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Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Be- und/oder Entladen von Trays, die von einem ersten Traystapel abgestapelt und zu einem zweiten Traystapel aufgestapelt werden und die mit einem in mehreren Achsen bewegbaren Teilegreifer zum Entnehmen von Gegenständen von einzelnen Trays, oder zum Bestücken einzelner Trays mit Gegenständen versehen ist.
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Unter Trays sollen nachfolgend beliebige Ablagekästen, Paletten, Waren- oder Teileträger, mobile Ablagevorrichtungen oder andere Mittel zur sortierten reihen- und spaltenweisen Aufnahme von Gegenständen bzw. Werkstücken verstanden werden. Die Trays sind dazu mit einer Oberflächenstrukturierung entsprechend der aufzunehmenden Gegenstände versehen, mit deren Hilfe die Gegenstände auf dem Tray lagefixiert werden. Verbreitete alternative Bezeichnungen für „Tray“ sind „Werkstückträger“, „Palette“ oder (nicht ganz korrekt) „Blister“. In den nachfolgenden Beschreibungen beispielhafter Ausgestaltungen wird das Entladen in vorbestimmten Schritten auch als „Entnehmen“ und das Beladen in vorbestimmten Schritten auch als „Bestücken“ bezeichnet; diese Begriffe sollen allerdings synonym verstanden werden.
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Für die Betrachtung der räumlichen Beziehungen an den beschriebenen Vorrichtungen wird ein Koordinatensystem vereinbart, bei dem die z-Achse die vertikale Richtung bezeichnet und bei dem die x-Achse und die y-Achse eine Horizontalebene aufspannen.
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Eine Anordnung zum Be- und/oder Entladen von Trays wird geläufig auch als Palettierer bezeichnet, bei dem eine Mehrzahl von Trays als erster Stapel (Eingabestapel), z.B. auf einem Palettenwagen, einem Förderband oder dergleichen, dem Palettierer zugeführt und dort einzelne Trays vom Stapel entnommen und in eine zur Entnahme von Gegenständen vorgesehene Position transportiert werden. Die Entnahme der Gegenstände erfolgt in der Regel geordnet zeilen- und spaltenweise, wobei selbstverständlich auch beliebige Positionen auf den Tray angefahren werden können, um bestimmte Gegenstände zu entnehmen, auszusortieren, abzulegen o.dgl. Anschließend wird das Tray entweder in eine Zwischenposition gebracht, die als Puffer dient, so dass leere Trays bei Bedarf zur Verfügung stehen, oder es wird auf einem weiteren Stapel von Trays (z.B. Ausgabestapel) auf einem weiteren Palettenwagen, Förderband oder sonstigen Ablagepositionen abgelegt.
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Zum Bestücken der Trays werden diese aus dem Puffer oder dem zweiten Stapel entnommen und in eine zum Bestücken geeignete Position gebracht. Nach dem Bestücken der Trays mit Gegenständen in einer zeilenweisen geordneten Ablage, werden die bestückten Trays in einem weiteren Stapel aufgestapelt.
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Gegenwärtig werden zum Entnehmen der Gegenstände von einem Tray bzw. beim Bestücken des Trays mit Gegenständen die Trays in einem Palettierer mit einem Greifer einzeln in z-Richtung auf einen Trayschlitten gehoben. Dieser Trayschlitten ist mit einer Translationsachse in y-Richtung ausgestattet, so dass das Tray mit dem Trayschlitten taktweise in y-Richtung verfahren werden kann und die einzelnen Teilereihen auf den Tray in die richtige Position für den Teilegreifer, der sich beispielsweise an einem 2-Achs-Portal befinden kann, gebracht werden.
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Dieses 2-Achs-Portal besitzt eine z- und eine x-Bewegungsachse, entlang derer die Gegenstände bewegt werden können. Die Gegenstände werden durch einen am 2-Achs-Portal befindlichen Teilegreifer erfasst und in Richtung der z-Achse angehoben und mit Hilfe der x-Bewegungsachse aus dem Palettierer gefahren und an der vorgesehenen Position entlang der z-Achse beispielsweise auf einem Werkstückträger abgelegt bzw. fixiert. Auf dem Werkstückträger können die Gegenstände dann beliebig bearbeitet oder in eine Bearbeitungsvorrichtung transportiert werden.
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Bei einem anderen Palettierer werden die vollen Trays mit einem Greifer von einem Stapel in z-Richtung abgehoben und auf einem Trayschlitten positioniert. Die Trays werden vorerst in dieser Position fixiert und von dort die Gegenstände mit einem Teilegreifer entnommen. Der Teilegreifer kann sich an einem 3-Achs-Portal mit Translationsachsen in x-, y-, z-Richtung, oder auch an einem frei bewegbaren Roboterarm, befinden.
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Wenn das Tray leer ist, wird es in y-Richtung in die Mittelposition der Maschine verfahren und dort in einen Puffer abgelegt. Sobald das leere Tray wieder benötigt wird, wird es mit dem Greifer aus dem Puffer entnommen, auf dem Trayschlitten positioniert und in y-Richtung in eine Position zum Bestücken gefahren. In dieser Position wird das Tray mit Hilfe des Teilegreifers wieder bestückt, bevor das Tray mittels eines weiteren Greifers in z-Richtung auf einem Ablagestapel abgelegt wird.
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Bei letzterem Palettierer ist der vergleichsweise große Platzbedarf von Nachteil, da der Puffer sich zwischen den beiden Stapeln befindet.
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Aus der
DE 102 13 113 A1 ist ein Verfahren zum Be- oder Entladen von Paletten mit einem Stapler bekannt geworden, in dem mehrere Paletten übereinander in einer oberen, unteren oder beliebigen Position angeordnet sind. Innerhalb des Staplers befindet sich eine in vertikaler und horizontaler Richtung wirkende Fördereinrichtung für die Paletten. Neben dem Stapler befindet sich eine Be- und Entladestation für Paletten, wobei zwei übereinander liegende Ebenen vorgesehen sind. Der Be- und Entladestation ist zur Entnahme von bzw. zum Bestücken mit Teilen eine Arbeitseinrichtung, z.B. in Form eines Greifers, zugeordnet.
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Die in dem Stapler bevorrateten Paletten können bei einer derartigen Vorrichtung nur nacheinander abgearbeitet, z.B. mit Teilen bestückt werden und anschließend wieder in den Palettierer transportiert werden. Ein Pufferspeicher für bevorratete bestückte bzw. leere Paletten, ebenso wie die Verwendung von mehreren in Trayschlitten befindlichen Tray- oder Palettenstapeln ist nicht vorgesehen.
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Eine ähnliche Vorrichtung zur maschinellen Handhabung von Trays geht auch aus der nachveröffentlichten
DE 10 2011 012 953 A1 hervor.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine effektive Anordnung zum Be- und/oder Entladen von Trays zu schaffen, die bei möglichst geringem Grundflächenbedarf eine hohe Variabilität der Handhabung der Paletten mit geringer Taktzeit ermöglicht.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den zugehörigen Unteransprüchen hervor.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird bei einer Anordnung zum Be- und/oder Entladen von Trays, die von einem ersten Traystapel abgestapelt und zu einem zweiten Traystapel aufgestapelt werden und die mit einem in mehreren Achsen bewegbaren Teilegreifer zum Entnehmen von Gegenständen von einzelnen Trays oder zum Bestücken einzelner Trays mit Gegenständen versehen ist, dadurch gelöst, dass ein erster, ein zweiter und ein dritter Traystapel vorgesehen sind, von denen zwei Traystapel mit einem Zwischenraum übereinander angeordnet sind und dass sich der dritte Traystapel neben dem unteren oder oberen Traystapel befindet, dass im Zwischenraum zwei horizontal verfahrbare Trayschlitten zur Aufnahme einzelner Trays abstandsweise übereinander angeordnet sind, derart, dass die Trays im Trayschlitten unter einem Teilegreifer für Werkstücke positionierbar sind, der in einer vertikalen Bewegungsrichtung und horizontal in beliebiger Bewegungsrichtung bewegbar ist, wobei die horizontale Bewegungsrichtung der Trayschlitten senkrecht zur vertikalen Bewegungsrichtung des Teilegreifers verläuft.
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In einer ersten Ausgestaltung der Erfindung sind die im Zwischenraum befindlichen unabhängig voneinander in horizontaler Richtung verfahrbaren Trayschlitten in zwei Ebenen übereinander angeordnet, wobei eine Ebene als Entladeebene und die andere Ebene als Beladeebene vom Teilegreifer anfahrbar ist.
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Die Entladeebene kann sich über der Beladeebene befinden, oder umgekehrt.
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In einer Fortführung der Erfindung ist dem Teilegreifer eine Teilezu- und Abführung für die Gegenstände zugeordnet.
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In einer Variante der Erfindung sind der erste Traystapel und der zweite Traystapel horizontal nebeneinander angeordnet und der dritte Traystapel ist mit einem vertikalen Abstand über dem ersten oder über dem zweiten Traystapel positioniert.
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In einer weiteren Variante ist der zweite Traystapel mit einem vertikalen Abstand über oder unter dem ersten Traystapel angeordnet und der dritte Traystapel befindet sich horizontal neben dem ersten Traystapel oder dem zweiten Traystapel im Verfahrbereich der Trayschlitten.
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Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:
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1: eine Anordnung zum gleichzeitigen Be- und/oder Entladen von Trays, bei der ein erster Traystapel und ein zweiter Traystapel nebeneinander angeordnet sind und ein als Puffer dienender dritter Traystapel oberhalb des ersten Traystapels vorgesehen ist;
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2: veranschaulicht einen möglichen Bewegungsweg eines Trays bei einer Anordnung nach 1;
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3: eine Alternative zur Anordnung nach 1; und
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4: eine weitere Alternative der Anordnung nach 1.
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Eine Anordnung zum gleichzeitigen Be- und/oder Entladen von Trays zeigen 1–4. Hier sind ein erster und ein zweiter Traystapel 1, 2, z.B. als ein Eingabestapel 1 und ein Ausgabestapel 2, nebeneinander angeordnet. Oberhalb des zweiten Traystapels 2 befindet sich ein dritter Traystapel 6, der z.B. ein Pufferstapel zur Zwischenspeicherung von Trays 3 sein kann. Im Zwischenraum 7 zwischen dem zweiten Traystapel 2 und dem dritten Traystapel 6 sind zwei Trayschlitten 4, 5 in zwei Ebenen übereinander angeordnet. Die Trayschlitten 4, 5 dienen zur Aufnahme einzelner Trays 3, die mit den Trayschlitten 4, 5 im Zwischenraum 7 in y-Richtung unabhängig voneinander verfahrbar sind. Dabei dient eine Ebene als Entnahmeebene 11 und die andere Ebene als Beladeebene 12, wobei beide Ebenen von einem Teilegreifer 10 in z-Richtung anfahrbar sind. Der Teilegreifer 10 kann z.B. Bestandteil eines 2- oder 3-Achs-Portals oder eines frei bewegbaren Roboterarmes sein.
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Der Teilegreifer 10, der mindestens in z- und x-Richtung verfahrbar ist, befindet sich sowohl oberhalb der Entnahmeebene 11, als auch oberhalb der Beladeebene 12, beispielsweise seitlich des dritten Traystapels 6 und oberhalb des ersten Traystapels. Durch diese Anordnung der Traystapel 1, 2, 6 ist es möglich, innerhalb derselben Maschine zwei Arbeitsgänge miteinander zu vereinen. Wenn diese Arbeitsgänge im Entnehmen von bevorrateten Gegenständen von einem Tray 3 und dem Beladen von Trays 3 mit bearbeiteten Gegenständen bestehen, kann der dritte Traystapel 6 zum Speichern vorübergehend nicht benötigter leerer Trays 3 dienen.
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Das Entnehmen von einzelnen Gegenständen von einem Tray 3 erfolgt in der Entnahmeebene 11 dadurch, dass in einem ersten Schritt ein mit Gegenständen beladenes Tray 3 mit einem nicht dargestellten Traygreifer vom Stapel bis über die Entnahmeebene 11 abgehoben und anschließend auf den Trayschlitten 4 in der Entnahmeebene 11 übergeben werden kann.
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Anschließend wird das mit Gegenständen gefüllte Tray 3 mit dem Trayschlitten 4 unter den Teilegreifer 10 gefahren und eine Zeile von Gegenständen unter dem Teilegreifer 10 positioniert. Durch Bewegen des Teilegreifers 10 in z- und x-Richtung kann dann eine Zeile von Gegenständen abgearbeitet werden und danach die nächste Zeile durch vorheriges Verschieben des Trayschlittens 4 in y-Richtung um eine Zeile usw., bis das gesamte Tray 3 geleert ist. Jeder entnommene Gegenstand wird mit dem Teilegreifer 10 vom Tray 3 in eine nicht dargestellte Übergabeposition gefahren, in der der entnommene Gegenstand einer weiteren Transporteinrichtung oder einer Bearbeitungsvorrichtung übergeben wird.
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Wenn das Tray 3 geleert ist, wird es vom Traygreifer von Trayschlitten 4 in der Entnahmeebene 11 entnommen und entweder im dritten Traystapel 6 (der als Pufferspeicher dienen kann) oder im Trayschlitten 5 in der Beladeebene 12 abgelegt. Das Beladen von Trays 3 mit Gegenständen erfolgt in der Beladeebene 12 mit dem Teilegreifer 10 entsprechend umgekehrt. Ist ein Tray 3 vollständig beladen, wird es vom Traygreifer aus dem Trayschlitten 5 entnommen und auf dem zweiten Traystapel 2 abgelegt. Der erste und der zweite Traystapel 1, 2 können sich jeweils auf einem von Hand verfahrbaren Traywagen oder einer anderen Transporteinrichtung befinden.
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In 1–4 sind mögliche Bewegungsachsen mit Hilfe von Doppelpfeilen schematisch dargestellt. Dabei bezeichnen die unterbrochen gezeichneten Doppelpfeile die Bewegungsachsen während des Traywechsels, also der Entnahme von Trays aus dem ersten Traystapel 1 und dem Speichern von Trays 3 entweder im dritten Traystapel, oder im zweiten Traystapel 2 und die durchgehend gezeichneten Doppelpfeile die nötigen Bewegungsachsen während des Entnahme- bzw. Beladevorganges der Trays 3 mit Gegenständen.
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Die Vorrichtung nach 1 zeichnet sich durch eine besonders kompakte Bauweise bei geringst möglicher Grundfläche aus, wobei trotz einer doppelten Funktion, außer einer zweiten Ebene für die Trayschlitten 4, 5 und dem dritten Traystapel 6 (Pufferstapel) keine weiteren Funktionseinheiten erforderlich sind. Die zur Steuerung erforderliche Elektronik kann in einem Schaltschrank 13 oberhalb des dritten Traystapels 6, oder an einer anderen geeigneten Stelle, untergebracht werden.
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In 2 ist das Transportschema für die Trays 3 schematisch dargestellt. Die im ersten Traystapel 1 bereitgestellten Trays 3 werden von oben abgearbeitet, indem diese auf den Trayschlitten 4 in der Entnahmeebene 11 transportiert werden. Nach entsprechender Positionierung des abzuarbeitenden Trays 3 werden die Gegenstände mit dem Teilegreifer 10 entnommen und zur weiteren Bearbeitung einer Transporteinrichtung oder Bearbeitungsvorrichtung übergeben.
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Das dann leere Tray 3 wird anschließend mit einem Traygreifer in den dritten Traystapel 6 oder auf den Trayschlitten 5 in der Beladeebene 12 transportiert und ein neues zu entleerendes Tray 3 vom ersten Traystapel auf dem Trayschlitten 4 abgelegt. In der Beladeebene wird das auf dem Trayschlitten 5 befindliche Tray 3 dann mit aus einer Bearbeitungsvorrichtung zurückgelieferten Gegenständen bestückt und dann auf dem zweiten Traystapel 2 abgelegt.
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Das Beladen der Trays 3 mit Gegenständen erfolgt entsprechend umgekehrt, indem ein leeres Tray 3 aus dem dritten Traystapel 6 entnommen und in der Beladeebene 12 auf dem Trayschlitten 5 abgelegt wird. Nachdem das Tray 3 mittels des Teilegreifers 10 mit Gegenständen gefüllt ist, wird es zum zweiten Traystapel 2 transportiert und dort aufgestapelt.
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Der besondere Vorteil dieser Ausführung ist, dass das Entladen und das Beladen der Trays 3 abwechselnd nacheinander erfolgen können. Dazu muss lediglich der entsprechende Trayschlitten 4; 5 unter dem Teilegreifer 10 positioniert werden. Der jeweils nicht benötigte Trayschlitten 4; 5 wird dann in eine Parkposition in den Zwischenraum 7 gefahren.
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Weitere Möglichkeiten der Positionierung der ersten, zweiten und dritten Traystapels 1, 2, 6 sowie des Schaltschranks 13 sind bei gleichem Grundflächenbedarf beispielhaft aus den 3, 4 ersichtlich.
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Bei der aus 3 ersichtlichen Variante sind der erste und der zweite Traystapel 1, 2 mit dem erforderlichen Zwischenraum 7 übereinander gestapelt und der dritte Traystapel 6 (z.B. Pufferspeicher) befindet sich neben dem ersten Traystapel 1. Der Schaltschrank 13 kann in diesem Fall unter dem dritten Traystapel 6 angeordnet werden. Im Zwischenraum 7 sind wie bei der Ausführung nach 1 zwei Trayschlitten 4, 5 zur Aufnahme von zu entleerenden bzw. zu bestückenden Trays 3 und zu deren Positionierung unter dem Teilegreifer 10 angeordnet. Die Abläufe entsprechen sinngemäß den zu 1 beschriebenen Abläufen.
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Die in 4 dargestellte Variante entspricht derjenigen nach 3, mit dem Unterschied, dass die Positionen des ersten Traystapels 1 und des dritten Traystapels 6 mit dem Schaltschrank 13 vertauscht sind.
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Selbstverständlich existieren weitere Möglichkeiten der relativen Positionierung der Traystapel 1, 2, 6 zueinander. So können der zweite Traystapel 2 und der dritte Traystapel 6 nebeneinander angeordnet werden und der erste Traystapel 1 könnte unter dem dritten Traystapel 6 positioniert werden. Der Teilegreifer 10 müsste in diesem Fall zwischen dem zweiten und dritten Traystapel 2, 6 oberhalb der im Zwischenraum 7 befindlichen Trayschlitten 4, 5 angeordnet werden.
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Es sei angemerkt, dass die die vorstehend angegebenen x-, y- und z-Achsen gewöhnlich rechtwinklig zueinander ausgerichtet sind, doch können es die örtlichen Gegebenheiten erforderlich machen, von der rechtwinkligen Beziehung mehr oder weniger abzuweichen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- erster Traystapel
- 2
- zweiter Traystapel
- 3
- Tray
- 4
- Trayschlitten
- 5
- Trayschlitten
- 6
- dritter Traystapel
- 7
- Zwischenraum
- 10
- Teilegreifer
- 11
- Entnahmeebene
- 12
- Beladeebene
- 13
- Schaltschrank
