DE102013100267A1

DE102013100267A1 - Vorrichtung zum Greifen und Vereinzeln von Bauteilen

Info

Publication number: DE102013100267A1
Application number: DE102013100267A
Authority: DE
Inventors: Alfred Straßmeier
Original assignee: SOMMER ANLAGENTECHNIK GmbH
Current assignee: SOMMER ANLAGENTECHNIK GmbH
Priority date: 2012-01-17
Filing date: 2013-01-11
Publication date: 2013-07-18
Anticipated expiration: 2033-01-12
Also published as: DE202012100153U1; DE102013100267B4

Abstract

Die Vorrichtung dient zum Greifen und Vereinzeln von Bauteilen, insbesondere Platten mittels Greifelementen, wobei an einem horizontalen Tragbalken (12) Schlitteneinheiten (18) in Längsrichtung (x-Richtung) des Tragbalkens (12) verschiebbar gelagert sind, die aus einer Matrixanordnung (30) von Einzelgreifern (32) bestehen, die relativ zueinander in Querrichtung (y-Richtung) verstellbar sind. Die Schlitteneinheiten (18) sind relativ zueinander in Längsrichtung des Tragbalkens (12) verschiebbar sind, wobei jede Schlitteneinheit (18) mit einer Antriebseinheit für den Antrieb eines Ritzels (26) ausgerüstet ist, das mit einer am Tragbalken (12) angebrachten Zahnstange (28) in Eingriff ist. Die Antriebseinheit besteht aus einem Stellmotor (22) mit einer senkrechten, das Ritzel (26) tragenden Welle (24).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Greifen und Vereinzeln von Bauteilen, insbesondere Platten, mit Hilfe von Greifelementen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
In vielen Bereichen der Technik ist es erforderlich, Bauteile in einer Arbeitsstation zu erfassen und in einer folgenden Station geordnet abzulegen. Ein Beispiel hierfür ist die Bauindustrie, bei der flache Bauteile, beispielsweise Fliesen, aus einem Magazin oder von einer Fördereinrichtung zu entnehmen sind, um sie anschließend mit einem gewünschten Fugenabstand zueinander auf einer Trägerplatte abzulegen und zu fixieren. In diesem Zusammenhang wird auf das deutsche Patent 10 2010 036 958 hingewiesen, bei dem eine Betonplatte mit einer Verkleidung aus Keramikfliesen zu bestücken ist.
Gegenstand des am nächsten kommenden Standes der Technik gemäß DE 198 24 439 A1 ist eine Mehrfachpositioniereinrichtung mit einer Mehrzahl von Greifelementen, um flächig verteilte Objekte an mehreren Stellen erfassen zu können, wobei primäre und sekundäre Positioniereinheiten an Schlitten mit Greifelementen zum Erfassen von Kabelsträngen verschiebbar gelagert sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Greifen und Vereinzeln von Bauteilen zur Verfügung zu stellen, mit deren Hilfe es möglich ist, in sehr kurzen Taktzeiten gleichzeitig eine Gruppe von angelieferten Bauteilen zu erfassen, um diese dann in einem automatisierten Vorgang mit dem gewünschten Fugenabstand auf einem Träger abzulegen.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Anspruchs 1.
Zur Bewegung des Tragbalkens aus der Aufnahmestation in die Abgabestation kann dieser von dem Greiferkopf eines Roboters erfasst werden, der in x-, y- und z-Richtung verfahrbar und zusätzlich um eine Hochachse drehbar ist. Während der Überführung von der Aufnahme- oder Sammelstation, in der die Bauteile lückenlos nebeneinander angeordnet sind, in die Abgabestation werden die Bauteile nach einem vorgegebenen, gewünschten Schema vereinzelt, so dass sie anschließend ohne Zeitverlust mit der gewünschten Fugenbreite zueinander auf dem Träger abgelegt werden können.
Da während des Verfahrens des Roboters die Fugenabstände in der Vorrichtung automatisiert erzeugt werden, können die beispielsweise auf einem Stauförderband zu einem Block lückenlos zusammengefahrenen Bauteile ohne Positionierzeiten und aufwendige Positioniermechaniken in der Abgabestation abgelegt werden.
Um die Schlitteneinheiten in Längsrichtung des Tragbalkens verfahren zu können, ist jede Schlitteneinheit mit einer Antriebseinheit, beispielsweise mit einem Stellmotor mit senkrechter Welle für den Antrieb eines Ritzels ausgerüstet, das mit einer am Tragbalken angebrachten Zahnstange in Eingriff ist. Als Antriebseinheit käme alternativ auch ein Linearmotor in Frage.
In besonders vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist jeder Einzelgreifer innerhalb der Matrixanordnung vertikal verstellbar, so dass auch einzelne Bauteile oder Teile davon in Lücken oder Zwischenräume einzeln abgelegt werden können.
Nach einem anderen Merkmal der Erfindung kann die Matrixanordnung jeder Schlitteneinheit aus einer Zweiergruppe oder auch Dreiergruppe von Einzelgreifern zusammengesetzt sein, von denen die beiden äußeren Einzelgreifer über eine Zylindereinheit quer zur Längsrichtung des Tragbalkens verstellbar sind. Zur Querverstellung und damit Einstellung der Fugenbreite bleibt bei einer Dreiergruppe der mittlere Einzelgreifer in seiner festen Position innerhalb der Schlitteneinheit, während die beiden äußeren Einzelgreifer über einen Pneumatikzylinder o. dgl. relativ zum mittleren Einzelgreifer auf das gewünschte Maß verstellt werden.
In Weiterbildung dieser Ausgestaltung kann zur Begrenzung der Querverstellung der beiden äußeren Einzelgreifer ein Spindel-Mutter-Trieb vorgesehen sein, der im Fall einer Dreiergruppe im Bereich des mittleren Einzelgreifers angeordnet und dessen Mutter mit einem Scherengelenk verbunden ist, dem an den beiden äußeren Einzelgreifern je eine daran befestigte Anschlagkulisse zugeordnet ist.
Um den gewünschten Abstand, d. h. das gewünschte Fugenmaß einzustellen, wird der Spindel-Mutter-Trieb mittels eines Stellmotors einmalig betätigt, so dass die Anschlagkulisse die vorgegebene Position einnimmt und in dieser verbleibt. Zum Vereinzeln der Bauteile wird dann während des Verfahrens des Tragbalkens in die Ablageposition mittels der Zylindereinheit die gewünschte Fuge zwischen diesen hergestellt.
Die Einzelgreifer können als Parallelgreifer, Nutgreifer oder Fingergreifer ausgebildet sein. Für plattenförmige Bauteile, beispielsweise Fliesen, ist es vorteilhaft, die Einzelgreifer mit Sauggreifköpfen auszustatten.
Die Erfindung ist nahestehend an einem Ausführungsbeispiel erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist. In dieser zeigen:
1 die Ansicht einer Vorrichtung gemäß der Erfindung,
2 die Schrägansicht der Vorrichtung der 1,
3 die Schrägansicht der Vorrichtung von der anderen Seite,
4 die Ansicht der Vorrichtung von schräg unten,
5 die Ansicht einer Schlitteneinheit mit einer Dreiergruppe von Einzelgreifern im zusammengefahrenen Zustand,
6 eine der 5 entsprechende Darstellung im ausgefahrenen Zustand der Einzelgreifer,
7 die Schrägansicht der Schlitteneinheit der 5 und 6,
8 die aufgeschnittene Schlitteneinheit der 7,
9 die Schlitteneinheit der 5 in y-Richtung,
10 die Ansicht eines Einzelgreifers der Schlitteneinheit,
11 die schematische Draufsicht auf eine Gruppe von hier 18 lückenlos zusammengefahrenen, plattenförmigen Bauteilen,
12 die schematische Darstellung der Vorrichtung mit Tragbalken und insgesamt sechs Schlitteneinheiten und
13 die Vorrichtung der 12 bei der Aufnahme von größeren plattenförmigen Bauteilen.
Für die insgesamt mit 10 bezeichnete Vorrichtung gemäß der Erfindung ist ein Tragbalken 12 vorgesehen, an dessen Oberseite in der Mitte zwei Greiferköpfe 14 angebracht sind, so dass der Tragbalken 12 von einem nicht weiter dargestellten Roboterkopf erfasst werden kann. Ein hierzu geeigneter Roboter ist beispielsweise Gegenstand der DE 100 38 757 , mit dessen Hilfe der Tragbalken 12 an jeden gewünschten Ort horizontal und senkrecht verfahren werden kann, wobei auch Drehungen um die Hochachse möglich sind.
Der Tragbalken 12 hat an seiner Unterseite eine Schiene 16, auf der in Längsrichtung des Tragbalkens 12 (x-Richtung) mehrere Schlitteneinheiten 18 – im Ausführungsbeispiel insgesamt sechs Schlitteneinheiten 18 – verfahren werden können. Jede Schlitteneinheit 18 ist mit einer biegsamen Stromzuführung 20 verbunden.
Wie die 7 und 9 zeigen, ist an jeder Schlitteneinheit 18 ein elektrischer Stellmotor 22 angebracht, dessen senkrechte Welle 24 für den Antrieb eines Ritzels 26 dient, das in Eingriff mit einer am Tragbalken 12 angebrachten Zahnstange 28 ist. Auf diese Weise kann jede Schlitteneinheit 18 unabhängig von den anderen Schlitteneinheiten in Längsrichtung x auf dem Tragbalken 12 verfahren werden.
Jede Schlitteneinheit 18 besteht aus einer Matrixanordnung 30 von hier drei nebeneinander angeordneten Einzelgreifern 32. Wie 4 zeigt, sind diese im Ausführungsbeispiel mit Sauggreifköpfen 32 versehen, so dass mit diesen, wie die 11 bis 13 zeigen, plattenförmige Bauteile 34, beispielsweise Fliesen erfasst werden können.
Wie die 5 bis 7 zeigen, hat jede Schlitteneinheit 18 eine obere Tragplatte 36, an der der Stellmotor 22 aufgehängt ist. Auf der Tragplatte 36 ist ein etwa U-förmiges Führungsstück 38 befestigt, das nach Art eines Schlittens formschlüssig mit der Schiene 16 des Tragbalkens 12 in Eingriff ist (vgl. 5), so dass die Schlitteneinheit 18, wie erläutert, in x-Richtung verfahren werden kann.
An der Unterseite der Tragplatte 36 ist, wie 9 erkennen lässt, eine Führungsschiene 40 angebracht, die quer zur Schiene 16 des Tragbalkens 12 in y-Richtung verläuft und von je einem etwa U-förmigen Gleitstück 42 umfasst wird, das auf der Oberseite des Gehäuses 44 des entsprechenden Einzelgreifers 32 angebracht ist.
Von den drei Einzelgreifern 32 jeder Matrixanordnung 30 der Schlitteneinheit 18 ist der mittlere Einzelgreifer fest, während die beiden äußeren Einzelgreifer 32 auf der Führungsschiene 40 in y-Richtung verschiebbar sind, was in den 5 und 6 deutlich zu erkennen ist.
Das Gehäuse 44 jedes Einzelgreifers 32 hat, wie vor allem die 9 und 10 zeigen, eine Durchtrittsöffnung 46, durch die eine horizontal angeordnete, hier pneumatische Zylindereinheit 48 veläuft. Diese ist, wie 8 weiter zeigt, mit ihrem Zylindergehäuse 50 im Gehäuse 44 des hier rechten Einzelgreifers 32 befestigt, während der Kolbenstangenkopf 52 an einem Bolzen 54 angelenkt ist, der in der Durchtrittsöffnung 46 des Gehäuses 44 des in 8 linken Einzelgreifers 32 befestigt ist (vgl. auch 9).
Mit Hilfe der Zylindereinheit 48 können die beiden äußeren Einzelgreifer 32 relativ zum mittleren, festen Einzelgreifer 32 in y-Richtung verstellt werden, um so den Abstand der Einzelgreifer 32 jeder Schlitteneinheit 18 zu verändern, was deutlich aus den 5 und 6 hervorgeht.
In den 5 und 6 ist weiter dargestellt, dass am Gehäuse 44 der beiden äußeren Einzelgreifer 32 jeweils eine plattenförmige Anschlagkulisse 56 befestigt ist, die einen Endanschlag für die Ausfahrbewegung der Zylindereinheit 48 dient. Zur einmaligen Einstellung der Ausfahrbewegung der Zylindereinheit 48 ist, wie die 7 und 9 deutlich zeigen, an dem Gehäuse 44 des festen, mittleren Einzelgreifers 32 auf der dem Stellmotor 22 gegenüberliegenden Seite der Schlitteneinheit 18 ein Stellmotor 58 für eine senkrechte Gewindespindel 60 angebracht, über die eine Mutter 62 vertikal verstellt werden kann. Mit dem dadurch gebildeten Spindel-Mutter-Trieb 64 ist ein Scherengelenk 66 verbunden, das aus zwei gelenkig miteinander verbundenen Hebelpaaren 68 besteht, die einerseits an der gemeinsamen Mutter 62 und andererseits am festen Gehäuse 44 des mittleren Einzelgreifers 32 angelenkt sind. Das die beiden Hebel jedes Hebelpaares 68 miteinander verbindende Gelenk ist als Gelenkrolle 70 ausgebildet, die beim Auseinanderfahren der beiden Anschlagkulissen 56 den Ausfahrhub der Zylindereinheit 48 begrenzt, was aus 6 deutlich hervorgeht.
In 10 ist angedeutet, dass jeder Einzelgreifer 32 am unteren Ende einer vertikalen, hier pneumatischen Zylindereinheit 72 befestigt ist, die im Gehäuse 44 angebracht ist. Auf diese Weise kann jeder Einzelgreifer 32 innerhalb der Matrixanordnung 30 in z-Richtung vertikal verstellt werden (vgl. hierzu auch die 5 und 6).
11 zeigt schematisch insgesamt 18 lückenlos als Block zusammengeschobene, plattenförmige Bauteile 34 in einer Sammelstation, in der sie von der Vorrichtung gemäß der Erfindung (12) aufzunehmen sind. 13 zeigt eine weitere Möglichkeit, bei der jeweils zwei Einzelgreifer 32 mit Sauggreifköpfen 74 ein größeres Bauteil 34 erfassen und hierzu an dem Tragbalken 12 auf den erforderlichen Abstand in x-Richtung verfahren werden können.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102010036958 [0002]
DE 19824439 A1 [0003]
DE 10038757 [0028]

Claims

Vorrichtung zum Greifen und Vereinzeln von Bauteilen, insbesondere Platten mittels Greifelementen, wobei an einem horizontalen Tragbalken (12) Schlitteneinheiten (18) in Längsrichtung (x-Richtung) des Tragbalkens (12) verschiebbar gelagert sind, die aus einer Matrixanordnung (30) von Einzelgreifern (32) bestehen, die relativ zueinander in Querrichtung (y-Richtung) verstellbar sind, wobei die Schlitteneinheiten (18) relativ zueinander in Längsrichtung des Tragbalkens (12) verschiebbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass jede Schlitteneinheit (18) mit einer Antriebseinheit für den Antrieb eines Ritzels (26) ausgerüstet ist, das mit einer am Tragbalken (12) angebrachten Zahnstange (28) in Eingriff ist und dass die Antriebseinheit aus einem Stellmotor (22) mit einer senkrechten, das Ritzel (26) tragenden Welle (24) besteht.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Matrixanordnung (30) jeder Einzelgreifer (32) in z-Richtung vertikal verstellbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Einzelgreifer (32) mittels eines Pneumatikzylinders (72) vertikal verstellbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrixanordnung (30) jeder Schlitteneinheit (18) aus mindestens zwei Einzelgreifern (32) zusammengesetzt ist, die über eine Zylindereinheit (48) quer zur Längsrichtung des Tragbalkens (12) in y-Richtung verstellbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrixanordnung (30) jeder Schlitteneinheit (18) aus einer Dreiergruppe von Einzelgreifern (32) zusammengesetzt ist, von denen die beiden äußeren Einzelgreifer (32) über die Zylindereinheit (48) relativ zu dem mittleren Einzelgreifer (32) quer zur Längsrichtung des Tragbalkens (12) in y-Richtung verstellbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Begrenzung der Querverstellung der beiden äußeren Einzelgreifer (32) ein Spindel-Mutter-Trieb (64) vorgesehen ist, dessen Mutter (62) mit einem Scherengelenk (66) verbunden ist, dem an den beiden äußeren Einzelgreifern (32) je eine daran befestigte Anschlagkulisse (56) zugeordnet ist.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Spindel-Mutter-Trieb (64) im Bereich des mittleren Einzelgreifers (32) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelgreifer (32) Sauggreifköpfe (74) haben.