DE102009040951B4 - Handling/stacking device for pallets, containers or the like - Google Patents
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Abstract
Handhabungs-/Stapelvorrichtung (10.1, 10.2, 10.3, 10.4, 10.5, 10.6) für ein Fertigungs-, Bearbeitungs- oder Lagersystem zum Handhaben beziehungsweise Stapeln von Paletten (14), Behältern oder dergleichen mit einer steuerbar bewegbaren Greifereinrichtung (12) zum Aufnehmen/ Entstapeln der Paletten (14) oder Behälter an einer ersten vorgebbaren Ablage-/ Stapelposition (16) und zum Ablegen/ Aufstapeln der Paletten (14) oder Behälter an einer zweiten vorgebbaren Ablage/ Stapelposition (18), wobei- die Handhabungs-/ Stapelvorrichtung (10) mit Fortbewegungsmitteln ausgestattet ist, die ein fahrerloses Verfahren der gesamten Vorrichtung ermöglicht und die Handhabungs- / Stapelvorrichtung eine Plattform (22) aufweist, die bereichsweise zumindest eine Stapelposition (16) bildet, das heißt die Handhabungs-/ Stapelvorrichtung (10) auch für den Materialtransport innerhalb eines Fertigungs-, Bearbeitungs- oder Lagersystem einsetzbar ist,- für die Bewegung der Greifereinrichtung (12) zumindest eine antreibbar ansteuerbare Hubachseneinrichtung (24) und zumindest eine antreibbar ansteuerbare Drehachseneinrichtung (26) und zumindest eine antreibbar ansteuerbare Teleskopachseneinrichtung (28) vorhanden ist,- dadurch gekennzeichnet, dass- die Greifereinrichtung (12) an der Teleskopachseneinrichtung (28) angeschlossen ist, die Teleskopachseneinrichtung (28) an der Hubachseneinrichtung (24) angeschlossen ist, die Drehachseneinrichtung (26) einen Drehteller (36) aufweist, auf dem die Hubachseneinrichtung (24) exzentrisch zur Drehachse (D) der Drehachseneinrichtung (26) angeschlossen ist, wobei der Drehteller (36) eine Ablage-/ Stapelposition bildet,- zusätzlich auf der Plattform (22), neben dem Drehteller (36) eine weitere Ablage-/ Stapelposition (20) vorhanden ist.Handling/stacking device (10.1, 10.2, 10.3, 10.4, 10.5, 10.6) for a manufacturing, processing or storage system for handling or stacking pallets (14), containers or the like with a controllably movable gripper device (12) for picking up/ Unstacking the pallets (14) or containers at a first predeterminable storage/stacking position (16) and for depositing/stacking the pallets (14) or containers at a second predeterminable storage/stacking position (18), wherein the handling/stacking device ( 10) is equipped with means of locomotion that enables the entire device to be moved without a driver and the handling/stacking device has a platform (22) that forms at least one stacking position (16) in some areas, i.e. the handling/stacking device (10) also for can be used for material transport within a production, processing or storage system,- for the movement of the gripper device (12) there is at least one drivably controllable lifting axis device (24) and at least one drivably controllable rotary axis device (26) and at least one drivably controllable telescopic axis device (28). characterized in that- the gripper device (12) is connected to the telescopic axis device (28), the telescopic axis device (28) is connected to the lifting axis device (24), the rotary axis device (26) has a turntable (36) on which the lifting axis device (24) is connected eccentrically to the axis of rotation (D) of the axis of rotation device (26), with the turntable (36) forming a storage/stacking position,- additionally on the platform (22), next to the turntable (36) another storage area -/ stacking position (20) is present.
Description
TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Handhabungs-/ Stapelvorrichtung für ein Fertigungs-, Bearbeitungs- oder Lagersystem zum Handhaben beziehungsweise Stapeln von Paletten, Behälter, Körbe oder dergleichen mit einer steuerbar bewegbaren Greifereinrichtung zum Aufnehmen/ Entstapeln der Paletten oder Behälter an einer ersten vorgebbaren Ablage-/ Stapelposition und zum Ablegen/ Aufstapeln der Paletten oder Behälter an einer zweiten vorgebbaren Ablage-/ Stapelposition, wobei die Handhabungs- / Stapelvorrichtung mit Fortbewegungsmitteln ausgestattet ist, die ein fahrerloses Verfahren der gesamten Vorrichtung ermöglicht und die Handhabungs-/ Stapelvorrichtung eine Plattform aufweist, die bereichsweise zumindest eine Stapelposition bildet, das heißt die Handhabungs-/ Stapelvorrichtung auch für den Materialtransport innerhalb eines Fertigungs-, Bearbeitungs- oder Lagersystem einsetzbar ist, für die Bewegung der Greifereinrichtung zumindest eine antreibbar ansteuerbare Hubachseneinrichtung und zumindest eine antreibbar ansteuerbare Drehachseneinrichtung und zumindest eine antreibbar ansteuerbare Teleskopachseneinrichtung vorhanden ist.The present invention relates to a handling/stacking device for a manufacturing, processing or storage system for handling or stacking pallets, containers, baskets or the like with a controllably movable gripper device for picking up/unstacking the pallets or containers at a first predeterminable storage/ Stacking position and for depositing/stacking the pallets or containers at a second predefinable deposit/stacking position, the handling/stacking device being equipped with means of locomotion that enables the entire device to be moved without a driver and the handling/stacking device having a platform that is forms at least one stacking position, i.e. the handling/stacking device can also be used for material transport within a production, processing or storage system, for the movement of the gripper device at least one drivably controllable lifting axis device and at least one drivably controllable rotary axis device and at least one drivably controllable telescopic axis device is available.
STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART
Es sind stationäre Roboter und stationär aufgestellte Paletten/ Behälterhandhabungssysteme bekannt. Es sind auch mobile Roboter (zum Beispiel Serviceroboter) bekannt. Weiterhin sind fahrerlose Transportsysteme (FTS) zum Transport von Behältnissen und Werkstücken bekannt.Stationary robots and stationary pallets/container handling systems are known. Mobile robots (for example service robots) are also known. Driverless transport systems (DTS) for transporting containers and workpieces are also known.
So werden in der industriellen Fertigung Roboter eingesetzt, die als stationär installierte Systeme mit beweglichen Teilen ausgebildet sind und die Bearbeitungsschritte an Werkstücken durchführen können, die ihnen über ein fest montiertes Transportsystem in Art eines Fließbandes zugeführt und nach der Bearbeitung weiter transportiert werden. Die stationär installierten Systeme sind in der Regel für eine spezifische Fertigungsaufgabe ausgelegt und es ist sehr aufwendig, diese an wechselnden Fertigungsaufgaben anzupassen. Daher sind die Systeme im Wesentlichen nur für Großserienfertigungen geeignet.In industrial production, for example, robots are used that are designed as stationary systems with moving parts and can carry out the processing steps on workpieces that are fed to them via a permanently installed transport system in the manner of an assembly line and transported further after processing. The stationary installed systems are usually designed for a specific production task and it is very expensive to adapt them to changing production tasks. Therefore, the systems are essentially only suitable for large-scale production.
Zur Flexibilisierung eines derartigen Fertigungssystems ist vorgeschlagen worden, das Transportsystem durch mobile Plattformen oder Drehroboter zu ersetzen, die zu bearbeitende Werkstücke zwischen stationären Roboterzellen transportieren. Ein solches Fertigungssystem erlaubt es zum Beispiel, die Reihenfolge von Fertigungsschritten zu verändern, indem für die Drehroboter wechselnde Wege zwischen den einzelnen stationären Zellen definiert werden oder Verarbeitungsschritte auszusparen, indem die Drehroboter mit einem Werkstück, bei dem ein bestimmter Verarbeitungsschritt nicht erforderlich ist, eine Zelle, die diesen Schritt durchführt, kurzerhand nicht anzufahren. Veränderungen im Fertigungsablauf umzusetzen bleibt jedoch nach wie vor schwierig, da eine flexible Anpassung an Änderungen des Fertigungsablaufs nur mit hohem Aufwand möglich ist.In order to make such a manufacturing system more flexible, it has been proposed to replace the transport system with mobile platforms or rotary robots that transport the workpieces to be processed between stationary robot cells. Such a manufacturing system makes it possible, for example, to change the order of manufacturing steps by defining alternating paths between the individual stationary cells for the rotary robots, or to omit processing steps by allowing the rotary robots to fill a cell with a workpiece that does not require a specific processing step , which carries out this step, summarily not to start. However, implementing changes in the production process remains difficult, since flexible adaptation to changes in the production process is only possible with great effort.
Aufgrund dieser Probleme wurden fahrerlose mobile Montagesysteme (FTS) entwickelt mit verschiedenen Leitsystemen, um die Flexibilität zu erhöhen. Auch die Verknüpfung derartiger Transportsysteme mit stationären Montagesystemen wurde schon realisiert. Fahrerlose Roboter im Montageeinsatz sind ebenfalls bekannt.Due to these problems, driverless mobile assembly systems (DTS) have been developed with various control systems to increase flexibility. The linking of such transport systems with stationary assembly systems has already been implemented. Driverless robots used in assembly work are also known.
So ist in der
Die
Die
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Die
Die
Die
Die
DARSTELLUNG DER ERFINDUNGPRESENTATION OF THE INVENTION
Ausgehend von dem genannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung das technische Problem beziehungsweise die Aufgabe zugrunde, eine Handhabungs-/ Stapelvorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, die eine besonders hohe Flexibilität im Rahmen eines Fertigungs-/ Montage oder Lagerprozesses gewährleistet, einen konstruktiv einfachen Aufbau aufweist, eine dauerhaft zuverlässige Funktion ermöglicht und auch hohen Ansprüchen bezüglich einer Wandelbarkeit einer Anlage, das heißt einer schnellen Reaktionsfähigkeit um auch auf ungeplante unvorhersehbare Änderungen flexibel reagieren zu können, genügt.Based on the prior art mentioned, the present invention is based on the technical problem or the task of specifying a handling/stacking device of the type mentioned at the outset, which ensures particularly high flexibility in the context of a manufacturing/assembly or storage process, and a structurally simple structure has a permanently reliable function and also satisfies high demands with regard to the changeability of a system, i.e. the ability to react quickly in order to be able to react flexibly to unplanned, unforeseeable changes.
Die erfindungsgemäße Handhabungs- / Stapelvorrichtung soll sich darüber hinaus durch eine kompakte Bauweise, einen flexiblen Einsatz an manuellen/ halbautomatischen/ vollautomatischen Montagestationen und durch eine Produktflexibilität bezüglich der handelnden Bauteile auszeichnen.The handling/stacking device according to the invention should also be characterized by a compact design, flexible use at manual/semi-automatic/fully automatic assembly stations and product flexibility with regard to the components involved.
Die erfindungsgemäße Handhabungs- / Stapelvorrichtung der eingangs genannten Art ist durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 gegeben. Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betreiben einer Montage-Fertigungsanlage ist durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 16 gegeben.The handling/stacking device according to the invention of the type mentioned at the outset is given by the features of independent claim 1 . A method according to the invention for operating an assembly production plant is given by the features of
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der von dem unabhängigen Anspruch 1 beziehungsweise 16 direkt oder indirekt abhängigen Ansprüche.Advantageous configurations and developments are the subject matter of the claims that are directly or indirectly dependent on the
Die erfindungsgemäße Handhabungs- / Stapelvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Greifereinrichtung an der Teleskopachseneinrichtung angeschlossen ist, die Teleskopachseneinrichtung an der Hubachseneinrichtung angeschlossen ist, die Drehachseneinrichtung einen Drehteller aufweist, auf dem die Hubachseneinrichtung exzentrisch zur Drehachse der Drehachseneinrichtung angeschlossen ist, wobei der Drehteller eine Ablage-/ Stapelposition bildet, zusätzlich auf der Plattform, neben dem Drehteller eine weitere Ablage-/ Stapelposition vorhanden ist.The handling/stacking device according to the invention is characterized in that the gripper device is connected to the telescopic axis device, the telescopic axis device is connected to the lifting axis device, the rotary axis device has a turntable on which the lifting axis device is connected eccentrically to the rotary axis of the rotary axis device, the rotary plate having a tray -/Stacking position forms, in addition to the platform, next to the turntable there is another storage/stacking position.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird ein mobiles Handhabungs- und Stapelsystem zur Verfügung gestellt, dass im Rahmen einer flexiblen Montage beziehungsweise Fertigung problemlos eingesetzt werden kann, wobei die Anpassung an unterschiedlichste Fertigungsvorgaben beziehungsweise Montagevorgaben problemlos durchgeführt werden kann. Einerseits wird ein Stapelsystem zur Verfügung gestellt, das an beliebiger Stelle eingesetzt werden kann. Andererseits bietet das Stapelsystem die Möglichkeit Material in gestapelten Behältern zu transportieren und an der jeweils benötigten Stelle innerhalb einer Montagelinie zur Verfügung zu stellen.With the device according to the invention, a mobile handling and stacking system is made available that can be used without any problems within the framework of flexible assembly or production, with the adaptation to a wide variety of production specifications or assembly specifications being able to be carried out without any problems. On the one hand, a stacking system is made available that can be used at any point. On the other hand, the stack offers system offers the possibility of transporting material in stacked containers and making it available at the required point within an assembly line.
Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass auf der Plattform zumindest eine weitere Ablage/ Stapelposition vorhanden ist. Dadurch wird die Flexibilität verbessert und darüber hinaus das mögliche Materialtransportvolumen vergrößert.A particularly preferred embodiment of the device according to the invention is characterized in that there is at least one further storage/stacking position on the platform. This improves flexibility and also increases the possible material transport volume.
Bevorzugt ist die Greifereinrichtung als Gabeleinheit oder Rahmeneinheit, insbesondere mit schwimmender Lagerung, ausgebildet. Dies ermöglicht eine konstruktive einfache Erfassung von Behältern, Paletten oder dergleichen zum Aufnehmen beziehungsweise zum Ablegen an vorgegebenen Positionen.The gripper device is preferably designed as a fork unit or frame unit, in particular with a floating bearing. This enables a structurally simple detection of containers, pallets or the like for picking up or depositing at predetermined positions.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung, die hinsichtlich ihrer Flexibilität sehr große Vorteile bietet, zeichnet sich dadurch aus, dass die Greifereinrichtung als Greiferroboter ausgebildet ist. Dabei ist der Robotergreifer in der Lage sowohl Werkstücke (zum Beispiel innengreifend) als auch Behälter (zum Beispiel außengreifend in einer Bohrung, die in der Werkzentrierung im Behälter angebracht ist) zu handhaben. Durch eine Ablage von bevorzugt zwei Stapeln auf der Plattform der Vorrichtung ist somit auch eine Palettenstapelvorrichtung gegeben.A particularly advantageous embodiment, which offers great advantages in terms of its flexibility, is characterized in that the gripper device is designed as a gripper robot. The robot gripper is able to handle both workpieces (e.g. internal gripping) and containers (e.g. external gripping in a hole that is located in the work centering in the container). By depositing preferably two stacks on the platform of the device, a pallet stacking device is thus also provided.
Da die beladenen Behälter im Vergleich zum einzelnen Werkstück sehr schwer sind, wählt man in einer Ausführungsvariante bevorzugt eine stabile Behältergreifvorrichtung und einen möglichst kleinen, auf das Werkstück abgestimmten Roboter. Beim entsprechend großen Robotern bei schweren Bauteilen oder auch bei einem kleinen Roboter bei leichten Bauteilen hat die Stapelung direkt auf der Plattform der Vorrichtung mit einem Roboter einen großen Preisvorteil bezüglich der Herstellung, weil dadurch mehrere Achsen zur Bewegung der Greifereinrichtung entfallen können.Since the loaded containers are very heavy compared to the individual workpieces, a stable container gripping device and a robot that is as small as possible and tailored to the workpiece is preferably selected in one embodiment variant. With correspondingly large robots for heavy components or even with a small robot for light components, stacking directly on the platform of the device with a robot has a great price advantage in terms of production, because this means that several axes for moving the gripper device can be omitted.
Eine besondere vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Vorrichtung mit Kommunikationsmitteln ausgestattet ist, über die die Fahrbewegung der Vorrichtung steuerbar ist. Dadurch kann die Vorrichtung problemlos in ein Gesamtanlagekomplex zu den jeweils vorgegebenen Montage- und Fertigungsbedienungen eingesetzt werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann auch problemlos im Rahmen einer Lageranlage mit Regalsystemen für die Materiallogistik eingesetzt werden.A particularly advantageous further development of the device according to the invention is characterized in that the device is equipped with communication means via which the travel movement of the device can be controlled. As a result, the device can be used without any problems in an overall system complex for the respectively specified assembly and production operations. The device according to the invention can also be used without any problems in the context of a storage system with shelf systems for material logistics.
Eine vorteilhafte Weiterbildung zeichnet sich dadurch aus, dass zusätzlich zu der Greifereinrichtung an der Plattform ein Greifer- oder Handling- oder Bearbeitungsroboter angeordnet ist, so dass sich die Einsatzmöglichkeiten der erfindungsgemäßen Vorrichtung deutlich erweitern. Der Roboter ist dabei bevorzugt oberhalb beabstandet zur Plattform angeordnet.An advantageous development is characterized in that, in addition to the gripper device, a gripper or handling or processing robot is arranged on the platform, so that the possible uses of the device according to the invention are significantly expanded. The robot is preferably arranged above at a distance from the platform.
Eine erfindungsgemäße Ausführungsvariante mit den genannten drei Achseneinrichtungen zeichnet sich dadurch aus, dass die Hubbewegung der Hubachseneinrichtung im Wesentlichen senkrecht zur Ebene der Plattform verläuft, die Drehachse der Drehachseneinrichtung im Wesentlichen senkrecht zur Ebene der Plattform verläuft und die Teleskopbewegung der Teleskopachseneinrichtung im Wesentlichen senkrecht zur Hubbewegung der Hubachseneinrichtung verläuft.An embodiment variant according to the invention with the three axis devices mentioned is characterized in that the lifting movement of the lifting axis device runs essentially perpendicular to the plane of the platform, the axis of rotation of the rotating axis device runs essentially perpendicular to the plane of the platform and the telescopic movement of the telescopic axis device essentially perpendicular to the lifting movement of the Lift axis device runs.
Eine erste erfindungsgemäße Ausführungsvariante mit den drei Achseneinrichtungen zeichnet sich dadurch aus, dass die Greifereinrichtung an die Teleskopachseneinrichtung angeschlossen ist, die Teleskopachseneinrichtung an die Drehachseneinrichtung angeschlossen ist und/oder die Drehachseneinrichtung an die Hubachseneinrichtung angeschlossen ist, die ortsfest auf der Plattform vorhanden ist.A first embodiment variant according to the invention with the three axis devices is characterized in that the gripper device is connected to the telescopic axis device, the telescopic axis device is connected to the rotary axis device and/or the rotary axis device is connected to the lifting axis device, which is stationary on the platform.
In einigen Anwendungsfällen ist es vorteilhaft, die Greifereinrichtung klappbar auszubilden.In some applications it is advantageous to design the gripper device to be foldable.
Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung, die die Handhabung des Materialstransports weiter erhöht, zeichnet sich dadurch aus, dass zumindest an einer Stirnseite oder Längsseite der Vorrichtung eine Anschlusseinrichtung für eine Speicher- oder Aufnahmeeinheit vorhanden ist, auf der beispielsweise durch die Vorrichtung Behälter gestapelt werden können, die dann bei der Fahrbewegung der Vorrichtung mit bewegt werden. Um auch hier die Positionierung des auf der Speicher- oder Aufnahmeeinheit angeordneten Stapels variieren zu können, zeichnet sich eine vorteilhafte Ausgestaltung dadurch aus, dass die Anschlusseinrichtung eine weitere steuerbar antreibbare Teleskopachseneinrichtung aufweist, mittels derer die Speicher- oder Aufnahmeeinheit quer verschoben werden kann.A particularly advantageous development, which further improves the handling of the material transport, is characterized in that at least one end face or longitudinal side of the device is provided with a connection device for a storage or receiving unit, on which containers can be stacked, for example by the device, which then be moved with the driving movement of the device. In order to be able to vary the positioning of the stack arranged on the storage or receiving unit, an advantageous embodiment is characterized in that the connecting device has a further controllably drivable telescopic axis device, by means of which the storage or receiving unit can be displaced transversely.
Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass die Speicher- oder Aufnahmeeinheit als Bodenroller oder als gabelförmige U-Einheit oder als Regaleinheit oder als umlaufender Speicher mit Gondeln ausgebildet ist. Im Falle des umlaufenden Speichers mit Gondeln kann die Energieversorgung über die Vorrichtung selbst erfolgen. Bei diesen unterschiedlichen Speichern können dann von der Teleskopachseneinrichtung mit Anschlusseinrichtung ganze Paletten
ein-/ausgeschoben werden. Auch kann ein vorteilhaft an der Vorrichtung vorhandener Roboter direkt Werkstücke aus den Paletten links und rechts der Fahrbahn ankommend in den angekoppelten Speicher einlegen. Diese Konstellation kann zum Bespiel sehr gut für Kommissionieraufgaben eingesetzt werden, wo zum Beispiel der Roboter Palettensets bildet und diese Set-Paletten später zum Beispiel durch ein weiteres fahrerloses Transportsystem direkt an das Montageband gebracht werden.A particularly preferred embodiment is characterized in that the storage or receiving unit is designed as a floor roller or as a fork-shaped U-unit or as a shelf unit or as a revolving storage unit with gondolas. In the case of the revolving storage with gondolas, the energy can be supplied via the device itself. With these different stores can then of the Teleskopachseneinrich whole pallets with connecting device
be pushed in/out. A robot that is advantageously present on the device can also directly insert workpieces arriving from the pallets to the left and right of the roadway into the coupled storage device. This constellation can be used very well for picking tasks, for example, where the robot forms pallet sets and these set pallets are later brought directly to the assembly line by another driverless transport system, for example.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die unabhängig von Schieneneinheiten ausgebildet werden kann, zeichnet sich dadurch aus, dass Mittel zum Steuern der Fahrbewegung der Vorrichtung vorhanden sind, die ein optisches, elektronisches oder GPS-Sende/Empfangssystem aufweisen.A particularly advantageous embodiment of the device according to the invention, which can be configured independently of rail units, is characterized in that there are means for controlling the travel movement of the device, which have an optical, electronic or GPS transmission/reception system.
Bevorzugt werden für die Fortbewegungsmittel, die Hubachseneinrichtung, die Drehachseneinrichtung und die Teleskopachseneinrichtung elektrische Antriebsaggregate eingesetzt, die über eine mitgeführte Energiespeichereinheit mit Energie versorgt werden.Electric drive units are preferably used for the means of locomotion, the lifting axis device, the rotary axis device and the telescopic axis device, which are supplied with energy via an energy storage unit that is carried along.
Um eine einfache Aufladung der Energiespeichereinheit zu gewährleisten, zeichnet sich eine vorteilhafte Ausgestaltung dadurch aus, dass die Vorrichtung Ladekontakte zur Aufladung der Energiespeichereinheit aufweist, die beim Anfahren vorgebbarer Ladepositionen oder Arbeitspositionen einen automatischen Anschluss an die Ladeeinrichtung der externen Ladeeinrichtung gewährleisten. In order to ensure easy charging of the energy storage unit, an advantageous embodiment is characterized in that the device has charging contacts for charging the energy storage unit, which ensure automatic connection to the charging device of the external charging device when approaching predefinable charging positions or working positions.
Zur Erhöhung der Sicherheit zeichnet sich eine vorteilhafte Weiterbildung dadurch aus, dass die Vorrichtung Kollisionssensoren aufweist, die gegebenenfalls vorhandene Hindernisse erfassen und die Fahrbewegung der Vorrichtung entsprechend beeinflussen.In order to increase safety, an advantageous development is characterized in that the device has collision sensors that detect any obstacles that may be present and influence the movement of the device accordingly.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betreiben einer Montage-/Fertigungsanlage mit Fertigungs-/Montagestationen oder einer Lageranlage mit Regalsystemen, die sich dadurch auszeichnet, dass zum Stapeln, Handhaben oder Transportieren von Paletten, Behältern oder dergleichen zumindest eine Handhabungs-/Stapelvorrichtung der oben beschriebenen Art eingesetzt wird. Bevorzugt wird hierbei das Steuern der Fahrbewegung der Handhabungs-/Stapelvorrichtung und/oder die Bewegung der Greifereinrichtung durch eine zentrale Steuereinrichtung der Anlage veranlasst. Die Aktivierung der Greifereinrichtung kann alternativ auch an der jeweiligen Arbeitsstation durchgeführt werden.The invention also relates to a method for operating an assembly/manufacturing plant with manufacturing/assembly stations or a storage facility with shelving systems, which is characterized in that for stacking, handling or transporting pallets, containers or the like, at least one handling/stacking device from the above described type is used. In this case, the control of the travel movement of the handling/stacking device and/or the movement of the gripper device is preferably initiated by a central control device of the system. Alternatively, the gripper device can also be activated at the respective work station.
Bei Betrachtung eines längeren Zeitraums und bei der Planung von zukunftsfähigen Systemen reicht eine reine Berücksichtigung der Flexibilität nicht mehr aus. Wichtig ist auch die Reaktionsfähigkeit, um auf ungeplante und unvorhersehbare Änderungen zu reagieren. In diesem Zusammenhang spricht man von einer Wandlungsfähigkeit der Anlage. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden die an die Wandelbarkeit gesetzten Ansprüche erfüllt. Es ist problemlos möglich, auf völlig neue, ungeplante Situationen in der Zukunft reagieren zu können, zum Beispiel wenn ganz neue Werkstücke gebaut werden müssen oder die Anlage anderweitig aufgestellt wird. Die Vorrichtung stellt somit ein Modul in wandelbaren Montagesystemen (Fabrikstrukturen) dar. Sie zeichnet sich durch eine hohe Flexibilität und Reaktionsfähigkeit aus, ist problemlos erweiterungsfähig und integrationsfähig. Im Rahmen von Montage- oder Lagersystemen bietet die erfindungsgemäße Vorrichtung unter anderem folgende Vorteile. Es ist ein flexibler Einsatz an manuellen, halbautomatischen oder vollautomatischen Montagestationen problemlos möglich. Eine Produktflexibilität wird durch leicht tauschtbare Bauteilaufnahmen ermöglicht. Die Layoutflexibilität innerhalb der Gesamtanlage ist durch problemlose Veränderbarkeit des Fahrkurses jederzeit möglich. Die Vorrichtung bietet eine gute Zugänglichkeit und Ergonomie durch ihre kompakte Bauweise.When considering a longer period of time and when planning future-proof systems, simply considering flexibility is no longer sufficient. The ability to react to unplanned and unforeseeable changes is also important. In this context one speaks of the adaptability of the plant. With the device according to the invention, the demands placed on changeability are met. It is easily possible to be able to react to completely new, unplanned situations in the future, for example if completely new workpieces have to be built or the system is set up elsewhere. The device thus represents a module in convertible assembly systems (factory structures). It is characterized by a high degree of flexibility and responsiveness, and can be easily expanded and integrated. In the context of assembly or storage systems, the device according to the invention offers the following advantages, among others. Flexible use at manual, semi-automatic or fully automatic assembly stations is possible without any problems. Product flexibility is made possible by easily exchangeable component mounts. The layout flexibility within the overall system is possible at any time due to the problem-free changeability of the route. The device offers good accessibility and ergonomics due to its compact design.
In Kombination mit der Anschlusseinrichtung für einen Bodenroller, die beispielsweise als U-Profil oder als Teleskopachse ausgebildet sein kann, kann ein kompletter Bodenroller mit Palettenstapel mit befördert werden. Dadurch ist auf engstem Raum ein mobiles Palettenhandhabungssystem realisierbar.In combination with the connection device for a floor roller, which can be designed, for example, as a U-profile or as a telescopic axis, a complete floor roller with a stack of pallets can also be transported. This means that a mobile pallet handling system can be implemented in the smallest of spaces.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Materialtransport und auch zur Stapelung sind mit einem Werkstückhandlingsystem in vorteilhafter Art und Weise kombinierbar. Diese können aus Linearachsen mit Greifer, Standard- oder Industrieroboter oder dergleichen bestehen. So wird ein mobiler Montageroboter ermöglicht, der die Möglichkeit hat, Werkstücke auf der Vorrichtung oder auf der fahrbaren Vorrichtung abzulegen. Bei wechselnden Greifaufgaben ist auch das Ablegen von mehreren Greifern auf der fahrbaren Vorrichtung und die Verwendung eines Greiferwechselsystems denkbar. Für das beschriebene Palettenhandhabungssystem in Verbindung mit einem mobilen Roboter sind verschiedene Aufgabenstellungen denkbar, die gelöst werden. Beispielsweise zum Transport von Abstapelungen von Paletten auf der Vorrichtung als Leerpaletten, Vollpaletten für Rohteile, Fertigteile oder Setkörbe oder als fahrbares Palettenhandhabungssystem.The device according to the invention for material transport and also for stacking can be advantageously combined with a workpiece handling system. These can consist of linear axes with grippers, standard or industrial robots or the like. This enables a mobile assembly robot that has the option of placing workpieces on the device or on the mobile device. In the case of changing gripping tasks, placing several grippers on the mobile device and using a gripper changing system is also conceivable. Various tasks are conceivable for the described pallet handling system in connection with a mobile robot, which are solved. For example, for transporting stacked pallets on the device as empty pallets, full pallets for raw parts, finished parts or set baskets or as a mobile pallet handling system.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist eine problemlose Verkettung von Bearbeitungs- und Montageautomationen bestehend aus Materialzu-/abführung, automatisches Be-/Entladen entweder direkt in der Maschine oder auf Zu-/Abführbandsystem möglich. Die Maschinen müssen nicht unbedingt, wie bei dem bekannten System, in Reihe stehen. Des Weiteren ist es möglich, die erfindungsgemäße Vorrichtung für eine vollautomatische Kommissionierung innerhalb eines Lagersystems einzusetzen.With the device according to the invention, a problem-free concatenation of processing and assembly automations consisting of material /discharge, automatic loading/unloading either directly in the machine or on the infeed/discharge belt system. The machines do not necessarily have to be in a row, as is the case with the known system. Furthermore, it is possible to use the device according to the invention for fully automatic picking within a storage system.
Weitere Ausführungsformen und Vorteile der Erfindung ergeben sich durch die in den Ansprüchen ferner aufgeführten Merkmale sowie durch die nachstehend angegebenen Ausführungsbeispiele. Die Merkmale der Ansprüche können in beliebiger Weise miteinander kombiniert werden, insoweit sie sich nicht offensichtlich gegenseitig ausschließen.Further embodiments and advantages of the invention result from the features also listed in the claims and from the exemplary embodiments specified below. The features of the claims can be combined with one another in any way, insofar as they are not obviously mutually exclusive.
Figurenlistecharacter list
Die Erfindung sowie vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen derselben werden im Folgenden anhand der in der Zeichnung dargestellten Beispiele näher beschrieben und erläutert. Die der Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmenden Merkmale können einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination erfindungsgemäß angewandt werden. Es zeigen:
-
1 stark schematisierte Perspektivdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer Handhabungs-/Stapelvorrichtung mit einer Hubachseneinrichtung, einer Drehachseneinrichtung und einer Teleskopachseneinrichtung, -
2 stark schematisierte Perspektivdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Handhabungs-/Stapelvorrichtung mit einer Hubachseneinrichtung, einer Drehachseneinrichtung und einer Teleskopachseneinrichtung, -
3 stark schematisierte Perspektivdarstellung eines dritten Ausführungsbeispiels einer Handhabungs-/Stapelvorrichtung mit einer Hubachseneinrichtung, einer Drehachseneinrichtung und einer Teleskopachseneinrichtung und mit einem Drehteller auf der Plattform, -
4 und5 perspektivische Darstellung einer konstruktiven Ausführungsvariante einer Vorrichtung mit einer Drehachseneinrichtung und einer Hubachseneinrichtung und einer Teleskopachseneinrichtung in unterschiedlichen Arbeitsstellungen, wobei Behälter von einem Bodenroller auf die Plattform der Vorrichtung gestapelt werden, -
6 bis11 perspektivische Darstellung einer konstruktiven Ausführungsvariante einer Vorrichtung mit einer Teleskopachseneinrichtung, einer Drehachseneinrichtung und einer Hubachseneinrichtung in unterschiedlichen Arbeitsstellungen, wobei die Hubachseneinrichtung mit Teleskopachseneinrichtung auf einem Drehteller angeordnet ist, in unterschiedlichen Arbeitspositionen, wobei die Behälter von einer ersten Position auf die Plattform der Vorrichtung gestapelt werden und anschließend auf einen an der Vorrichtung angeschlossenen Bodenroller gestapelt werden, -
12 Perspektivdarstellung einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei ein Greiferroboter eingesetzt wird und zwei Stapelpositionen auf der Plattform der Vorrichtung vorhanden sind, -
13 schematische Draufsicht auf eine konstruktive Ausführungsform der Vorrichtung gemäß3 mit fünf Stapelpositionen, -
14 perspektivische Darstellung der Vorrichtung gemäß13 , -
15a bis15h perspektivische Darstellung des Stapelvorgangs einer konstruktiven Ausführungsvariante der Vorrichtung gemäß1 , wobei die Hubachseneinrichtung am Längsrand vorhanden ist und -
16a bis16e perspektivische Darstellung des Stapelvorgangs bei einer konstruktiven Ausführungsvariante einer Vorrichtung gemäß3 mit einem zusätzlich vorhandenen Roboter.
-
1 highly schematized perspective view of a first embodiment of a handling/stacking device with a lifting axis device, a rotary axis device and a telescopic axis device, -
2 highly schematized perspective view of a second embodiment of a handling/stacking device with a lifting axis device, a rotary axis device and a telescopic axis device, -
3 highly schematized perspective view of a third embodiment of a handling/stacking device with a lifting axis device, a rotary axis device and a telescopic axis device and with a turntable on the platform, -
4 and5 Perspective view of a design variant of a device with a rotary axis device and a lifting axis device and a telescopic axis device in different working positions, with containers being stacked onto the platform of the device by a floor roller, -
6 until11 Perspective view of a design variant of a device with a telescopic axis device, a rotary axis device and a lifting axis device in different working positions, with the lifting axis device being arranged with a telescopic axis device on a turntable, in different working positions, with the containers being stacked from a first position onto the platform of the device and then stacked on a floor roller connected to the device, -
12 Perspective view of a further embodiment of the device according to the invention, in which a gripper robot is used and two stacking positions are present on the platform of the device, -
13 schematic top view of a constructive embodiment of the device according to FIG3 with five stacking positions, -
14 perspective view of the device according to13 , -
15a until3pm perspective view of the stacking process according to a constructive embodiment variant of the device1 , wherein the lifting axis device is present on the longitudinal edge and -
16a until16e perspective view of the stacking process in a constructive embodiment variant of a device according to3 with an additional robot.
WEGE ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNGWAYS TO CARRY OUT THE INVENTION
In
Die Vorrichtung 10.1 weist einen flachen quaderförmigen Baukörper auf, der oberseitig eine Plattform 22 besitzt.The device 10.1 has a flat cuboid structure which has a
Die Vorrichtung 10.1 weist eine bewegbare Greifereinrichtung 12 für die Aufnahme Bewegen und Stapeln von beispielsweise Behältern auf. Die Greifereinrichtung 12 ist an eine steuerbar antreibbare Teleskopachseneinrichtung 28 angeschlossen, die eine Verschiebung der Greifereinrichtung 12 in Teleskoprichtung T ermöglicht, wobei die Teleskopbewegung T im Wesentlichen parallel zur Ebene der Plattform 22 verläuft. Die Teleskopachseneinrichtung 28 ist an eine steuerbar antreibbare Drehachseneinrichtung 26 angeschlossen, die eine Drehung der Greifereinrichtung 12 um die Drehachse D ermöglicht, wobei die Drehachse D im Wesentlichen senkrecht zur Ebene der Plattform 22 verläuft. Die Drehachseneinrichtung 26 ist an eine steuerbar antreibbare Hubachseneinrichtung 24 angeschlossen, die eine Hubbewegung H der Greifereinrichtung 12 ermöglicht, wobei die Hubbewegung H im Wesentlichen senkrecht zur Ebene der Plattform 22 erfolgt.The device 10.1 has a
Auf der Plattform 22 ist gestrichelt eine erste Stapelposition 16 schematisch dargestellt auf der die Greifereinrichtung 12 einen Stapel von mehreren Behältern aufeinander ablegen kann. Die Behälter können zunächst von einer in
Die erfindungsgemäße Vorrichtung 10.1 stellt somit ein Behälter Handhabungs/Stapelsystem dar und gleichzeitig bildet es aufgrund seiner Mobilität ein Transportsystem.The device 10.1 according to the invention thus represents a container handling/stacking system and at the same time it forms a transport system due to its mobility.
Es ist sowohl eine Stapelung von Behältern von außen auf die Vorrichtung als auch umgekehrt von der Vorrichtung nach außen möglich.It is possible to stack containers from the outside onto the device and vice versa from the device to the outside.
Im in
Die Greifereinrichtung 12 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel klappbar um die Achse, die parallel zur Teleskopachseneinrichtung 28 verläuft, ausgebildet.In the exemplary embodiment shown, the
In
Bei der Vorrichtung 10.2 ist die Greifereinrichtung 12 direkt an die Hubachseneinrichtung 24 angeschlossen, wodurch sie eine Hubbewegung H im Bedarfsfall Durchführen kann. Die Hubachseneinrichtung 24 ist an die Teleskopachseneinrichtung 28 angeschlossen, so dass die Greifereinrichtung 12 bedarfsweise eine horizontale Bewegung T durchführen kann. Die Teleskopachseneinrichtung 28 ist an eine Drehachseneinrichtung 26 angeschlossen, die am Baukörper 42 gelagert ist, so dass die Greifereinrichtung 12 im Bedarfsfall eine Drehung um die Drehachse D der Drehachseneinrichtung 26 durchführen kann.In the case of the device 10.2, the
In
Im Unterschied zu den beiden oben beschriebenen Ausführungsvarianten 10.1, 10.2 ist die Drehachseneinrichtung 26 zwar am Baukörper 42 gelagert, besitzt jedoch oberseitig auf der Plattform 22 einen Drehteller 36. Auf dem Drehteller 36 ist exzentrisch zur Drehachse D der Drehachseneinrichtung 26 die Hubachseneinrichtung 24 angeschlossen. An die Hubachseneinrichtung 24 ist die Teleskopachseneinrichtung 28 angeschlossen, an die wiederum die Greifereinrichtung 12 angeschlossen ist.In contrast to the two embodiment variants 10.1, 10.2 described above, the
Der Drehteller 36 weist oberseitig eine erste Stapelposition 16 (gestrichelte Darstellung in
Der Baukörper 42 beziehungsweise die Plattform 22 ist gegenüber den beiden oben beschriebenen Ausführungsbeispielen 10.1, 10.2 vergrößert ausgebildet dahingehend, dass in
In den
Die Anschlusseinrichtung 30 mit der weiteren Teleskopachseneinrichtung 32 ist auf der der Hubachseneinrichtung 24 nächstliegenden Stirnseite des Baukörpers 42 angeordnet. An die Anschlusseinrichtung 30 ist ein Bodenroller 34 lösbar angeschlossen. Die Lagerfläche des Bodenrollers 34 bildet eine zweite Stapelposition 18, von der im dargestellten Ausführungsbeispiel gemäß den
Die
In den
In
Der Roboter 40 steht auf einem Aufbau 46, vor dem zwei parallel nebeneinander angeordnete Stapel von Behältern 14 auf einer ersten Stapelposition 16 und einer zweiten Stapelposition 18 vorhanden sind. Der Greifer 48 des Roboters 40 ist in der Lage sowohl Werkstücke 44 innerhalb eines Behälters 14 (zum Beispiel innengreifend) zu handhaben als auch die Behälter 14 selbst (hier im Ausführungsbeispiel außengreifend in einer Bohrung, die in der Werkstückzentrierung im Behälter eingebracht ist) zu handhaben. Durch die Ablage von zwei Stapeln auf der Plattform 22 ist somit auch eine Behälterstapelvorrichtung bei gleichzeitiger Mobilität gegeben.The
In den
In den
Daran anschließend wird durch Einfahren der Hubachseneinrichtung 24 der gesamte Palettenstapel in die U-förmige Zentrierung 54 eingefahren (
Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ist den
Claims (17)
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