetzt werden. Weitere Brote füllen die Kiste dann nach oben hin. Beispielsweise bei Toastbroten werden alle Brote parallel zur Längserstreckung der Kiste eingesetzt. Das Herausziehen des Greifers auch nach Einsetzen des letzten Brotes in die Kiste erfolgt in der Weise, dass der Stellantrieb 2 die Längsgreifer 6 weggesteuert in eine bestimmte, möglicherweise vom Produkt abhängige Position verfährt. Die Längsgreifer 6 bleiben dabei parallel zueinander und werden nicht verschwenkt, so dass die bereits in der Kiste befindlichen Brote beim Herausziehen des Greifers nicht angehoben werden.

Wenn Brote aufgrund ihrer Abmessungen in der Kiste vorteilhaft in einem Muster abgelegt werden, die sowohl parallel als auch quer zur Längsrichtung der Kiste ausgerichtete Brote vorsieht, so kann ein Brot zwischen den drei rechten Laschen 21 in der Fig. 2 gehalten werden, so dass der Teilungsausschnitt 22 und die linke Lasche 21 frei bleibt. Der Quergreifer 12 fährt dann entsprechend weit in den Produktraum und zwischen die Längsgreifer 6 hinein. Die Greifvorrichtung wird dann insgesamt um die Achse 14 um 90° gedreht, so dass die Längserstreckung des Greifers in Querrichtung der Transportkiste orientiert ist. Die drei rechten Laschen 21 setzen dann das Brot in Querrichtung in die Kiste ein, wobei der Rand der Kiste in den Teilungsausschnitt 22 eingreift und nicht mit den Längsgreifern 6 kollidiert.

In dieser Weise können in Abhängigkeit einer Steuerung Produkte verschiedener Abmessungen und verschiedener Längen-zu-Breiten-Verhältnisse erfasst und in geeigneten Verpackungsmustern sowohl längs als auch quer in rechteckige Transportkisten eingesetzt werden.

Die Vorrichtung erlaubt dabei auch das Erfassen mehrerer Verpackungen gleichzeitig, falls dies von dem Verfahrensablauf und den Packungsgrößen her vorteilhaft oder erforderlich ist. Die flächige Anlage der Quergreifer 12, 13 und der Längsgreifer 6 an den Produkten gewährleistet zusammen mit der Drucksteuerung dabei ein beschädigungsfreies Handhaben der Produkte.

Die Laschen 21 erlauben es dabei weiter, die Produkte aus einem Förderstrang zu entnehmen, der eine parallel zu den Längsgreifern 6 angeordnete Führung für die Produkte aufweist. Die Führung kann dabei aus in Förderrichtung voneinander beabstandeten Führungselementen bestehen, die komplementär zu dem von den Ausschnitten 20 und 22 gebildeten Muster angeordnet sind. Damit ist sowohl das zuverlässige Ergreifen der Produkte durch die Greifer 6 als auch die zuverlässige Führung der Produkte in der Förderanlagen gewährleistet.

Die insoweit beschriebene Greifvorrichtung ist auch für andere, ähnlich geartete Produkte geeignet. Sie ermöglicht insbesondere erstmals das automatische Einsetzen von portioniertem, in Beuteln verpacktem Brot in verschiedenen Mustern in Transportkisten.

Claims (13)

1. Greifer für druckempfindliches Stückgut unterschiedlicher Abmessungen, mit zwei parallel zu einer Längsrichtung angeordneten Langseiten und zwei in einer Querrichtung etwa rechtwinklig hierzu verlaufenden Schmalseiten sowie mit den Langseiten zugeordneten Längsgreifern und den Schmalseiten zugeordneten Quergreifern, wobei die Längsgreifer parallel zueinander angeordnet sind und in Querrichtung verfahrbar sind und die Quergreifer in Längsrichtung verfahrbar sind, und wobei die Längsgreifer und die Quergreifer einen quaderförmigen, an einer Unterseite offenen Produktraum zwischen sich begrenzen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsgreifer und die Quergreifer mittels Linearführungen an einer den Produktraum nach oben begrenzenden Grundplatte geführt sind.

3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsgreifer von ihrer freien Unterseite ausgehende Ausschnitte aufweisen, zwischen denen federnde Laschen gebildet sind, die kammartig voneinander beabstandet sind.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsgreifer mittels einer Synchronmechanik zur gleichzeitigen Bewegung in Querrichtung zwangsgekoppelt sind.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsgreifer druckgesteuert schließen und weggesteuert öffnen.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsgreifer in Abhängigkeit von Referenzgebern gesteuert werden, die bei einem Schließen der Längsgreifer in eine Referenzposition mitgenommen werden und bei einem Öffnen ein elektrisches Signal für die Wegsteuerung erzeugen.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsgreifer jeweils einen Teilungsausschnitt aufweisen, der die beiden Längsgreifer an der gleichen Position in Längsrichtung etwa im Verhältnis eins zu zwei teilt.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Quergreifer plattenförmig ausgebildet sind und bei geschlossenen Längsgreifern zwischen diese verfahrbar sind.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Quergreifer unabhängig voneinander verfahrbar sind.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Laschen der Längsgreifer an ihren freien Enden in den Produktraum weisende Wölbungen aufweisen.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Grundplatte mittig zwischen den Längsgreifern und den Quergreifern ein Anschluss für einen Roboterarm vorgesehen ist.

12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsgreifer und/oder die Quergreifer während des Betriebs jeweils parallel zueinander ausgerichtet sind und insbesondere keine Schwenkbewegung um die Längs- oder Querrichtung ausführen.

13. Verwendung einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche als Greifer für die Verpackung von Brot in Transportkisten.