DE102009025910A1 - Handling element for gripping device for packaged goods e.g. beverage crates, has format parts formed at frame element of gripping device, where handling element is detachably fastened to frame element by magnetic force - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Handhabungselement einer Greifeinrichtung für Verpackungsgüter mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Steuerung eines solchen Handhabungselements.The The present invention relates to a handling element of a gripping device for packaging goods with the features of the independent claim 1. The invention further relates to a method of control such a handling element.
In bekannten Gruppiersystemen von Palettiermaschinen werden Verpackungsgüter, die ein fertiges Gebinde bilden sollen, mit Hilfe von Linearportalen oder Knickarmroboter, die mit Klemmgreifsystemen ausgestattet sind, zu Gebinde-Formationen gedreht und verschoben, so dass die gewünschten Palettierlagen gebildet werden.In Known grouping systems of palletizers are packaged goods, the to form a finished container, with the help of linear portals or articulated robots equipped with clamping gripping systems, to pack formations rotated and moved so that the desired palletizing formed become.
Üblicherweise werden Handhabungselemente in Form von Klemmbacken an einem Greiferkopf durch Schraubverbindungen an einem dazugehörigen Rahmenelement des Greiferkopfes befestigt. Aufgrund der vorkommenden unterschiedlichen Abmessungen und Größen der zu verarbeitenden Verpackungsgüter weisen die Handhabungselemente unterschiedliche Längen auf und müssen als so genanntes Formatteil bei einem Produktwechsel häufig ebenfalls gewechselt werden. Das Lösen und Fixieren der Schraubverbindung ist relativ zeitaufwändig und reduziert die Verfügbarkeit der Maschine aufgrund langer Umstell- und Umrüstzeiten.Usually Be handling elements in the form of jaws on a rapier head by screw on an associated frame member of the gripper head attached. Due to the different dimensions and sizes of to be processed packaging goods the handling elements have different lengths and must as a so-called format part in a product change often also change. The release and fixing the screw is relatively time consuming and reduces the availability the machine due to long changeover and changeover times.
Während des Drehens und Verschiebens von Gebinden durch den Greiferkopf kann es außerdem unter ungünstigen Umständen zu Kollisionen zwischen dem Greiferkopf und dem Gebinde kommen, so dass das Gebinde beschädigt werden kann und ggf. der Robotersteuerung des Greiferkopfes eine Fehlfunktionen gemeldet werden könnte. Derartige Schraubverbindungen bieten somit keinen Kollisionsschutz und können im Falle einer Kollision im Extremfall zu Greiferkopfbeschädigungen oder Bauteilbruch führen.During the Turning and moving of containers by the rapier head can it as well under unfavorable circumstances collisions between the rapier head and the container occur, so that the container is damaged can and possibly the robot control of the gripper head a Malfunctions could be reported. Such screw connections thus offer no collision protection and can in the case of a collision in extreme cases to rapier head damage or break component.
Ein vorrangiges Ziel der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der ein Wechsel von Kontakt- und Handhabungselement vereinfacht und die Umrüstzeit der Maschine reduziert werden kann.One The primary object of the invention is to provide a device create, with a change of contact and handling element simplified and the changeover time the machine can be reduced.
Dieses Ziel der Erfindung wird mit dem Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 dadurch erreicht, dass ein Handhabungselement einer Greifeinrichtung für Verpackungsgüter an einem Rahmenelement einer Verpackungsmaschine mittels magnetischer Kraft und teilautomatisch oder vollautomatisch lösbar und/oder auswechselbar befestigt ist. Das Handhabungselement kann bspw. als Formatteil oder Klemmbacke bezeichnet werden, die an den Rahmenelementen, oder den sogenannten Klemmhebeln angebracht sind. Diese Formatteile bilden mit der Anbringung am Rahmenelement den Greiferkopf bzw. die Greifereinrichtung. Diese komplette Greifereinrichtung ist an einem Führungsschlitten des Roboters aufgehängt. Mit Hilfe des Führungsschlittens kann sich die Greifereinrichtung entlang einer Verpackungsstrecke bewegen und die Verpackungsgüter auf der Transportstrecke in die optimale Ausgangsposition drehen und/oder verschieben.This The aim of the invention is the subject of the independent claim 1 achieved in that a handling element of a gripping device for packaging goods at one Frame element of a packaging machine by means of magnetic force and semi-automatic or fully automatic detachable and / or interchangeable is attached. The handling element may, for example, as a format part or Jaw referred to the frame elements, or the so-called clamping levers are attached. Form these format parts with the attachment to the frame element the gripper head or the gripper device. This complete gripper device is on a guide carriage suspended by the robot. With the help of the guide carriage can the gripper device move along a packing line and the packaging goods Turn the transport path in the optimal starting position and / or move.
Die Haltekraft zur Verbindung des Handhabungselements bzw. der Formatteile am Rahmenelement kann wahlweise durch die magnetischen Kräfte von Permanentmagneten erzeugt werden, die am Handhabungselement und/oder am Rahmenelement befestigt sind. Alternativ hierzu können auch Elektromagneten eingesetzt werden. Das Handhabungselement weist mit dem Rahmenelement jeweils zueinander, korrespondierende Halteflächen auf, an denen die magnetische Kraft erzeugt wird und somit ein sicheres Halten der Kontakt- bzw. Handhabungselemente gewährleistet wird. Um das teil- oder vollautomatische Lösen und/oder Auswechseln der Handhabungselemente bzw. Formatteile zu ermöglichen, ist an der Greifereinrichtung vorzugsweise ein teil- oder vollautomatisch steuerbarer bzw. betätigbarer Trenn- bzw. Lösemechanismus angebracht. Um die magnetisch Kraft der Haltefläche aufzuheben, bspw. wenn ein Wechsel der Formatteile oder der Führungs- bzw. Leitbleche stattfinden soll, wird mit Hilfe eines Trenn- bzw. Lösemechanismus die magnetische Kraft unterbrochen. Der Trenn- bzw. Lösemechanismus bei der Greifeinrichtung ist vorzugsweise in Form eines steuerbaren Aktors an dieser Einrichtung angebracht. Mittels einer Betätigung des Aktors wird das Handhabungselement an der Greifeinrichtung vom Rahmenelement abgedrückt, so dass die magnetische Kraft zwischen diesen beiden Teilen aufgehoben wird. Der Aktor kann bspw. durch eine automatische Steuerung gebildet sein, die die magnetische Kraft zwischen den Kontakt- bzw. Handhabungselement und dem Rahmenelement mit einer Zwangssteuerung unterbricht.The Holding force for connecting the handling element or the format parts on the frame element can optionally by the magnetic forces of Permanent magnets are generated, which on the handling element and / or attached to the frame element. Alternatively, you can also Electromagnets are used. The handling element has with the frame element in each case to each other, corresponding holding surfaces, where the magnetic force is generated and thus a safe Holding the contact or handling elements is guaranteed. In order to or fully automatic release and / or replacing the handling elements or format parts enable, is at the gripper device preferably a partially or fully automatic controllable or actuatable Separation or release mechanism appropriate. To cancel the magnetic force of the holding surface, for example. If a Change the format parts or the guide or baffles to take place is by means of a separation or release mechanism the magnetic force interrupted. The separation or release mechanism in the gripping device is preferably in the form of a controllable Actors attached to this device. By means of an actuation of the Actuator is the handling element on the gripping device from the frame element pulled the trigger, so that the magnetic force is lifted between these two parts becomes. The actuator can, for example, formed by an automatic control be the magnetic force between the contact or handling element and interrupts the frame element with a positive control.
Gemäß einer Ausführungsvariante der Erfindung sind die Handhabungselemente automatisch an ihre Position am Rahmenelement und/oder an eine Ablageposition zuführbar. Zudem ist es sinnvoll, wenn der an der Greifeinrichtung angeordnete, teil- oder vollautomatisch betätigbare Trenn- bzw. Lösemechanismus mit dem teil- oder vollautomatisch auswechselbaren Handhabungselement bzw. den teil- oder vollautomatisch auswechselbaren Formatteilen zusammenwirkt.According to one variant According to the invention, the handling elements are automatically in their position be fed to the frame member and / or to a storage position. moreover it makes sense if the arranged on the gripping device, partially or fully automatically actuated Separation or release mechanism with the partially or fully automatically exchangeable handling element or the partially or fully automatically interchangeable format parts cooperates.
Ein Merkmal der vorliegenden Erfindung sind jeweils zueinander weisende, korrespondierende Halteflächen zwischen dem Handhabungselement und dem Rahmenelement. Zudem ist vorzugsweise mindestens eine Positioniereinheit Handhabungselement und/oder am Rahmenelement angebracht. Zur besseren Positionierung können weiterhin Anschläge am Handhabungselement und/oder am Rahmenelement angebracht sein, so dass beim teil- oder vollautomatischen Wechseln der Formatteile deren Positionen unter allen Betriebsbedingungen zuverlässig getroffen werden können. Die erwähnte Positioniereinheit kann bspw. als Anschlag ausgebildet sein, der die Magneten in ihre richtige Position drängt. Der mindestens eine Anschlag ist vorzugsweise an der gegenüberliegenden Seite des Magneten angebracht, bspw. am Handhabungselement oder am Rahmenelement. Zur sicheren Positionierung und Stabilität der Wechselteile sind mindestens zwei Schenkel des Rahmenelements mit magnetischen Flächen ausgestattet. Mit mindestens zwei Schenkeln kann die sichere Positionierung der Teile gewährleistet werden, so dass zum einen eine Verstellung und zum anderen ein Verrutschen der Wechselteile in x- und/oder y-Richtung vermieden wird.A feature of the present invention are mutually facing, corresponding holding surfaces between the handling element and the frame member. In addition, preferably at least one positioning unit handling element and / or attached to the frame member. to better positioning can continue to be attached to the handling element and / or the frame member so that the positions can be reliably taken under all operating conditions when partially or fully automatically changing the format parts. The mentioned positioning unit may, for example, be designed as a stop, which urges the magnets into their correct position. The at least one stop is preferably mounted on the opposite side of the magnet, for example on the handling element or on the frame element. For secure positioning and stability of the removable parts at least two legs of the frame member are equipped with magnetic surfaces. With at least two legs, the secure positioning of the parts can be ensured, so that on the one hand an adjustment and on the other a slipping of the change parts in the x and / or y direction is avoided.
In diesem Zusammenhang ist es sinnvoll, wenn sich die Ablageposition für die Handhabungselemente bzw. Formatteile innerhalb eines Aktionsradius der Greifeinrichtung befindet. In der Ablageposition kann eine Mehrzahl auswechselbarer Handhabungselemente bzw. Formatteile bevorratet sein, die je nach Bedarf der Greifeinrichtung zugeführt bzw. von dieser übernommen und dort mittels der magnetischen Halteeinrichtungen fixiert werden können.In In this context, it makes sense when the filing position for the Handling elements or format parts within an operating radius the gripping device is located. In the storage position, a plurality exchangeable handling elements or format parts stockpiled be supplied as needed by the gripping device or from this is taken over and fixed there by means of the magnetic holding devices can.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wirkt die Greifeinrichtung mit einer programmierten Steuereinrichtung zusammen, die in Abhängigkeit der von der Greifeinrichtung zu handhabenden Artikel die passenden Formatteile auswählt und mit der Greifeinrichtung koppelt bzw. von dieser entkoppelt.According to one another preferred embodiment the invention, the gripping device acts with a programmed Control device together, in dependence of the gripping device to managing article selects the appropriate format parts and coupled with the gripping device or decoupled from this.
Die vorliegende Erfindung umfasst weiterhin ein Verfahren zur Steuerung eines Handhabungselements einer Greifeinrichtung für Verpackungsgüter, bei dem das Handhabungselement mittels magnetischer Kraft an einem Rahmenelement der Greifeinrichtung teilautomatisch oder vollautomatisch gelöst, ausgetauscht und/oder befestigt wird. Das Handhabungselement wird dabei durch am Rahmenelement angeordnete Formatteile gebildet. Die Kontaktelemente und Handhabungselemente können automatisch an ihre Position am Rahmenelement und/oder an einer Ablageposition zugeführt werden. Vorzugsweise wird ein an der Greifeinrichtung angeordneter Trenn- bzw. Lösemechanismus teil- oder vollautomatisch betätigt. Hierbei ist es sinnvoll, wenn der an der Greifeinrichtung angeordnete, teil- oder vollautomatisch betätigbare Trenn- bzw. Lösemechanismus mit dem teil- oder vollautomatisch auswechselbaren Handhabungselement bzw. den teil- oder vollautomatisch auswechselbaren Formatteilen zusammenwirkt.The The present invention further includes a method of control a handling element of a gripping device for packaging goods, in the handling element by means of magnetic force on a frame member the gripping device partially automatically or fully automatically solved, replaced and / or attached. The handling element is through formed on the frame element format parts. The contact elements and handling elements can automatically to their position on the frame element and / or on a Fed to storage position become. Preferably, a separating device arranged on the gripping device is or release mechanism partially or fully automatically operated. It is useful if the arranged on the gripping device, partially or fully automatically operable Separation or release mechanism with the partially or fully automatically exchangeable handling element or the partially or fully automatically exchangeable format parts interacts.
Vorzugsweise wird eine Mehrzahl von auswechselbaren Handhabungselementen bzw. Formatteilen in der Ablageposition innerhalb eines Aktionsradius der Greifeinrichtung bevorratet, abgelegt und/oder von dort aufgenommen. Zudem kann die Greifeinrichtung mit einer programmierten Steuereinrichtung gekoppelt sein, die in Abhängigkeit der von der Greifeinrichtung zu handhabenden Artikel die passenden Formatteile auswählt, von der Ablageposition entnimmt und mit der Greifeinrichtung koppelt und/oder entkoppelt und in die Ablageposition ablegt.Preferably is a plurality of interchangeable handling elements or Format parts in the storage position within an operating radius the gripping device stored, filed and / or taken from there. In addition, the gripping device with a programmed control device be coupled, depending on the to be handled by the gripping device articles the appropriate Select format parts, removes from the storage position and coupled with the gripping device and / or decoupled and stored in the storage position.
Die Formatteile bzw. Klemmbacken können wahlweise Klemmprofile aufweisen, welche bspw. aus flexiblem Kunststoff bestehen. Durch die Verwendung eines flexiblen Kunststoffes wirken die Klemmprofile beim Greifen der Verpackungsgüter selbsthemmend. Diese selbsthemmend wirkenden Klemmprofile können den entstehenden Fliehkräften während des Drehens und/oder Verschiebens der Verpackungsgüter bzw. der Gebinde entgegen wirken. Das flexible Kunststoffmaterial und die Formgebung der Klemmprofile passen sich in vorteilhafter Weise an die Gebindekontur an. Dies wird dadurch ermöglicht, dass die Klemmprofile nach innen zeigende Laschen oder Streifen aufweisen, die in ihrer Form und hinsichtlich ihres Materials elastisch sind. Üblicherweise werden auf die Klemmbacken Gummiplatten zur Erhöhung der Klemmreibung verwendet. Diese Gummiplatten zeigen jedoch den Nachteil, dass sie sich nicht in gewünschter Weise flexibel an die Form des Gebindes anpassen können. Des Weiteren besteht bei der Verwendung von zu harten Gummiplatten die Gefahr, dass die Gebinde durch die auftretenden Fliehkräfte aus der Greifeinrichtung rutschen könnten, während bei der Verwendung von zu weichen Gummiplatten der Nachteil entstehen könnte, dass diese in relativ kurzer Zeit verschleißen.The Format parts or jaws can optionally Have clamping profiles, which, for example, consist of flexible plastic. By using a flexible plastic, the clamping profiles act Self-locking when gripping the packaging goods. These self-locking clamping profiles can reduce the centrifugal forces generated during the Turning and / or moving the packaged goods or containers against Act. The flexible plastic material and the shape of the clamping profiles adapt to the container contour in an advantageous manner. This is thereby enabled that the clamping profiles inwardly facing tabs or strips which are elastic in shape and material are. Usually Rubber plates are used on the jaws to increase the clamping friction. These However, rubber plates show the disadvantage that they are not in desired Flexible way to adapt to the shape of the container. Of Furthermore, when using too hard rubber plates, the Danger that the container from the centrifugal forces occurring the gripping device could slip, while when using too soft rubber sheets the disadvantage could arise that wear them out in a relatively short time.
Weitere Merkmale, Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden detaillierten Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung hervor, die als nicht einschränkendes Beispiel dienen und auf die beigefügten Zeichnungen Bezug nehmen. Die Größenverhältnisse der einzelnen Elemente zueinander in den Figuren entsprechend nicht immer den realen Größenverhältnissen, da einige Formen vereinfacht und andere Formen zur besseren Veranschaulichung vergrößert im Verhältnis zu anderen Elementen dargestellt sind.Further Features, objects and advantages of the present invention will be apparent the following detailed description of preferred embodiments the invention, which serve as a non-limiting example and on the attached Refer to drawings. The proportions the individual elements to each other in the figures not always the real size ratios, as some forms are simplified and other forms for ease of illustration increased in proportion to other elements are shown.
Gleiche
Bauteile weisen in den
Die
schematische Seitenansicht der
Wenn im Zusammenhang der Figurenbeschreibung von Artikeln, Verpackungsgütern und Gebinden die Rede ist, so können damit bspw. Getränkebehälter o. dgl., jedoch auch andere Verpackungsgüter wie Getränkekisten oder -kartons, Lebensmittelkartons o. dgl. gemeint sein. Für die Wirkungsweise und Anwendbarkeit der vorliegenden Erfindung ist die Art der verpackten Güter jedoch ohne Bedeutung.If in the context of the description of figures of articles, packaging goods and Containers are discussed, so can so that, for example, beverage container o. Like., But other packaging goods such as crates or cartons, food cartons o. The like. Be meant. For the effect and Applicability of the present invention is the type of packaged Goods however without meaning.
Die
schematische Vorderansicht der
Um
die Gebinde
Bei
einem Wechsel der Handhabungselemente
Dieser
Trenn- bzw. Lösemechanismus
Die
schematische Seitenansicht der
Die
perspektivische Darstellung der
Die
beiden perspektivischen Detailansichten der
Die
Darstellung der
Die
perspektivische Detaildarstellung der
Die
Wie
dies in den oben erläuterten
Figuren und insbesondere in der Detaildarstellung der
Die
Verpackungsmaschine
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehenden Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen denkbar, die von dem erfindungsgemäßen Gedanken Gebrauch machen und deshalb ebenfalls in den Schutzbereich fallen.The The invention is not limited to the above embodiments. Much more is a variety of variants and modifications conceivable by the idea according to the invention Use and therefore also fall within the scope of protection.
- 11
- Verpackungsmaschinepackaging machine
- 22
- Gebindelagenlayers of packages
- 44
- Gebindecontainer
- 66
- Verpackungsgüternpackaged goods
- 77
- Transporteinrichtungtransport means
- 88th
- Behandlungseinrichtungtreatment facility
- 99
- FördereinrichtungConveyor
- 1010
- GreifereinrichtungGripper device
- 1111
- Rahmengestellframe
- 1212
- Greiferkopfgripper head
- 1313
- Auflageflächebearing surface
- 1414
- Rahmenelementframe element
- 1616
- Klemmhebelclamping lever
- 1818
- Führungsschlittenguide carriage
- 2020
- Handhabungselementhandling element
- 2222
- Klemmbacke bzw. Formatteiljaw or format part
- 2323
- Halteflächeholding surface
- 2424
- Magnetmagnet
- 2626
- Positioniereinheitpositioning
- 2828
- Anschlagattack
- 3030
- Trenn- bzw. Lösemechanismusseparating or release mechanism
- 3232
- Hebellever
- 3434
- Klemmprofileclamping profiles
- 3636
- Laschentabs
- 5050
- Rückseiteback
- 5252
- HalteblechHalteblech
- 5454
- Führungguide
- 5656
- Haltestiftretaining pin
- 5858
- Aufbewahrungsbereichstorage area
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