DE102013204095A1

DE102013204095A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Positionieren, Ausrichten und/oder Gruppieren von Artikeln, Stückgütern oder Gebinden

Info

Publication number: DE102013204095A1
Application number: DE102013204095.4A
Authority: DE
Inventors: Michael Hartl; Manfred Kieslinger
Original assignee: Krones AG
Current assignee: Krones AG
Priority date: 2013-03-11
Filing date: 2013-03-11
Publication date: 2014-09-11

Abstract

Es ist eine Vorrichtung (10) zum Ausrichten und/oder zum Gruppieren einer Anzahl von Stückgütern und/oder Gebinden (14) innerhalb eines definierten Bewegungsraumes (12) offenbart, dem wenigstens eine Zufördereinrichtung (16; 16a, 16b) zur Zuführung der in wenigstens einer Reihe hintereinander beförderten Stückgüter und/oder Gebinde (14) zum Bewegungsraum (12) vorgeordnet ist, und dem wenigstes eine Abfördereinrichtung (20) zum Abtransport von gruppierten und/oder in Lagen (38) angeordneten Stückgütern und/oder Gebinden (14) nachgeordnet ist. Die Vorrichtung (10) umfasst wenigstens eine Manipulationseinrichtung (22) zur Verschiebung und/oder Drehung von einzelnen Stückgütern und/oder Gebinden (14) oder von Gruppen von mehreren Stückgütern oder Gebinden (14) innerhalb des Bewegungsraums (12), die wenigstens ein zumindest in horizontaler Richtung bewegliches und/oder rotierbares Schieberelement (24) zur Kontaktierung der jeweiligen Stückgüter und/oder Gebinde (14) oder der Gruppen mit mehreren Stückgütern oder Gebinden (14) an wenigstens zwei aneinander grenzenden Seitenflächen und zu deren Verschiebung und/oder Drehung umfasst. Zudem ist dem Schieberelement (24) ein Aktuator zur sensor- und/oder positionsgesteuerten Ausübung einer vertikal gerichteten Druckkraft (FZ) auf das jeweils kontaktierte Stückgut oder Gebinde (14) oder die kontaktierte Gruppe mit mehreren Gebinden (14) oder Stückgütern zugeordnet. Weiterhin ist ein entsprechendes Verfahren zum Ausrichten und/oder zum Gruppieren einer Anzahl von in wenigstens einer Reihe hintereinander beförderten Stückgütern und/oder Gebinden (14) offenbart, die in horizontaler Richtung zum Bewegungsraum (12) befördert werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Positionieren, Ausrichten und/oder zum Gruppieren einer Anzahl von in Reihe hintereinander beförderten Artikeln, Stückgütern und/oder Gebinden mit den Merkmalen des unabhängigen Verfahrensanspruchs 1. Die Erfindung betrifft zudem eine entsprechende Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit den Merkmalen des unabhängigen Vorrichtungsanspruchs 8.
Bei der Förderung, Handhabung und anschließenden Verpackung von Artikeln, Gebinden oder Stückgütern wie bspw. Paketen oder Behältergebinden, die in einer Reihe hintereinander auf einem Horizontalförderer transportiert werden, besteht normalerweise die Notwendigkeit einer Umsortierung, um die Artikel, Stückgüter und/oder Gebinde in eine stapelfähige Anordnung, d.h. in die räumliche Anordnung einer stapelfähigen Lage zu bringen, damit sie in der Verpackungsmaschine in Palettenlagen übereinander gestapelt werden können. Um die z.B. hintereinander in einer einzigen Reihe angeförderten Artikel oder andere Stückgüter wie Gebinde in eine stapelfähige Lagenanordnung zu bringen, müssen aufeinander folgend transportierte Gebinde oder Stückgüter jeweils unterschiedlichen Verschiebe- und/oder Drehbewegungen unterzogen werden, was bspw. mit sog. Portalgreifsystemen oder auch mit Knickarm-Greifsystemen erfolgen kann. Hierbei werden innerhalb eines Bewegungsraumes wie bspw. eines Transfertischs oder im Bereich eines breiten Gurtförderers die von einer Horizontalfördereinrichtung angeförderten Artikel, Gebinde oder Stückgüter mittels der Greifer einzeln erfasst und an eine definierte Position verschoben und/oder gedreht, ggf. unter gleichzeitigem Weitertransport in horizontaler Förderrichtung. Je nach der zu konfigurierenden oder gruppierenden Gebindelage, Stückgut- oder Artikellage sind jeweils unterschiedliche Positionierungsbewegungen für aufeinander folgende Artikel, Stückgüter oder Gebinde durchzuführen, bis das gewünschte Lagenbild vervollständigt ist. Diese Lagenanordnung kann anschließend als Ganzes weitertransportiert und bspw. einer Palettiervorrichtung übergeben werden.
Unabhängig von den eingesetzten Portalgreifsystemen oder Knickarm-Greifsystemen sind für jede Erfassung eines Gebindes oder Stückgutes mehrphasige Bewegungsabläufe erforderlich: der Greifarm muss auf das Gebinde oder Stückgut abgesenkt werden, bevor die Greifzangen sich schließen und das Gebinde oder Stückgut erfassen können. Danach erfolgt eine Verschiebe- und/oder Drehbewegung in horizontaler Richtung, bevor der Greifer zum Freigeben des Stückguts oder Gebindes wieder geöffnet und nach oben gehoben wird. Aufgrund der schnell getakteten Vielzahl solcher Bewegungsabläufe hat es sich als vorteilhaft erwiesen, zwei oder mehr solcher Anordnungen mit Gruppiertischen und diesen jeweils zugeordneten Handhabungs- und/oder Manipulationseinrichtungen hintereinander anzuordnen, ggf. gespeist durch zwei oder mehr parallele Zuförderbänder mit darauf in Reihen beförderten Artikeln, Stückgütern oder Gebinden.
Die erwähnten Gruppiersysteme sind in zahlreichen unterschiedlichen Ausführungsvarianten bekannt. Darüber hinaus offenbaren die DE 201 15 478 U1 und die WO 03/022717 A1 jeweils unterschiedliche Vorrichtungen zum Ausleiten von Objekten aus Artikelströmen. Die Ausleitung erfolgt mit steuerbaren Manipulatoren, welche die Artikel seitlich verschieben.
Da diese bekannten Handhabungseinrichtungen entweder nur eine einzige Verschieberichtung für beförderte Artikel kennen oder für mehrphasige Verschiebebewegungen von Artikeln, Gebinden oder Stückgütern relativ aufwändiger Greifersysteme mit zahlreichen Bewegungsachsen, Energieversorgungsleitungen etc. bedürfen, wurden verschiedentlich alternative Handhabungssysteme vorgeschlagen. So offenbart die WO 2009/011634 A1 ein Gruppiersystem mit einem um eine Hochachse schwenkbaren Arm, an dem ein Schieber mit Saugelementen beweglich gelagert ist. Der Schieber kann einzelne Gebinde oder Packgüter von einem Horizontalförderband in seitlicher Richtung zu einem Gruppiertisch befördern und dabei ggf. drehen, wobei die Saugelemente das Gebinde während des Dreh- und/oder Verschiebevorganges am Schieber halten. Diese unterstützenden Saugelemente erfordern eine zusätzliche Versorgung mit Unterdruck und verlangsamen aufgrund der Schaltzeiten für den Aufbau und das Abschalten des Unterdrucks bei jedem Handhabungsvorgang den gesamten Gruppierablauf.
Angesichts des Bau- und Unterhaltsaufwandes der bekannten Greifersysteme und der funktionalen Einschränkungen der bekannten Schiebersysteme, die mit Unterdruck arbeiten, besteht ein vorrangiges Ziel der vorliegenden Erfindung darin, ein vereinfachtes Verfahren und eine möglichst einfach aufgebaute und handhabbare Vorrichtung zur Umsortierung von Artikel-, Stückgut- und/oder Gebindereihen zur Verfügung zu stellen, womit insbesondere eine schnelle und hinsichtlich der Positionierungen der Artikel, Gebinde oder Stückgüter zuverlässig arbeitende und präzise wiederholbare Lagenbildung ermöglicht werden soll.
Diese Ziele der Erfindung werden mit den Gegenständen der unabhängigen Ansprüche erreicht. Merkmale vorteilhafter Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen. So sieht die Erfindung zur Erreichung des genannten Ziels ein Verfahren zum Positionieren von Stückgütern und/oder Gebinden vor, die in horizontaler Richtung auf einem Fördermittel innerhalb eines Bewegungsraums befördert werden. Bei dem Verfahren werden einzelne oder Gruppen zweier, dreier oder mehr zu positionierender Stückgüter oder Gebinde mittels einer zumindest in horizontaler Richtung beweglichen und/oder rotierbaren Manipulationseinrichtung an wenigstens zwei, maximal jedoch drei vertikalen Seitenflächen der zu bewegenden Stückgüter oder Gebinde kontaktiert und anschließend mittels einer in horizontaler Richtung innerhalb des Bewegungsraumes gerichteten Positionierbewegung positioniert. Mittels der Manipulationseinrichtung wird zumindest während einer Positionierbewegung, die eine entgegen der vertikal kontaktierten Seitenflächen gerichtete Beschleunigungskomponente aufweist, zusätzlich eine auf die Oberfläche bzw. Oberseite der Stückgüter oder Gebinde oder Gruppe von Stückgütern oder Gebinden gerichtete vertikale Druckkraft ausgeübt. Eine entgegen der vertikal kontaktierten Seitenflächen der Gebinde bzw. Gebindegruppen gerichtete Beschleunigungskomponente meint insbesondere eine Verzögerungskomponente, die bei stärker verzögernder Manipulationseinrichtung dazu führen kann, dass sich das Gebinde oder Stückgut oder die Gebinde- oder Stückgutgruppe von der Manipulationseinrichtung ablösen will. Um einer solchen Ablösebewegung entgegenzuwirken, wird eine vertikale Druckkraft ausgeübt, die die Gebinde oder Stückgüter von oben auf die Oberfläche des Bewegungsraumes drückt und durch die erhöhte Haftreibung die Ablösung und damit Fehlpositionierung verhindert.
Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, dass die Manipulationseinrichtung das verschobene und/oder gedrehte Stückgut oder Gebinde oder die verschobene und/oder gedrehte Gruppe von mehreren Stückgütern oder Gebinden zumindest kurzzeitig vor Erreichen einer jeweiligen Zielposition durch einen vertikal auf eine Oberfläche des Bewegungsraumes gerichteten Anpressvorgang positioniert und/oder an den kontaktierten Seitenflächen fixiert. Um die Exaktheit der Manipulationsbewegungen aller Stückgüter, Gebinde oder Stückgut- oder Gebindegruppen auch bei höheren Dreh- und/oder Verschiebegeschwindigkeiten und den damit einhergehenden starken Verzögerungen bei der Erreichung der jeweiligen Zielpositionen gewährleisten zu können, wird die wenigstens eine Manipulationseinrichtung zumindest während einer Verzögerungsphase vor Erreichen der jeweiligen Zielposition eines verschobenen und/oder gedrehten Stückguts oder Gebindes oder einer verschobenen und/oder gedrehten Gruppe von mehreren Stückgütern oder Gebinden innerhalb des Bewegungsraumes von oben auf das Stückgut oder Gebinde oder die Gruppe von mehreren Stückgütern oder Gebinden gedrückt.
Damit wird zuverlässig verhindert, dass sich die verschobenen und/oder gedrehten Stückgüter, Gebinde oder Gruppen mit Stückgütern oder Gebinden von der Manipulationseinrichtung ablösen können, da sie von dieser nicht allseitig umschlossen, geklemmt oder gegriffen werden, sondern lediglich in einer Weise kontaktiert, dass ein abgewinkeltes Schieberelement der Manipulationseinrichtung das Stückgut oder Gebinde bzw. die Stückgut- oder Gebindegruppe an zwei angrenzenden Seiten bzw. an nichtparallelen Seiten angreift und damit in definierter Weise bewegen und/oder verdrehen kann.
Die beschriebenen Möglichkeiten der Interaktion zwischen der Manipulationseinrichtung und einem zu manipulierenden Gebinde oder Stückgut bzw. einer zu manipulierenden Gruppe von Stückgütern oder Gebinden setzen eine bestimmte räumliche Gestaltung sowie bestimmte Bewegungs- und Einwirkungsmöglichkeiten der Manipulationseinrichtung voraus, die einerseits auf die Größe der zu handhabenden Gebinde oder Stückgüter bzw. Gebinde- oder Stückgutgruppen und andererseits auf die gewünschten Dreh- und/oder Verschiebebewegungen abgestimmt sind. Um die gewünschten Handhabungen und Beeinflussungen der Stückguter oder Gebinde vornehmen zu können, umfasst die Manipulationseinrichtung mehrere Kontaktflächen, die an die zu verschiebenden und/oder drehenden Gebinde oder Stückgüter angelegt und/oder über die ein zeitlich begrenzter vertikaler Druck ausgeübt wird und/oder die zumindest teilweise als Sensorkontaktflächen genutzt werden können.
Wenn im Zusammenhang mit der Gestaltung der Manipulationseinrichtung und deren Kontaktierung der zu beeinflussenden Stückgüter, Gebinde oder Gruppen mit Stückgütern oder Gebinden an wenigstens zwei aneinander grenzenden bzw. nichtparallelen Seitenflächen die Rede ist, so kann damit bspw. eine Kontaktierung der zu handhabenden Güter oder Gebinde mit einer L-förmige Gestaltung eines Schieberelements der Manipulationseinrichtung gemeint sein. Ein solcher L-förmiger Schieber kann ein quaderförmiges Gebinde oder Stückgut an zwei aneinander grenzenden Seitenflächen kontaktieren und auf diese Weise verschieben und/oder drehen. Diese Definition ist jedoch nicht einschränkend zu verstehen, da die Manipulationseinrichtung alle Arten von Gebinde- oder Stückgutgestaltungen gleichermaßen handhaben kann, auch wenn diese keine quaderförmige Gestalt haben, wo ein L-förmiger Schieber nicht an zwei in 90°-Winkel aneinander grenzenden Seitenflächen angreifen kann. Die Formulierung der nichtparallelen Seitenflächen umfasst jedoch auch Kontaktierungen nicht quaderförmiger Stückgüter oder Gebinde, bspw. solcher mit mehreckiger, zylindrischer oder anderer Gestaltung.
Neben diesem Schieberelement, der vorzugsweise eine L-förmige Gestaltung aufweisen kann, benötigt die Manipulationseinrichtung zur Realisierung des erfindungsgemäßen Funktionsumfangs weiterhin eine obere Kontaktfläche, deren Unterseite einen steuerbaren Druck auf eine Oberseite eines kontaktierten Gebindes oder Stückguts bzw. einer kontaktierten Gebinde- oder Stückgutgruppe ausüben kann, um bei einer stärkeren Verzögerung nach vorhergehender Verschiebung und/oder Drehung eine Ablösung des Gebindes oder Stückguts bzw. der Gebinde- oder Stückgutgruppe vom L-Schieber zuverlässig verhindern zu können. Normalerweise stellt diese obere Kontaktfläche gleichzeitig eine Verbindung zu beweglichen Aufhängungselementen der Manipulationseinrichtung dar, bspw. zu verschiebbaren Trageelementen eines Portalrobotersystems o. dgl.
Zur Klarstellung sei bereits an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass mit dem Begriff der Manipulationseinrichtung im vorliegenden Zusammenhang das beweglich aufgehängte und mit steuerbarem Druck auf das Gebinde oder Stückgut bzw. die Gebinde- oder Stückgutgruppe einwirkende, eine definierte räumliche Ausdehnung aufweisende Funktionselement gemeint ist, das je nach Ausführungsvariante einen L-förmigen Schieber sowie eine obere Kontaktfläche aufweisen kann. Weiterhin kann diese Definition der Manipulationseinrichtung geeignete Aktoren umfassen, die für temporäre Druckbeaufschlagung in vertikaler Richtung sorgen. Nicht mehr von dieser Definition umfasst sind dagegen die Antriebseinrichtungen, die für die Bewegungen der Manipulationseinrichtung innerhalb des definierten Bewegungsraumes sorgen, so bspw. Linearantriebe eines Portalrobotersystems. Diese sind zwar vorhanden, können jedoch wahlweise auch durch Antriebselemente eines Knickarmroboters oder durch andere geeignete Antriebseinheiten ersetzt sein.
Eine bevorzugte Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorsehen, dass der vertikale Anpressdruck der Manipulationseinrichtung auf das Stückgut oder Gebinde oder die Gruppe von mehreren Stückgütern oder Gebinden unter Auswertung von Sensorsignalen gesteuert wird. Diese Sensoren können wahlweise die Position, die Geschwindigkeit oder auch die Beschleunigung der jeweiligen Manipulationseinrichtung und/oder ihre Relativposition zum aktuell verschobenen und/oder gedrehten Stückgut oder Gebinde oder Gebinde- oder Stückgutgruppe erfassen und in Abhängigkeit davon die Manipulationseinrichtung in einer Weise steuern, dass zumindest gegen Ende einer Verschiebe- und/oder Drehbewegung eine Fixierung der manipulierten Stückgüter oder Gebinde erfolgt, indem die Manipulationseinrichtung vertikal nach unten gedrückt wird, so dass von oben eine Anpresskraft auf die manipulierten Gegenstände wirkt, die diese daran hindert, sich vorzeitig vom Schieberelement der Manipulationseinrichtung abzulösen.
Wahlweise können bei dem Verfahren wenigstens zwei Gebinde und/oder Stückgüter zumindest phasenweise gleichzeitig mittels wenigstens zweier Manipulationseinrichtungen bewegt, positioniert, verschoben und/oder gedreht werden. Hierbei ist es sinnvoll, dass die wenigstens zwei Manipulationseinrichtungen unabhängig voneinander innerhalb des Bewegungsraums beweglich angeordnet sind, so dass die gewünschte unabhängige Bewegung der unterschiedlichen Stückgüter oder Gebinde bzw. Gruppen ermöglicht ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren dient in erster Linie der Herstellung von definierten, regelmäßigen Anordnungen oder Gruppierungen von Stückgütern oder Gebinden, insbesondere von palettierbaren Lagenbildern, die anschließend palettiert und gestapelt werden können. Zu diesem Zweck laufen die Gebinde oder Stückgüter auf ein oder mehreren Bahnen ungeordnet oder vorgruppiert auf einem Zuförderband ein und werden zu einem sog. Bewegungsraum befördert, der bspw. durch ein sog. Gruppierband gebildet sein kann. In diesem Bewegungsraum bzw. auf diesem sog. Gruppierband werden die Gebinde oder Stückgüter mit versetzt angeordneten Manipulations-, Handhabungs- oder Verschiebeeinrichtungen – gebildet bspw. durch Roboter mit beweglichen Schiebern – quer zur Laufrichtung verschoben und gedreht oder nur verschoben oder nur gedreht oder gar nicht manipuliert. Das Ziel dieser Handhabungen besteht darin, stromabwärts des Bewegungsraumes bzw. des Gruppierbandes ein stapelfähiges Lagenbild zu erzeugen, das durch einen Schieber oder Stopper in Laufrichtung ausgerichtet wird und seitlich durch verfahr- oder verschiebbare Leisten zentriert wird.
Wahlweise kann ein Zuförderband oder können mehrere parallele Zuförderbänder vorgesehen sein. Bei einem zweibahnigen Zulauf können die Handhabungs- oder Manipulationseinrichtungen bzw. die Roboter zur besseren Ausnutzung des maximalen Arbeitsraumes versetzt angeordnet sein, so dass sie auf jeder Hälfte die vorgruppierten Gebinde oder Stückgüter erreichen und manipulieren können. Die Verschiebung und Drehung der Gebinde oder Stückgüter erfolgt vorzugsweise über einen einfachen L-förmigen Schieber. Diese L-Form des Schiebers ist in seiner Grundstellung an der Aufhängung des Roboters so orientiert, dass die maximale Beschleunigung bei Translation und Rotation des Gebindes mit der geschlossenen Seite erfolgt. Steht bspw. die Vorderkante des L-förmigen Schiebers entgegen der Bewegungsrichtung des Gebindes, wird dadurch ein Ausrichten des Gebindes beim Aufsynchronisieren des Roboters auf die Gebindegeschwindigkeit erzielt. Erfolgt die Verschiebung und Rotation von der Gruppierbandmitte nach außen, befindet sich die andere Fläche des L-Schiebers vom Gebinde aus gesehen auf der Bandmitte. Bei einer Bewegung von außen nach innen ist die Orientierung des L-Schiebers spiegelverkehrt zum Gebinde.
Die Manipulationseinrichtung bzw. der L-Schieber kann grundsätzlich von jeder beliebigen Seite an die Gebinde oder Stückgüter angreifen und diese drehen, abbremsen, beschleunigen oder in kombinierter und/oder nichtlinearer Bewegung in gewünschter Weise positionieren.
Der L-förmige Schieber weist kein aktives Element zur formschlüssigen Fixierung der Gebinde auf, wie dies bspw. bei einem herkömmlichen Klemmbackengreifer der Fall wäre. Aus diesem Grund ist bei hohen Leistungen und den damit einhergehenden relativ hohen Beschleunigungen damit zu rechnen, dass bei niedriger Reibung zwischen Mattenkette und Gebindeunterseite das Gebinde oder Stückgut aus der vorgesehenen Endposition verrutscht. Diese Gefahr des Verrutschens besteht insbesondere beim Abbremsen, wenn die Verzögerung des Schiebers so groß ist, dass die Trägheitskräfte des Gebindes größer sind als die der Bewegung entgegenwirkenden Reibungskräfte. Um diese Effekte zu verhindern, werden die Gebinde zumindest während ihres Abbremsens von oben gegen die Mattenkette gedrückt. Hierzu kann bspw. ein Element zur reibschlüssigen Verbindung (z.B. Elastomer-Matte mit hohem Reibwert zum Gebinde) an einer Unterseite der Manipulationseinrichtung vorgesehen sein, das von oben auf das Gebinde drückt und eine Fehlpositionierung verhindert. Es sei in diesem Zusammenhang auf die oben erwähnte obere Deckfläche der Manipulationseinrichtung erinnert, deren Unterseite zur Herstellung des temporär steuerbaren vertikalen Drucks mit der Oberseite des Gebindes oder Stückgutes bzw. der Gebinde- oder Stückgutgruppe interagiert und auf diese Weise die Ablösung von der Schieberfläche verhindern kann.
Bei einem mehrachsig beweglichen Manipulationselement bzw. einem sog. Mehrachs-Roboter kann dieses Element ohne zusätzlichen Aktor aktiviert werden; der Roboter führt einen kurzen Zustellhub senkrecht von oben auf das Gebinde aus und erzeugt somit den gewünschten Reibschluss zum Gebinde. Eine erhöhte Anpresskraft des Gebindes auf der Mattenkette führt allerdings zu höheren Verschiebekräften, die sich zu den vom Roboter zu überwindenden Trägheitskräften des Gebindes addieren. Daher ist es vorteilhaft, wenn die Steuerung des Roboters nur genau zu dem Zeitpunkt mit der Elastomermatte auf das Gebinde drückt, bei dem die Zentrifugal- oder Verzögerungskräfte in einer Richtung wirken, in welcher der Schieber offen ist, da in dieser Phase das Gebinde die L-förmigen Anlageflächen des Schiebers in Richtung der wirkenden Kräfte verlassen könnte. Mittels des erfindungsgemäßen dynamischen Anpressvorganges können die Gebinde oder Stückgüter sehr exakt positioniert werden, auch wenn mit hohen Verschiebe- und/oder Drehgeschwindigkeiten gearbeitet wird.
Durch den zumindest kurzzeitig durchgeführten Anpressvorgang des Gebindes auf die Mattenkette im Bewegungsraum können beim Robotersystem starke Verzögerungen in Form von steileren Bremsrampen realisiert werden, da hierbei die aus der Anpressung resultierenden Reibungskräfte des Gebindes den Trägheitskräften der bewegten Massen von Roboterstrukuren, Schieber und Gebinde entgegen wirken. Da die Handhabungseinrichtungen moderner Roboter-Steuerungen die Charakteristik aufweisen, dass sie zu jedem Zeitpunkt genaue Informationen über Lage, Orientierung, Geschwindigkeit und Beschleunigung der Manipulationseinrichtungen und damit des Gebindes liefern können, kann zum genau richtigen Zeitpunkt der Andrückvorgang von oben auf das Gebinde eingeleitet werden.
Darüber hinaus ist es möglich, mit Hilfe geeigneter Beschleunigungssensoren die Größe und Richtung der auftretenden Beschleunigungen am Schieber zu detektieren, um damit das Anpressen von oben zu steuern. Ferner sind Sensoren im Schieber denkbar, die eine Abweichung der Position des Gebindes im Schieber detektieren und damit wiederum die Höhe des Anpressdrucks von oben steuern können. So könnte bspw. ein federbelastetes Blech in solchen Momenten einen Schaltimpuls liefern, in dem sich das Gebinde aufgrund der hohen Trägheitskräfte von der Schieberwand löst. Daraufhin wird der Anpressvorgang von oben eingeleitet, so dass es zu einer nur geringfügigen Fehlpositionierung kommt, die im weiteren Ablauf des Gruppier- und Palettiervorgangs unerheblich ist. Dieses System hätte den Vorteil, dass es sich bei verändernden Reibwerten auf die neuen Gegebenheiten einstellen kann (lernende Software). Eine besonders für diesen Schiebe-, Dreh- und Andrückvorgang geeignete Roboterstruktur kann bspw. durch Portalroboter oder auch durch sog. Tripod-Roboter zur Verfügung gestellt werden, mit Verschiebemöglichkeiten in drei verschiedene Raumrichtungen und Drehmöglichkeiten um eine Hochachse.
Eine weitere Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Positionierverfahrens kann vorsehen, dass während einer geradlinigen Positionierbewegung, die eine negative Bremsbeschleunigung aufweist, die zumindest entgegen einer kontaktierten vertikalen Seitenfläche gerichtet ist, zusätzlich eine auf die Oberfläche der Stückgüter oder Gebinde oder Gruppe von Stückgütern oder Gebinden gerichtete vertikale Druckkraft ausgeübt wird. Weiterhin kann bei dem Verfahren während einer nicht geradlinigen Positionierbewegung, die eine negativ gerichtete Bremsbeschleunigung oder eine positiv gerichtete Beschleunigung aufweist, die zumindest einer kontaktierten vertikalen Seitenfläche entgegenwirkt, zusätzlich eine auf die Oberfläche der Stückgüter oder Gebinde oder Gruppe von Stückgütern oder Gebinden gerichtete vertikale Druckkraft ausgeübt werden. Durch diese zusätzlich ausgeübten vertikalen Druckkräfte wird unter allen auftretenden Umständen jeweils zuverlässig verhindert, dass sich das zu positionierende Stückgut oder Gebinde bzw. die Stückgut- oder Gebindegruppe von den vertikalen Seitenflächen der Manipulationseinrichtung ablöst, insbesondere bei starken Bremsverzögerungen oder bei schnellen Drehungen oder sonstigen nichtlinearen oder nicht geradlinigen Bewegungen innerhalb des Bewegungsraumes.
Zur Erreichung des oben genannten Ziels schlägt die Erfindung neben dem in verschiedenen Aspekten beschriebenen Verfahren eine Vorrichtung zum Ausrichten und/oder zum Gruppieren einer Anzahl von Stückgütern und/oder Gebinden innerhalb eines definierten Bewegungsraumes vor, der bspw. durch eine Horizontalfördereinrichtung wie ein sog. Gruppierband oder eine Mattenkette o. dgl. gebildet sein kann. Dieser Horizontalfördereinrichtung bzw. dem Gruppierband ist wenigstens eine Zufördereinrichtung zur Zuführung der in wenigstens einer Reihe hintereinander beförderten Stückgüter und/oder Gebinde zum Bewegungsraum vorgeordnet sowie wenigstes eine Abfördereinrichtung zum Weitertransport oder Abtransport von gruppierten und/oder in Lagen angeordneten Stückgütern und/oder Gebinden nachgeordnet. Weiterhin ist dem Bewegungsraum oder Gruppierband eine Manipulationseinrichtung zur Verschiebung und/oder Drehung von einzelnen Stückgütern und/oder Gebinden oder von Gruppen von mehreren Stückgütern oder Gebinden innerhalb des Bewegungsraums zugeordnet. Diese Manipulationseinrichtung umfasst wenigstens ein zumindest in horizontaler Richtung bewegliches und/oder rotierbares Schieberelement zur Kontaktierung der jeweiligen Stückgüter und/oder Gebinde oder der Gruppen mit mehreren Stückgütern oder Gebinden an wenigstens zwei aneinander grenzenden bzw. an nichtparallelen Seitenflächen sowie zu deren Verschiebung und/oder Drehung. Gemäß der Erfindung ist das Schieberelement mit einem Aktuator gekoppelt, der sensor- und/oder positionsgesteuert eine vertikal gerichtete Druckkraft auf das jeweils kontaktierte Stückgut oder Gebinde oder die kontaktierte Gruppe mit mehreren Gebinden oder Stückgütern auslösen kann. Das Schieberelement der wenigstens einen Manipulationseinrichtung weist eine L-förmige Anlagefläche zur Kontaktierung des/der zu verschiebenden und/oder zu drehenden Stückguts oder Gebinde oder Stückgut- oder Gebindegruppe an wenigstens zwei aneinander grenzenden bzw. nichtparallelen Seitenflächen sowie eine Auflagefläche zur steuerbaren Kontaktierung einer Oberseite des Stückguts oder Gebindes oder der Stückgut- oder Gebindegruppe auf.
Zudem kann der dem Schieberelement zugeordnete Aktuator in Abhängigkeit von den Sensorsignalen wenigstens eines dem Schiebelement zugeordneten Beschleunigungssensors steuerbar sein. Wahlweise kann der dem Schieberelement zugeordnete Aktuator auch in Abhängigkeit von den Sensorsignalen wenigstens eines dem Schieberelement zugeordneten Drucksensors steuerbar sein. Ein solcher Drucksensor kann insbesondere einen Kontaktdruck zwischen einer der Seitenflächen des Stückguts, Gebindes oder der Stückgut- oder Gebindegruppe und der L-förmigen Anlagefläche des Schieberelements erfassen, so dass bei beginnender Ablösung des Gebindes oder Stückguts in horizontaler Richtung eine Druckkraft von oben ausgeübt werden kann, um den Ablöseprozess bei einer starken Verzögerung des L-förmigen Schiebers zu verhindern.
Auch eine Kombination der Bewegungssteuerung der Manipulationseinrichtungen mit geeigneten optischen Sensoren wie bspw. einer Kamera oder mehrerer Kameras kann sinnvoll sein. Diese optischen Sensoren bzw. Kameras können einerseits den Bewegungsablauf der zu manipulierenden Gebinde oder Stückgüter innerhalb des Bewegungsraumes erfassen. Darüber hinaus kann jedoch auch eine optische Erkennung vorgesehen sein, um damit die Stückgut- oder Gebindepositionen auf den Zufördereinrichtungen zu erfassen und zu erkennen, um je nach aktueller Lage der in den Bewegungsraum übergebenen Gebinde oder Stückgüter eine angepasste Positionierung der entsprechenden Manipulationseinrichtungen vornehmen zu können.
Wie oben erwähnt, kann die Vorrichtung wahlweise zwei oder mehr unabhängig voneinander innerhalb des Bewegungsraumes verschieb- und/oder drehbar angeordnete Manipulationseinrichtungen zur gleichzeitigen Verschiebung und/oder Drehung zweier Stückgüter oder Artikel oder Stückgut- oder Artikelgruppen aufweisen. Sinnvoll kann auch eine Variante der Vorrichtung sein, die zwei oder mehr in den Bewegungsraum mündende Zufördereinrichtungen zur Zuführung von jeweils in wenigstens einer Reihe hintereinander beförderten Stückgüter und/oder Gebinde zum Bewegungsraum aufweist.
Weiterhin sieht eine bevorzugte Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung vor, dass dem Bewegungsraum eine Horizontalfördereinrichtung zur kontinuierlichen Förderung der Stückgüter oder Gebinde von der wenigstens einen Zufördereinrichtung zur Abfördereinrichtung zugeordnet ist. Zudem können dem Bewegungsraum in Förderrichtung der Stückgüter oder Gebinde wenigstens zwei Manipulationsabschnitte mit jeweils wenigstens einer Manipulationseinrichtung zugeordnet sein.
Zusammengefasst ergeben sich mehrere Vorteile der Erfindung gegenüber dem bekannten Stand der Technik. Die durch die Erfindung ermöglichten Gebindemanipulationen mit hohen Beschleunigungen und Verzögerungen unter gleichzeitigem dynamischem Anpressen von oben führen zu niedrigsten Zykluszeiten. Auf einen zusätzlichen Aktor zum Klemmen oder Festhalten des Gebindes während seiner Verschiebe- und/oder Drehbewegung kann verzichtet werden. Auch muss kein Vertikalhub nach dem Freigeben des Gebindes durchgeführt werden, wie dies bei herkömmlichen Klemmbackengreifern erforderlich ist. Die Manipulationseinrichtung weist einen relativ massearmen, einfach aufgebauten und gegen Kollisionen robusten Schieber auf. Es können massearme Robotersysteme, bspw. mit sog. Deltakinematik, bei der alle Antriebe gestellfest sind, die beweglichen Teile jedoch sehr steif sind, eingesetzt werden, um die Gebinde hochdynamisch verschieben zu können.
Anstelle der oder zusätzlich zu den oben erwähnten Sensoren kann auch vorgesehen sein, dass die jeweiligen Positionen der Manipulationseinrichtungen sowie deren Bewegungen, wobei insbesondere auch ihr jeweiliger Angriffspunkt oder Kontaktpunkt am Stückgut bzw. Gebinde interessiert, mittels optischer Sensoren wie bspw. Kameras erfasst werden können. Wahlweise können auch die Signale mehrerer optischer Sensoren bzw. mehrerer Kameras ausgewertet werden, die gemeinsam in der Lage sein sollten, den Bewegungsraum zu erfassen und in einer geeigneten Weise abzubilden, um der Steuereinrichtung die möglichst verzögerungsarme Ansteuerung der Manipulationseinrichtung zu ermöglichen. Ggf. können die als optische Sensoren bezeichneten Überwachungssensoren, welche die Stückgut- und/oder Gebindepositionen innerhalb des Bewegungsraumes erfassen und in einer für die Steuereinrichtung verarbeitbaren Weise abbilden sollen, auch durch anders arbeitende Sensoren gebildet sein, bspw. durch Ultraschallsensoren o. dgl.
Im Folgenden sollen Ausführungsbeispiele die Erfindung und ihre Vorteile anhand der beigefügten Figuren näher erläutern. Die Größenverhältnisse der einzelnen Elemente zueinander in den Figuren entsprechen nicht immer den realen Größenverhältnissen, da einige Formen vereinfacht und andere Formen zur besseren Veranschaulichung vergrößert im Verhältnis zu anderen Elementen dargestellt sind.
1 zeigt eine schematische Ansicht einer Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Ausrichten und/oder Gruppieren von Gebinden oder Stückgütern.
2 zeigt zwei schematische Ansichten eines Förderabschnittes der Vorrichtung gemäß 1.
3 zeigt zwei schematische Ansichten alternativer Varianten der Vorrichtung gemäß 1.
4 zeigt in drei perspektivischen Detailansichten eine Ausführungsvariante einer Manipulationseinrichtung der Vorrichtung gemäß 1 sowie die bei einem Abbremsvorgang der Manipulationseinrichtung am Gebinde angreifenden Kräfte und Beschleunigungen.
5 zeigt eine schematische Draufsicht auf die Manipulationseinrichtung gemäß 4.
Für gleiche oder gleich wirkende Elemente der Erfindung werden identische Bezugszeichen verwendet. Ferner werden der Übersicht halber nur Bezugszeichen in den einzelnen Figuren dargestellt, die für die Beschreibung der jeweiligen Figur erforderlich sind. Die dargestellten Ausführungsformen stellen lediglich Beispiele dar, wie die erfindungsgemäße Vorrichtung oder das erfindungsgemäße Verfahren ausgestaltet sein können und stellen keine abschließende Begrenzung dar.
Die schematische Draufsicht der 1 zeigt eine Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10, die dem Ausrichten und/oder dem Gruppieren von Packgütern, Stückgütern, Gebinden o. dgl. Artikel innerhalb eines definierten, umgrenzten Bewegungsraumes 12 dient. Der als Bereich zum Ausrichten und Gruppieren der Artikel dienende Bewegungsraum 12 kann wahlweise eine zur Verschiebung der Artikel geeignete glatte Oberfläche aufweisen oder auch durch eine sich bewegende Oberfläche einer Horizontalfördereinrichtung gebildet sein, bspw. durch ein Gurtförderband, eine Mattenförderkette o. dgl. Der Einfachheit halber werden die zu gruppierenden und/oder auszurichtenden Packgüter oder Stückgüter allgemein als Gebinde 14 bezeichnet, was aber nicht einschränkend, sondern lediglich beispielhaft zu verstehen ist. Die Gebinde 14 werden in ununterbrochener Reihe hintereinander zum Bewegungsraum 12 befördert, was mittels eines Zuführbandes 16 erfolgt, das bspw. durch ein mit konstanter Fördergeschwindigkeit 18 förderndes Band gebildet sein kann. An einer dem Zuführband 16 gegenüber liegenden Seite des Bewegungsraumes 12 befindet sich ein Abförderband 20 zum Abtransport von gruppierten und/oder in Lagen angeordneten Gebinden 14. Die 1 zeigt eine geordnete Zuführung der Gebinde 14 in regelmäßiger Formatierung und jeweils gleichen Abständen auf dem Zuförder- oder Zuführband 16, das die Gebinde 14 mit konstanter Fördergeschwindigkeit 18 zum Bewegungsraum 12 der Vorrichtung 10 befördert. Wahlweise können die Gebinde 14 auch in ungeordneter Weise zum Bewegungsraum 12 befördert werden. Auch Varianten mit zwei oder mehr parallelen Zuführbändern 16 zur Beförderung jeweils gleicher oder unterschiedlicher Gebinde 14 zum Bewegungsraum 12 sind sinnvoll einsetzbar.
Die Vorrichtung 10 weist eine Manipulationseinrichtung 22 zur Verschiebung und/oder Drehung der einzelnen Gebinde 14 innerhalb des Bewegungsraums 12 auf. Diese Manipulationseinrichtung 22 umfasst in der dargestellten Ausführungsform ein in horizontaler Richtung bewegliches und rotierbares Schieberelement 24, das eine L-förmige Anlagefläche 26 zur Kontaktierung einzelner Gebinde 14 an zwei aneinander grenzenden Seitenflächen und zu deren Verschiebung und/oder Drehung auf.
Die aneinander grenzenden Seitenflächen der Gebinde 14 beziehen sich hierbei auf quaderförmige Gebinde 14, so dass die Kontaktierung mit der L-förmigen Anlagefläche 26 auch dadurch charakterisiert werden kann, dass diese an nichtparallelen Seitenflächen des Gebindes 14 angreift. Bei nicht quaderförmigen Behältern, Stückgütern oder Gebinden 14 kann ggf. keine Kontaktierung an aneinander grenzenden Seitenflächen erfolgen, sondern u.U. nur an unterschiedlichen, rechtwinkelig oder in einem anderen Winkel zueinander stehenden, d.h. insbesondere nichtparallelen Seitenflächen. Dies betrifft bspw. auch zylindrische Gebinde 14 oder Stückgüter, die in Linienberührung an zwei Seiten kontaktiert werden können, die durch ein Winkelsegment von ca. 90° voneinander getrennt sind.
Zudem ist die Manipulationseinrichtung 22 mit einer Steuereinrichtung 28 zur Steuerung der Bewegungsverläufe des Schieberelementes 24 innerhalb bzw. in den Umrissen des Bewegungsraumes 12 gekoppelt. Die Steuereinrichtung 28 wertet die Ausgangssignale 30 einer der Manipulationseinrichtung 22 zugeordneten, hier jedoch nicht genauer bezeichneten Sensoreinrichtung 32 aus, die Informationen über die Bewegungsverläufe des Schieberelements 24 der Manipulationseinrichtung 22 und/oder des jeweils bewegten Gebindes 14 liefern kann. Auf Grundlage der Sensorsignale 30 generiert die Steuereinrichtung 28 ein sinnvolles Steuersignal 34, auf dessen Grundlage die horizontalen Schiebe- und/oder Drehbewegungen des Schieberelements 24 der Manipulationseinrichtung 22 gesteuert werden. Außerdem definiert das Steuersignal 34 den Zeitpunkt einer vertikalen Druckkraft, mit der das Gebinde 14 unmittelbar vor dem Erreichen einer Zielposition im Bewegungsraum 12 auf die Oberfläche des Bewegungsraumes 12 gedrückt wird, um eine unerwünschte Ablösung des Gebindes 14 von den L-förmigen Anlageflächen 26 des Schieberelementes 24 zu verhindern. Zu diesem Zweck weist das Schieberelement 24 eine oberseitige Auflagefläche 36 auf, die mittels eines hier nicht dargestellten Aktors bei Bedarf zumindest kurzzeitig auf die Oberseite des jeweils kontaktierten und verschobenen und/oder gedrehten Gebindes 14 gedrückt werden kann, um dieses möglichst exakt positionieren zu können, um ein gewünschtes Lagenbild 38 aus mehreren regelmäßig zueinander positionierten Gebinden 14 realisieren zu können.
Auf die beschriebene Weise ist eine exakte Positionierung des Schieberelements 24 in Bezug auf die zu bewegenden und/oder zu drehenden Gebinde 14 ermöglicht. Die Gebinde 14 werden somit mit Hilfe der Vorrichtung 10 ausschließlich durch die Schiebebewegungen des variabel beweglichen Schieberelements 24 an ihre gewünschten Endpositionen gebracht, so dass schließlich definierbare Lagenbilder 38 (vgl. 2 und 3) erzeugt werden können, die für eine nachfolgende Palettierung geeignet sind. Zudem wird durch kurzzeitige bedarfsweise Aktivierung der mit den seitlichen Anlageflächen 26 fest verbundenen oberseitigen Auflagefläche 36 des Schieberelements 24 das Gebinde 14 während eines Abbremsvorganges nach erfolgter Verschiebung und/oder Drehung auf die Oberfläche des Bewegungsraumes 12 gedrückt, was unexakte Positionierungen oder Fehlpositionierungen mit entsprechend verrutschtem Lagenbild 38 effektiv verhindern kann.
Die 1 lässt weiterhin einen in Förderrichtung 18 dem Bewegungsraum 12 nachgeordneten sog. Aufrückbereich 40 erkennen, der dem Abförderband 20 vorgeordnet ist. Was in diesem Zusammenhang als Aufrückbereich 40 bezeichnet ist, umfasst normalerweise mehrere aufeinander folgende Förder- und Handhabungsabschnitte der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10, so bspw. einen weiteren Bewegungsraum zur Verschiebung und/oder Drehung von Gebinden 14, die den in 1 dargestellten ersten Bewegungsraum 12 ohne Einwirkung der Manipulationseinrichtung 22 passiert haben. Dieser weitere Bewegungsraum kann vorzugsweise mit einer gleichartigen Manipulationseinrichtung 22 ausgestattet sein, so dass nicht alle von der Zufördereinrichtung 16 oder den zwei oder mehr Zufördereinrichtungen 16 in den Bewegungsraum 12 beförderten Artikel Gebinde 14 innerhalb des ersten Bewegungsraumes 12 verschoben und/oder gedreht werden müssen, sondern ggf. erst im stromabwärts nachfolgenden weiteren Bewegungsraum.
Da die Bewegungsräume 12 normalerweise als Horizontalfördereinrichtungen mit sich kontinuierlich bewegenden Gurtförderern oder Mattenketten o. dgl. ausgebildet sind, auf denen die Gebinde 14 stetig nach rechts in Richtung zum Abförderband 20 bewegt und dabei gleichzeitig mittels der Manipulationseinrichtung 22 oder der zwei oder mehr Manipulationseinrichtungen gedreht und/oder verschoben werden, umfasst der Aufrückbereich 40 normalerweise eine geeignete Staueinrichtung, an denen die sich zuvorderst befindlichen Gebinde 14 abgebremst und aufgestaut werden, bis ein Lagenbild 38 komplettiert ist. Ggf. kann sich an die variabel in den Förderweg einbringbare oder aus diesem entfernbare Staueinrichtung – gebildet bspw. durch einen heb- und senkbaren Staubalken – ein weiterer Auflagetisch anschließen, auf dem die Lagenbilder 38 mittels seitlich zustellbarer Schubleisten in Querrichtung zur Förderrichtung 18 verdichtet und die zwischen den Gebinden 14 verbliebenen Lücken geschlossen werden. An diesen Auflagetisch schließt sich dann erst das Abförderband 20 an, so dass der Aufrückbereich 40 in real existierenden Verpackungsmaschinen normalerweise zwei, drei oder vier aufeinander folgende Förderabschnitte zur Bildung und exakten Ausrichtung der gewünschten palettierbaren Lagen aufweist.
In den in 1 lediglich angedeuteten Aufrückbereich 40 werden die allmählich komplettierten Lagenbilder 38 nach rechts verschoben, wodurch der Bewegungsraum 12 weitgehend frei von bereits fertig positionierten Gebinden 14 oder Stückgütern gehalten wird und der Aktionsraum des Manipulators 22 nicht zunehmend eingeschränkt wird. Auf diese Weise befinden sich nur sehr wenige Gebinde 14 gleichzeitig innerhalb des Bewegungsraumes 12, da die fertig ausgerichteten Gebinde 14 weiter in den Aufrückbereich 40 befördert werden, von wo aus sie – nach erfolgter Aufstauung und seitlicher Verdichtung – als komplette Gebindelage mit dem Abförderband 20 abtransportiert werden, bspw. zu einer hier nicht dargestellten Palettiereinrichtung. Wie erwähnt, kann der Aufrückbereich 40 bspw. mit beweglichen Anlageleisten, Schubleisten, Längsleisten o. dgl. ausgestattet sein, um das Lagenbild 38 in gewünschter Weise zusammenzuschieben und darin befindliche Lücken zwischen einzelnen Gebinden 14 zu schließen.
Die schematischen Darstellungen der 2a und 2b verdeutlichen jeweils in schematischer Weise eine typische Konfiguration einer Vorrichtung 10, die Teil einer Verpackungsmaschine sein kann, wo Reihen von Gebinden 14 mittels eines Zuförderbandes 16 oder zweier oder mehr paralleler Zuförderbänder 16 zum ersten Bewegungsraum 12a befördert werden, wo sie mittels einer ersten Manipulationseinrichtung 22a in gewünschter Weise verschoben und/oder gedreht werden, sofern sie nicht einem nachfolgenden weiteren Bewegungsraum 12b überlassen werden, der mit einer weiteren gleichartigen Manipulationseinrichtung 22b ausgestattet ist. Bei einer Ausstattung der Vorrichtung 10 mit zwei parallelen Zuförderbändern 16 entsprechend 2a und 2b kann es ggf. sinnvoll sein, die vom ersten Zuförderband 16a in den Bewegungsraum 12a beförderten Gebinde 14 mit der ersten Manipulationseinrichtung 22a zu behandeln und die vom zweiten Zuförderband 16b in den Bewegungsraum 12a beförderten Gebinde 14 dort zunächst passieren zu lassen und erst im zweiten Bewegungsraum 12b mit der zweiten Manipulationseinrichtung 22b zu behandeln, d.h. in gewünschter Weise zu drehen und/oder zu verschieben, bis ein fertiges Lagenbild 38 zusammengestellt ist, das anschließend weiterbefördert wird. So kann bspw. ein dem zweiten Bewegungsraum 12b nachgeordneter Staubereich 42 einen horizontal verstellbaren Staubalken 44 aufweisen, der quer zur Förderrichtung 18 in den Produktstrom gehoben oder gesenkt werden kann, um daran die Gebindelage 38 aufzustauen und die zwischen den Gebinden 14 verbliebenen Lücken in Förderrichtung 18 zu schließen.
An den Staubereich 42 kann sich ein weiterer Auflagetisch 46 anschließen, der mit seitlich zustellbaren Schubleisten 48 versehen ist, mit deren Hilfe die Gebindelage 38 weiter verdichtet wird, indem die seitlich zwischen aneinander grenzenden Gebinden 14 befindlichen Lücken geschlossen werden, so dass ein geschlossenes Lagenbild 38 für die nachfolgende Palettierung an das Abförderband 20 übergeben werden kann.
Normalerweise sind alle in Förderrichtung 18 hintereinander angeordneten Komponenten der Vorrichtung 10, nämlich der erste Bewegungsraum 12a, der zweite Bewegungsraum 12b, der Staubereich 42 sowie der weitere Auflagetisch 46 jeweils als Horizontalfördereinrichtungen ausgebildet, so dass die Gebinde 14 dort jeweils mit konstanten Fördergeschwindigkeiten in Richtung zum Abförderband 20 bewegt werden können. Im gezeigten Ausführungsbeispiel der 2a und 2b bilden somit der dem zweiten Bewegungsraum 12b nachgeordnete Staubereich 42 und der weitere Auflagetisch 46 gemeinsam den Aufrückbereich 40.
Die schematische Darstellung der 2b verdeutlicht eine alternative Bewegungsrichtung der Manipulationseinrichtungen 22, die neben der in 2a gezeigten Weise, bei der sie in Förderrichtung 18 rückseitig an die Gebinde 14 angreifen können, ebenso in Förderrichtung 18 vorderseitig an die Gebinde 14 angreifen und diese gegenüber der regulären Fördergeschwindigkeit ggf. leicht verzögern können, während sie die Gebinde 14 in der gezeigten Weise drehen und/oder verschieben. Die Drehung und/oder Verschiebung der einzelnen Gebinde 14 kann dabei bspw. entsprechend der innerhalb des zweiten Bewegungsraumes 12b gezeigten Weise oder auf vielfältige andere Weise erfolgen.
Die weiteren Beeinflussungen, Verschiebungen und/oder Drehungen zur Herstellung der gezeigten Lagenbilder 38 können in der bereits anhand der 2a gezeigten Weise erfolgen. In diesem Zusammenhang sei nochmals darauf hingewiesen, dass die Manipulationseinrichtungen 22 grundsätzlich in jeder Richtung auf die einzelnen Gebinde 14 einwirken können, d.h. sowohl in der in 2a gezeigten als auch in der in 2b illustrierten Weise sowie auch in beliebiger Kombination der gezeigten Angriffsrichtungen am Gebinde 14.
Da bei den Darstellungen der 2a und 2b beispielhaft angenommen wird, dass die Gebinde 14 auf den sich aneinander anschließenden Horizontalfördereinrichtungen mit jeweils ungefähr gleichen Geschwindigkeiten befördert werden, bleiben auch die Abstände aufeinander folgender Gebinde 14 während ihrer Gruppierung und Palettierung innerhalb der Bewegungsräume 12a und 12b ungefähr gleich voneinander beabstandet. Die Abstände werden erst im nachfolgenden Staubereich 42 soweit reduziert, dass dadurch das gewünschte Lagenbild 38 erzeugt wird. Klarstellend sei zudem erwähnt, dass die Darstellung der 2 nicht in allen Details den realen Bewegungsabläufen entspricht, sondern lediglich andeuten soll, wie die einzelnen Gebinde durch die Manipulationseinrichtungen 22a und 22b verschoben und/oder gedreht werden können.
Die schematischen Darstellungen der 3a und der 3b veranschaulichen jeweils, dass die Gebinde 14 auf dem Zuführband 16 keineswegs mit konstanten Abständen und konstanter, regelmäßiger Ausrichtung befördert werden müssen. Die Manipulationseinrichtung 22 ist in der Lage, auch schräg stehende Gebinde 14 in jeweils unterschiedlicher Ausrichtung in der gezeigten Weise zu regelmäßigen Lagenbildern 38 zu komplettieren. In solchen Fällen kann es jedoch von Vorteil sein, wenn die Steuereinrichtung 28 zusätzlich mit einem optischen Sensor wie bspw. einer Kamera 50 o. dgl. gekoppelt ist und deren optische Sensorsignale 52 auswertet, vorzugsweise ergänzend zu den Sensorsignalen 30 der Sensoreinrichtung 32, die der Manipulationseinrichtung 22 zugeordnet ist. Auf Grundlage der Sensorsignale 30 und der optischen Sensorsignale 52 generiert die Steuereinrichtung 28 ein für jedes einzelne Gebinde 14 geeignetes sinnvolles Steuersignal 34, auf dessen Grundlage die horizontalen Schiebe- und/oder Drehbewegungen des Schieberelements 24 der Manipulationseinrichtung erfolgen können, um das gewünschte Lagenbild 38 erzeugen zu können.
Die 3b zeigt eine weitere alternative Ausgestaltung, bei der nicht nur dem Bewegungsraum 12, sondern zusätzlich auch dem Zuführband 16 ein optischer Sensor in Form einer weiteren Kamera 51 zugeordnet ist, deren Ausgangssignale 53 ebenfalls der Steuereinrichtung 28 zur Verfügung gestellt werden, die auf Grundlage der ausgewerteten Signale 52 und/oder 53 die Positionierung und Bewegungen der Manipulationseinrichtung 22 steuert. Grundsätzlich kann es ausreichen, wenn einer der beiden Sensoren 50 oder 51 vorhanden ist, wobei eine einfachere und exaktere Steuerung der Manipulationseinrichtung jedoch bei Vorhandensein beider gezeigter Sensoren bzw. Kameras 50 und 51 mittels der Auswertung beider Ausgangssignale 52 und 53 erleichtert ist.
Wie es die schematische Darstellung der 3b verdeutlicht, kann die Bewegungsrichtung der Manipulationseinrichtungen 22 wahlweise auch in der gezeigten Weise erfolgen, bei der sie in Förderrichtung 18 vorderseitig an die Gebinde 14 angreift und diese gegenüber der regulären Fördergeschwindigkeit ggf. leicht verzögern kann, während sie die Gebinde 14 in der gezeigten Weise dreht und/oder verschiebt. Dagegen zeigt die 3a die alternative Bewegungsrichtung, bei der die Manipulationseinrichtung 22 in Förderrichtung 18 rückseitig an die Gebinde 14 angreift und diese dreht und/oder verschiebt. Grundsätzlich kann die Drehung und/oder Verschiebung der einzelnen Gebinde 14 entsprechend der gezeigten Weise oder auf vielfältige andere Weise erfolgen.
Auch bei den in 3a und 3b gezeigten Konfigurationen ist der dem Bewegungsraum 12 nachgeordnete Aufrückbereich 40 lediglich angedeutet, umfasst jedoch normalerweise mehrere hintereinander angeordnete Horizontalförderabschnitte, bspw. in der in 2 gezeigten Anordnung oder Abfolge. Die Darstellungen der 1 bis 3 sind deshalb nicht maßstabsgerecht zu verstehen, sondern dienen der Verdeutlichung des Prinzips der Lagenbildung und des Abtransports der fertigen Gebindelagen 38. Zudem ist im Zusammenhang mit den angedeuteten Verschiebe- und/oder Drehbewegungen nochmals darauf hinzuweisen, dass nicht alle einzelnen Gebinde 14, die auf dem Zuführband 16 oder den beiden Zuführbändern 16a und 16b zum Bewegungsraum 12 transportiert werden, jeweils manipuliert werden müssen, da insbesondere die in gerader Linie vom Zuführband 16 kommenden Gebinde 14 ggf. ohne weitere Eingriffe zum Lagenbild 38 befördert werden können. Wie in 2 angedeutet, können wahlweise zwei oder mehr solcher Schieberelemente 24 hintereinander angeordnet sein, so dass ein das erste Schieberelement 24 passierendes Gebinde 14 von einem darauf folgenden gleichartigen Schieberelement 24 in der gewünschten Weise verschoben und/oder gedreht werden kann. Ggf. muss die Position einiger Gebinde 14 auf ihrem Weg in das vorgesehene Lagenbild 38 nicht verändert werden, da es unverändert in die Lagenformation passt. Auf diese Weise kann die Leistung der Lagenbildung erhöht werden.
Weiterhin ist darauf hinzuweisen, dass die in den 1 bis 3 als Gebinde 14 bezeichneten Stückgüter wahlweise auch jeweils durch Gruppen von zwei, drei oder mehr gleichen oder unterschiedlichen Stückgütern, Artikeln oder Gebinden gebildet sein können, die normalerweise jeweils gleiche Außenabmessungen aufweisen, so dass sie von den Manipulationseinrichtungen 22 bei einem Verschiebe- und/oder Drehvorgang gleichzeitig erfasst und manipuliert werden können.
Die perspektivische Detailansicht der 4a zeigt eine Ausführungsvariante der Manipulationseinrichtung 22 der Vorrichtung gemäß 1. Ein auf der Oberfläche 54 bzw. Transportebene des Bewegungsraumes befindliches Gebinde 14 mit mehreren mittels Folie, Umreifung oder anderer Umverpackung zusammengehaltenen Getränkebehältern 56 befindet sich in berührendem Kontakt mit dem Schieberelement 24 der Manipulationseinrichtung 22 und wird mittels der L-förmigen Anlagefläche 26, die mit ihrer längeren vertikalen Kontaktfläche 58 an einer Längsseite des Gebindes 14 und mit ihrer kürzeren vertikalen Kontaktfläche 60 an der Schmalseite des Gebindes 14 anliegt, in gewünschter Weise innerhalb des Bewegungsraumes 12 (vgl. 1 bis 3) verschoben und/oder gedreht. Die oberseitige Auflagefläche 36 kann bspw. durch eine elastische oder weichelastische Anpressplatte 62 gebildet sein, die auf die oberen Verschlussdeckel 64 der Getränkebehälter 56 drücken kann und dadurch bei Bedarf das Gebinde 14 im Schieberelement 24 fixieren und am Ablösen vom berührenden Kontakt mit der L-förmigen Anlagefläche 26 hindern kann. Die elastische oder weichelastische Anpressplatte 62 der oberseitigen Auflagefläche 36 ist über ein L-förmiges Verbindungsblech 66 mit der längeren Seite 58 des Anlagefläche 26 des Schieberelements 24 fest verbunden, wobei die einzelnen Teile miteinander verschraubt oder anderweitig fest oder lösbar miteinander verbunden sein können. Die Teile sind derart miteinander verbunden, dass die horizontal ausgerichtete Oberseite des L-förmigen Verbindungsblechs 66 eine stabile Verbindung zu einem – hier nicht dargestellten – beweglichen Tragarm der Manipulationseinrichtung 22 ermöglicht, um die Dreh- und Verschiebebewegungen sowie auch die vertikal gegen die Oberfläche 54 des Bewegungsraums gerichteten Andrückvorgänge auf das Gebinde 14 mit der gewünschten Exaktheit übertragen zu können.
Der hier nicht dargestellte bewegliche Tragarm der Manipulationseinrichtung 22 kann prinzipiell an jedem Teil der Manipulationseinrichtung angreifen und mit diesem fest verbunden sein, sofern dieses Teil ausreichend stabil ist und die aufgebrachten Kräfte mit der notwendigen Exaktheit übertragen kann. So kann der Tragarm bspw. auch am L-förmigen Verbindungsblech 66 oder am Schieberelement 24 angreifen, insbesondere an der längeren Seite 58 der Anlagefläche 26 des Schieberelements 24.
Am vertikalen Abschnitt des Verbindungsblechs 66 ist die Anlagefläche 26 stabil verankert, so dass insgesamt eine stabile Struktur des Schieberelements 24 gebildet ist.
Die perspektivische Detailansicht der 4b zeigt bei der Ansicht gemäß 4a die bei einem Abbremsvorgang der Manipulationseinrichtung 22 am Gebinde 14 angreifenden und wirksamen Kräfte und Beschleunigungen. Wird das Gebinde 14 durch Abbremsen des sich in Pfeilrichtung 68 mit der ursprünglichen Verschiebegeschwindigkeit v bewegenden Schieberelements 24 mit der negativ gerichteten Bremsbeschleunigung a verzögert, so besteht die Gefahr, dass sich das Gebinde 14 unter Wirkung der in dessen Schwerpunkt angreifenden Trägheitskraft F_TR auf der Oberfläche 54 in Pfeilrichtung 68 weiterbewegen und dabei von der Anlagefläche 26 ablösen will. Zwar wirkt diesen Ablöseeffekten, die zu einer Fehlpositionierung des Gebindes 14 im vorgesehenen Lagenbild führen können, die normalerweise wirkende Reibungskraft F_R1 zwischen der Unterseite des Gebindes 14 und der Oberfläche 54 des Bewegungsraumes entgegen, doch ist diese von der Gewichtskraft F_G des Gebindes 14 abhängige Reibungskraft F_R1 relativ gering, so dass sie bei stärkeren Bremsverzögerungen a nicht ausreicht, um das Gebinde 14 in berührendem Kontakt zur Anlagefläche 26 zu halten. Solche ausgeprägten Bremsverzögerungen a sind jedoch sinnvoll, um die Gebinde 14 möglichst schnell positionieren zu können und um dadurch einen hohen Gebindedurchsatz bei der Gruppierung und Lagenbildung bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung realisieren zu können.
Aus diesem Grund ermöglicht die Manipulationseinrichtung 22 ein zumindest kurzzeitiges vertikales Anpressen in Z-Richtung gemäß 4c, was durch Aufbringen einer vertikalen Druckkraft F_Z auf die oberseitige Auflagefläche 36 des Schieberelements 24 erfolgt. Diese vertikale Druckkraft F_Z wird wahlweise über ein Aufhängungselement eines hier nicht dargestellten Tragarms ausgeübt, der bspw. an einem Portalroboter aufgehängt sein kann und über ein steuerbares Stellelement verfügt, um die vertikalen Druckkräfte F_Z je nach Bedarf in die Manipulationseinrichtung 22 einleiten zu können. Wahlweise kann ein solcher Aktor auch Teil der Manipulationseinrichtung 22 sein und bspw. im Bereich ihrer oberseitigen Anpressplatte 62 angeordnet sein, die in diesem Fall über eine drucksteife Verbindung mit dem Tragarm verfügen muss, um die Druckkräfte F_Z in der benötigten Exaktheit übertragen zu können.
Bei ansonsten unverändert bleibenden Parametern der Verzögerung, d.h. bei gleichbleibender Trägheitskraft F_TR und unveränderter Gewichtskraft resultiert aus der vertikalen Druckkraft F_Z eine deutlich erhöhte wirksame Anpresskraft F_P des Gebindes 14 auf der Oberfläche 54, wobei gilt: F_P = F_Z + F_G, denn die wirksame Anpresskraft F_P des Gebindes 14 auf der Oberfläche 54 des Bewegungsraumes ist die Summe aus der Gewichtskraft F_G und der zusätzlich aufgebrachten Druckkraft F_Z, die durch vertikales Zustellen des die Manipulationseinrichtung 22 tragenden und bewegenden Tragarms (nicht dargestellt) gebildet ist. Wie bereits oben erläutert wurde, kann der die Druckkraft F_Z aufbringende Aktor wahlweise Teil der Manipulationseinrichtung 22 oder auch Teil der Bewegungsführung (z.B. Portalroboter oder Mehrachs-Roboter) der Manipulationseinrichtung 22 sein. Diese Bewegungsführung der Manipulationseinrichtung 22 ist zwar zur Sicherstellung der erfindungsgemäßen Funktionalitäten unverzichtbar, bildet jedoch definitionsgemäß keinen Teil der eigentlichen Manipulationseinrichtung 22 im engeren Sinne.
Bei Verwendung eines Mehrachs-Roboters zur Führung der Manipulationseinrichtung 22 kann die kurzzeitig aufgebrachte Druckkraft F_Z ggf. ohne zusätzlichen Aktor aktiviert werden, da der Roboter in der Lage ist, einen kurzen Zustellhub senkrecht von oben auf das Gebinde 14 auszuüben und auf diese Weise die gewünschte erhöhte Reibungskraft F_R2 zu erzeugen. Da jedoch eine erhöhte Anpresskraft F_P des Gebindes 14 auf die Oberfläche 54 der Mattenkette oder Bewegungsfläche zu höheren Verschiebekräften führt, die sich zu den vom Roboter zu überwindenden Trägheitskräften des Gebindes 14 addieren, ist es vorteilhaft, wenn die Steuerung des Roboters nur genau zu dem Zeitpunkt mit der Elastomermatte der Anpressplatte 62 auf das Gebinde 14 drückt, bei dem die Zentrifugal- oder Verzögerungskräfte in einer Richtung wirken, in der der Schieber 26 offen ist, d.h. das Gebinde 14 die L-förmigen Anlageflächen 26 des Schiebers 24 in Richtung der wirkenden Kräfte F_TR verlassen könnte. Dieses kurzzeitige Aktivieren des Roboters kann im vorliegenden Zusammenhang auch als sog. „dynamisches Anpressen“ bezeichnet werden.
Wie es die 4c erkennen lässt, ist die auf die Oberfläche 54 wirkende resultierende Anpresskraft F_P geringfügig größer als die Druckkraft F_Z, während die nun wirkende Reibungskraft F_R2 deutlich größer ist als die ursprüngliche Reibungskraft F_R1, so dass die Ablösung des Gebindes 14 auch bei stärkeren Bremsvorgängen wirksam reduziert werden kann. Die Nachgiebigkeit der weichelastischen Anpressplatte 62 erleichtert die exakte Führung des Gebindes 14, da die Verschlussdeckel 64 in die nachgiebige Unterseite der Anpressplatte 62 der Auflagefläche 36 eindringen können, wodurch Relativbewegungen zwischen dem Gebinde 14 und dem Schieberelement 24 weitestgehend verhindert werden können.
Die schematische Darstellung der 5 zeigt schließlich eine Draufsicht auf die Manipulationseinrichtung 22 gemäß 4. Durch die Anpressung des Gebindes 14 auf die Oberfläche 54 der Mattenkette oder Horizontalfördereinrichtung des Bewegungsraumes können beim Robotersystem bzw. bei dem Handhabungssystem der Manipulationseinrichtung 22 relativ steile Bremsrampen realisiert werden, da hier die aus der Anpressung resultierenden Reibungskräfte F_R des Gebindes 14 den Trägheitskräften F_TR der bewegten Massen von Roboterstrukuren, Schieber 24 und Gebinde 14 entgegenwirken. Moderne Roboter-Steuerungen haben die Charakteristik, dass sie zu jedem Zeitpunkt eine genaue Information über Lage, Orientierung, Geschwindigkeit und Beschleunigung des Gebindes 14 liefern und somit zum genau richtigen Zeitpunkt den Andrückvorgang von oben einleiten können. Ebenso ist denkbar, dass mit geeigneten Beschleunigungssensoren die Größe und Richtung der auftretenden Beschleunigungen am Schieber 24 detektiert werden, um damit das Anpressen von oben zu steuern. Das Zusammenwirken der Sensoren ist bereits anhand der 1 verdeutlicht worden.
Als alternative Bauausführung ist es denkbar, das Schieberelement mit geeigneten Sensoren auszustatten, die eine Abweichung der Position des Gebindes 14 im Schieber 24 detektieren und damit wiederum die Höhe des Anpressdrucks F_Z von oben steuern können (4b). Beispielsweise könnte ein federbelastestes Blech 70 in dem Moment einen Initiator 72 oder mehrere Initiatoren 72 betätigen, in dem sich das Gebinde 14 aufgrund der hohen Trägheitskräfte F_TR von der L-förmigen Anlagefläche 26 abzulösen beginnt. Unmittelbar nach Ansprechen der Initiatoren 72 kann der Anpressvorgang von oben eingeleitet werden, so dass es zu einer nur geringfügigen Fehlpositionierung kommt, die im weiteren Ablauf des Gruppier- und Palettiervorgangs unerheblich ist. Die vertikale Druckkraft F_Z wird so bemessen, dass die benötigten Reibungskräfte F_R2 gebildet werden können.
Wie es die Draufsicht der 5 zeigt, können die federbelasteten Bleche 70 jeweils im Kantenbereich 74 der beiden senkrecht aneinander grenzenden Kontaktflächen 58 und 60 der L-förmigen Anlagefläche 26 beweglich gelagert und bspw. in Nähe der jeweils randseitig an den Kontaktflächen 58 bzw. 60 angeordneten Initiatoren 72 über eine kleine Druckfeder 76 gegen die Kontaktflächen 58 und 60 abgestützt sein. Bei berührendem Kontakt des Gebindes 14 an der Anlagefläche 26 werden die Blechabschnitte 70 jeweils gegen die Federn 76 gedrückt, wodurch die Initiatoren 72 jeweils ein definiertes Sensorsignal liefern. Löst sich das Gebinde 14 nun von einer der Kontaktflächen 58 und/oder 60 ab, so drückt die entsprechende Feder 76 gegen das Blech 70 und hebt dieses von der Anlagefläche 58 bzw. 60 ab, wodurch der zugeordnete Initiator 72 anspricht und ein verändertes Sensorsignal liefert, was den Anpressvorgang auf die Auflagefläche 36 (vgl. 4) auslösen kann.
Ein solches System weist zudem den Vorteil auf, dass es sich bei verändernden Reibwerten auf die neuen Gegebenheiten einstellen kann (lernende Software).
Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben. Es ist jedoch für einen Fachmann vorstellbar, dass Abwandlungen oder Änderungen der Erfindung gemacht werden können, ohne dabei den Schutzbereich der nachstehenden Ansprüche zu verlassen.
Bezugszeichenliste

10: Vorrichtung zum Ausrichten und/oder Gruppieren von Gebinden
12: Bewegungsraum
12a: erster Bewegungsraum
12b: zweiter Bewegungsraum
14: Gebinde
16: Zuführband, Zuförderband
16a: erstes Zuführband
16b: zweites Zuführband
18: Fördergeschwindigkeit
20: Abförderband
22: Manipulationseinrichtung
22a: erste Manipulationseinrichtung
22b: zweite Manipulationseinrichtung
24: Schieberelement
26: Anlagefläche, L-förmige Anlagefläche
28: Steuereinrichtung
30: Ausgangssignal
32: Sensoreinrichtung
34: Steuersignal
36: oberseitige Auflagefläche
38: Lagenbild, Gebindelage
40: Aufrückbereich
42: Staubereich
44: Staubalken
46: Auflagetisch
48: Schubleiste
50: Kamera, optischer Sensor
51: weitere Kamera
52: optisches Sensorsignal
53: Ausgangssignal (der weiteren Kamera)
54: Oberfläche (des Bewegungsraumes)
56: Getränkebehälter, Behälter
58: längere vertikale Kontaktfläche
60: kürzere vertikale Kontaktfläche
62: Anpressplatte
64: Verschlussdeckel (der Behälter)
66: Verbindungsblech
68: Bewegungsrichtung
70: federbelastetes Blech
72: Initiator (Sensor)
74: Kantenbereich
76: Druckfeder
a: Bremsverzögerung
v: Bewegungsgeschwindigkeit, Verschiebegeschwindigkeit
F_G: Gewichtskraft
F_P: Anpresskraft
F_R1: ursprüngliche Reibungskraft
F_R2: erhöhte Reibungskraft
F_Z: vertikale Druckkraft
F_TR: Trägheitskraft

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 20115478 U1 [0004]
WO 03/022717 A1 [0004]
WO 2009/011634 A1 [0005]

Claims

Verfahren zum Positionieren von Stückgütern und/oder Gebinden (14), die in horizontaler Richtung auf einem Fördermittel innerhalb eines Bewegungsraums (12) befördert werden, wobei einzelne oder Gruppen zweier, dreier oder mehr zu positionierender Stückgüter oder Gebinde (14) mittels einer zumindest in horizontaler Richtung beweglichen und/oder rotierbaren Manipulationseinrichtung (22) an wenigstens zwei, maximal jedoch drei vertikalen Seitenflächen der zu bewegenden Stückgüter oder Gebinde (14) kontaktiert werden und anschließend mittels einer in horizontaler Richtung innerhalb des Bewegungsraumes (12) gerichteten Positionierbewegung positioniert werden, wobei mittels der Manipulationseinrichtung (22) zumindest während einer Positionierbewegung, die eine entgegen einer kontaktierten vertikalen Seitenflächen gerichtete Beschleunigungskomponente aufweist, zusätzlich eine auf die Oberfläche bzw. Oberseite der Stückgüter oder Gebinde (14) oder Gruppe von Stückgütern oder Gebinden (14) gerichtete vertikale Druckkraft (F_Z) ausgeübt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Manipulationseinrichtung (22) das positionierte, verschobene und/oder gedrehte Stückgut oder Gebinde (14) oder die positionierte, verschobene und/oder gedrehte Gruppe von mehreren Stückgütern oder Gebinden (14) zumindest kurzzeitig vor Erreichen einer jeweiligen Zielposition durch einen vertikal auf eine Oberfläche (54) des Bewegungsraumes (12) gerichteten Anpressvorgang positioniert und/oder an den kontaktierten Seitenflächen fixiert.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Manipulationseinrichtung (22) zumindest während einer Verzögerungsphase vor Erreichen der jeweiligen Zielposition eines verschobenen und/oder gedrehten Stückguts oder Gebindes (14) oder einer verschobenen und/oder gedrehten Gruppe von mehreren Stückgütern oder Gebinden (14) innerhalb des Bewegungsraumes (12) von oben auf das Stückgut oder Gebinde (14) oder die Gruppe von mehreren Stückgütern oder Gebinden (14) gedrückt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem der vertikale Anpressdruck (F_Z) der Manipulationseinrichtung (22) auf das Stückgut oder Gebinde (14) oder die Gruppe von mehreren Stückgütern oder Gebinden (14) unter Auswertung von Sensorsignalen (30, 52, 53) gesteuert wird, wobei Sensoren (32, 50, 51, 72) die Position, Geschwindigkeit (v) und/oder Beschleunigung (a) der jeweiligen Manipulationseinrichtung (22 und/oder ihre Relativposition zum aktuell verschobenen und/oder gedrehten Stückgut oder Gebinde (14) oder Gebinde- oder Stückgutgruppe erfassen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem wenigstens zwei Gebinde (14) und/oder Stückgüter zumindest phasenweise gleichzeitig mittels wenigstens zwei Manipulationseinrichtungen (22; 22a, 22b) bewegt, verschoben und/oder gedreht werden, welche wenigstens zwei Manipulationseinrichtungen (22; 22a, 22b) unabhängig voneinander innerhalb des Bewegungsraums (12) beweglich angeordnet sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem während einer geradlinigen Positionierbewegung, die zumindest eine entgegen einer kontaktierten vertikalen Seitenfläche (26) gerichtete negativ gerichtete Bremsbeschleunigung aufweist, zusätzlich eine auf die Oberfläche der Stückgüter oder Gebinde (14) oder Gruppe von Stückgütern oder Gebinden (14) gerichtete vertikale Druckkraft (F_Z) ausgeübt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem während einer nicht geradlinigen Positionierbewegung, die zumindest eine entgegen einer kontaktierten vertikalen Seitenfläche (26) gerichtete negativ gerichtete Bremsbeschleunigung und/oder eine positiv gerichtete Beschleunigung aufweist, zusätzlich eine auf die Oberfläche der Stückgüter oder Gebinde (14) oder Gruppe von Stückgütern oder Gebinden (14) gerichtete vertikale Druckkraft (F_Z) ausgeübt wird.
Vorrichtung (10) zum Positionieren, Ausrichten und/oder zum Gruppieren einer Anzahl von Stückgütern und/oder Gebinden (14) innerhalb eines definierten Bewegungsraumes (12), dem wenigstens eine Zufördereinrichtung (16; 16a, 16b) zur Zuführung der in wenigstens einer Reihe hintereinander beförderten Stückgüter und/oder Gebinde (14) zum Bewegungsraum (12) vorgeordnet ist, und dem wenigstes eine Abfördereinrichtung (20) zum Abtransport von gruppierten und/oder in Lagen (38) angeordneten Stückgütern und/oder Gebinden (14) nachgeordnet ist, und mit wenigstens einer Manipulationseinrichtung (22) zur Positionierung, Verschiebung und/oder Drehung von einzelnen Stückgütern und/oder Gebinden (14) oder von Gruppen von mehreren Stückgütern oder Gebinden (14) innerhalb des Bewegungsraums (12), die wenigstens ein zumindest in horizontaler Richtung bewegliches und/oder rotierbares Schieberelement (24) zur Kontaktierung der jeweiligen Stückgüter und/oder Gebinde (14) oder der Gruppen mit mehreren Stückgütern oder Gebinden (14) an wenigstens zwei aneinander grenzenden oder nichtparallelen Seitenflächen und zu deren Positionierung, Verschiebung und/oder Drehung umfasst, wobei dem Schieberelement (24) ein Aktuator zur sensor- und/oder positionsgesteuerten Ausübung einer vertikal gerichteten Druckkraft (F_Z) auf das jeweils kontaktierte Stückgut oder Gebinde (14) oder die kontaktierte Gruppe mit mehreren Gebinden (14) oder Stückgütern zugeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, bei der das Schieberelement (24) der wenigstens einen Manipulationseinrichtung (22) eine L-förmige Anlagefläche (26) zur Kontaktierung des/der zu verschiebenden und/oder zu drehenden Stückguts oder Gebinde (14) Stückgut- oder Gebindegruppe an wenigstens zwei aneinander grenzenden oder nichtparallelen Seitenflächen sowie eine Auflagefläche (36) zur steuerbaren Kontaktierung einer Oberseite des Stückguts oder Gebindes (14) oder der Stückgut- oder Gebindegruppe aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, bei welcher der dem Schieberelement (24) zugeordnete Aktuator in Abhängigkeit von den Sensorsignalen (30) wenigstens eines dem Schieberelement (24) zugeordneten Beschleunigungssensors (32) steuerbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, bei welcher der dem Schieberelement (24) zugeordnete Aktuator in Abhängigkeit von den Sensorsignalen (30) wenigstens eines dem Schieberelement (24) zugeordneten Drucksensors (72) steuerbar ist, welcher Drucksensor (72) einen Kontaktdruck zwischen einer der Seitenflächen des Stückguts, Gebindes (14) oder der Stückgut- oder Gebindegruppe und der L-förmigen Anlagefläche (26) des Schieberelements (24) erfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, die wenigstens zwei unabhängig voneinander innerhalb des Bewegungsraumes (12; 12a, 12b) verschieb- und/oder drehbar angeordnete Manipulationseinrichtungen (22; 22a, 22b) zur gleichzeitigen Verschiebung und/oder Drehung zweier Stückgüter oder Gebinde (14) oder Stückgut- oder Gebindegruppen aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 12, die zwei oder mehr in den Bewegungsraum (12; 12a, 12b) mündende Zufördereinrichtungen (16; 16a, 16b) zur Zuführung von jeweils in wenigstens einer Reihe hintereinander beförderten Stückgütern und/oder Gebinden (14) zum Bewegungsraum (22; 22a, 22b) aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, bei der dem Bewegungsraum (12) eine Horizontalfördereinrichtung zur kontinuierlichen Förderung der Stückgüter oder Gebinde (14) von der wenigstens einen Zufördereinrichtung (16) zur Abfördereinrichtung (20) zugeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 14, bei der dem Bewegungsraum (12; 12a, 12b) in Förderrichtung (18) der Stückgüter oder Gebinde (14) wenigstens zwei Manipulationsabschnitte mit jeweils wenigstens einer Manipulationseinrichtung (22; 22a, 22b) zugeordnet sind.