DE102007034872A1

DE102007034872A1 - Verfahren zum Bereitstellen aufgerichteter Faltschachteln an dem Ausgang einer Produktionsmaschine sowie Vorrichtung zum Aufrichten von Faltschachteln aus flachen Faltschachtelhülsen

Info

Publication number: DE102007034872A1
Application number: DE102007034872A
Authority: DE
Inventors: Thomas Dr. Salm
Original assignee: Winkler and Duennebier GmbH
Current assignee: Winkler and Duennebier GmbH
Priority date: 2007-07-24
Filing date: 2007-07-24
Publication date: 2009-01-29
Anticipated expiration: 2027-07-25
Also published as: US20090025343A1; DE102007034872B4

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Bereitstellen aufgerichteter Faltschachteln an dem Ausgang einer Produktionsmaschine beschrieben, wobei an dem Ausgang hergestellte Produkte anfallen, die durch Einbringen in die Faltschachteln zu verpacken sind, und wobei die die Produkte enthaltenden Faltschachteln zu einem späteren Zeitpunkt in einer mittels Abgrenzungseinrichtungen von der Umgebung abgegrenzten Palettierzelle an einem Palettierplatz mittels eines Palettierroboters palettiert werden. Dieses Verfahren soll derart weitergebildet werden, dass ein möglichst Platz sparendes Bereitstellen aufgerichteter Faltschachteln an dem Ausgang der Produktionsmaschine gewährleistet ist. Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, in der Palettierzelle flache Faltschachtelhülsen an einem Vorratsplatz bereitzuhalten, innerhalb der Palettierzelle aus den flachen Faltschachtelhülsen aufgerichtete Faltschachteln zu bilden und die aufgerichteten Faltschachteln aus der Palettierzelle heraus an den Ausgang der Produktionsmaschine zu transportieren.

Description

I. Anwendungsgebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bereitstellen aufgerichteter Faltschachteln an dem Ausgang einer Produktionsmaschine, eine Vorrichtung zum Aufrichten von Faltschachteln aus flachen Faltschachtelhülsen, eine Palettierzelle, in welcher eine entsprechende Vorrichtung angeordnet ist, sowie eine Vorrichtung zum Ausrichten von Gegenständen relativ zu wenigstens einer Bezugskante. Bei der Produktionsmaschine kann es sich beispielsweise um eine Briefhüllenherstellungsmaschine oder eine Pizzaschachtelherstellungsmaschine handeln, die Produkte in Form von Briefhüllen oder Pizzaschachteln herstellt, die in Faltschachteln zu verpacken sind. Die Faltschachteln können beispielsweise aus Pappe oder Karton bestehen. Bei den auszurichtenden Gegenständen kann es sich um flache Faltschachtelhülsen, im Rahmen der Palettierung benötigte Zwischenlagen oder Decklagen oder ähnliche Gegenstände handeln.
II. Technischer Hintergrund
Es ist bekannt, an dem Ende oder Ausgang einer Briefhüllenherstellungsmaschine die dort anfallenden, fertigen Briefhüllen stapelweise in Faltschachteln zu verpacken. Die so verpackten Briefhüllen werden anschließend einer so genannten Pa lettierzelle zugeführt, in welcher ein Palettierroboter automatisch gesteuert die befüllten Faltschachteln an einem Palettierplatz auf einer Palette anordnet. Die Palettierzelle ist in der Regel in der Nähe des Ausgangs der Briefhüllenherstellungsmaschine angeordnet.
Damit die Briefhüllen am Ausgang der Briefhüllenherstellungsmaschine verpackt werden können, ist es erforderlich, aufgerichtete Faltschachteln mit geschlossenen Bodenklappen, jedoch offenen Schließklappen an dem Ausgang zur Verfügung zu stellen. Hierzu sind so genannte Faltschachtelaufrichter bekannt, die aus flachen Faltschachtelhülsen automatisch aufgerichtete Faltschachteln bilden wie sie an dem Ausgang der Briefhüllenherstellungsmaschine benötigt werden. Dabei steht der Faltschachtelaufrichter ebenso wie die Palettierzelle in der Nähe des Ausgangs der Briefhüllenherstellungsmaschine oder der Faltschachtelaufrichter steht an einer vorgegebenen Stelle der Maschinenhalle, um von dort aus mehrere Briefhüllenherstellungsmaschinen mit Faltschachteln zu versorgen. Die von dem Faltschachtelaufrichter aufgerichteten Faltschachteln werden üblicherweise von einem Bediener ggf. mit Hilfe eines Flurförderzeuges oder ähnlichem von dem Faltschachtelaufrichter zu dem Ausgang der Briefhüllenherstellungsmaschine transportiert.
In Zusammenhang mit den bekannten Faltschachtelaufrichtern ist es nachteilig, dass für deren Aufstellung im Bereich des Endes der Briefhüllenherstellungsmaschine oder an einer vorgegebenen Stelle der Maschinenhalle Raum zur Verfügung gestellt werden muss, der oft knapp ist. Darüber hinaus muss ein Bediener ggf. stets darauf achten, dass die fertig aufgerichteten Faltschachteln an das Ende der Briefhüllenherstellungsmaschine transportiert werden.
Aus der EP 1 357 038 A1 ist eine Vorrichtung zum Aufrichten von Faltschachteln aus flachen Faltschachtelhülsen bekannt, die eine Greifereinrichtung zum Ergreifen der flachen Faltschachtelhülsen umfasst, welche eine erste und eine zweite Sauggreifervorrichtung aufweist, die zum Aufrichten der Faltschachtelhülse schwenkbar miteinander verbunden sind, so dass eine der beiden Sauggreifervorrichtungen als Aufrichtvorrichtung zum Aufrichten der Faltschachtelhülse dient.
Das Schließen bzw. Umfalten aller Bodenklappen erfolgt bei der bekannten Vorrichtung dadurch, dass die von der Greifereinrichtung aufgerichtete Faltschachtel mit ihren noch offenen Bodenklappen gegen relativ zu der Umgebung ortsfeste, statische Bodenklappenwerkzeuge gefahren werden. Zum Falten der verschiedenen Bodenklappen fährt die Greifereinrichtung in verschiedenen Richtungen gegen verschiedene Bodenklappenfaltwerkzeuge.
Hierbei hat es sich als nachteilig herausgestellt, dass der Prozess des Umfaltens aller Bodenklappen verhältnismäßig lange dauert und in seinem Ablauf kompliziert ist.
Bei den bekannten, separat aufzustellenden Faltschachtelaufrichtern ist es stets erforderlich, dass der Bediener die flachen Faltschachtelhülsen von Hand in ein Magazin einbringt, das die Faltschachtelhülsen in eine bestimmte, ausgerichtete Lage zwingt, aus welcher sie zum Aufrichten der Faltschachteln eingezogen werden können. Dies stellt für den Bediener in nachteiliger Weise einen zusätzlichen Arbeitsaufwand dar, da die flachen Faltschachtelhülsen häufig in Form von auf Paletten befindlichen und unausgerichteten Stapeln bereitgestellt werden.
III. Darstellung der Erfindung
a) Technische Aufgabe
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Bereitstellen aufgerichteter Faltschachteln an dem Ausgang einer Produktionsmaschine bzw. eine Vorrichtung zum Aufrichten von Faltschachteln aus flachen Faltschachtelhülsen bzw. eine Vorrichtung zum Ausrichten von Gegenständen relativ zu wenigstens einer Bezugskante zu schaffen, das ein möglichst Platz sparendes Bereitstellen aufgerichteter Faltschachteln an dem Ausgang der Produktionsmaschine gewährleistet bzw. die das Aufrichten der Faltschachtelhülsen möglichst schnell und unkompliziert ermöglicht bzw. die ein Ausrichten von Gegenständen durch Einbringen in ein Magazin überflüssig macht.
b) Lösung der Aufgabe
Diese Aufgabe wird mittels eines Verfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 1, mittels einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 9, mittels Palettierzellen mit den Merkmalen der Ansprüche 19 und 20, mittels einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 21, mittels Verfahren mit den Merkmalen der Ansprüche 23, 24 sowie mittels eines Roboterkopfes mit den Merkmalen des Anspruchs 26 gelöst. Weitere Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zum Bereitstellen aufgerichteter Faltschachteln an dem Ausgang wenigstens einer Produktionsmaschine vorgeschlagen, bei dem die aufgerichteten Faltschachteln innerhalb der Palettierzelle, in welcher die fertig in Faltschachteln verpackten Produkte auf Paletten palettiert werden, gebildet werden. Unter dem Bilden einer aufgerichteten Faltschachtel im Sinne der vorliegenden Erfindung versteht man die Summe aus dem Arbeitsschritt des Aufrichtens der flachen Faltschachtelhülse, und den Arbeitsschritten des Umfaltens aller Bodenklappen der Faltschachtel. Die fertig aufgerichtete Faltschachtel weist einen geschlossenen Boden sowie nicht umgefaltete und damit offene Schließklappen auf.
Hierzu werden innerhalb der Palettierzelle flache Faltschachtelhülsen an einem Vorratsplatz bereitgehalten. Das Aufrichten der Faltschachtelhülsen sowie das Schließen bzw. Umfalten aller Bodenklappen der Faltschachteln erfolgt erfindungsgemäß innerhalb der arbeitssicherheitsrelevanten Abgrenzungseinrichtungen, welche die Palettierzelle gegenüber der Umgebung abgrenzen. Diese Abgrenzungseinrichtungen umschließen alle Flächen- und/oder Raumbereiche, in denen sich ein Palettierroboter oder eine separate Greifereinrichtung zum Aufrichten der Faltschachtelhülsen im Sinne der vorliegenden Erfindung bestimmungsgemäß bewegt.
Die fertig aufgerichteten Faltschachteln werden schließlich durch die Abgrenzungseinrichtungen hindurch und somit aus der Palettierzelle heraus an das Ende bzw. den Ausgang der wenigstens einen Produktionsmaschine transportiert, wo sie mit den von der Produktionsmaschine hergestellten Produkten befüllt werden. Die befüllten Faltschachteln werden wieder durch die Abgrenzungseinrichtungen hindurch und somit zurück in die Palettierzelle befördert, wo sie mit Hilfe eines Palettierroboters palettiert werden.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann eine einzige Palettierzelle auch mehreren Produktionsmaschinen zugeordnet sein. Dies bedeutet, dass in der Palettierzelle einerseits von verschiedenen Produktionsmaschinen ankommende, befüllte Faltschachteln palettiert und andererseits fertig aufgerichtete Faltschachteln aus der Palettierzelle zu verschiedenen Produktionsmaschinen transportiert werden.
Besonders vorteilhaft ist es, das Aufrichten der Faltschachtelhülsen sowie das Umfalten der Bodenklappen mit Hilfe einer Greifereinrichtung durchzuführen, die an dem ohnehin in der Palettierzelle vorhandenen Palettierroboter angebracht werden kann. Letzterer kann dann innerhalb derjenigen Zeit, in welcher er nicht mit dem Palettieren beschäftigt ist, Faltschachteln aufrichten. Bei der Anordnung der Greifereinrichtung an dem Palettierroboter kann die Greifereinrichtung in vorteilhafter Weise die X-, Y-, Z-Bewegungs- und Drehachsen des Palettierroboters mitnutzen. Dies hat eine Aufwands- und Kostenersparnis für ein eigenes Bewegungsachsensystem der Greifereinrichtung zur Folge.
Denkbar ist jedoch auch, die Greifereinrichtung an einem zusätzlich zu dem Palettierroboter in der Palettierzelle vorhandenen Linearportal anzuordnen. Die Greifereinrichtung weist in diesem Fall ein eigenes Bewegungssystem in der Vertikalachse Z und den Horizontalachse X und Y auf.
Erfindungsgemäß wird der Vorteil erreicht, dass außerhalb der Palettierzelle kein separater Faltschachtelaufrichter mehr erforderlich ist und damit außerhalb der Palettierzelle Platz gespart werden kann. Ein Bediener muss lediglich den in der Palettierzelle befindlichen Vorratsplatz mit flachen Faltschachtelhülsen beschicken, beispielsweise indem er eine Palette mit wenigstens einem darauf befindlichen Stapel aus Faltschachtelhülsen zuführt. Daraufhin erfolgt das Aufrichten der Faltschachtelhülsen innerhalb der Palettierzelle automatisch und die aufgerichteten Faltschachteln werden ebenso automatisch mit Hilfe einer Transporteinrichtung aus der Palettierzelle heraus an das Ende der Produktionsmaschine befördert.
Eine weitergehende Flexibilität wird erfindungsgemäß für solche Fälle erreicht, in denen Stapel aus Faltschachtelhülsen mit verschiedenen Formaten bereitgestellt werden. Dies kann auf separaten Paletten (pro Stapel ein Format) oder in Form von mehreren verschieden formatigen Stapeln auf einer einzigen Palette erfolgen. Die Robotersteuerung kann dabei automatisch die formatabhängigen Parameter bei dem Aufrichten der Faltschachtelhülsen und Umfalten von deren Bodenklappen berücksichtigen. Auf diese Weise können verschiedene Produktionslinien mir unterschiedlich großen Faltschachteln bedient werden.
Die flachen Faltschachtelhülsen können an dem Vorratsplatz in Form eines unausgerichteten Stapels aus Faltschachtelhülsen oder in Form bereits ausgerichteter Faltschachtelhülsen bereitgestellt werden, die sich beispielsweise in einem Magazin befinden. Für den Fall, dass die Faltschachtelhülsen unausgerichtet zur Verfügung gestellt werden, ist innerhalb der Palettierzelle eine Ausrichteinrichtung vorgesehen, mit deren Hilfe eine von der Greifereinrichtung aufgenommene Faltschachtelhülse relativ zu mind. einer Bezugskante ausgerichtet werden kann. Bei der Ausrichteinrichtung kann es sich beispielsweise um eine Anschlageinrichtung mit zwei rechtwinklig aufeinander stehenden Winkelschenkeln handeln, die mit Hilfe der Greifereinrichtung derart angefahren wird, dass je nach Bedarf eine oder zwei Kanten der auszurichtenden Faltschachtelhülse an dem Winkelschenkel bzw. den Winkelschenkeln anliegt bzw. anliegen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Aufrichten von Faltschachteln weist eine bewegbare Greifereinrichtung zum Ergreifen der Faltschachtelhülsen auf, die ihrerseits eine Sauggreifervorrichtung zum Festhalten der flachen Faltschachtelhülsen und eine Aufrichtvorrichtung zum Aufrichten der Faltschachtelhülsen umfasst. Die Aufrichtvorrichtung richtet die Faltschachtelhülse auf während sie von der Sauggreifervorrichtung festgehalten wird. Die Greifereinrichtung ist in wenigstens einer Bewegungsrichtung eines orthogonalen X-, Y-, Z-Bewegungssystems bewegbar. An ihrer Aufrichtvorrichtung ist ein relativ zu dieser schwenkbares Bodenklappenfaltwerkzeug angeordnet.
Nach dem Aufrichten der Faltschachtelhülse entsteht ein aufgerichtetes Faltschachtelzwischenprodukt mit sowohl offenen Bodenklappen als auch offenen Schließklappen. Das schwenkbare Bodenklappenfaltwerkzeug ist derart aktiv ansteuerbar, dass es die in der Bewegungsrichtung der Greifereinrichtung nachlaufende Bodenklappe des Faltschachtelzwischenprodukts um im Wesentlichen 90° umfaltet. Auf diese Weise ist es nicht erforderlich, zum Umfalten der nachlaufenden Bodenklappe ein ortsfestes, statisches Faltwerkzeug mit der Greifereinrichtung anzufahren, so dass der Faltschachtelaufrichtvorgang spürbar beschleunigt wird.
Die Sauggreifervorrichtung weist vorzugsweise einen ersten sowie einen zweiten Saugbereich auf. Diese sind unabhängig voneinander mit Saugluft beaufschlagbar und liegen im Wesentlichen in derselben Ebene, so dass die Faltschachtelhülse derart mit der Sauggreifervorrichtung aufnehmbar ist, dass der erste Saugbereich auf einer Seite und der zweite Saugbereich auf der gegenüber liegenden Seite einer Faltlinie der Faltschachtelhülse liegt. Solange die Faltschachtelhülse vor ihrem Aufrichten transportiert wird, sind beide Saugbereiche mit Saugluft beaufschlagt. Soll das Aufrichten erfolgen, so wird einer der beiden Saugbereiche saugluftlos geschaltet, so dass die Aufrichtvorrichtung die Faltschachtelhülse aufrichten kann.
Die Aufrichtvorrichtung umfasst einerseits ein Trägerelement sowie andererseits ein Aufrichtwerkzeug zum Aufrichten der Faltschachtelhülse. Das Trägerelement ist mit einem Trägerarm verbunden, der vorzugsweise in einem orthogonalen X-, Y-, Z-Bewegungssystem bewegbar ist. Die gesamte Greifereinrichtung wird somit von dem an dem Trägerelement angreifenden Trägerarm getragen. Das Aufrichtwerkzeug ist um wenigstens im Wesentlichen 90° relativ zu dem Trägerelement schwenkbar an diesem angeordnet. An dem Aufrichtwerkzeug ist seinerseits das Bodenklappenfaltwerkzeug zum Falten der nachlaufenden Bodenklappe schwenkbar angebracht, wobei es um wenigstens im Wesentlichen 90° verschwenkt werden kann.
Das Trägerelement ist über ein vorzugsweise stangenförmig ausgebildetes Ausgleichselement mit der Sauggreifervorrichtung verbunden. Dabei sind ein erstes Gelenk zwischen einem Ende des Ausgleichselements und dem Trägerelement sowie ein zweites Gelenk zwischen dem anderen Ende des Ausgleichselements und der Sauggreifervorrichtung vorgesehen. Außerdem ist zwischen der Sauggreifervorrichtung und dem Trägerelement ein translatorischer Freiheitsgrad vorgesehen, so dass sich die Sauggreifervorrichtung und das Trägerelement aufeinander zu oder voneinander weg bewegen können.
Die fertig aufgerichteten Faltschachteln werden mit Hilfe der Greifereinrichtung derart an einer Klebeeinrichtung vorbeibewegt, zwei gegenüber liegende Bodenklappen wenigstens miteinander, vorzugsweise zusätzlich mit Faltschachtelwandungen, verklebt werden. Bei der Klebeeinrichtung kann es sich beispielsweise um eine Klebebandeinrichtung, welche wenigstens die Bodenklappen mit einem Klebeband verklebt, oder um eine Heißleimklebeeinrichtung, welche wenigstens die Bodenklappen mit einem Heißleim verklebt, handeln. Außerdem können die aufgerichteten Faltschachteln mittels der Greifereinrichtung an einer automatischen Etikettiereinrichtung vorbeibewegt werden.
Für den Fall, dass die Faltschachtelhülsen an dem Vorratsplatz in unausgerichteter Form bereitgestellt werden, ist das Ausrichten der Faltschachtelhülsen relativ zu wenigstens einer Bezugskante erforderlich. Hierzu nimmt die Greifereinrichtung mit Hilfe ihrer Sauggreifervorrichtung die oberste Faltschachtelhülse auf und die Steuerung der erfindungsgemäßen Vorrichtung fährt das Trägerelement in fixierter Raumorientierung relativ zu der Bezugskante an die Bezugskante selbst heran. Dabei stößt eine der Randkanten der Faltschachtelhülse an die Bezugskante an, so dass die Faltschachtelhülse rotatorische und/oder translatorische Ausgleichsbewegungen ausführt bis die Randkante parallel verlaufend an der Bezugskante anliegt und somit ausgerichtet ist.
Da die Faltschachtelhülse ausschließlich von der Sauggreifervorrichtung gehalten wird, die Sauggreifervorrichtung über das Ausgleichselement sowie das erste und zweite Gelenk gelenkig mit dem Trägerelement – und damit mit der gesamten Aufrichtvorrichtung – verbunden ist und zusätzlich ein translatorischer Freiheitsgrad zwischen der Sauggreifervorrichtung und dem Trägerelement vorgesehen ist, kann sich die Faltschachtelhülse während der Ausgleichsbewegung unter dem Trägerelement bzw. der Aufrichtvorrichtung hinweg bewegen während das Trägerelement bzw. die Aufrichtvorrichtung in fixierter Raumorientierung relativ zu der Bezugskante verbleibt. Die Sauggreifervorrichtung macht dabei naturgemäß die rotatorische und/oder translatorische Ausgleichsbewegung der Faltschachtelhülse mit.
Das erste und das zweite Gelenk sind jeweils mit einer Arretiervorrichtung zum drehfesten bzw. drehsteifen Arretieren des jeweiligen Gelenks versehen. Darüber hinaus ist eine Arretiervorrichtung zum Fixieren des translatorischen Freiheitsgrades zwischen der Sauggreifervorrichtung und dem Trägerelement vorhanden. Sobald der Ausrichtvorgang abgeschlossen ist, werden das erste und das zweite Gelenk drehsteif arretiert sowie der translatorische Freiheitsgrad fixiert, so dass das Trägerelement und die Sauggreifervorrichtung relativ zu einander nicht mehr bewegbar sind und die ausgerichtete Lage der Faltschachtelhülse dadurch fixiert wird.
Anschließend kann das Aufrichten der Faltschachtelhülse durchgeführt werden. Hierzu wird zunächst einer der beiden Saugbereiche der Sauggreifervorrichtung saugluftlos geschaltet, so dass sich die Faltschachtelhülse schwerkraftbedingt ggf. zumindest teilweise aufrichtet. Daraufhin wird das Aufrichtwerkzeug der Aufrichtvorrichtung um im Wesentlichen 90° verschwenkt und in dieser Schwenkstellung gehalten. Die Faltschachtelhülse ist dann vollständig aufgerichtet. Anschließend wird das schwenkbare Bodenklappenfaltwerkzeug zum Falten der nachlaufenden Bodenklappe ebenfalls um im Wesentlichen 90° relativ zu dem Ausrichtwerkzeug verschwenkt, so dass die nachlaufende Bodenklappe umgefaltet wird. Schließlich fährt die Greifereinrichtung an ortsfesten, statischen Bodenklappenfaltwerkzeugen zum Falten der in Bewegungsrichtung voreilenden Bodenklappe einerseits und zum Falten der Seitenbodenklappen andererseits entlang.
Somit wird deutlich, dass der gesamte Ausricht- und Aufrichtvorgang der Faltschachtelhülsen erfindungsgemäß nur ein einmaliges Aufnehmen der jeweiligen Faltschachtelhülse mit der Sauggreifervorrichtung erfordert. Ein im Stand der Technik erfolgendes Ablegen und erneutes Aufnehmen der Faltschachtelhülse in versetzter Anordnung der Sauggreifervorrichtung nach dem Ausrichten erübrigt sich. Der Ausricht- und Aufrichtvorgang der Faltschachtelhülsen kann erfindungsgemäß daher wesentlich schneller durchgeführt werden.
Erfindungsgemäß wird auch eine Vorrichtung zum Ausrichten von Gegenständen, insbesondere flachen Gegenständen wie Faltschachtelhülsen, Zwischenlagen, Decklagen oder Ähnliches, relativ zu einer oder mehreren Bezugskanten vorgeschlagen. Diese Vorrichtung weist eine Greifereinrichtung zum Eingreifen der auszurichtenden Gegenstände auf, die ihrerseits eine Sauggreifervorrichtung zum Festhalten der Gegenstände, ein Trägerelement sowie einen Tragarm umfasst. Der Tragarm trägt das Trägerelement und ist in der wenigstens einen Bewegungsrichtung der Greifereinrichtung bewegbar. Ein vorzugsweise stangenförmig ausgebildetes Ausgleichselement verbindet das Trägerelement mit der Sauggreifervorrichtung, wobei das Ausgleichselement über ein erstes Gelenk an dem Trägerelement und über ein zweites Gelenk an der Sauggreifervorrichtung angebracht ist. Die Sauggreifervorrichtung kann zusammen mit einem von ihr gehaltenen Gegenstand eine Ausgleichsdrehbewegung ausführen, wenn das Trägerelement von dem Trägerarm in fixierter Raumorientierung relativ zu der Bezugskante auf die Bezugskante selbst zu bewegt wird, um den mit der Sauggreifervorrichtung festgehaltenen Gegenstand an bzw. entlang der Bezugskante auszurichten.
Erfindungsgemäß wird außerdem ein Verfahren zum Aufrichten von Faltschachteln aus flachen Faltschachtelhülsen vorgeschlagen, gemäß welchem die aufzurichtenden Faltschachtelhülsen in Form eines Stapels bereitgestellt werden und jeweils eine Faltschachtelhülse mit Hilfe eines Roboterkopfes aufgenommen wird, der in wenigstens drei Raumachsen bewegbar ist. Der besondere Vorteil dieser Verfahrensweise besteht darin, dass die Faltschachtelhülsen nicht aus einem Magazin heraus – wie beispielsweise bei den aus dem Stand der Technik bekannten, separaten Faltschachtel-aufrichtern – verarbeitet werden müssen. Erfindungsgemäß ist lediglich das Bereitstellen eines Stapels aus Faltschachtelhülsen vorzugsweise auf einer einfach handhabbaren Palette erforderlich. Zu dessen Verarbeitung zu aufgerichteten Faltschachteln kann die gesamte räumliche Flexibilität des in wenigstens drei Raumachsen bewegbaren Roboterkopfes genutzt werden. Dabei kann das Schließen der offenen Bodenklappen an der aufgerichteten Faltschachtelhülse entweder dadurch erfolgen, dass der Roboterkopf zum Schließen aller Bodenklappen statische Bodenklappenwerkzeuge anfährt oder zum Schließen einer Bodenklappe ein an dem Roboterkopf angeordnetes Bodenklappenfaltwerkzeug verwendet wird und die übrigen Bodenklappen wiederum durch Anfahren statischer Bodenklappenfaltwerkzeuge umgefaltet werden.
Erfindungsgemäß wird schließlich auch ein Roboterkopf zum Anbringen an einem in wenigstens drei Raumachsen bewegbaren Roboterarm eines Roboters vorgeschlagen, der eine Greifereinrichtung zum Ergreifen von flachen Faltschachtelhülsen aufweist, die ihrerseits eine Sauggreifervorrichtung zum Ergreifen der Faltschachtelhülsen und eine Aufrichtvorrichtung zum Aufrichten der Faltschachtelhülsen umfasst. Mit dem erfindungsgemäßen Roboterkopf wird der Vorteil erreicht, dass beliebige Roboter – seien es bereits vorhandene Palettierroboter oder zusätzlich ggf. auch außerhalb einer Palettierzelle aufzustellende, separate Portalroboter o. ä. – mit dem Roboterkopf bestückt werden können.
c) Ausführungsbeispiel
Eine Ausführungsform gemäß der Erfindung wird im Folgenden beispielhaft anhand der beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
1: Eine perspektivische Ansicht einer Palettierzelle mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Aufrichten von Faltschachteln;
2: eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Aufrichten von Faltschachteln; und
3a, b, c: verschiedene Zustände während des Ausrichtens sowie des Aufrichtens einer Faltschachtel aus einer flachen Faltschachtelhülse.
1 zeigt eine Palettierzelle 1 in perspektivischer Darstellung. Sie wird von Abgrenzungseinrichtungen in Form eines Gestellrahmens 30 mit Gitterzäunen 31 sowie eines Sicherheitszauns 32 von ihrer für Bediener zugänglichen Umgebung abgegrenzt.
In 1 rechts vorne befinden sich die nicht dargestellten Ausgänge zweier Produktionsmaschinen, an denen die mit diesen hergestellten Produkte, wie beispielsweise Briefhüllen oder Pizzaschachteln, anfallen. Die Produkte werden an den Enden der beiden Produktionsmaschinen stapelweise in Faltschachteln verpackt und über die beiden Rollentransporteinrichtungen 33 und 34 dem von dem Gestellrahmen 30 definierten Teilbereich der Palettierzelle 1 zugeführt. Dort ist ein Palettierroboter 7 in Portalbauweise angeordnet, der die befüllten und verschlossenen Faltschachteln palettiert. Der Palettierkopf 35 des Palettierroboters 7 ist hierzu in wenigstens vier Achsen bewegbar.
Bei der In 1 gezeigten Ausführungsform ist zusätzlich zu dem Palettierroboter 7 eine erfindungsgemäße Vorrichtung 25 zum Aufrichten von Faltschachteln aus flachen Faltschachtelhülsen 3 vorgesehen, die ein Linearportal 4 aufweist. Die Vorrichtung 25 stellt aus flachen Faltschachtelhülsen 3, die in gestapelter Form auf einer Palette bereitgestellt werden, fertig aufgerichtete Faltschachteln 2 (siehe 2) mit offenen Schließklappen her. Die offenen Faltschachteln 2 werden vorzugsweise über eine Schwerkraftrollentransporteinrichtung 18 aus der Palettierzelle 1 herausgeführt und in den Bereich der Enden der beiden Produktionsmaschinen befördert. Dort werden sie mit den von den Produktionsmaschinen hergestellten Produkten befüllt und verschlossen sowie auf die Rollentransporteinrichtungen 33, 34 gelegt, die sie schließlich in die Palettierzelle 1 zum Palettieren durch den Palettierroboter 7 befördern.
2 zeigt die in 1 dargestellte Vorrichtung 25 in vergrößerter Detailansicht, wobei in 2 zusätzlich zu der Vorrichtung 25 auch die Schwerkraftrollentransporteinrichtung 18 sowie die Rollentransporteinrichtung 34 gezeigt sind. Es sind die auf einer Palette 36 stapelförmig angeordneten, flachen Faltschachtelhülsen 3 zu erkennen, die zu den Faltschachteln 2 aufgerichtet werden. In 2 ist außerdem eine durchgezogen dargestellte Faltlinie 10 zu erkennen, welche die Faltschachtelhülse 3 in einen kurzen Abschnitt (in 2 links) und einen langen Abschnitt (in 2 rechts) unterteilt. Bei der gezeigten Ausführungsform entstehen aus den Faltschachtelhülsen 3 somit quaderförmige Faltschachteln 2 mit rechteckförmiger Grundfläche. Denkbar sind natürlich auch quadratische Faltschachteln, bei denen die Faltlinie 10 die Faltschachtelhülse 3 in zwei gleich große Abschnitte unterteilen würde.
Die Handhabung und der Transport der Faltschachtelhülsen 3 bzw. Faltschachteln 2 erfolgen in der Vorrichtung 25 mit Hilfe einer Greifereinrichtung 6, die an einem in 2 nicht, jedoch in den 3a, 3b und 3c gezeigten Tragarm 26 gehalten wird. Der Tragarm 26 ist an dem Portalträger 37 des Linearportals 4 sowohl entlang der X- als auch entlang der Y-Achse bewegbar angeordnet. Der Portalträger 37 selbst kann entlang der Z-Achse vertikal nach oben bzw. nach unten verfahren werden. Somit ist auch die von dem Tragarm 26 getragene Greifereinrichtung 6 entlang der orthogonalen Achsen X, Y und Z bewegbar.
Die Greifereinrichtung 6 umfasst einerseits eine Sauggreifervorrichtung 8 und andererseits eine Aufrichtvorrichtung 9 zum Aufrichten der Faltschachtelhülsen 3. Die Sauggreifervorrichtung 8 ist an ihrer Unterseite mit mehreren, in 2 nicht sichtbaren Saugköpfen versehen, die zum Aufnehmen und Festhalten der Faltschachtelhülsen 3 mit Saugluft beaufschlagbar sind. Die Saugköpfe sind an der Sauggreifervorrichtung 8 in zwei Saugbereichen angeordnet, die unabhängig voneinander mit Saugluft beaufschlagbar sind und im Wesentlichen in derselben Ebene liegen. Der erste und der zweite Saugbereich können entweder gleichzeitig mit Saugluft beaufschlagt werden oder einer der beiden Saugbereiche wird mit Saugluft beaufschlagt während der andere Saugbereich saugluftlos ist.
Die Aufrichtvorrichtung 9 umfasst ein Trägerelement 20 sowie ein Aufrichtwerkzeug 21, das um wenigstens 90° schwenkbar an dem Trägerelement 20 angebracht ist. In 2 ist die zugehörige Schwenkachse 38 zu erkennen, um welche das Aufrichtwerkzeug 21 aus einer ersten Stellung, in welcher es in derselben Ebene liegt wie das Trägerelement 20, in eine zweite Stellung, in welcher es einen Winkel von im Wesentlichen 90° zu der Ebene des Trägerelements 20 bildet, verschwenkt werden kann. Wie in den 3a–3c zu erkennen ist, ist der Tragarm 26 an dem Trägerelement 20 befestigt.
An dem Aufrichtwerkzeug 21 ist ein aktiv ansteuerbares bzw. aktiv bewegbares Bodenklappenfaltwerkzeug 12 angeordnet, das um eine Schwenkachse 39 aus einer ersten Stellung, in welcher es in derselben Ebene liegt wie das Aufrichtwerkzeug 21, in eine zweite Stellung, in welcher es im Wesentlichen um 90° verschwenkt zu der Ebene des Aufrichtwerkzeugs 21 steht, verschenkt werden kann.
Die Sauggreifervorrichtung 8 ist über eine als Ausgleichselement fungierende Ausgleichsstange 22 mit dem Trägerelement 20 und somit der Aufrichtvorrichtung 9 verbunden. Dabei ist die Ausgleichsstange 22 über ein erstes Gelenk 23 an dem Trägerelement 20 angebracht und über ein zweites Gelenk 24 mit der Sauggreifervorrichtung 8 verbunden. Die Schwenkachsen der Gelenke 23, 24 verlaufen in 2 in Vertikalrichtung Z. Zwischen der Sauggreifervorrichtung 8 und dem Trägerelement 20 ist ein translatorischer Freiheitsgrad vorgesehen, so dass sie sich zusätzlich translatorisch aufeinander zu oder voneinander weg bewegen können. Hierzu kann beispielsweise das Gelenk 24 relativ zu dem Gelenk 23 translatorisch verschiebbar ausgebildet werden, indem die Ausgleichsstange 22 teleskopierbar gestaltet wird. Alternativ ist denkbar, eines der beiden Gelenke 23 bzw. 24 in einer Langlochführung zu lagern, die in dem Trägerelement 20 bzw. der Sauggreifervorrichtung 8 angeordnet ist.
Bei der in den 1 und 2 gezeigten Ausführungsform werden die flachen Faltschachtelhülsen 3 als Stapel auf einer Palette 36 bereitgestellt. In derartigen Stapeln liegen die Faltschachtelhülsen 3 regelmäßig unausgerichtet aufeinander. Es ist in diesem Fall daher erforderlich, die Faltschachtelhülsen 3 vor dem Aufrichten zu einer Faltschachtel 2 auszurichten. Hierzu ist bei der gezeigten Ausführungsform ein Anschlagwinkel 40 vorgesehen, der einen ersten Schenkel 41 und einen rechtwinklig zu dem ersten Schenkel 41 stehenden, zweiten Schenkel 42 aufweist. Der erste Schenkel 41 bildet eine erste Bezugskante während der zweite Schenkel 42 eine zweite Bezugskante darstellt. Der Vorgang des Ausrichtens der Faltschachtelhülsen 3 wird nachfolgend anhand der 3a und 3b beschrieben.
In den 3a, 3b und 3c kennzeichnen gleiche Bezugszeichen wie in 2 gleiche Teile. Auf die in Zusammenhang mit 2 beschriebenen Merkmale der Greifereinrichtung 6 kann daher im Hinblick auf die 3a, 3b und 3c Bezug genommen werden.
In 3a ist eine Aufsicht auf die oberste, unausgerichtete Faltschachtelhülse 3 dargestellt, oberhalb welcher sich die von dem Tragarm 26 an dem Trägerelement 20 gehaltene Greifereinrichtung 6 (siehe 2) befindet. Zum Ausrichten der Faltschachtelhülse 3 an den Bezugskanten bildenden Schenkeln 41, 42 wird diese zunächst mit Hilfe der Sauggreifervorrichtung 8 aufgenommen, die dazu in ihren beiden Saugbereichen mit Saugluft beaufschlagt wird. Das Ergreifen der Faltschachtelhülse 3 erfolgt derart, dass der erste Saugbereich der Sauggreifervorrichtung 8 in 3a oberhalb der Faltlinie 10 und der zweite Saugbereich der Sauggreifervorrichtung 8 in 3a unterhalb der Faltlinie 10 zu liegen kommt. Vorzugsweise wird die Sauggreifervorrichtung 8 wie in 3a gezeigt derart an die Faltschachtelhülse 3 angesetzt, dass ihre Saugwirkung zusätzlich auch auf beiden Seiten der Faltlinie 50 angreift, welche die den späteren Deckel der Faltschachtel bildenden Schließklappen 51, 52 von den späteren Korpuswandungen 53, 54 der Faltschachtel trennt.
Wie 3a zeigt, liegt in der nicht ausgerichteten Stellung der Faltschachtelhülse 3 die Schwenkachse 38 des Aufrichtwerkzeugs 21 nicht deckungsgleich auf der Faltlinie 10. Des Weiteren liegt die Schwenkachse 39 des Bodenklappenfaltwerkzeugs 12 nicht deckungsgleich auf der Faltlinie 55, welche die den späteren Boden der Faltschachtel bildenden Bodenklappen 56, 57 von den Korpuswandungen 53, 54 trennt. In dieser unausgerichteten Stellung ist daher ein Aufrichten der Faltschachtelhülse 3 nicht möglich.
Um die Faltschachtelhülse 3 in die in 3b gezeigte, entlang der Schenkel 41 und 42 ausgerichtete Stellung zu bringen, wird das von dem Tragarm 26 gehaltene Trägerelement 20 in X- und Y-Richtung an diejenige Stelle – deren Absolutkoordinaten von dem Format der Faltschachtelhülse 3 abhängig sind – gefahren, die bewirkt, dass die Schwenkachsen 38 bzw. 39 auf den Faltlinien 10 bzw. 55 zu liegen kommen. Dabei wird das Trägerelement 20 in entsprechend fixierter Raumorientierung relativ zu dem Schenkel 41 bzw. 42 gehalten. Die Steuerung der Greifereinrichtung 6 fährt somit diejenige formatabhängige Sollstellung des Trägerelements 20, des Aufrichtwerkzeugs 21 und des Bodenklappenfaltwerkzeugs 12 an, die sich aus der gedachten, ausgerichteten Lage zweier Randkanten der Faltschachtelhülse 3 entlang der Schenkel 41 bzw. 42 ergibt. Die Koordinaten dieser Sollstellung können für verschiedene Formate von Faltschachtelhülsen 3 in der Steuerung der Greifereinrichtung 6 vorprogrammiert bzw. gespeichert sein.
Während die Faltschachtelhülse 3 in die in 3b gezeigte, ausgerichtete Stellung bewegt wird, führt sie zusammen mit der Sauggreifervorrichtung 8 rotatorische bzw. translatorische Ausgleichsbewegungen um die Schwenkachsen der Gelenke 23 und 24 bzw. in Längsrichtung der Ausgleichsstange 22 durch. Die Faltschachtelhülse 3 bewegt sich dabei unter dem Trägerelement 20, dem Aufrichtwerkzeug 21 und dem Bodenklappenfaltwerkzeug 12, die in fixierter Raumorientierung verbleiben, hinweg. Wie in 3b zu erkennen ist, hat sich während der Ausrichtbewegung der Faltschachtelhülse 3 die Relativlage der Sauggreifervorrichtung 8 zu der Faltlinie 50 dementsprechend nicht geändert.
Nachdem sich die Faltschachtelhülse 3 in der in 3b gezeigten, ausgerichteten Stellung befindet, werden die Gelenke 23, 24 bzw. wird der translatorische Freiheitsgrad zwischen Sauggreifervorrichtung 8 und Trägerelement 20 mit Hilfe von in den Fig. nicht gezeigten Arretiereinrichtungen drehfest arretiert bzw. fixiert, so dass die Sauggreifervorrichtung 8, das Trägerelement 20, das Aufrichtwerkzeug 21 und das Bodenklappenfaltwerkzeug 12 unbeweglich in fester Relativlage zu einander von dem Tragarm 26 gehalten werden. In diesem Zustand kann schließlich das Aufrichten der Faltschachtelhülse 3 zu der in 2 gezeigten Faltschachtel 2 erfolgen.
Hierzu wird zunächst der erste Saugbereich der Sauggreifervorrichtung 8, der die Faltschachtelhülse 3 in den 3a bzw. 3b oberhalb der Faltlinie 10 hält, saugluftlos geschaltet. Die Faltschachtelhülse 3 öffnet sich daraufhin schwerkraftbedingt zumindest teilweise. Das exakte, rechtwinklige Aufrichten der Faltschachtelhülse 3 erfolgt schließlich durch Verschwenken des Aufrichtwerkzeugs 21 um die Schwenkachse 38 um im Wesentlichen 90°, so dass der in 3c gezeigte, aufgerichtete Zustand erreicht wird. Es liegt dann ein hülsen- oder rohrförmiges Faltschachtelzwischenprodukt mit offenen Bodenklappen sowie offenen Schließklappen vor, wobei in den 3a und 3b nur die Schließklappen 51, 52 bzw. die Bodenklappen 56, 57 zu erkennen sind. Die Schwenkachse 39 des Bodenklappenfaltwerkzeugs 12 verläuft in 3c nunmehr senkrecht zu der Zeichenebene.
Anschließend wird die Bodenklappe 57 durch Verschwenken des Bodenklappenfaltwerkzeuges 12 um die Schwenkachse 39 um im Wesentlichen 90° in die Bodenebene der späteren Faltschachtel 2 umgefaltet. In 3c ist das Bodenklappenfaltwerkzeug 12 in der entsprechend verschwenkten Stellung gezeigt. Während die Greifereinrichtung 6 die Faltschachtelhülse 3 bzw. das Faltschachtelzwischenprodukt hält, wird somit nicht nur allein das Aufrichten der Faltschachtelhülse 3, sondern zusätzlich das Umfalten der Bodenklappe 57 vorgenommen, so dass es zu deren Umfalten nicht mehr erforderlich ist, mit der Greifereinrichtung 6 ein statisches Faltwerkzeug anzufahren.
In dem in 3c gezeigten, halbfertigen Zustand der Faltschachtel 2 sind noch drei Bodenklappen offen, wobei in den 3a–3c nur die Seitenbodenklappe 56 zu erkennen ist. Das Umfalten der der Bodenklappe 57 gegenüber liegenden Bodenklappe sowie der beiden Seitenbodenklappen erfolgt dadurch, dass die Greifereinrichtung 6 die halbfertige Faltschachtel gegen ortsfeste, statische Bodenklappenfaltwerkzeuge 13, 14, 15 fährt, die in den 1 bzw. 2 zu erkennen sind. Bereits während die Faltschachtelhülse 3 mittels des Aufrichtwerkzeugs 21 aufge richtet wird oder die Bodenklappe 57 mittels des aktiven Bodenklappenfaltwerkzeugs 12 umgefaltet wird, kann sich die Greifereinrichtung 6 in 2 in positiver Y-Richtung auf das Bodenklappenfaltwerkzeug 13 zu bewegen. Sobald das Aufrichten sowie das Umfalten der Bodenklappe 57 vollständig abgeschlossen ist, können die übrigen Bodenklappen durch fortgesetzte Bewegung der Greifereinrichtung 6 in positive Y-Richtung entlang der Bodenklappenfaltwerkzeuge 13, 14, 15 umgefaltet werden. Wegen der Bewegung der Greifereinrichtung 6 in positiver Y-Richtung wird die in den 3a und 3b gezeigte Bodenklappe 57 als nachlaufende oder nacheilende Bodenklappe bezeichnet. Die ihr gegenüber liegende Bodenklappe, die mittels des statischen Bodenklappenfaltwerkzeugs 13 umgefaltet wird, wird dementsprechend als voreilende Bodenklappe bezeichnet.
Wie am besten in 2 zu erkennen ist, befindet sich in positiver Y-Richtung hinter den statischen Bodenklappenfaltwerkzeugen 14, 15 eine Klebeeinrichtung in Form einer Klebebandeinrichtung 16, an welcher der fertig gefaltete Boden der Faltschachtel mit der Greifereinrichtung 6 vorbeigeführt wird. Dabei werden die gegenüber liegenden Seitenbodenklappen, von denen in den 3a, 3c nur die Seitenbodenklappe 56 zu erkennen ist, miteinander sowie mit gegenüber liegenden Korpuswandungen, von denen in den 3a, 3b nur die Korpuswandung 54 zu erkennen ist, verklebt. Ein Ende des dabei aufgebrachten Klebebandes 58 ist in 2 zu erkennen. Bei Bedarf kann nach dem Verkleben der Bodenklappen die Faltschachtel 2 noch an einer in den Fig. nicht gezeigten Etikettiereinrichtung vorbeigeführt werden, welche sie mit einem Etikett versieht, auf welchem sich Informationen über den späteren Inhalt der Faltschachtel 2 befinden.
Bei der gezeigten Ausführungsform sind die statischen Bodenklappenfaltwerkzeuge 13, 14, 15 und die Klebebandeinrichtung 16 sowie gegebenenfalls die Etikettiereinrichtung geradlinig hintereinander angeordnet. Hierzu ist ein in den Fig. nicht dargestellter Linearträger vorgesehen, der parallel zu dem Portalträger 37 des Linearportals 4 verläuft. Abweichend von der gezeigten Ausführungsform ist alternativ denkbar, die statischen Bodenklappenfaltwerkzeuge 13, 14, 15 und die Klebebandeinrichtung 16 ebenso wie die Greifereinrichtung 6 und gegebenenfalls die Etikettiereinrichtung an dem Portalträger 37 anzuordnen. Die offen bleibende Oberseite der Faltschachtel 2 würde bei dieser Variante in 2 in die entgegen gesetzte Richtung, d. h. in positive X-Richtung zeigen.
Abweichend von der gezeigten Ausführungsform ist weiterhin alternativ denkbar, die Greifereinrichtung 6 an dem Palettierkopf 35 des Palettierroboters 7 anzuordnen, so dass sich das separate Linearportal 4 erübrigt. Bei dieser Variante kann in vorteilhafter Weise das ohnehin vorhandene Bewegungsachsensystem des Palettierroboters 7 zusätzlich für die Aufgaben der Faltschachtelaufrichtung verwendet werden. Die statischen Bodenklappenfaltwerkzeuge 13, 14, 15, die Klebebandeinrichtung 16 und der Anschlagwinkel 40 sowie gegebenenfalls die Etikettiereinrichtung würden dann an einer geeigneten, für den Palettierroboter 7 zugänglichen Stelle der Palettierzelle 1 angeordnet werden.
Abweichend von der gezeigten Ausführungsform ist außerdem alternativ denkbar, die flachen Faltschachtelhülsen 3 der Greifereinrichtung 6 in einem Magazin zur Verfügung zu stellen, in welchem sie sich bereits in ausgerichteter Lage befinden. Der in Zusammenhang mit den 3a und 3b beschriebene Vorgang des Ausrichtens der Faltschachtelhülsen 3 entfällt dann.
Das in Zusammenhang mit den 3a und 3b beschriebene Ausrichten der Faltschachtelhülsen 3 ist auch in Zusammenhang mit Gegenständen anwendbar, die zur Vorbereitung der Durchführung anderer Aufgaben als das Faltschachtelaufrichten auszurichten sind. Beispielsweise sind innerhalb der Palettierzelle 1 im Rahmen des Palettierprozesses Zwischenlagen oder Decklagen auszurichten. Bei derartigen Gegenständen ist die in Zusammenhang mit den 2, 3a und 3b beschriebene Vorrichtung ohne das Aufrichtwerkzeug 21 sowie ohne das Bodenklappenfaltwerkzeug 12 zum Ausrichten entlang wenigstens einer Bezugskante verwendbar. Die Greifereinrichtung 6 muss dann zwingend nur die Sauggreifervorrichtung 8 zum Festhalten der Gegenstände sowie das Trägerelement 20 aufweisen, an dem der Tragarm 26 angebracht ist.
Selbstverständlich können mit der als Ausführungsform beschriebenen Vorrichtung auch andere Gegenstände als Faltschachtelhülsen 3 ausgerichtet werden, wenn die Vorrichtung nach wie vor das Aufrichtwerkzeug 21 sowie das Bodenklappenfaltwerkzeug 12 aufweist. Diese sind dann lediglich inaktiv und üben im Rahmen des Ausrichtens der anderen Gegenstände keine Funktion aus.

1: Palettierzelle
2: Faltschachtel
3: Faltschachtelhülse
4: Linearportal
6: Greifereinrichtung
7: Palettierroboter
8: Sauggreifervorrichtung
9: Aufrichtvorrichtung
10: Faltlinie
12: Bodenklappenfaltwerkzeug
13, 14, 15: statische Bodenklappenfaltwerkzeuge
16: Klebebandeinrichtung
17: Etikettiereinrichtung
18: Schwerkraftrollentransporteinrichtung
19: Linearträger
20: Trägerelement
21: Aufrichtwerkzeug
22: Ausgleichsstange
23: erstes Gelenk
24: zweites Gelenk
25: Vorrichtung
26: Tragarm
30: Gestellrahmen
31: Gitterzaun
32: Sicherheitszaun
33, 34: Rollentransporteinrichtungen
35: Palettierkopf
36: Palette
37: Portalträger
38: Schwenkachse des Aufrichtwerkzeugs 21
39: Schwenkachse des Bodenklappenfaltwerkzeugs 12
40: Anschlagwinkel
41: erster Schenkel
42: zweiter Schenkel
50: Faltlinie
51, 52: Schließklappen
53, 54: Korpuswandungen
55: Faltlinie
56: Seitenbodenklappe
57: Bodenklappe
58: Klebeband

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- EP 1357038 A1 [0005]

Claims

Verfahren zum Bereitstellen aufgerichteter Faltschachteln (2) an dem Ausgang einer Produktionsmaschine, an welchem hergestellte Produkte anfallen, die durch Einbringen in die Faltschachteln (2) zu verpacken sind, wobei die die Produkte enthaltenden Faltschachteln (2) zu einem späteren Zeitpunkt in einer mittels Abgrenzungseinrichtungen (30, 31, 32) von der Umgebung abgegrenzten Palettierzelle (1) an einem Palettierplatz mittels eines Palettierroboters (7) palettiert werden, dadurch gekennzeichnet, dass • in der Palettierzelle (1) flache Faltschachtelhülsen (3) an einem Vorratsplatz bereitgehalten werden, • innerhalb der Palettierzelle (1) aus den flachen Faltschachtelhülsen (3) aufgerichtete Faltschachteln (2) gebildet werden, und • die aufgerichteten Faltschachteln (2) aus der Palettierzelle (1) heraus an den Ausgang der Produktionsmaschine transportiert werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Bildens der aufgerichteten Faltschachteln (2) aus den flachen Faltschachtelhülsen (3) mit Hilfe einer Greifereinrichtung (6) durchgeführt wird, die an dem Palettierroboter (7) angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Bildens der aufgerichteten Faltschachteln (2) aus den flachen Faltschachtelhülsen (3) mit Hilfe einer Greifereinrichtung (6) durchgeführt wird, die an einem Portalträger (37) eines Linearportals (4) angeordnet ist, das zusätzlich zu dem Palettierroboter (7) vorgesehen ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die flachen Faltschachtelhülsen (3) an dem Vorratsplatz in Form eines Stapels aus unausgerichteten Faltschachtelhülsen (3) bereitgestellt werden und die Greifereinrichtung (6) die oberste Faltschachtelhülse (3) von dem Stapel abnimmt und relativ zu wenigstens einer Bezugskante (41, 42) ausrichtet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die flachen Faltschachtelhülsen (3) an dem Vorratsplatz in einem Magazin bereitgestellt werden, in welchem sie sich bereits in einer relativ zu einer Bezugskante ausgerichteten Lage befinden und die Greifereinrichtung (6) dem Magazin eine ausgerichtete Faltschachtelhülse (3) entnimmt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die aufgerichtete Faltschachtel (2) mittels der Greifereinrichtung (6) derart an einer Klebeeinrichtung (16) vorbeibewegt wird, dass zwei gegenüberliegende Bodenklappen (56) der Faltschachtel (2) wenigstens miteinander verklebt werden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die aufgerichtete Faltschachtel (2) mittels der Greifereinrichtung (6) derart an einer Etikettiereinrichtung vorbeibewegt wird, dass die Faltschachtel (2) mit wenigstens einem Etikett gekennzeichnet wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die aufgerichteten Faltschachteln (2) innerhalb der Palettierzelle (1) auf eine Transporteinrichtung (18) aufgegeben werden, mittels welcher sie zum Befüllen mit den Produkten an den Ausgang der Produktionsmaschine transportiert werden.
Vorrichtung zum Aufrichten von Faltschachteln (2) aus flachen Faltschachtelhülsen (3), umfassend eine wenigstens in einer Bewegungsrichtung (Y) bewegbare Greifereinrichtung (6) zum Ergreifen der Faltschachtelhülsen (3), die eine Sauggreifervorrichtung (8) und eine Aufrichtvorrichtung (9) zum Aufrichten der Faltschachtelhülsen (3) aufweist, wobei an der Aufrichtvorrichtung (9) ein relativ zu dieser schwenkbares Bodenklappenfaltwerkzeug (12) angeordnet ist, mittels welchem die in der Bewegungsrichtung (Y) der Greifereinrichtung (6, 7) nachlaufende Bodenklappe (57) des durch Aufrichten der Faltschachtelhülse (3) entstandenen Faltschachtelzwischenprodukts mit offenen Bodenklappen (56, 57) durch Verschwenken des schwenkbaren Bodenklappenfaltwerkzeuges (12) umfaltbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufrichtvorrichtung (9) ein Trägerelement (20) umfasst, an welchem die Greifereinrichtung (6) getragen wird, und an dem Trägerelement (20) ein relativ zu diesem schwenkbares Aufrichtwerkzeug (21) zum Aufrichten der Faltschachtelhülse (3) angeordnet ist, wobei das Bodenklappenfaltwerkzeug (12) an dem Aufrichtwerkzeug (21) relativ zu diesem schwenkbar angebracht ist, und das Trägerelement (20) über ein Ausgleichselement (22) mit der Sauggreifervorrichtung (8) verbunden ist, wobei das Ausgleichselement (22) über ein erstes Gelenk (23) an dem Trägerelement (20) und über ein zweites Gelenk (24) an der Sauggreifervorrichtung (8) angebracht ist, und wobei ein translatorischer Freiheitsgrad zwischen der Sauggreifervorrichtung (8) und dem Trägerelement (20) vorgesehen ist, so dass die Sauggreifervorrichtung (8) samt einer an ihr gehaltenen Faltschachtelhülse (3) rotatorische und/oder translatorische Ausgleichbewegungen ausführen kann, wenn das Trägerelement (20) in fixierter Raumorientierung relativ zu wenigstens einer Bezugskante (41, 42) auf die Bezugskante (41, 42) zu bewegt wird, um die Faltschachtelhülse (3) an der Bezugskante (41, 42) auszurichten.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Sauggreifervorrichtung (8) einen ersten Saugbereich und einen zweiten Saugbereich aufweist, die unabhängig voneinander mit Saugluft beaufschlagbar sind und im Wesentlichen in derselben Ebene liegen, so dass die flache Faltschachtelhülse (3) mit ihnen derart aufnehmbar ist, dass sie von dem ersten und dem zweiten Saugbereich auf verschiedenen Seiten einer Faltlinie (10) gehalten wird.
Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass Arretiereinrichtungen vorgesehen sind, mittels welchen das erste Gelenk (23) und das zweite Gelenk (24) drehfest arretierbar sind sowie der translatorische Freiheitsgrad fixierbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Magazin umfasst, in welchem sich flache Faltschachtelhülsen (3) bereits in einer relativ zu einer Bezugskante ausgerichteten Lage befinden, so dass dem Magazin mittels der Greifereinrichtung (6) ausgerichtete Faltschachtelhülsen (3) entnehmbar sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein statisches Bodenklappenfaltwerkzeug (13) zum Falten der in der Bewegungsrichtung (Y) voreilenden Bodenklappe einerseits und statische Bodenklappenfaltwerkzeuge (14, 15) zum Falten der Seitenbodenklappen (56) andererseits in der Bewegungsrichtung (Y) der Greifereinrichtung (6) hintereinander liegend angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Klebeeinrichtung (16) aufweist, an der die aufgerichtete Faltschachtel (2) mit vier umgefalteten Bodenklappen (56, 57) derart mittels der Greifereinrichtung (6) vorbeibewegbar ist, dass dabei zwei gegenüberliegende Bodenklappen (56) wenigstens miteinander verklebt werden.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Etikettiereinrichtung aufweist, an der die aufgerichtete Faltschachtel (2) mittels der Greifereinrichtung (6) derart vorbeibewegbar ist, dass die Faltschachtel (2) mit wenigstens einem Etikett kennzeichenbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 14 in Verbindung mit Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das statische Bodenklappenfaltwerkzeug (13) zum Falten der in der Bewegungsrichtung (Y) voreilenden Bodenklappe, die statischen Bodenklappenfaltwerkzeuge (14, 15) zum Falten der Seitenbodenklappen (56) und die Klebeeinrichtung (16) an einem Linearträger angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 15 und 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Etikettiereinrichtung an dem Linearträger angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Greifereinrichtung (6) an dem Linearträger angeordnet ist und es sich bei dem Linearträger um einen Portalträger (37) eines Linearportals (4) handelt.
Palettierzelle (1) zum Palettieren von mit Produkten befüllten Faltschachteln (2) an einem Palettierplatz, wobei die Produkte an dem Ausgang wenigstens einer Produktionsmaschine anfallen und nach dem Einbringen in die Faltschachteln (2) der Palettierzelle (1) zuführbar sind, wobei die Palettierzelle (1) einen Palettierroboter (7) und einen Vorratsplatz zum Bereithalten flacher Faltschachtelhülsen (3) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass in der Palettierzelle (1) eine Vorrichtung (25) nach einem der Ansprüche 9 bis 18 angeordnet ist, wobei wenigstens eine Transporteinrichtung (18) vorgesehen ist, mittels welcher die aufgerichteten Faltschachteln (2) zum Befüllen mit den Produk ten aus der Palettierzelle (1) heraus an den Ausgang der wenigstens einen Produktionsmaschine transportierbar sind.
Palettierzelle (1) zum Palettieren von mit Produkten befüllten Faltschachteln (2) an einem Palettierplatz, wobei die Produkte an dem Ausgang wenigstens einer Produktionsmaschine anfallen und nach dem Einbringen in die Faltschachteln (2) der Palettierzelle (1) zuführbar sind, wobei die Palettierzelle einen Palettierroboter (7) und einen Vorratsplatz zum Bereithalten flacher Faltschachtelhülsen (3) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass in der Palettierzelle (1) eine Vorrichtung (25) nach einem der Ansprüche 9 bis 17 angeordnet ist, wobei die Greifereinrichtung (6) an dem Palettierroboter (7) angeordnet ist, und wobei wenigstens eine Transporteinrichtung (18) vorgesehen ist, mittels welcher die aufgerichteten Faltschachteln (2) zum Befüllen mit den Produkten aus der Palettierzelle (1) heraus an den Ausgang der wenigstens einen Produktionsmaschine transportierbar sind.
Vorrichtung zum Ausrichten von Gegenständen (3) relativ zu wenigstens einer Bezugskante (41, 42), umfassend eine in wenigstens einer Bewegungsrichtung (Y) bewegbare Greifereinrichtung (6) zum Ergreifen der Gegenstände (3), dadurch gekennzeichnet, dass die Greifereinrichtung (6) eine Sauggreifervorrichtung (8) zum Festhalten der Gegenstände (3), ein Trägerelement (20) und einen Tragarm (26) aufweist, wobei der Tragarm (26) das Trägerelement (20) trägt und in der wenigstens einen Bewegungsrichtung (Y) bewegbar ist, wobei das Trägerelement (20) über ein Ausgleichselement (22) mit der Sauggreifervorrichtung (8) verbunden ist, wobei das Ausgleichselement (22) über ein erstes Gelenk (23) an dem Trägerelement (20) und über ein zweites Gelenk (24) an der Sauggreifervorrichtung (8) angebracht ist, und wobei ein translatorischer Freiheitsgrad zwischen der Sauggreifervorrichtung (8) und dem Trägerelement (20) vorgesehen ist, so dass die Sauggreifervorrichtung (8) samt einem an ihr gehaltenen Gegenstand (3) rotatorische und/oder translatorische Ausgleichsbewegungen ausführen kann, wenn das Trägerelement (20) in fixierter Raumorientierung relativ zu der Bezugskante (41, 42) auf die Be zugskante (41, 42) zu bewegt wird, um den Gegenstand (3) an der Bezugskante (41, 42) auszurichten.
Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass Arretiereinrichtungen vorgesehen sind, mittels welchen das erste Gelenk (23) und das zweite Gelenk (24) drehfest arretierbar sind sowie der translatorische Freiheitsgrad fixierbar ist.
Verfahren zum Aufrichten von Faltschachteln (2) aus flachen Faltschachtelhülsen (3), umfassend folgende Schritte: • Bereitstellen wenigstens eines Stapels aus Faltschachtelhülsen (3), • Aufnehmen der obersten Faltschachtelhülse (3) von dem Stapel mittels einer Greifereinrichtung (6), die an einem Roboterkopf (35) eines Roboters angeordnet ist, der in wenigstens drei Raumachsen (X, Y, Z) bewegbar ist, • Aufrichten der Faltschachtelhülse (3) zu einem Faltschachtelzwischenprodukt mit offenen Bodenklappen (56, 57) mittels einer Aufrichtvorrichtung (9) an der Greifereinrichtung (6), und • Schließen aller Bodenklappen (56, 57) des Faltschachtelzwischenprodukts durch Bewegen des Roboterkopfes (35) entlang statischer Bodenklappenfaltwerkzeuge (13, 14, 15).
Verfahren zum Aufrichten von Faltschachteln (2) aus flachen Faltschachtelhülsen (3), umfassend folgende Schritte: • Bereitstellen wenigstens eines Stapels aus Faltschachtelhülsen (3), • Aufnehmen der obersten Faltschachtelhülse (3) von dem Stapel mittels einer Greifereinrichtung (6), die an einem Roboterkopf (35) eines Roboters angeordnet ist, der in wenigstens drei Raumachsen (X, Y, Z) bewegbar ist, • Aufrichten der Faltschachtelhülse (3) zu einem Faltschachtelzwischenprodukt mit offenen Bodenklappen (56, 57) mittels einer Aufrichtvorrichtung (9) an der Greifereinrichtung (6), und • Schließen dreier Bodenklappen (56) des Faltschachtelzwischenprodukts durch Bewegen des Roboterkopfes (35) entlang statischer Bodenklappenfaltwerkzeuge (13, 14, 15) in einer Bewegungsrichtung (Y), wobei zuvor die in der Bewegungsrichtung (Y) nachlaufende Bodenklappe (57) mittels eines an der Greifereinrichtung (6) angeordneteten Bodenklappenfaltwerkzeugs (12) umgefaltet wird.
Verfahren nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Stapel aus Faltschachtelhülsen (3) in Form eines Vertikalstapels auf einer Palette (36) bereitgestellt wird.
Roboterkopf zum Anbringen an einem in wenigstens drei Raumachsen (X, Y, Z) bewegbaren Roboterarm (26) eines Roboters, umfassend eine Greifereinrichtung (6) zum Ergreifen von flachen Faltschachtelhülsen (3), die eine Sauggreifervorrichtung (8) und eine Aufrichtvorrichtung (9) zum Aufrichten der Faltschachtelhülsen (3) aufweist.
Roboterkopf nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass an der Aufrichtvorrichtung (9) ein relativ zu dieser schwenkbares Bodenklappenfaltwerkzeug (12) angeordnet ist, mittels welchem eine in einer Bewegungsrichtung (Y) des Roboterarms (26) nachlaufende Bodenklappe (57) eines durch Aufrichten der Faltschachtelhülse (3) entstandenen Faltschachtelzwischenprodukts mit offenen Bodenklappen (56, 57) durch Verschwenken des schwenkbaren Bodenklappenfaltwerkzeuges (12) umfaltbar ist.
Roboterkopf nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufrichtvorrichtung (9) ein Trägerelement (20) umfasst, an welchem der Roboterarm (26) befestigbar ist, und an dem Trägerelement (20) ein relativ zu diesem schwenkbares Aufrichtwerkzeug (21) zum Aufrichten der Faltschachtelhülse (3) angeordnet ist, wobei das Bodenklappenfaltwerkzeug (12) an dem Aufrichtwerkzeug (21) relativ zu diesem schwenkbar angebracht ist.
Roboterkopf nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement (20) über ein Ausgleichselement (22) mit der Sauggreifervorrichtung (8) verbunden ist, wobei das Ausgleichselement (22) über ein erstes Gelenk (23) an dem Trägerelement (20) und über ein zweites Gelenk (24) an der Sauggreifervorrichtung (8) angebracht ist, und wobei ein translatorischer Freiheitsgrad zwischen der Sauggreifervorrichtung (8) und dem Trägerelement (20) vorgesehen ist, so dass die Sauggreifervorrichtung (8) samt einer an ihr gehaltenen Faltschachtelhülse (3) rotatorische und/oder translatorische Ausgleichbewegungen ausführen kann, wenn das Trägerelement (20) in fixierter Raumorientierung relativ zu wenigstens einer Bezugskante (41, 42) auf die Bezugskante (41, 42) zu bewegt wird, um die Faltschachtelhülse (3) an der Bezugskante (41, 42) auszurichten.
Roboterkopf nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass Arretiereinrichtungen vorgesehen sind, mittels welchen das erste Gelenk (23) und das zweite Gelenk (24) drehfest arretierbar sind sowie der translatorische Freiheitsgrad fixierbar ist.
Roboterkopf nach einem der Ansprüche 26 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Sauggreifervorrichtung (8) einen ersten Saugbereich und einen zweiten Saugbereich aufweist, die unabhängig voneinander mit Saugluft beaufschlagbar sind und im Wesentlichen in derselben Ebene liegen, so dass die flache Faltschachtelhülse (3) mit ihnen derart aufnehmbar ist, dass sie von dem ersten und dem zweiten Saugbereich auf verschiedenen Seiten einer Faltlinie (10) gehalten wird.