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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Kommissionierung quaderförmiger Gegenstände, insbesondere von Möbelkorpussen. Sie geht aus von der
EP 1 900 658 A1 .
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In der
EP 1 900 658 A1 ist eine Vorrichtung zum Ablegen von Werkstückstapeln auf einer Fördereinrichtung beschrieben, die eine Umsetzeinrichtung zum Aufnehmen eines Werkstückstapels und Absetzen des Werkstückstapels auf einer Transporteinrichtung umfasst. Die Umsetzeinrichtung wird von einem mit einem Greifwerkzeug ausgestatteten Gelenkarmroboter gebildet. Das Greifwerkzeug greift von unten auf einen bereitgestellten Werkstückstapel zu und legt diesen auf der Transporteinrichtung ab. Dazu muss das unter dem Werkstückstapel befindliche Greifwerkzeug mit dem darin gehaltenen Werkstückstapel um 180° so gedreht werden, dass es sich im Augenblick des Ablegens oberhalb des Werkstückstapels befindet.
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Die bekannte Vorrichtung eignet sich gut zum Handhaben einer Mehrzahl gleichformatiger Werkstücke, nicht aber zum Handhaben von Gegenständen mit unterschiedlichem Format, wie z. B. Möbelkorpussen.
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In Fabriken mit hohem Automatisierungsgrad werden Produkte computergesteuert teil- oder vollautomatisch gefertigt. Entsprechend den Kundenaufträgen haben die Produkte häufig viele Varianten. Die fertigen Produkte gelangen dann in einer meist ungeordneten Abfolge zu einer Auslieferungsstrecke, müssen zu einzelnen Kommissionen zusammengestellt und auf einem Transportmittel abgestellt werden.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, die vorgenannten Probleme zu lösen und ein Verfahren und eine Einrichtung zur Kommissionierung quaderförmiger Gegenstände vorzuschlagen, die auch jeweils unterschiedliche Formate haben.
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Der verfahrensbezogene Teil der Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 und der einrichtungsbezogene Teil durch die Merkmale des Anspruchs 6 gelöst.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Kommissionierung quaderförmiger Gegenstände, insbesondere Möbelkorpusse, ist gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
Die Gegenstände gelangen in einer beliebigen Abfolge bezüglich ihrer Kommissionszugehörigkeit und Größe zu einer Auslieferungsstrecke, werden durch eine Handhabungseinrichtung von dieser abgenommen und auf einem Transportmittel zu einer vorgegebenen Kommission zusammengestellt. Zuvor wird der von der Auslieferungsstrecke abzunehmende Gegenstand auf seine Zugehörigkeit zu der zusammenzustellenden vorgegebenen Kommission überprüft und bei negativem Prüfergebnis in einem Zwischenlager abgestellt. Bei einem positiven Prüfergebnis wird die Länge und Breite der Grundfläche des auf dem Transportmittel abzustellenden Gegenstandes mit der Länge und Breite einer freien Stellfläche auf dem Transportmittel verglichen; bei einer Grundfläche, deren Länge und Breite kleiner als die Länge und Breite der freien Stellfläche ist, wird der Gegenstand auf dem Transportmittel abgestellt und bei einer Grundfläche, deren Länge und/oder Breite größer als die Länge und/oder Breite der freien Stellfläche ist, der Gegenstand auf einem zweiten Transportmittel oder einem zweiten Zwischenlager abgestellt.
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Auf diese Weise ist sichergestellt, dass sich nur zu einer Kommission gehörende Gegenstände auf einem Transportmittel befinden.
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Entsprechend einer vorteilhaften Ausprägung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in einem Speicher einer Datenverarbeitungsanlage eine Zugehörigkeitsinformation jedes Gegenstandes zu einer Kommission, dessen Abmaße und dessen Stellplatz innerhalb der Abfolge auf der Auslieferungsstrecke gespeichert und die Handhabungseinrichtung wird von dieser Datenverarbeitungsanlage gesteuert.
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Bei einer alternativen Ausprägung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist jeder Gegenstand mit einem maschinenlesbaren Code versehen, anhand dessen der Gegenstand hinsichtlich seiner Kommissionszugehörigkeit und seiner Abmaße identifiziert und die Handhabungseinrichtung gesteuert wird.
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Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Gegenstand so auf dem Transportmittel abgestellt, dass die verbleibende freie Stellfläche auf dem Transportmittel für wenigstens einen weiteren Gegenstand ausreicht. Der Platz auf dem Transportmittel wird auf diese Weise optimal genutzt.
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Sollte der verbleibende Platz auf dem Transportmittel für einen weiteren Gegenstand nicht ausreichen, wird das Transportmittel abtransportiert und ein weiteres Transportmittel in den Arbeitsbereich der Handhabungseinrichtung gebracht.
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Die erfindungsgemäße Handhabungseinrichtung für quaderförmige Gegenstände, insbesondere für Möbelkorpusse, ist mit einem Gelenkarmroboter ausgestattet, an dessen Werkzeugansatz ein Greifwerkzeug angesetzt ist. Das Greifwerkzeug ist dazu geeignet, an eine Seitenfläche des Gegenstandes herangefahren zu werden und einander diagonal gegenüber liegende Ecken dieser Seitenfläche zu umgreifen.
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Ein Greifwerkzeug, das zum Einsatz mit der vorgenannten Handhabungseinrichtung geeignet ist, umfasst zwei jeweils auf einem Schlitten angeordnete Greifer, deren jeder auf einer Schiene unter der Wirkung einer Antriebskraft verschieblich ist, wobei die Schienen unter einem Winkel a zu einander angeordnet sind. Vorzugsweise hat der Winkel a einen Wert von 90°.
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Entsprechend einer bevorzugten Ausprägung der Erfindung weist zumindest einer der Greifer drei Anlageflächen auf, die dazu bestimmt sind, an die an der zu umgreifenden Ecke zusammentreffenden Flächen des Gegenstandes angelegt zu werden.
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Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Greifers ist die Größe der Anlageflächen abhängig von dem Radius der zu umgreifenden Ecke und der der Ecke benachbarten Kanten des Gegenstandes wählbar oder auch verstellbar.
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Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung ist zumindest ein Greifer in Richtung des Gegenstandes mit der Kraft einer Feder gegenüber dem Schlitten beaufschlagt.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, welche in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels erläutert. Es zeigt
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1 eine Einrichtung zur Kommissionierung quaderförmiger Gegenstände in einer schematischen Draufsicht.
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2 eine Handhabungseinrichtung für quaderförmige Gegenstände in einer perspektivischen Darstellung,
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3 einen Greifer in perspektivischen Darstellung.
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1 zeigt eine Kommissionierungseinrichtung 100 für quaderförmiger Gegenstände, im Ausführungsbeispiel veranschaulicht durch Möbelkorpusse 12, in einer schematischen Draufsicht. (Die Möbelkorpusse sind im Folgenden, wenn auf ihren Standort Bezug genommen wird, mit den Bezugszeichen 12.1 bis 12.11 bezeichnet). Die Möbelkorpusse 12 gelangen von nicht dargestellten Produktionseinrichtungen in einer beliebigen Abfolge bezüglich ihrer Kommissionszugehörigkeit und Größe zu einer ersten Auslieferungsstrecke 102 und einer zweiten Auslieferungsstrecke 104. Weitere Auslieferungsstrecken können beispielsweise über den Auslieferungsstrecken 102 und 104 angeordnet sein. Die Auslieferungsstrecken 102, 104 sind Rollenbahnen, können aber auch als andere Transportbahnen, beispielsweise als Gliederbahnen oder Transportbänder ausgebildet sein. Zwischen den Auslieferungsstrecken 102, 104 ist eine um 360° um ihre vertikale Achse schwenkbare Handhabungseinrichtung 10 aufgestellt. Die Handhabungseinrichtung 10 wird weiter unten anhand der 2 näher beschrieben.
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Die auf den Auslieferungsstrecken 102, 104 angelieferten Möbelkorpusse 12.1 bis 12.6 werden durch die Handhabungseinrichtung 10 von den Auslieferungsstrecken 102, 104 abgenommen und auf einem ersten Transportmittel 106 zu einer vorgegebenen Kommission zusammengestellt. Neben dem ersten Transportmittel 106 ist ein zweites Transportmittel 108 bereitgestellt, das zum einen der Aufnahme von Möbelkorpussen 12.7 dient, welche auf dem ersten Transportmittel 106 keinen Platz mehr finden. Zum anderen minimiert ein rechtzeitig bereitgestelltes zweites Transportmittel 108 die Rüstzeiten zwischen zwei Kommissionen. Bei den Transportmitteln 106, 108 kann es sich um Transportbahnen, Paletten oder um Transportwagen handeln.
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Für nicht zu der aktuell zusammenzustellenden Kommission gehörende Möbelkorpusse 12.8 ist ein Zwischenlager 110 vorgesehen. Neben dem Zwischenlager 110 ist ein zweites Zwischenlager 112 angeordnet, das ebenfalls der Aufnahme von Möbelkorpussen dient, welche auf dem ersten Transportmittel 106 keinen Platz mehr finden, wenn ein zweites Transportmittel 108 nicht bereitsteht.
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2 zeigt die Handhabungseinrichtung 10 in einer perspektivischen Darstellung. Die Handhabungseinrichtung 10 ist als Gelenkarmroboter 14 ausgebildet, an dessen Werkzeugansatz 16 ein Greifwerkzeug 18 angesetzt ist.
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Das Greifwerkzeug 18 umfasst einen auf einem ersten Schlitten 22 angeordneten ersten Greifer 24. Der erste Schlitten 22 ist auf einer ersten Schiene 26 unter der Wirkung einer Antriebskraft verschieblich gelagert. Das Greifwerkzeug 18 umfasst ferner einen auf einem zweiten Schlitten 28 angeordneten zweiten Greifer 30. Der zweite Schlitten 28 ist auf einer zweiten Schiene 32 ebenfalls unter der Wirkung einer Antriebskraft verschieblich gelagert. Die Antriebskraft für den ersten Schlitten 22 wird von einem ersten Spindelmotor 34 erzeugt und über eine erste Gewindespindel 36 auf den ersten Schlitten 22 übertragen. Die Antriebskraft für den zweiten Schlitten 28 wird von einem zweiten Spindelmotor 38 erzeugt und über eine zweite Gewindespindel 40 auf den zweiten Schlitten 28 übertragen. Die Antriebskräfte können aber auch pneumatisch oder hydraulisch erzeugt werden. Die Schienen 26, 32 sind an dem Gelenkarmroboter 18 so angebracht, dass sie in eine parallel zu der in 2 nicht sichtbaren Rückwand 20 des Möbelkorpus 12 liegenden Ebene gebracht werden können. Sie sind unter einem Winkel a = 90° zu einander angeordnet.
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Wie 3 zeigt weist der erste Greifer 24 drei Anlageflächen 42, 44, 46 auf, die dazu bestimmt sind, an die an der zu umgreifenden oberen Ecke 48 des Möbelkorpus 12 zusammentreffenden Flächen 20, 50, 52 des Möbelkorpus 12 angelegt zu werden. Die Rückwand 20 grenzt dabei an die obere Ecke 48.
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Die Größe der Anlageflächen 42, 44, 46 des ersten Greifers 24 ist abhängig von dem Radius der zu umgreifenden oberen Ecke 48 und der der oberen Ecke 48 benachbarten Kanten 54, 56 des Möbelkorpus 12 wählbar oder auch verstellbar.
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Das Folgende gilt für Gegenstände aller Art, weshalb in diesem Absatz der allgemeine Begriff 'Gegenstand' verwendet wird: Um einen schonenden von der Größe des Gegenstandes 12 und dessen Kompressibilität unabhängigen Andruck der Greifer 24, 30 an den Gegenstand 12 sicherzustellen, ist der erste Greifer 24 in Richtung des Gegenstandes 12 mit einer Federkraft gegenüber dem ersten Schlitten 22 beaufschlagt. Dazu ist an dem ersten Schlitten 22 ein Gegenlager 60 befestigt, an dem sich drei Druckfedern 62 abstützen. Letztere liegen formschlüssig an einer auf dem ersten Schlitten 22 verschiebbar gelagerten Führungsplatte 64 an, die ihrerseits den ersten Greifer 24 trägt.
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Der zweite Greifer 30 ist wie der erste Greifer 24 aufgebaut. Er dient dazu, an die an der zu umgreifenden unteren Ecke 58 des Möbelkorpus 12 zusammentreffenden Flächen des Möbelkorpus 12 angelegt zu werden. Die Rückwand 20 grenzt dabei an die untere Ecke 58.
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Die Arbeitsweise der Kommissionierungseinrichtung 100 wird nachfolgend beschrieben. Die Möbelkorpusse 12.1 bis 12.6, 12.9 gelangen in einer beliebigen Abfolge bezüglich ihrer Kommissionszugehörigkeit und Größe zu wenigstens einer der Auslieferungsstrecken 102, 104. Durch die Handhabungseinrichtung 10 werden sie von dieser abgenommen und auf dem ersten Transportmittel 106 zu einer vorgegebenen Kommission zusammengestellt. Zuvor wird der von der Auslieferungsstrecke 102, 104 abzunehmende Möbelkorpus 12.9 auf seine Zugehörigkeit zu der zusammenzustellenden vorgegebenen Kommission überprüft und bei negativem Prüfergebnis in dem Zwischenlager 110 oder auf einem anderen Transportmittel abgestellt.
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Bei einem positiven Prüfergebnis wird die Länge und Breite der Grundfläche des auf dem Transportmittel 106 abzustellenden Möbelkorpus 12.9 mit der Länge und Breite einer freien Stellfläche 114 auf dem Transportmittel 106 verglichen. Bei einer Grundfläche eines Möbelkorpus 12.9, deren Länge und Breite kleiner als die Länge und Breite der freien Stellfläche 114 ist, wird der Möbelkorpus 12.9 auf dem Transportmittel 106 abgestellt und bei einer Grundfläche, deren Länge und/oder Breite größer als die Länge und/oder Breite der freien Stellfläche 114 ist, der Möbelkorpus auf dem zweiten Zwischenlager 112 oder dem zweiten Transportmittel 108 abgestellt, wie dies für einen Möbelkorpus 12.7 gezeigt ist.
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Zum Ergreifen des Möbelkorpus 12.9 wird das Greifwerkzeug 18 an die Rückwand 20 des Möbelkorpus 12.9 herangefahren, um die einander diagonal gegenüber liegende Ecken 48, 58 der Rückwand 20 (2) zu umgreifen. Dazu wird das Greifwerkzeug 18 durch den Gelenkarmroboter 14 in eine solche Position gebracht, dass die erste Schiene 26 und die zweite Schiene 32 parallel zu der Rückwand 20 des Möbelkorpus ausgerichtet sind. Der Gelenkarmroboter 14 fährt mit geöffnetem Greifwerkzeug 18 die dritte Anlagefläche 46 der Greifer 24, 30 an die Rückwand 20 des Möbelkorpus 12.9 heran. Nun werden die Greifer 24, 30 in Richtung des Möbelkorpus 12 verfahren, wobei die Druckfedern 62 gespannt werden, bis eine vorgebbare Andruckkraft erreicht ist, die ausreicht, den Möbelkorpus 12 sicher zu halten.
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Damit die untere Anlagefläche 31 des zweiten Greifers 30 (2) unter den Möbelkorpus 12.9 greifen kann, ist in der ersten Auslieferungsstrecke 102 ein quer zu ihrer Förderrichtung 116 angeordneter Bereich 118 ausgespart. Ein solcher Bereich kann auch anhebbar oder absenkbar sein. In dem Bereich 118 ist eine Lichtschranke 120 angeordnet, die meldet, wenn der Möbelkorpus 12.9 eine für die Aufnahme durch den zweiten Greifer 30 günstige Position erreicht hat. Der Vorschub der ersten Auslieferungsstrecke 102 wird dann unterbrochen. Nach dem Ergreifen des Möbelkorpus 12.9 wird dieser auf dem für ihn vorgesehenen Stellplatz 106, 108, 110 oder 112 abgestellt.
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Nach dem Absetzen eines Gegenstandes 12.10 auf dem ersten Transportmittel 106 wird zunächst die Andruckkraft des ersten Greifers 24 gelöst und dieser nach oben von dem Gegenstand 12.10 entfernt. Darauf wird letzterer mit Hilfe des zweiten Greifers (30) an einen benachbarten Gegenstand 12.11, der früher auf dem Transportmittel 106 abgesetzt worden war, heran geschoben. Dadurch werden Lücken zwischen den Gegenständen 12.10 und 12.11 vermieden und die Stellfläche auf dem Transportmittel 106 kann optimal genutzt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Handhabungseinrichtung
- 12
- Möbelkorpus
- 14
- Gelenkarmroboter
- 16
- Werkzeugansatz
- 18
- Greifwerkzeug
- 20
- Rückwand von 12
- 22
- erster Schlitten
- 24
- erster Greifer
- 26
- erste Schiene
- 28
- zweiter Schlitten
- 30
- zweiter Greifer
- 31
- untere Anlagefläche von 30
- 32
- zweite Schiene
- 34
- erster Spindelmotor
- 36
- erste Gewindespindel
- 38
- zweiter Spindelmotor
- 40
- zweite Gewindespindel
- 42
- erste Anlagefläche
- 44
- zweite Anlagefläche
- 46
- dritte Anlagefläche
- 48
- obere zu umgreifende Ecke von 12
- 50
- Seitenwand von 12
- 52
- Oberseite von 12
- 54
- erste Kante von 12
- 56
- zweite Kante von 12
- 58
- untere zu umgreifende Ecke von 12
- 60
- Gegenlager
- 62
- Druckfeder
- 64
- Führungsplatte
- 100
- Kommissionierungseinrichtung
- 102
- erste Auslieferungsstrecke
- 104
- zweite Auslieferungsstrecke
- 106
- erstes Transportmittel
- 108
- zweites Transportmittel
- 110
- Zwischenlager
- 112
- zweites Zwischenlager
- 114
- freie Stellfläche
- 116
- Förderrichtung von 102
- 118
- ausgesparter Bereich in 102
- 120
- Lichtschranke
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1900658 A1 [0001, 0002]
