DE10155596A1 - Einrichtung zum Stapeln von längs eines Plattenförderers herangeführten Platten - Google Patents

Abstract

Einrichtung zum Stapeln von längs eines Plattenförderers (1) herangeführten Platten (P) und Sensoren (S1, S2, S3, S4), die mit der führenden Kante und einer Seitenkante der herangeführten Platte (P) zusammenwirken, und mit einem Rechner, der aus den Messdaten der Sensoren Verdrehung und genaue Position der jeweils herangeführten Platte (P) in einer Stoppposition auf dem Plattenförderer (1) berechnet und einen Roboterarm zum Aufnehmen und Stapeln der jeweiligen Platte steuert.

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Stapeln von Platten, die über einem Plattenförderer herangeführt werden, wobei es sich insbesondere, aber nicht ausschließlich, um Flachglasplatten handeln kann. Die Erfindung ist gleichermaßen auf das Stapeln anderer Platten anwendbar, nämlich beispielsweise Metallbleche oder Metallplatten, Kunststoffplatten, Holz-, Holzfaser- oder Pressspanplatten, Gipskartonplatten oder gewebeverstärkte Gipsplatten oder dergleichen. Die Erfindung wird jedoch im folgenden im Hinblick auf ihre Anwendung beim Stapeln von Glasplatten beschrieben.
• Bei der Flachglasherstellung wird das Flachglas nach dem Produktionsvorgang in Platten der jeweils gewünschten Größe geschnitten, und die geschnittenen Platten gelangen über einen Plattenförderer zu einer Stapeleinrichtung, welche die einzelnen angeförderten Platten vom Plattenförderer abnimmt und auf einem daneben abgestellten Transportgestell stapelt.
• Aufgabe der Erfindung ist es, eine solche Stapeleinrichtung so auszubilden, dass sie das Abnehmen vom Bandförderer und das positionsgenaue Stapeln der Platten auf dem Stapelgestell ohne Notwendigkeit eines positionsgenauen Heranführens der Platten oder eines Vorausrichtens der Platten auf dem Bandförderer im Bereich der Stapelstation ermöglicht.
• Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im Patentanspruch 1 angegebene Anordnung gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
• Die erfindungsgemäße Stapeleinrichtung erkennt also mit Hilfe von entsprechend angeordneten bzw. zum Einsatz gebrachten Fühlern bei einer herangeführten Platte deren exakte Lage auf dem Plattenförderer in der Stapelstation, die von der theoretischen Soll-Lage, nämlich mittig auf dem Plattenförderer und mit zur Förderrichtung paralleler Mittelachse, abweichen darf, und zwar sowohl durch seitlichen Versatz und auch durch Verdrehung. Das Ausmaß des seitlichen Versatzes und einer etwaigen Verdrehung wird von der Einrichtung mit Hilfe der Fühler erkannt und berechnet, so dass sich der Plattengreifer entsprechend der Ist-Position der herangeführten Platte auf dem Plattenförderer ausrichtet und vor dem Aufsetzen der Platte auf dem Stapelgestell die entsprechende Positionskorrektur vornimmt.
• Lagefehler, die sich beim Aufbringen der einzelnen Rechteckplatten auf dem Plattenförderer an einer Aufgabestelle, z. B. im Anschluß an eine Plattenschneidstation, oder durch irgendwelche Einflüsse während des Transportwegs auf dem Plattenförderer bis zur Stapelstation ergeben, spielen also keine Rolle. Die Platte kann in der Position vom Plattenförderer abgenommen werden, wie sie angekommen ist, ohne dass zuvor ein Ausrichtevorgang stattfinden muß.
• Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Funktionsbeispiels in ihren näheren Einzelheiten beschrieben. In den Zeichnungen zeigt:
• Fig. 1 eine Prinzipdarstellung der Fühleranordnung einer Einrichtung nach der Erfindung,
• Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf eine Einrichtung nach der Erfindung am Ende eines Plattenförderers, und
• Fig. 3 eine Draufsicht auf eine Doppelanordnung einer Einrichtung nach der Erfindung am Ende eines Plattenförderers.
• Fig. 1 zeigt in schematischer Draufsicht das Ende eines Plattenförderers 1 mit durch einen Pfeil angegebener Förderrichtung und einer Stapelstation 2. Ein Fünfachsroboter 3, der der Stapelstation 2 zugeordnet ist und an einem nicht dargestellten Gestell über dem Plattenförderer 1 im Bereich der Stapelstation 2 montiert ist, ist lediglich durch einen Kreis angedeutet, der die Basis des Fünfachsroboters schematisch darstellt, also dessen Montagestelle am Gestell über dem Plattenförderer. Eine Platte P, beispielsweise eine Glasplatte, ist auf dem Plattenförderer 1 herangeführt worden und befindet sich bereits in der Stapelstation 2, wo sie allerdings auf dem Plattenförderer noch weiter bewegt wird. Wie man sieht, hat diese Platte P sowohl einen Mittenversatz nach rechts, auf die durch den Pfeil versinnbildlichte Förderrichtung bezogen, als auch eine Verdrehung um einen Winkel Delta pl. Die Endposition bzw. Stopp-Position der Platte P ist strichpunktiert eingezeichnet und mit P' bezeichnet. Aus dieser Endposition wird die Platte mittels des Fünfachsroboters 3 ergriffen und in einem seitlich neben dem Plattenförderer 1 abgestellten fahrbaren Stapelgestell 4 abgesetzt. Wie schematisch dargestellt, befindet sich im Stapelgestell 4 bereits ein Plattenstapel PS aus auf einer Kante stehenden Platten, und der Plattenstapel PS stützt sich hinten an einem Stützrahmen 5 des Stapelgestells 4 ab. Wie dort auch eingezeichnet ist, verläuft die Kante des Plattenstapels PS unter rechtem Winkel zur Flucht des Stützrahmens 5, und der Stapelrahmen 4 selbst, wie man ebenfalls leicht erkennt, steht in nur grober Ausrichtung neben dem Plattenförderer 1, hat also keine dazu genau parallele oder sonst wie exakt festgelegte Position. Es handelt sich in der Praxis um ein fahrbares Gestell, das nur ungefähr positionsrichtig abgestellt wird.
• Der Stapelstation 2 ist eine Anordnung von Fühlern bzw. Sensoren zugeordnet, die zum Erfassen der Plattenorientierung und zum Definieren der Stop-Position P' der Platte P dienen. Es sind dies im einzelnen ein Sensorenpaar S1, S2, die in einem definierten seitlichen Abstand d symmetrisch beiderseits der strichpunktiert eingezeichneten Mittelachse des Plattenförderers 1 positioniert sind, weiter ein Sensor S3 zum Definieren der Stopp- Position, und ein quer zur Transportrichtung beweglicher Sensor S4.
• Das Sensorenpaar S1, S2 dient zur Erfassung der Winkelabweichung Delta pl der Platte P von der theoretischen Sollposition (mittig und rechtwinklig bezogen auf die Plattenförderer-Mittelachse). Da die Fördergeschwindigkeit bekannt ist, ergibt sich aus der Zeitdifferenz des Erfassens der Plattenvorderkante durch die Sensoren S1, S2 und den bekannten Abstand d dieser Sensoren das Maß des Winkels Delta pl. Das Vorzeichen dieses Maßes ergibt sich daraus, ob der eine oder der andere der beiden Sensoren S1, S2 die Plattenvorderkante zuerst erfasst; daraus ergibt sich also, ob die Platte, auf die Förderrichtung bezogen, nach rechts oder links verdreht ist.
• Der Sensor S3 erfaßt die Plattenvorderkante und bewirkt, sobald er die Plattenvorderkante erfasst, das Beenden der Vorschubbewegung und definiert so die Stopp-Position P' der Platte P.
• Der seitwärts verschiebbare Sensor S4 tastet sodann die entsprechende Seitenkante der Platte ab und erfasst so die Ist-Position des entsprechenden Punkts der Plattenseitenkante. Da die Rechteckform der Platte P vorgegeben ist und ihre Masse bekannt, nämlich ebenfalls vorgegeben sind, und weil der Sensor S4 einen definierten bekannten Abstand in Richtung der Förderachse vom Sensor S3 hat, kann aus diesen bekannten Parametern auch der Mittenversatz y pl der Platte P nach rechts oder links von der Förderachse berechnet und damit die Ist-Lage und Orientierung der Platte P in der Stopp-Position genau bestimmt werden. Aus der so erfassten und errechneten Ist-Lage der Platte P in der Stopp-Position P' resultiert nun die entsprechende Steuerung des Roboters 3, der am Ende seines Roboterarms, wenn die Platte P eine Glasplatte ist, einen üblichen Saugerrahmen trägt, so dass der Saugerrahmen über der Platte und dieser entsprechend positioniert wird, um die Platte aufzunehmen. Der Roboter 3 hebt sodann die Platte vom Plattenförderer ab, dreht und schwenkt sie entsprechend und stellt sie auf der vorbestimmten Kante auf dem Stapelgestell 4 ab. Vor Beginn des Stapelns hat der Roboter 3 in an sich bekannter Weise über den mit entsprechenden Sensoren versehenen Saugerrahmen die Ist-Position des Stapelgestells 4 mit seiner exakten Lage und Orientierung abgetastet, so dass auch diese Positionsdaten in die Berechnung der Bewegung des Fünfachsroboters 3 einbezogen werden. Bei jede einzelnen Platte wird dabei auch die sich aus dem Plattenabstand ergebende Position der gerade abgestellten Platte vor bzw. auf dem schon vorhandenen Plattenstapel PS errechnet und bei der Bewegung des Roboters 3 berücksichtigt.
• Bei dem Ausführungsbeispiel ist das Stapeln von Glasplatten jeweils auf einer Kante stehend zugrunde gelegt worden; in gleicher Weise kann die Einrichtung für ein horizontales Aufeinanderstapeln von Platten ausgelegt sein, wenn es sich um andere als um Glasplatten handelt.
• Fig. 2 zeigt, wiederum in schematischer Draufsicht, eine praktische Ausführung einer Stapelanlage mit einer Einrichtung nach der Erfindung. Es sind zwei Stapelgestelle 4A und 4B beiderseits des Plattenförderers 1 dargestellt, die zum Stapeln unterschiedlicher Plattenformate dienen. Gemäß Fig. 2 dient das Stapelgestell 4A zum Stapeln größerer Platten und das Stapelgestell 4B zum Stapeln kleinerer Platten.
• An der Stapelstation ist auch schematisch das Gestell 6 dargestellt, an welchem der Roboter 3 angeordnet ist, sowie der am freien Ende des Roboterarms 7 angeordnete Saugerrahmen 8. Der Saugerrahmen 8 ist durch strichpunktierte Umrisslinien und die durch kleine Kreise angedeuteten Sauger dargestellt.
• Von den Sensoren ist in Fig. 2 der Einfachheit halber nur der Sensor S3 zur Definition der Stopp-Position dargestellt.
• In Fig. 2 sind auf dem Plattenförderer mehrere herangeführte Platten P1, P2, P3, P4 und P5 dargestellt. Dabei haben die Platten P1 und P3 jeweils ein großes Format, die Platten P2 und P4 jeweils ein kleineres Format, und die Platten P1 und P2 sind quer orientiert und die Platten P3 und P4 längs orientiert, jeweils bezogen auf die Förderrichtung auf dem Plattenförderer 1. Zu den Platten P1 und P2 ist jeweils die Verdrehung mit Delta pl1 bzw. Delta pl2 und der Seitenversatz mit ypl1 bzw. ypl2 dargestellt. Außerdem ist an jeder Platte die Stapelkante, d. h. die Kante, auf welcher die Platte auf dem betreffenden Stapelgestell abgestellt wird, mit zwei Dreiecken markiert. Ob eine große oder kleine Platte herangeführt wird, und ob die herangeführte Platte quer oder längs auf dem Plattenförderer orientiert ist, wird schon vom Ort der Plattenaufgabe auf dem Plattenförderer her dem Roboter mitgeteilt, so dass diesbezüglich keine Messung mit irgendwelchen Fühlern erfolgt. Lediglich die Orientierung und genaue Lage der jeweils herangeführten Platte wird mittels der anhand von Fig. 1 beschriebenen Sensoren ermittelt und danach der Saugerrahmen 8 zum Ergreifen der Platte ausgerichtet.
• Wie in Fig. 2 auch ersichtlich ist, ist der Saugerrahmen 8 größer ausgebildet als das dort dargestellte größere Plattenformat. Damit kann der Saugerrahmen das größte vorgesehene Plattenformat ergreifen, und wenn kleinere Platten aufgenommen werden, kommt lediglich eine geringere Anzahl von Saugern zum Einsatz.
• In Fig. 2 ist außerdem der Winkelversatz der Stapelgestelle 4A und 4B mit Bezug auf die Förderrichtung des Plattenförderers mit Delta g1 bzw. Delta g2 bezeichnet.
• Fig. 3 zeigt ähnlich wie Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf eine Anlage, bei der zwei Stapelstationen hintereinander angeordnet sind, und jedes Stapelgestell 4A bzw. 4B jeweils zwei Plattenformate aufnimmt. Die Anordnung nach Fig. 3 ermöglicht die Handhabung von vier verschiedenen Formaten und/oder eine schnellere Arbeitsweise.
• Bei den Ausführungsbeispielen sind die Sensoren S1, S2 symmetrisch zur Förderachse angeordnet und der die Stoppposition bestimmende Sensor S3 ist in Förderrichtung vorderhalb dieser Sensoren angeordnet. Es sind jedoch auch abgewandelte Ausführungsformen möglich, in denen die beiden Sensoren S1 und S2 zwar mit gegenseitigem Querabstand, aber ansonsten beliebig auf der Förderbahn positioniert sein können, da ihre Positionsdaten bekannt und fix sind und vom Rechner entsprechend berücksichtigt werden. Das seitliche Antasten mittels des Sensors S4 kann auch in einem Zeitpunkt erfolgen, der durch das Erreichen eines der beiden Sensoren S1 und S2 durch die führende Plattenkante bestimmt ist. Dabei kann auch einer der beiden Sensoren S1 und S2 zur Bestimmung der Stoppposition dienen, so dass der Sensor S3 entfallen kann. Dabei kann wahlweise derjenige Sensor S1 oder S2 als Stoppsensor dienen, der von der führenden Plattenkante zuletzt erreicht wird, oder es kann ein bestimmter der Sensoren S1 und S2 immer als Stoppsensor dienen, in dem er in Förderrichtung ausreichend weit vom anderen dieser beiden Sensoren beabstandet ist, so dass er stets als letzter von der führenden Plattenkante erreicht wird. Sind die beiden Sensoren S1 und S2 in Förderrichtung beabstandet, entspricht dies bei der bekannten Fördergeschwindigkeit einer fixen bekannten Zeitdifferenz, die vom Rechner bei der Berechnung der Verdrehung der Platte P berücksichtigt wird.

Claims (7)

1. Einrichtung zum Stapeln von längs eines Plattenförderers herangeführten Platten, mit einem Roboter (3) mit einem Roboterarm (7) und einem daran angeordneten Saugerrahmen (8) oder dgl. zum Ergreifen jeweils einer Platte (P) vom Plattenförderer (1) und zum Abstellen oder Ablegen der betreffenden Platte auf einem neben dem Plattenförderer angeordneten Stapelgestell (4, 5) in einer definierten Position,
dadurch gekennzeichnet, dass der Plattenförderer (1) in Bereich der Stapelstation mit einer Anordnung von Sensoren (S1 bis S4) zur Erkennung von Position und Orientierung der jeweils herangeführten Platte (P) ausgestattet ist, wobei die Sensorenanordnung umfasst:
zwei erste Sensoren (S1, S2), die, bezogen auf die Plattenförderrichtung, mit Querabstand angeordnet sind und auf das Passieren der führenden Kante der jeweils herangeführten Platte (P) ansprechen,
einen zweiten Sensor (S3), der das Erreichen eines bestimmten Punkts der Förderbahn des Plattenförderers durch die führende Kante der jeweils herangeförderten Platte (P) erfasst, und
einen dritten Sensor (S4), der, wenn die Platte (P) die vom zweiten Sensor (F3) erfasste Position erreicht hat, eine Seitenkante der herangeführten Platte (P) abtastet,
und dass ein Rechner aus Betrag und Vorzeichen des zeitlichen Versatzes des Erfassens der führenden Plattenkante durch die beiden ersten Sensoren (S1, S2) das Maß der Verdrehung und aus der Position des zweiten Sensors (S3) und den Messdaten des dritten Sensors (S4) die exakte Lage der Platte (P) ermittelt und den Roboterarm entsprechend steuert.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden ersten Sensoren (S1, S2) symmetrisch beiderseits der Förderachse des Plattenförderers (1) in, bezogen auf die Förderrichtung, gleicher Position angeordnet sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Sensor (S3), in Plattenförderrichtung gesehen, hinterhalb der beiden ersten Sensoren (S1, S2) angeordnet ist.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Sensor (S4) seitwärts in Richtung zu der anzutastenden Plattenkante bewegbar ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, dass einer der beiden ersten Sensoren zugleich als der genannte zweite Sensor dient.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden ersten Sensoren in Transportrichtung versetzt angeordnet sind und der, in Transportrichtung gesehen, hintere erste Sensor zugleich den zweiten Sensor bildet.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Sensor (S3) die Stoppposition der herangeführten Platte (P) bestimmt.