-
Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und einen Manipulator
zum Vereinzeln von Gebindelagen.
-
In
vielen Bereichen werden Warengebinde, die beispielsweise in Behältern
oder durch Pack- oder Packhilfsmittel wie Folien gebunden sein können,
und/oder Einzelwaren für den Transport, die Lagerung, den
Verkauf oder dergleichen zu einer oder mehreren aufeinander gestapelten
Gebindelagen zusammengefasst. Einzelwaren und Warengebinde werden
nachfolgend einheitlich als Gebinde bezeichnet.
-
Solche
kompakten Gebindelagen müssen in verschiedenen Stellen
der Warenflusskette wieder vereinzelte werden, beispielsweise, um
aus mehreren sortenreinen Gebindelagen mit den gleichen Gebinden
gemischte Gebindefolgen oder –lagen zu kommissionieren.
-
Zum
Vereinzeln von Gebinden ist es einerseits zum Beispiel aus der
DE 100 51 932 A1 bekannt,
die Gebinde beim Übergang zwischen zwei Bandförderern
einem Geschwindigkeitssprung zu unterwerfen. Der stromabwärtige
Förderer weist dabei eine höhere Fördergeschwindigkeit
auf, so dass die Gebinde in Förderrichtung aufgezogen werden. Die
DD 220 948 A1 schlägt
mehrere Geschwindigkeitsabstufungen und eine Eintaktung über
Eck vor, um Gebinde in zwei zueinander rechtwinkeligen Richtungen
zu vereinzeln.
-
Diese
Art der Vereinzelung hängt entscheiden von der Reibung
zwischen Gebinde und Förderstrecke ab. Damit sind solche
Systeme nicht nur, beispielsweise aufgrund von Vibrationen, Verschmutzungen
oder ungünstigen Kontaktflächen wie PETs mit sternförmigem
Boden, störanfällig, sondern müssen in
der Regel je nach zu vereinzelnden Gebinden auch jeweils unterschiedlich
eingestellt und kallibriert werden, was insbesondere eine flexible
Logistik erschwert. Zudem neigen Gebinde, die auf Förderern durch
Führungskanten quer zur Förderrichtung verschoben,
beispielsweise durch in Förderrichtung zulaufende Kanäle
in einer Reihe gesammelt werden, zum Verkanten bzw. -klemmen an
den Führungskanten.
-
Andererseits
ist es beispielsweise aus der
DE 201 08 401 U1 bekannt, Gebinde mittels
Manipulatoren zu vereinzeln. Nachteilig müssen hier Positionsungenauigkeiten
der gegriffenen Gebinde in Kauf genommen werden, was insbesondere
bei auf Förderern angelieferten Gebindelagen aufgrund der
dort auftretenden Relativverschiebungen benachbarter Gebinde problematisch
ist.
-
Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es daher, ausgehend von der
DD 220 948 A1 die
Vereinzelung von Gebindelagen zu verbessern.
-
Diese
Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs
1 gelöst. Anspruch 11 stellt einen Manipulator, Anspruch
12 bzw. 13 ein Computerprogramm bzw. ein Computerprogrammprodukt
zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 1 unter
Schutz. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen.
-
Erfindungsgemäß werden
Gebindezeilen mit einem oder mehreren nebeneinander angeordneten Gebinden
einer Gebindelage zunächst durch einen oder mehrere Geschwindigkeitssprünge
zwischen zwei oder mehr Förderstrecken in Förderrichtung voneinander
beabstandet. Förderstrecken können dabei insbesondere
kontinuierliche oder getaktete Stetigförderer wie Gurt-,
Band- oder Gliederförderer umfassen.
-
Dadurch
wird es möglich, die nun voneinander beabstandeten Positionen
von Gebinden bzw. Gebindezeilen auf einer zweiten Förderstrecke
mit einer Positionserfassungseinrichtung ausreichend exakt zu erfassen.
Die Positionserfassungseinrichtung kann beispielsweise einen oder
mehrerer optische Sensoren, insbesondere Lasersensoren, oder Kameras
umfassen, und Positionen von Gebinden auf der zweiten Förderstrecke
mittels einer Bilderkennung, einem Auf- oder einem Durchlichtverfahren oder
dergleichen erfassen. Gleichermaßen sind jedoch auch Ultraschallsensoren,
andere berührungslose Sensoren wie zum Beispiel Reed-Kontakte,
oder Tastsensoren möglich.
-
Auf
Basis der so erfassten, hierzu durch den Geschwindigkeitssprung
voneinander beabstandeten Gebindepositionen auf der zweiten Förderstrecke ist
es nun möglich, einen Manipulatorzugriff präzise zu
steuern und so Gebinde mit einem Manipulator von der zweiten Förderstrecke
zu bewegen.
-
Durch
den Manipulator und die aktive Fortbewegung der Gebinde von der
zweiten Förderstrecke kann ein Verklemmen von Gebinden,
beispielsweise an Führungskanten, verhindert werden. Zudem
können die Gebinde durch den Manipulator gezielt bewegt,
beispielsweise von der zweiten Förderstrecke geschoben
oder gehoben werden, wobei der Manipulator vorteilhafterweise die
Orientierung von einigen oder allen Gebinden ändern kann,
wenn er sie von der zweiten Förderstrecke bewegt. Hierdurch können
beispielsweise längs und quer stehende Gebinde einer Gebindezeile
mit der gleichen Orientierung von der zweiten Förderstrecke
umgesetzt werden. Dabei können alle Gebinde einer Gebindezeile, einzeln,
gemeinsam oder in Gruppen, von dem Manipulator von der zweiten Förderstrecke
bewegt werden. Gleichermaßen können einige Gebinde
der Gebindezeile, insbesondere solche, die nicht umorientiert werden
müssen oder bei denen keine Klemmgefahr besteht, auch ohne
Eingriff des Manipulators von der zweiten Förderstrecke
abgesetzt werden, was die erforderliche Manipulatorbewegung reduzieren und
so den Durchsatz erhöhen kann.
-
In
einer bevorzugten Ausführung bewegt der Manipulator Gebinde
von der zweiten Förderstrecke auf eine dritte Förderstrecke,
deren Fördergeschwindigkeit vorzugsweise im Wesentlichen
parallel oder im Wesentlichen rechtwinkelig zur Fördergeschwindigkeit
der zweiten Förderstrecke orientiert ist. Natürlich
sind auch andere Winkel zwischen den Fördergeschwindigkeiten
der zweiten und dritten Förderstrecke möglich.
-
Durch
die erfindungsgemäße Bewegung der Gebinde mittels
Manipulator können auch Gebinde, die auf der zweiten Förderstrecke
unterschiedlich orientiert sind, mit derselben Orientierung auf
die dritte Förderstrecke aufgegeben werden. Zusätzlich
oder alternativ ist es auch möglich, Gebinde durch den Manipulator
quer zur dritten Fördergeschwindigkeit zu verteilen, um
sie beispielsweise abhängig von ihrer Position quer zur
dritten Fördergeschwindigkeit auf unterschiedliche weitere
Förderstrecken zu verteilen und so Gebinde zu mischen bzw.
zu kommissionieren.
-
Bevorzugt
werden Gebinde auf die erste Förderstrecke quer zu deren
Fördergeschwindigkeit voneinander beabstandet aufgegeben.
Dies kann beispielsweise durch eine entsprechend getaktete Anförderung über
Eck erfolgen. Vorteilhafterweise kann dies auch durch das Ablegen
einer Gebindelage mittels eines weiteren Manipulators erfolgen,
dessen Greifer Tragböden und hierzu relativ bewegliche Anschläge
aufweist, wobei eine Relativbewegung zwischen Tragböden
und Anschläge einerseits und eine Bewegung der Tragböden
relativ zur ersten Förderstrecke andererseits derart synchronisiert
ist, dass die Gebinde quer zur Fördergeschwindigkeit der
ersten Förderstrecke voneinander beabstandet werden.
-
Bevorzugt
werden die voneinander beabstandeten Positionen von Gebinden auf
der zweiten Förderstrecke erst in der Nähe des
Manipulators erfasst, um eine Positionsänderung zwischen
der erfassten Position und der Position beim Man ipulatorzugriff,
beispielsweise aufgrund von Vibrationen der zweiten Förderstrecke
oder dergleichen, zu vermeiden oder gering zu halten, und um andererseits
eine trägheitsbedingte Relativbewegung nach dem Geschwindigkeitssprung
abklingen zu lassen. Die Positionserfassung kann beispielsweise
im Wesentlichen in einem Abstand von einer Stelle der zweiten Förderstrecke
erfolgen, an der das letzte Gebinde einer Gebindezeile von dem Manipulator
aufgenommen, d. h. angehoben oder -schoben wird, der dem Quotient aus
der Fördergeschwindigkeit der zweiten Förderstrecke
und der Zeit entspricht, die der Manipulator bis zur Aufnahme des
letzten Gebinde benötigt. Dann erreicht das letzte Gebinde
nach der Positionserfassung gerade seine Zugriffsposition, wenn
der Manipulator zum Zugriff bereit ist.
-
Ein
erfindungsgemäßer Manipulator weist eine Manipulatorsteuerung
auf, die Zugriffspositionen auf Basis der erfassten Gebindepositionen
auf der zweiten Förderstrecke bestimmt. Diese Manipulatorsteuerung
kann in der Steuereinrichtung, die die Antriebe des Manipulators
ansteuert, implementiert oder dieser vorgelagert sein.
-
Weitere
Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen
und den Ausführungsbeispielen. Hierzu zeigt, teilweise
schematisiert:
-
1:
eine Anlage zum Vereinzeln von Gebindelagen bei der Ausführung
eines Verfahrens nach der vorliegenden Erfindung;
-
2:
eine Anlage zum Vereinzeln von Gebindelagen bei der Ausführung
eines weiteren Verfahrens nach der vorliegenden Erfindung; und
-
2:
eine Anlage zum Vereinzeln von Gebindelagen bei der Ausführung
eines weiteren Verfahrens nach der vorliegenden Erfindung.
-
1 zeigt
eine Anlage zum Vereinzeln von Gebindelagen bei der Ausführung
eines Verfahrens nach der vorliegenden Erfindung. Sie umfasst eine erste
Förderstrecke in Form eines kontinuierlichen oder getakteten
Bandförderers 1 mit einer ersten Fördergeschwindigkeit
v1, die in 1 durch einen Pfeil angedeutet
ist. Auf diese Förderstrecke wird eine dicht gepackte Gebindelage 10 mittels
eines Manipulators oder anderen Förderers (nicht dargestellt)
aufgegeben.
-
In
Förderrichtung (von oben nach unten in 1)
ist der ersten Förderstrecke 1 eine zweite Förderstrecke
in Form eines kontinuierlichen oder getakteten Bandförderers 2 nachgeschaltet,
dessen Fördergeschwindigkeit v2 größer
ist als die erste Fördergeschwindigkeit (v2 > v1). Durch diesen
Geschwindigkeitssprung v1 → v2 wird die vorher kompakte
Gebindelage 10 zeilenweise, d. h. eindimensional in Förderrichtung
aufgezogen.
-
Die
Positionen der Gebinde dieser aufgezogenen Gebindelage 11 werden
durch ein Sensor-System 20 erfasst, was wegen ihrer Beabstandung
zu in Förderrichtung benachbarten Gebindezeilen aufgrund
des vorhergehenden Geschwindigkeitssprunges besonders einfach und
präzise möglich ist, und an eine Steuerung eines
Knickarmroboters 100 weitergegeben. Diese bestimmt hieraus
unter Berücksichtigung der zweiten Fördergeschwindigkeit
v2 Zugriffspositionen für den Manipulator.
-
Der
Manipulator 100 greift jeweils ein oder mehrere Gebinde
einer Gebindezeile, was wegen ihrer Beabstandung zu benachbarten
Gebindezeilen ebenfalls besonders gut möglich ist, und
setzt diese auf einen dritten Bandförderer 3 um, dessen
Fördergeschwindigkeit v3 rechtwinklig zur zweiten Fördergeschwindigkeit
v2 orientiert ist. Während dabei Gebinde a, b, die bereist
parallel zur dritten Fördergeschwindigkeit v3 orientiert
sind, vom Manipulator 100 nicht oder jedenfalls ohne Umorientierung
auf die dritte Förderstrecke bewegt werden, dreht der Manipulator 100 Gebinde
d, e, f, die auf der zweiten Förderstrecke noch quer zur
dritten Fördergeschwindigkeit v3 orientiert sind, beim
Umsetzen um 90°, so dass auf der dritten Förderstrecke 3 alle
Gebinde dieselbe Orientierung aufweisen. Durch entsprechende Wahl
der Absetzpositionen auf der dritten Förderstrecke kann
zudem ein vorgegebener Abstand zwischen Gebinden der Gebindefolge 12 in
der Förderrichtung der dritten Förderstrecke 3 dargestellt
werden.
-
Die
Positionserfassungseinrichtung 20 ist soweit von der Zugriffsposition
des in einer Zeile zuletzt gegriffenen Gebindes a an der stromabwärtigen Kante
der zweiten Förderstrecke entfernt, dass dieses Gebinde
a mit der Fördergeschwindigkeit v2 gerade seine Zugriffsposition
erreicht, wenn der Manipulator zu seiner Aufnahme bereitsteht. Auf
diese Weise wird der Abstand zwischen Positionserfassung und Zugriff
minimiert, was das Risiko einer Positionsänderung zwischen
Erfassung und Zugriff minimiert.
-
2 zeigt
eine andere Anlage zum Vereinzeln von Gebindelagen bei der Ausführung
eines Verfahrens nach der vorliegenden Erfindung. Mit der vorstehend
erläuterten Anlage nach 1 identische Elemente
sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, so dass nachfolgend
nur auf die Unterschiede zu dieser eingegangen wird.
-
Bei
der Anlage nach 2 sind die Fördergeschwindigkeiten
v2, v3, v4 der zweiten, der dritten Förderstrecke und einer
vierten Förderstrecke 2, 3, 4 parallel.
In Förderrichtung aufeinander zulaufende Führungskanten 30 auf
der dritten Förderstrecke 3 zentrieren die Gebinde
auf der dritten Förderstrecke 3 quer zu ihrer
Fördergeschwindigkeit v3.
-
Ohne
den erfindungsgemäßen Einsatz des Manipulators 100 besteht
die Gefahr, dass die Gebinde einer Gebindezeile bei Einlauf in den
von den Führungskanten 30 gebildeten Trichter
verkanten bzw. sich gegenseitig verklemmen. Daher schiebt der Manipulator 100 einzelne
Gebinde von der zweiten auf die dritte Förderstrecke. Man
erkennt in 2, dass er an der stronabwärtigen
Kante der zweiten Förderstrecke 2 zunächst
das Gebinde e, anschließend das Gebinde a und dann das
Gebinde c auf die dritte Förderstrecke aufgeschoben hat.
Hierdurch hat er in der kompakten Gebindezeile Lücken geschaffen,
so dass die Gefahr eines Verklemmens innerhalb einer Gebindezeile
reduziert wird. Während der Manipulator im Ausführungsbeispiel
der 2 die Gebinde ohne Orientierungsänderung
auf die dritte Förderstrecke 3 aufschiebt, kann
er in einer nicht dargestellten Abwandlung wie im Ausführungsbeispiel
der 1 einzelne Gebinde, beispielsweise die quer zur dritten
Fördergeschwindigkeit v3 orientierten Gebinde a, b, umorientieren
und so die Gefahr eines Verkantens an den Führungskanten 30 weiter
reduzieren. Gleichermaßen kann er in einer weiteren nicht dargestellten
Abwandlung einzelne Gebinde auch so auf die bzw. der dritte(n) Förderstrecke 3 (ver)schieben
bzw. absetzen, dass sie bereits im Wesentlichen zum Einlauf auf
die vierte Förderstrecke 4 orientiert sind, und
so die Gefahr eines Verkantens an den Führungskanten 30 noch
weiter reduzieren.
-
3 zeigt
eine andere Anlage zum Vereinzeln von Gebindelagen bei der Ausführung
eines Verfahrens nach der vorliegenden Erfindung. Mit der vorstehend
erläuterten Anlage nach 1 identische Elemente
sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, so dass nachfolgend
wiederum nur auf die Unterschiede zu dieser eingegangen wird.
-
Bei
der Anlage nach 3 werden die Gebindelagen durch
einen weiteren Manipulator 200 bereits beim Aufsetzen auf
die erste Förderstrecke 1 quer zu deren Förderrichtung
auseinandergezogen. Hierzu unterfahren Tragböden 220, 221 eines
Greifers 210 des Manipulators 200 zunächst
die oberste(n) Gebindelage(n) eines Gebindelagenstapels, die dann
zusätzlich durch verfahrbare Anschläge 230, 231 geklemmt
werden. Beim Absetzen auf der ersten Förderstrecke 1 fahren
die Tragböden 220, 221 schneller auseinander
als die hiermit synchronisierten Anschläge 230, 231.
Dabei wird eine Gebindereihe (Gebinde in Förderrichtung
der Förderstrecke 1) abgesetzt, wenn ein Tragboden 220, 221 gegenüber dem
Anschlag 230 bzw. 231 entsprechend weit vorausgefahren
ist. Durch das weitere Verfahren des Tragbodens zwischen dem Absetzen
benachbarter Reihen erfolgt eine Beabstandung der Gebindereihen
quer zur Förderrichtung auf der ersten Förderstrecke 1.
-
Diese
quer zur Förderrichtung aufgezogene Gebindelage 10 wird
anschließend, wie mit Bezug auf 1 beschrieben,
auch in Förderrichtung aufgezogen, wobei Positionen der
Gebinde in dieser zweidimensional aufgezogenen Gebindelage 11 durch
das Sensorsystem 20 erfasst werden. Auf Basis dieser erfassten
Positionen bestimmt die Steuerung des Manipulators 100 Zugriffspositionen
zur Aufnahme einzelner Gebinde. Das Aufziehen in und quer zur Förderrichtung
erleichtert gleichermaßen die Positionserfassung und den
Zugriff des Manipulators 100.
-
Von
der dritten Förderstrecke 3 werden die Gebinde
je nach ihrer Position quer zur Fördergeschwindigkeit v3
auf parallele Bandförderer 4.1,...,4.3 verteilt:
ist ein Gebinde in 3 oben (mittig/unten) auf dem
Bandförderer 3 angeordnet, wird es auf den oberen
(mittleren/unteren) Bandförderer 4.1 (4.2/4.3) aufgegeben.
-
Indem
der Manipulator 100 die Gebinde entsprechend quer zur Fördergeschwindigkeit
v3 auf dem Bandförderer 3 positioniert, kann die
Aufteilung der Gebinde einer Gebindezeile auf die vierten Förderstrecken 4.1,,, 4.3 vorgegeben
werden.
-
So
hat in 3 der Manipulator 100 das von rechts
erste und dritte Gebinde f, d der stromabwärtigen Gebindezeile
(vgl. Notation in 1, 2) unten
auf dem dritten Bandförderer 3 abgesetzt, so dass
sie dem unteren vierten Bandförderer 4.3 zugeführt
werden. Dabei kann durch entsprechende Positionierung der Gebinde
f, d in Förderrichtung des dritten Bandförderers 3 durch
den Manipulator 100 auch ein Abstand zwischen diesen Gebinden
eingestellt werden, was in Verbindung mit einer entsprechenden Fördergeschwindigkeit
v4.3 dieser Förderstrecke eine sehr flexible Vereinzelung,
insbesondere eine synchronisierte Vereinzelung auf die drei Bandförderer 4.1,...4.3 ermöglicht.
-
Das
von rechts zweite Gebinde e hat der Manipulator 100 oben
auf den dritten Bandförderer 3 aufgeschoben, wobei
durch entsprechende Positionierung in Förderrichtung des
dritten Bandförderers 3 die Eintaktung auf den
vierten Bandförderer 4.1, insbesondere relativ
zur Eintaktung der Gebinde f, d auf den vierten Bandförderer 4.3,
vorgegeben werden kann.
-
- 1
- Bandförderer
(erste Förderstrecke)
- 2
- Bandförderer
(zweite Förderstrecke)
- 3
- Bandförderer
(dritte Förderstrecke)
- 4.1,...4.3
- Bandförderer
(vierte Förderstrecke)
- 10,
11
- Gebindelage
- 12,
13
- vereinzelte
Gebindelage
- 20
- Sensorsystem
(Positionserfassungseinrichtung)
- 100,
200
- Manipulator
- 210
- Greifer
- 220,
221
- Tragboden
- 230,
231
- Anschlag
- a,...f
- Gebinde
einer stromabwärtigen Gebindezeile
- v1,...v4.3
- Fördergeschwindigkeit
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 10051932
A1 [0004]
- - DD 220948 A1 [0004, 0007]
- - DE 20108401 U1 [0006]