DE102009021073A1

DE102009021073A1 - Sortiervorrichtung

Info

Publication number: DE102009021073A1
Application number: DE200910021073
Authority: DE
Inventors: Thomas Maier; Julia-Kathrin Vollmer; Carsten Vogt
Original assignee: BSAutomatisierung GmbH
Current assignee: BSAutomatisierung GmbH
Priority date: 2009-05-13
Filing date: 2009-05-13
Publication date: 2010-11-18
Also published as: US20130043103A1; WO2010130360A2; EP2429724B1; US8931616B2; WO2010130360A3; EP2429724A2

Abstract

Die Erfindung geht aus von einer Sortiervorrichtung mit zumindest einer Steuereinheit (10), zur Sortierung von Mischungen aus Einzelelementen (20, 22) in Sortiereinheiten (24) nach zumindest einem charakterisierenden Merkmal der Einzelelemente (20, 22), und mit mindestens einem Förderband (26, 28). Es wird vorgeschlagen, dass die Sortiervorrichtung zumindest eine mindestens zwei bewegliche Speicherelemente (30, 32) aufweisende Puffereinheit (12, 14, 16, 18) zur Zwischenlagerung von Einzelelementen (20, 22) umfasst.

Description

Aus der Produktionstechnik ist die Aufgabe bekannt, produzierte Einzelelemente zu Sortiereinheiten zusammenzustellen, so dass die Sortiereinheiten vorgegebene Bedingungen erfüllen, die an charakterisierende Merkmale der Einzelelemente, beispielsweise Farben oder Größen, gestellt werden.
Stand der Technik
Es sind Sortiervorrichtungen mit einer Steuereinheit und mit mindestens einem Förderband zur Sortierung von Mischungen aus Einzelelementen nach zumindest einem charakterisierenden Merkmal der Einzelelemente bekannt. Die Sortiervorrichtung sortiert die Einzelelemente gemäß einer in der Steuereinheit hinterlegten Verfahrensanweisung, die Auswahlregeln in Bezug auf charakterisierende Merkmale der Einzelelemente umfasst.
Vorteile der Erfindung
Die Erfindung geht aus von einer Sortiervorrichtung mit zumindest einer Steuereinheit, zur Sortierung von Mischungen aus Einzelelementen in Sortiereinheiten nach zumindest einem charakterisierenden Merkmal der Einzelelemente, und mit mindestens einem Förderband. Unter einem „Steuereinheit” soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Gerät mit einer Recheneinheit, einer Speichereinheit und einem darin gespeicherten Betriebsprogramm verstanden werden, das insbesondere dazu ausgestattet ist, elektrische Kenngrößen von externen Sensiermitteln aufzunehmen und insbesondere digital umzuwandeln und externe Aktoren zur Steuerung und/oder Regelung zu betätigen. Unter einer „Sortiereinheit” soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Zusammenstellung von Einzelelementen verstanden werden, die am Ende eines Sortiervorgangs vorgegebene Bedingungen an eine Anzahl von Einzelelementen und vorgegebene Bedingungen an eine Anzahl charakterisierender Merkmale erfüllt. Die Zusammenstellung zu Sortiereinheiten kann beispielsweise einer Vorbereitung eines weiteren Materialflusses in einer Produktion dienen oder auch eine Zusammenstellung zu Verpackungseinheiten sein. Unter einem „charakterisierenden Merkmal” soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Eigenschaft eines Einzelelements verstanden werden, die das Einzelelement in Bezug auf eine vorgegebene Sortierbedingung in eindeutiger Weise charakterisiert. Beispielsweise kann das charakterisierende Merkmal eine Farbe der Einzelelemente sein. Für eine Sortiereinheit könnten die vorgegebenen Bedingungen dann beispielsweise sein, dass sechs Einzelelemente zu einer Sortiereinheit zusammengestellt werden sollen, dass jede Sortiereinheit mindestens drei von fünf verschiedenen Farben aufweisen soll und dass von jeder der mindestens drei Farben nicht mehr als drei Einzelelemente in jeder Sortiereinheit enthalten sein sollen.
Es wird vorgeschlagen, dass die Sortiervorrichtung zumindest eine mindestens zwei bewegliche Speicherelemente aufweisende Puffereinheit zur Zwischenlagerung von Einzelelementen umfasst. Mit der Puffereinheit können vorteilhaft Einzelelemente, die zu einem Zeitpunkt des Sortierablaufs nicht zu einer Sortiereinheit passen, vorübergehend zwischengelagert werden, bis ein Zeitpunkt eintritt, an dem sie gemäß einer vorgegebenen Sortierungsanweisung zu einer Sortiereinheit passen, so dass der Sortiervorgang schneller ausgeführt werden kann. Vorteilhaft kann eine Größe der Puffereinheit, gegeben durch eine Anzahl von Speicherelementen, an eine Zahl der verschiedenen charakterisierenden Merkmale der Einzelelemente angepasst werden.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die zumindest eine Puffereinheit ein Antriebsmittel aufweist, das dazu vorgesehen ist, jedes der mindestens zwei Speicherelemente der Puffereinheit zu zumindest einer festgelegten Position zu verfahren, wodurch ein Transport eines Einzelelements zum Zweck einer Sortierung besonders schnell ausgeführt werden kann.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Sortiervorrichtung zumindest eine Handhabungseinheit mit zumindest zwei Handhabungselementen zur Handhabung der Einzelelemente aufweist. Vorzugsweise ist jedes der zumindest zwei Handhabungselemente mit einem Greifmittel ausgestattet. Vorteilhaft weist die Handhabungseinheit zumindest zwei Antriebsmittel, beispielsweise elektrische oder pneumatische Motoren, zur Ausführung einer Bewegung der Handhabungselemente auf. Besonders vorteilhaft sind die zumindest zwei Handhabungselemente mechanisch miteinander gekoppelt und die Handhabungseinheit weist nur einen elektrischen oder pneumatischen Motor zur Bewegung eines der zumindest zwei Handhabungselemente auf, so dass die Bewegung des zumindest einen indirekt angetriebenen Handhabungselement durch die mechanische Kopplung erfolgt. Mit besonderem Vorteil ist die Handhabungseinheit mit einem Kopplungsgetriebe, vorzugsweise einer Doppelkurvenmechanik, ausgestattet, die mittels eines einzigen elektrischen oder pneumatischen Motors und einer Führung der zumindest zwei Handhabungselemente beispielsweise entlang einer kurvenförmigen Schablone eine Rotationsbewegung des Motors in eine kombinierte Lateral- und Höhenverstellung umsetzt. Insbesondere vorteilhaft ist ein Greifvorgang zumindest eines der zumindest zwei Handhabungselemente mittels eines separaten Antriebsmittels unabhängig von einer Lateral- und/oder Höhenverstellung des zumindest einen der zumindest zwei Handhabungselemente möglich.
In einer vorteilhaften Ausführung ist die zumindest eine Handhabungseinheit dazu vorgesehen, Einzelelemente zwischen dem zumindest einen Förderband und der zumindest einen Puffereinheit zu transportieren, wodurch eine schnelle Sortierung von Einzelelementen in Sortiereinheiten erfolgen kann. Vorzugsweise kann der Transport eines Einzelelements an einer Stelle erfolgen, bei der eine besonders kurze Wegstrecke zwischen dem zumindest einen Förderband und der zumindest einen Puffereinheit besteht. Vorteilhaft kann die Handhabungseinheit ortsfest innerhalb der Sortiervorrichtung an einer solchen Stelle angeordnet sein.
Zudem wird vorgeschlagen, dass das Antriebsmittel der zumindest einen Puffereinheit zumindest in einem Freiheitsgrad seiner Bewegung zwei unterschiedliche Bewegungsrichtungen aufweist. Auf diese Weise kann ein Transport eines Einzelelements zu einer festgelegten Position besonders schnell erfolgen. Unter einem „Freiheitsgrad der Bewegung” des Antriebsmittels soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine translatorische, eine rotatorische und/oder eine Kombination aus einer translatorischen und einer rotatorischen Bewegung verstanden werden.
Es wird ferner vorgeschlagen, dass die Sortiervorrichtung zumindest zwei jeweils mindestens zwei bewegliche Speicherelemente umfassende Puffereinheiten aufweist, die dazu vorgesehen sind, von der zumindest einen Handhabungseinheit von dem zumindest einen Förderband aufgenommene Einzelelemente aufzunehmen oder von der zumindest einen Handhabungseinheit auf das zumindest eine Förderband abzugebende Einzelelemente bereitzustellen. Durch die zumindest zwei Puffereinheiten kann eine schnelle Sortierung der Einzelelemente in Sortiereinheiten ermöglicht werden. Vorteilhaft kann die Steuereinheit dazu vorgesehen sein, eine gleichmäßige Verteilung von Einzelelementen bei der Zwischenlagerung in den zumindest zwei Puffereinheiten vorzunehmen, wodurch eine flexible Sortierung der Einzelelemente in Sortiereinheiten erzielt werden kann.
In einer vorteilhaften Ausführung umfasst die Sortiervorrichtung mindestens vier Puffereinheiten, die jeweils mindestens zwei bewegliche Speicherelemente aufweisen und jeweils paarweise einander zugeordnet sind, und eine Anzahl von Handhabungseinheiten, die mindestens halb so groß ist wie die Anzahl der Puffereinheiten. Unter „paarweise zugeordneten Puffereinheiten” soll in diesem Zusammenhang insbesondere ver standen werden, dass ein Transport eines Einzelelements mittels einer Handhabungseinheit zwischen den zwei zugeordneten Puffereinheiten ausführbar ist. Durch eine solche Ausführung kann eine besonders schnelle und flexible Sortierung der Einzelelemente in Sortiereinheiten erreicht werden. Vorteilhaft können Belegpositionen einer Sortiereinheit zwischen den zumindest zwei Handhabungseinheiten aufgeteilt werden, so dass eine Sortierung einer Sortiereinheit durch die zumindest zwei Handhabungseinheiten mit im Wesentlichen doppelter Geschwindigkeit ausgeführt werden kann.
Mit besonderem Vorteil umfasst die Sortiervorrichtung zumindest zwei Förderbänder und mindestens zwei Puffereinheiten, die jeweils mindestens zwei bewegliche Speicherelemente aufweisen, und eine Anzahl von Handhabungseinheiten, die mindestens so groß ist wie die Anzahl der Puffereinheiten, wodurch eine schnelle Lösung zur Sortierung von Einzelelementen in Sortiereinheiten bereitgestellt werden kann. Vorzugsweise ist jeder Puffereinheit zumindest eine Handhabungseinheit zugeordnet. Vorteilhaft kann ein erstes Förderband die unsortierten Einzelelemente und ein zweites Förderband die Sortiereinheiten transportieren, wodurch ein gerichteter Materialfluss innerhalb der Sortiervorrichtung eingerichtet werden kann, der zu einer beschleunigten Sortierung führen kann.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass zumindest zwei der Puffereinheiten dazu vorgesehen sind, nur Einzelelemente aufzunehmen, die jeweils hinsichtlich eines charakterisierenden Merkmals übereinstimmen. Dadurch können im Zuge einer Sortierung notwendige Verfahrstrecken der Puffereinheiten reduziert und ein Sortiervorgang beschleunigt werden.
Mit besonderem Vorteil ist die Steuereinheit dazu vorgesehen, ein beliebiges Speicherelement der zumindest einen Puffereinheit mittels des Antriebsmittels auf einem kürzesten Weg zu einer festgelegten Position zu verfahren. Auf diese Weise kann ein Transport eines Einzelelements zu einer festgelegten Position besonders schnell erfolgen und ein Sortiervorgang beschleunigt ausgeführt werden.
Zudem wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit dazu vorgesehen ist, zur Sortierung einen Austausch eines Einzelelements einer Sortiereinheit durch ein Einzelelement mit einem anderen charakterisierenden Merkmal, das in der Steuereinheit hinterlegte Auswahlregeln erfüllt, aus einer Puffereinheit vorzunehmen, wodurch eine rasche Sortierung gemäß einer in der Steuereinheit hinterlegten Verfahrensanweisung erreicht werden kann. Vorteilhaft können die in der Steuereinheit hinterlegten Auswahlregeln bezüglich der Sortierung der Einzelelemente frei konfiguriert und flexibel abgeändert werden.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit dazu vorgesehen ist, eine Beschickung einer Sortiereinheit mit einem Einzelelement mit einem charakterisierenden Merkmal, das in der Steuereinheit hinterlegte Auswahlregeln erfüllt, aus einer Puffereinheit mit einer höchsten Belegungszahl von Einzelelementen mit diesem charakterisierenden Merkmal vorzunehmen. Unter einer „Belegungszahl” einer Puffereinheit soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Anzahl von Einzelelementen mit gleichem charakterisierenden Merkmal verstanden werden, die sich ergibt aus einer Berechnungsvorschrift, die als Bestandteile zumindest eine Summe von auf der Strecke zwischen einem definierten Ort der Sortiervorrichtung den Puffereinheiten zugeführten Einzelelementen und einer Zahl der in der betreffenden Puffereinheit zwischengelagerten Einzelelemente umfasst. Auf diese Weise können der Sortiervorrichtung zugeführte Einzelelemente besonders gleichmäßig in Sortiereinheiten sortiert werden, wodurch ein Anhalten eines Materialflusses vorteilhaft vermieden und eine schnelle Sortierung der Einzelelemente durchgeführt werden kann. Vorzugsweise führt die Steuereinheit zur Bestimmung der höchsten Belegungszahl mindestens vor jeder Steueranweisung zum Transport eines Einzelelements eine Prüfung der Belegungszahl aller Puffereinheiten durch.
In einer vorteilhaften Ausführung ist die Steuereinheit dazu vorgesehen, einen Austausch eines Einzelelements einer Sortiereinheit durch ein Einzelelement mit einem anderen charakterisierenden Merkmal aus einer ersten Puffereinheit vorzunehmen, um eine Anzahl von charakterisierenden Merkmalen von Einzelelementen einer zweiten Puffereinheit zu erhöhen. Auf diese Weise können der Sortiervorrichtung zugeführte Einzelelemente besonders gleichmäßig in Sortiereinheiten sortiert werden, wodurch ein Anhalten eines Materialflusses vorteilhaft vermieden und eine schnelle Sortierung der Einzelelemente durchgeführt werden kann. Vorzugsweise führt die Steuereinheit zur Bestimmung der Anzahl von charakterisierenden Merkmalen jeder Puffereinheit mindestens vor jeder Steueranweisung zum Transport eines Einzelelements eine Prüfung aller Puffereinheiten durch.
Zudem wird ein Verfahren zum Betrieb einer Sortiervorrichtung vorgeschlagen, bei dem die Steuereinheit nach einer Erkennung des zumindest einen Merkmals eines Einzelelements durch ein Sensiermittel zur Sortierung einer Sortiereinheit eine virtuelle Belegung einer Belegposition innerhalb der Sortiereinheit mit dem Einzelelement vornimmt. Unter einer „virtuellen Belegung einer Belegposition innerhalb der Sortiereinheit” soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass die Steuereinheit Steuerbefehle für eine Handhabungseinheit zur Belegung der Belegposition mit einem Einzelelement erzeugt, die ausgeführt werden, sobald die Belegposition der Sortiereinheit die Handhabungseinheit mittels des zumindest einen Förderbands erreicht hat.
Zeichnung
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Es zeigen:
1 eine Sortiervorrichtung mit einer Steuereinheit, vier Puffereinheiten, vier Handhabungseinheiten und zwei Förderbändern in Draufsicht,
2 eine weitere Sortiervorrichtung mit einer Steuereinheit, zwei Puffereinheiten, einer Handhabungseinheit und einem Förderband in Draufsicht,
3 die Sortiervorrichtung gemäß 2 in einer weiteren Sortiersituation,
4 die Sortiervorrichtung gemäß 2 in einer weiteren Sortiersituation,
5 die Sortiervorrichtung gemäß 2 mit zwei zusätzlichen Puffereinheiten und einer zusätzlichen Handhabungseinheit in Draufsicht und
6 eine Handhabungseinheit mit zwei Handhabungselementen und einem Kopplungsgetriebe in Vorderansicht.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In den 1, 2 bis 4 und 5 sind alternative Ausführungsbeispiele dargestellt. Im Wesentlichen gleich bleibende Bauteile, Merkmale und Funktionen sind grundsätzlich mit den gleichen Bezugszeichen beziffert. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele sind jedoch den Bezugszeichen der Ausführungsbeispiele die Buchstaben a, b und c hinzugefügt, wobei bezüglich gleich bleibender Bauteile, Merkmale und Funktionen auf die Beschreibung des Ausführungsbeispiels in der 1 verwiesen werden kann.
In 1 ist eine Sortiervorrichtung mit einer Steuereinheit 10a zur Sortierung von Mischungen aus Einzelelementen 20a in Sortiereinheiten 24a nach einem charakterisierenden Merkmal der Einzelelemente 20a und mit zwei Förderbändern 26a, 28a in Draufsicht dargestellt. Die Einzelelemente 20a sind als Zahn bürsten ausgebildet, und das charakterisierende Merkmal ist eine Farbe von Griffen, wobei jedes Einzelelement 20a als charakterisierendes Merkmal eine von vier verschiedenen Grifffarben aufweist. In der Steuereinheit 10a ist eine Verfahrensanweisung mit Auswahlregeln hinterlegt, nach der die Sortiereinheiten 24a Verpackungseinheiten von je zehn Einzelelementen 20a darstellen. Die Auswahlregeln geben vor, dass am Ende eines Sortiervorgangs in jeder Sortiereinheit 24a vier verschiedene Grifffarben vorkommen sollen, von jeder Grifffarbe aber nicht mehr als vier Einzelelemente 20a.
Die Sortiervorrichtung umfasst vier Puffereinheiten 12a, 14a, 16a, 18a, die dazu vorgesehen sind, nur Einzelelemente 20a aufzunehmen, die jeweils hinsichtlich eines charakterisierenden Merkmals, nämlich der Farbe des Griffs, übereinstimmen. Ein erstes Förderband 26a ist dazu vorgesehen, der Sortiervorrichtung die unsortierten Einzelelemente 20a zuzuführen. Im Wesentlichen wird der Sortiervorrichtung von jeder Grifffarbe eine gleiche Anzahl von Einzelelementen 20a zugeführt. Ein zweites Förderband 28a ist dazu vorgesehen, die Sortiereinheiten 24a von der Sortiervorrichtung abzuführen. Die Steuereinheit 10a ist dazu vorgesehen, beide Förderbänder 26a, 28a synchron nach Ablauf einer voreingestellten Zeitdauer mittels eines nicht näher beschriebenen Antriebsmittels um eine vorgegebene Wegstrecke in Förderrichtung (in 1 durch Pfeile dargestellt) zu verfahren. Dem Fachmann sind dazu gängige Vorrichtungen und Verfahren bekannt.
Jede der vier Puffereinheiten 12a, 14a, 16a, 18a ist als Förderband ausgebildet, dessen Förderebene aus platzsparenden Gründen gegenüber dem zu- und dem abführenden Förderband 26a, 28a in Förderrichtung nach oben geneigt ist und das zehn mittels des Förderbands bewegliche Speicherelemente 30a zur Zwischenlagerung von Einzelelementen 20a aufweist, von denen in 1 aus Gründen der Übersichtlichkeit nur zwei, stellvertretend für alle, mit Bezugszeichen versehen würden. Jede der vier Puffereinheiten 12a, 14a, 16a, 18a umfasst ein nicht näher beschriebenes Antriebsmittel, das dazu vorgesehen ist, jedes der zehn Speicherelemente 30a der jeweiligen Puffereinheit 12a, 14a, 16a, 18a zu einer festgelegten Position zu verfahren. Diese festgelegte Position befindet sich für jede der vier Puffereinheiten 12a, 14a, 16a, 18a jeweils unterhalb einer Handhabungseinheit 34a, 36a, 38a, 40a von denen die Sortiervorrichtung eine gleich große Anzahl umfasst wie von Puffereinheiten 12a, 14a, 16a, 18a. Das Antriebsmittel jeder der vier Puffereinheiten 12a, 14a, 16a, 18a weist in seinem Freiheitsgrad der Förderbandbewegung zwei unterschiedliche Bewegungsrichtungen auf (in 1 durch Doppelpfeile angedeutet), und zwar im Wesentlichen parallel zur Förderrichtung des zuführenden Förderbands 26a und entgegengesetzt.
Jede der vier Handhabungseinheiten 34a, 36a, 38a, 40a umfasst jeweils zwei Handhabungselemente 42a, 44a (6) zur Handhabung der Einzelelemente 20a und ist dazu vorgesehen, Einzelelemente 20a zwischen dem zuführenden Förderband 26a und einer Puffereinheit 12a, 14a, 16a, 18a sowie zwischen einer Puffereinheit 12a, 14a, 16a, 18a und dem abführenden Förderband 28a zu transportieren.
Am Anfang des zuführenden Förderbands 26a – in Bewegungsrichtung gesehen – ist ein Sensiermittel 46a zur Bestimmung einer Grifffarbe eines vom Förderband 26a an dem Sensiermittel 46a vorbei geführten Einzelelements 20a ortsfest angeordnet. Die Steuereinheit 10a ist dazu vorgesehen, die Farbe des Einzelelements 20a und seine Position auf dem Förderband 26a in ihrer Speichereinheit abzuspeichern und eine Anzahl der Einzelelemente 20a gleichen charakterisierenden Merkmals, also gleicher Grifffarbe, die sich auf dem zuführenden Förderband 26a zwischen dem Sensiermittel 46a und einer Puffereinheit 12a, 14a, 16a, 18a, die dazu vorgesehen ist, die Einzelelemente 20a mit dieser Grifffarbe aufzunehmen, festzustellen und diese Anzahl mit der Zahl von Einzelelementen 20a, die sich bereits in Speicherelementen 30a dieser Puffereinheit 12a, 14a, 16a, 18a befinden, als eine Kennzahl dieser Puffereinheit 12a, 14a, 16a, 18a festzustellen.
In der Steuereinheit 10a ist eine Verfahrensanweisung hinterlegt, die Auswahlregeln in Bezug auf die Grifffarben der Zahnbürsten umfasst. Die Steuereinheit 10a ist des Weiteren dazu vorgesehen, zur Sortierung einer Sortiereinheit 24a eine virtuelle Belegung einer Belegposition 48a innerhalb der Sortiereinheit 24a mit einem Einzelelement 20a vorzunehmen, wenn dieses die Auswahlregeln erfüllt und aus der Kennzahl der Puffereinheit 12a, 14a, 16a, 18a eine Belegungszahl zu ermitteln, indem sie eine Anzahl vorgenommener virtueller Belegungen von der Kennzahl der Puffereinheit 12a, 14a, 16a, 18a subtrahiert.
Weiterhin ist die Steuereinheit 10a dazu vorgesehen, eine Beschickung einer Sortiereinheit 24a, die sich auf dem abführenden Förderband 28a befindet, mit einem Einzelelement 20a mit einem charakterisierenden Merkmal, das die in der Steuereinheit 10a hinterlegten Auswahlregeln erfüllt, aus einer Puffereinheit 12a, 14a, 16a, 18a mit einer höchsten Belegungszahl von Einzelelementen 20a mit diesem charakterisierenden Merkmal vorzunehmen.
Die im Verlauf der Sortierung an den Handhabungseinheiten 34a, 36a, 38a, 40a vorbei transportierten Einzelelemente 22a fallen am – in Bewegungsrichtung gesehen – Ende des zuführenden Förderbands 26a in einen Sammelbehälter und werden der Sortiervorrichtung erneut zugeführt.
Die zur Steuerung notwendigen Verbindungen zwischen der Steuereinheit 10 und anderen Komponenten der Sortiervorrichtungen sind in den 1 bis 5 aus Gründen der Übersichtlichkeit nur durch ein Doppelpfeilsymbol dargestellt, das andeuten soll, das diese Verbindungen sowohl Steuer- als auch Datenleitungen umfassen. Dem Fachmann sind diesen Zwecken dienende, gängige Ausführungen von Verbindungen bekannt.
In der 2 ist eine weitere Sortiervorrichtung mit einer Steuereinheit 10b zur Sortierung von Mischungen aus Einzelelementen 20b in Sortiereinheiten 24b nach einem charakterisierenden Merkmal der Einzelelemente 20b und mit einem Förderband 26b dargestellt. Die Einzelelemente 20b sind wiederum als Zahnbürsten mit in diesem Fall fünf verschiedenen Grifffarben als charakterisierendem Merkmal ausgebildet. Die Einzelelemente 20b sind in der 2 durch große Anfangsbuchstaben ihrer Grifffarben gekennzeichnet: G = gelb, R = rot, GN = grün, B = blau, V = violett. Das durch die Steuereinheit 10b von links nach rechts durch Ansteuerung eines nicht näher beschriebenen Antriebsmittels bewegte Förderband 26b wird zu Beginn mit den unsortierten Einzelelementen 20b gefüllt, so dass die Sortiereinheiten 24b zu je zehn Einzelelementen 20b in zufälliger Reihenfolge bestückt sind.
Die Sortiervorrichtung weist zwei Puffereinheiten 12b, 14b auf, die zu beiden Seiten des Förderbands 26b gegenüberliegend angeordnet sind, sowie eine ortsfest angeordnete Handhabungseinheit 34b, die in gleicher Weise wie die in der 1 dargestellte Handhabungseinheit 34a ausgestaltet ist.
Die zwei Puffereinheiten 12b, 14b umfassen jeweils zwanzig durch einen Drehtisch bewegliche Speicherelemente 30b und sind mit jeweils einem eigenen Antriebsmittel des Drehtischs ausgestattet, das in seinem rotatorischen Freiheitsgrad zwei unterschiedliche Bewegungen, nämlich im Uhrzeigersinn und umgekehrt, aufweist (in den 2, 3, 4 und 5 durch Doppelpfeile angedeutet). Die beiden Puffereinheiten 12b, 14b sind dazu vorgesehen, von der Handhabungseinheit 34b von dem Förderband 26b aufgenommene Einzelelemente 20b aufzunehmen oder von der Handhabungseinheit 34b auf das Förderband 26b abzugebende Einzelelemente 20b bereitzustellen.
Zur Inbetriebnahme der Sortiervorrichtung werden die ersten Einzelelemente 20b aus den Sortiereinheiten 24b mittels der Handhabungseinheit 34b abwechselnd auf die Speicherelemente 30b der Puffereinheiten 12b, 14b verteilt, bis alle Speicherelemente 30b der einen Puffereinheit 14b und alle Speicherelemente 30b bis auf ein Speicherelement 32b der anderen Puffereinheit 12b mit Einzelelementen 20b belegt sind.
Die Steuereinheit 10b ist dazu vorgesehen, ein beliebiges Speicherelement 30b, 32b jeder der zwei Puffereinheiten 12b, 14b mittels seines Antriebsmittels auf einem kürzesten Weg zu einer festgelegten Position, unterhalb der Handhabungseinheit 34b, zu verfahren. Ferner ist die Steuereinheit 10b dazu vorgesehen, zur Sortierung einen Austausch eines Einzelelements 20b einer Sortiereinheit 24b durch ein Einzelelement 20b mit einem anderen charakterisierenden Merkmal, das in der Steuereinheit 10b hinterlegte Auswahlregeln erfüllt, aus einer Puffereinheit 12b, 14b vorzunehmen.
In der in der 2 dargestellten Situation verletzt eine Sortiereinheit 24b, nämlich die zweite von links, die in der Steuereinheit 10b hinterlegten Auswahlregeln, weil sie zu viele Zahnbürsten mit gelbem Griff enthält. Die Steuereinheit 10b hat aufgrund eines hinterlegten Verfahrensablaufs entschieden, die der Handhabungseinheit 34b nächstliegende Zahnbürste mit gelbem Griff durch eine Zahnbürste mit grünem Griff aus der unteren Puffereinheit 14b auszutauschen. Zur Vorbereitung ist die Steuereinheit 10b dazu vorgesehen, das freie Speicherelement 32b der in der 2 oben dargestellten Puffereinheit 12b sowie das der Handhabungseinheit 34b nächstgelegene Speicherelement 30b der in der 2 unten dargestellten Puffereinheit 14b, das mit einer Zahnbürste mit einem grünen Griff belegt ist, zu der festgelegten Position unterhalb der Handhabungseinheit 34b zu verfahren (3). Sobald das Förderband 26b so weit verfahren wurde, das die der Handhabungseinheit 34b nächstliegende Zahnbürste mit gelbem Griff die Position der Handhabungseinheit 34b erreicht hat, greift ein erstes Handhabungselement 44b der Handhabungseinheit 34b die Zahnbürste mit dem grünen Griff aus der Puffereinheit 14b und ein zweites Handhabungselement 42b der Handhabungseinheit 34b die Zahnbürste mit dem gelben Griff aus der Sortiereinheit 24b. In der anschließenden Bewegung der Handhabungseinheit 34b, die im Folgenden erläutert wird, wird die Zahnbürste mit dem gelben Griff in das freie Speicherelement 32b der Puffereinheit 12b und die Zahnbürste mit dem grünen Griff in eine freigewordene Belegposition 48b der Sortiereinheit 24b transportiert (4).
Die Sortiervorrichtung gemäß der 2 wurde zu einer Sortiervorrichtung gemäß 5 erweitert, indem ein weiteres Paar baugleicher Puffereinheiten 16c, 18c und eine weitere, baugleiche Handhabungseinheit 36c an einer anderen Stelle eines Förderbands 26c hinzugefügt wurde. Die vier Puffereinheiten 12c, 14c, 16c, 18c weisen jeweils zwanzig bewegliche Speicherelemente 30c auf und sind jeweils paarweise einander zugeordnet und zu beiden Seiten des Förderbands 26c gegenüberliegend angeordnet. Zwischen den Paaren von Puffereinheiten 12c und 14c sowie 16c und 18c befindet sich jeweils eine Handhabungseinheit 34c, 36c, so dass die Zahl der Handhabungseinheiten 34c, 36c in dieser Sortiervorrichtung der Zahl der Paare von Puffereinheiten 12c, 14c, 16c, 18c genau entspricht. Eine Steuereinheit 10c ist dazu vorgesehen, die Handhabungseinheiten 34c, 36c so zu steuern, dass die in einer Bewegungsrichtung des Förderbands 26c zuvorderst angeordnete Handhabungseinheit 34c nur Einzelelemente 20c von und/oder zu ungeradzahligen Belegpositionen 48c einer Sortiereinheit 24c transportiert und die in einer Bewegungsrichtung des Förderbands 26c nachfolgend angeordnete Handhabungseinheit 36c nur die Einzelelemente 20c auf und/oder zu geradzahligen Belegpositionen 50c der Sortiereinheit 24c transportiert. Auf diese Weise kann die Fördergeschwindigkeit des Förderbands 26c im Vergleich zur Sortiervorrichtung gemäß 2 im Wesentlichen verdoppelt werden.
Weiterhin ist die Steuereinheit 10c dazu vorgesehen, einen Austausch eines Einzelelements 20c einer Sortiereinheit 24c durch ein Einzelelement 20c mit einem anderen charakterisierenden Merkmal aus einer ersten Puffereinheit 18c vorzunehmen, um eine Anzahl von charakterisierenden Merkmalen von Einzelelementen 20c einer zweiten Puffereinheit 16c zu erhöhen. Da im Ausführungsbeispiel der 5 die Puffereinheit 16c in der dargestellten Sortiersituation keine Zahnbürsten mit gelbem Griff in ihren Speicherelementen 30c aufweist, ist die Steuereinheit 10c dazu vorgesehen, eine Zahnbürste mit gelbem Griff aus einer der nächsten Sortiereinheiten 24c mittels der Handhabungseinheit 36c zu entnehmen, sofern dort wie dargestellt noch eine weitere Zahnbürste mit gelbem Griff enthalten ist, und in die Puffereinheit 16c zu verschieben, um die Anzahl unterschiedlicher Farben von Einzelelementen 20c der Puffereinheit 16c zu erhöhen, auch wenn in der betreffenden Sortiereinheit 24c keine der in der Steuereinheit 10c hinterlegten Auswahlregeln verletzt wird. Die der Sortiereinheit 24c entnommene Zahnbürste mit gelbem Griff wird mittels der Handhabungseinheit 36c durch eine Zahnbürste mit grüner Grifffarbe ersetzt, so dass die in der Steuereinheit 10c hinterlegten Auswahlregeln weiterhin erfüllt bleiben.
In 6 ist eine Handhabungseinheit 34 aus den in den 1, 2 bis 4 und 5 beschriebenen Ausführungsbeispielen im Detail dargestellt. Die Handhabungseinheit 34 umfasst zwei Handhabungselemente 42, 44, die jeweils an einem unteren Ende ein Greifmittel 52, 54 aufweisen. Die Handhabungselemente 42, 44 sind jeweils in einem unteren Drittel mittels eines Gleitführungselements 56, 58, das auf einer horizontalen Schiene 60 bewegbar gelagert ist, gleitend geführt. Jedes Handhabungselement 42, 44 ist in seinem oberen Drittel mit einem Führungsstift 62, 64 ausgestattet, an dem es an einem Ende einer drei Gelenkteile umfassenden Kopplungseinheit 66 angelenkt ist. Die Führungsstifte 62, 64 der Handhabungselemente 42, 44 sind jeweils in einem bogenförmig ausgebildeten Schlitz 76 einer Kulisse 68 angeordnet, wobei Seitenränder des Schlitzes 76 eine seitliche Führung der Führungsstifte 62, 64 bereitstellen. Eines der drei in einer Ebene beweglichen Gelenkteile der Kopplungseinheit 66 ist mit einem der Kopplungseinheit 66 abgewandten Ende an einen nicht näher dargestellten Antrieb angelenkt, der dazu vorgesehen ist, dieses Gelenkteil zu verfahren. Dem Fachmann sind dazu gängige Methoden bekannt. Durch die Kopplung der Handhabungselemente 42, 44 mit der Kopplungseinheit 66 und die Führung der Führungsstifte 62, 64 innerhalb des Schlitzes 76 der Kulisse 68 kann eine Bewegung der beiden Handhabungselemente 42, 44 erzielt werden, in der beide Handhabungselemente 42, 44 zunächst eine erste Tiefposition 70 erreichen und danach in einer bogenförmigen Bewegung, die dem Schlitz 76 der Kulisse 68 entspricht, nach Erreichen einer Hochposition 74 in eine gegenüber der ersten Tiefposition 70 seitlich versetzten zweiten Tiefposition 72 verfahren werden, wobei sie aufgrund der beiden Gleitführungselemente 56, 58 eine senkrechte Lage beibehalten.
In den Tiefpositionen 70, 72 der beiden Handhabungselemente 42, 44 können, unabhängig voneinander, die Greifmittel 52, 54 der Handhabungselemente 42, 44 durch die Steuereinheit 10 da zu veranlasst werden, jeweils ein Einzelelement 20 zu greifen oder abzulegen.
In der ersten Tiefposition 70 der beiden Handhabungselemente 42, 44 befinden sich deren Greifmittel 52, 54 bei der Sortiervorrichtung gemäß der 1 jeweils über dem zuführenden Förderband 26a und über einer Puffereinheit 12a, 14a, 16a, 18a und in der zweiten Tiefposition 72 jeweils über der betreffenden Puffereinheit 12a, 14a, 16a, 18a und über dem abführenden Förderband 28a.
Bei der Sortiervorrichtung gemäß der 2 befinden sich die Greifmittel 52, 54 der beiden Handhabungselemente 42, 44 in der ersten Tiefposition 70 jeweils über einer ersten Puffereinheit 14b und über dem Förderband 26b und in der zweiten Tiefposition 72 jeweils über dem Förderband 26b und über einer zweiten Puffereinheit 12b. Entsprechendes gilt für die Sortiervorrichtung gemäß der 5.

10: Steuereinheit
12: Puffereinheit
14: Puffereinheit
16: Puffereinheit
18: Puffereinheit
20: Einzelelement
22: Einzelelement
24: Sortiereinheit
26: Förderband
28: Förderband
30: Speicherelement
32: Speicherelement
34: Handhabungseinheit
36: Handhabungseinheit
38: Handhabungseinheit
40: Handhabungseinheit
42: Handhabungselement
44: Handhabungselement
46: Sensiermittel
48: Belegposition
50: Belegposition
52: Greifmittel
54: Greifmittel
56: Gleitführungselement
58: Gleitführungselement
60: Schiene
62: Führungsstift
64: Führungsstift
66: Kopplungseinheit
68: Kulisse
70: Tiefposition
72: Tiefposition
74: Hochposition
76: Schlitz

Claims

Sortiervorrichtung mit zumindest einer Steuereinheit (10), zur Sortierung von Mischungen aus Einzelelementen (20, 22) in Sortiereinheiten (24) nach zumindest einem charakterisierenden Merkmal der Einzelelemente (20, 22), und mit mindestens einem Förderband (26, 28), gekennzeichnet durch zumindest eine mindestens zwei bewegliche Speicherelemente (30, 32) aufweisende Puffereinheit (12, 14, 16, 18) zur Zwischenlagerung von Einzelelementen (20, 22).
Sortiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Puffereinheit (12, 14, 16, 18) ein Antriebsmittel aufweist, das dazu vorgesehen ist, jedes der mindestens zwei Speicherelemente (30, 32) der Puffereinheit (12, 14, 16, 18) zu zumindest einer festgelegten Position zu verfahren.
Sortiervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch zumindest eine Handhabungseinheit (34, 36, 38, 40) mit zumindest zwei Handhabungselementen (42, 44) zur Handhabung der Einzelelemente (20, 22).
Sortiervorrichtung zumindest nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Handhabungseinheit (34, 36, 38, 40) dazu vorgesehen ist, Einzelelemente (20, 22) zwischen dem zumindest einen Förderband (26, 28) und der zumindest einen Puffereinheit (12, 14, 16, 18) zu transportieren.
Sortiervorrichtung zumindest nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsmittel der zumindest einen Puffereinheit (12, 14, 16, 18) zumindest in einem Freiheitsgrad seiner Bewegung zwei unterschiedliche Bewegungsrichtungen aufweist.
Sortiervorrichtung zumindest nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch zumindest zwei jeweils mindestens zwei bewegliche Speicherelemente (30, 32) umfassende Puffereinheiten (12, 14, 16, 18), die dazu vorgesehen sind, von der zumindest einen Handhabungseinheit (34, 36, 38, 40) von dem zumindest einen Förderband (26, 28) aufgenommene Einzelelemente (20, 22) aufzunehmen oder von der zumindest einen Handhabungseinheit (34, 36, 38, 40) auf das zumindest eine Förderband (26, 28) abzugebende Einzelelemente (20, 22) bereitzustellen.
Sortiervorrichtung zumindest nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch mindestens vier Puffereinheiten (12, 14, 16, 18), die jeweils mindestens zwei bewegliche Speicherelemente (30, 32) aufweisen und jeweils paarweise einander zugeordnet sind, und durch eine Anzahl von Handhabungseinheiten (34, 36, 38, 40), die mindestens halb so groß ist wie die Anzahl der Puffereinheiten (12, 14, 16, 18).
Sortiervorrichtung zumindest nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch zumindest zwei Förderbänder (26, 28) und mindestens zwei Puffereinheiten (12, 14, 16, 18), die jeweils mindestens zwei bewegliche Speicherelemente (30, 32) aufweisen, und durch eine Anzahl von Handhabungseinheiten (34, 36, 38, 40), die mindestens so groß ist wie die Anzahl der Puffereinheiten (12, 14, 16, 18).
Sortiervorrichtung zumindest nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei der Puffereinheiten (12, 14, 16, 18) dazu vorgesehen sind, nur Einzelelemente (20, 22) aufzunehmen, die jeweils hinsichtlich eines charakterisierenden Merkmals übereinstimmen.
Sortiervorrichtung zumindest nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (10) dazu vorgesehen ist, ein beliebiges Speicherelement (30, 32) der zumindest einen Puffereinheit (12, 14, 16, 18) mittels des Antriebsmittels auf einem kürzesten Weg zu einer festgelegten Position zu verfahren.
Sortiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (10) dazu vorgesehen ist, zur Sortierung einen Austausch eines Einzelelements (20, 22) einer Sortiereinheit (24) durch ein Einzelelement (20, 22) mit einem anderen charakterisierenden Merkmal, das in der Steuereinheit (10) hinterlegte Auswahlregeln erfüllt, aus einer Puffereinheit (12, 14, 16, 18) vorzunehmen.
Sortiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (10) dazu vorgesehen ist, eine Beschickung einer Sortiereinheit (24) mit einem Einzelelement (20, 22) mit einem charakterisierenden Merkmal, das in der Steuereinheit (10) hinterlegte Auswahlregeln erfüllt, aus einer Puffereinheit (12, 14, 16, 18) mit einer höchsten Belegungszahl von Einzelelementen (20, 22) mit diesem charakterisierenden Merkmal vorzunehmen.
Sortiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (10) dazu vorgesehen ist, einen Austausch eines Einzelelements (20, 22) einer Sortiereinheit (24) durch ein Einzelelement (20, 22) mit einem anderen charakterisierenden Merkmal aus einer ersten Puffereinheit (12, 14, 16, 18) vorzunehmen, um eine Anzahl von charakterisierenden Merkmalen von Einzelelementen (20, 22) einer zweiten Puffereinheit (12, 14, 16, 18) zu erhöhen.
Verfahren zum Betrieb einer Sortiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zur Sortierung ein Austausch eines Einzelelements (20, 22) einer Sortiereinheit (24) durch ein Einzelelement (20, 22) mit einem anderen charakterisierenden Merkmal, das in der Steuereinheit (10) hinterlegte Auswahlregeln erfüllt, aus einer Puffereinheit (12, 14, 16, 18) erfolgt.
Verfahren zum Betrieb einer Sortiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13 und insbesondere nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass zur Sortierung eine Beschickung einer Sortiereinheit (24) mit einem Einzelelement (20, 22) mit einem charakterisierenden Merkmal, das durch in der Steuereinheit (10) hinterlegte Auswahlregeln erlaubt ist, aus einer Puffereinheit (12, 14, 16, 18) mit der höchsten Belegungszahl von Einzelelementen (20, 22) mit diesem charakterisierenden Merkmal erfolgt.
Verfahren zum Betrieb einer Sortiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13 und insbesondere nach einem der Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (10) nach einer Erkennung des zumindest einen Merkmals eines Einzelelements (20, 22) durch ein Sensiermittel (46) zur Sortierung einer Sortiereinheit (24) eine virtuelle Belegung einer Belegposition (48, 50) innerhalb der Sortiereinheit (24) mit dem Einzelelement (20, 22) vornimmt.
Verfahren zum Betrieb einer Sortiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13 und insbesondere nach einem der Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Sortierung ein Austausch eines Einzelelements (20, 22) einer Sortiereinheit (24) durch ein Einzelelement (20, 22) mit einem anderen charakterisierenden Merkmal aus einer ersten Puffereinheit (12, 14, 16, 18) erfolgt, um eine Anzahl von charakterisierenden Merkmalen von Einzelelementen (20, 22) einer zweiten Puffereinheit (12, 14, 16, 18) zu erhöhen.