DE102015103147A1 - Handling device and method for receiving flat objects - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Handhabungsvorrichtung (1) und ein Verfahren zur Aufnahme flächiger Gegenstände. Die Handhabungsvorrichtung (1) umfasst mehrere Auslegerarme (3) mit jeweils mindestens einem Saugkopf (6) zum Erfassen des flächigen Gegenstandes. Weiter einen zentralen Flanschabschnitt (4), von welchem ausgehend sich die mehreren Auslegerarme (3) in unterschiedliche Richtungen weg erstrecken und welcher eine tragende Funktion für die mehreren Auslegerarme (3) bereitstellt. Der zentrale Flanschabschnitt (4) besitzt ein Leitungssystem, welches zur Übertragung eines Unterdrucks auf die Saugköpfe (6) der mehreren Auslegerarme (3) fluidisch mit den Saugköpfen (6) in Verbindung steht.The invention relates to a handling device (1) and a method for receiving flat objects. The handling device (1) comprises a plurality of extension arms (3) each having at least one suction head (6) for detecting the flat object. Further, a central flange portion (4) from which the plurality of cantilever arms (3) extend in different directions and which provides a supporting function for the plurality of cantilever arms (3). The central flange portion (4) has a conduit system which communicates fluidically with the suction heads (6) for transmitting a negative pressure to the suction heads (6) of the plurality of cantilever arms (3).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Handhabungsvorrichtung und ein Verfahren zur Aufnahme flächiger Gegenstände. The present invention relates to a handling device and a method for receiving flat objects.
Bei der Verpackung von Artikeln, wie Getränkebehälter oder dergleichen, werden diese häufig auf einer Palette platziert. Über Zwischenlagen, welche beispielsweise durch Karton oder Wellpappe ausgebildet sein können, sind die einzelnen Ebenen der Palette voneinander getrennt. Artikel einer oberen Ebene können daher auf einer Zwischenlage aufstehen, welche auf einer benachbarten unteren Ebene von Artikeln aufliegt. Durch die Zwischenlagen wird eine stabile Aufstandsfläche für die jeweiligen Artikel bereitgestellt. Paletten mit derartigen Zwischenlagen besitzen eine sehr hohe Stabilität. Eine hohe Stabilität von Paletten ist gewünscht, um diese ohne Kippen der Palette bzw. ohne eines Verrutschens von Artikeln sicher transportieren zu können. In the packaging of articles, such as beverage containers or the like, they are often placed on a pallet. About intermediate layers, which may be formed for example by cardboard or corrugated board, the individual levels of the range are separated. Articles of an upper level can therefore stand up on an intermediate layer resting on an adjacent lower level of articles. The intermediate layers provide a stable contact area for the respective articles. Pallets with such liners have a very high stability. A high stability of pallets is desired in order to be able to safely transport them without tilting the pallet or without slippage of articles.
Aus der Praxis sind bereits Vorrichtungen bekannt, welche eine jeweilige Zwischenlage von einem Stapel abtrennen bzw. eine jeweilige Zwischenlage entgegennehmen und sodann auf der Palette ablegen. Beispielsweise offenbart die
In der Praxis kann nicht immer vollständig ausgeschlossen werden, dass es zu Beschädigungen der Schlauchverbindungen kommt, da diese von der jeweiligen Druck- bzw. Unterdruckerzeugungseinrichtung bis zum jeweiligen Sauggreifer geführt werden müssen. Vorrichtungen mit derartigen umfangreichen Schlauchverbindungen besitzen aus diesem Grunde auch einen zumindest teilweise komplexen Aufbau. Auch kann nicht immer gewährleistet werden, dass die einzelnen Sauggreifer synchron angesteuert werden. Wünschenswert wären Vorrichtungen zur Erfassung von Zwischenlagen via Unterdruck, welche sich durch einen einfacheren und komprimierten Aufbau auszeichnen und mittels welcher Zwischenlagen sicher und problemlos erfasst werden können. Zudem wären derartige Vorrichtungen und Verfahren wünschenswert, welche einfach und kostengünstig hergestellt bzw. einfach und kostengünstig umgesetzt werden können. In practice, it can not always be completely ruled out that damage to the hose connections occurs because they have to be routed from the respective pressure or vacuum generating device to the respective suction gripper. For this reason, devices with such extensive hose connections also have an at least partially complex construction. Also, it can not always be ensured that the individual suction pads are controlled synchronously. It would be desirable devices for detecting intermediate layers via negative pressure, which are characterized by a simpler and more compressed structure and by means of which liners can be detected safely and easily. In addition, such devices and methods would be desirable, which can be easily and inexpensively manufactured or implemented simply and inexpensively.
Eine Aufgabe der Erfindung kann aus diesem Grunde darin gesehen werden, eine entsprechende Vorrichtung und ein entsprechendes Verfahren zur Verfügung zu stellen, welche zumindest einige dieser Nachteile nicht besitzen. For this reason, an object of the invention can be seen in providing a corresponding device and a corresponding method which do not possess at least some of these disadvantages.
Die obigen Aufgaben werden durch eine Vorrichtung und ein Verfahren gelöst, welche die Merkmale in den Schutzansprüchen 1 und 14 umfassen. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden durch die Unteransprüche beschrieben. The above objects are achieved by an apparatus and a method comprising the features in
Die Erfindung betrifft eine Handhabungsvorrichtung zur Aufnahme flächiger Gegenstände. Die flächigen Gegenstände können durch Zwischenlagen ausgebildet sein und hierbei aus Karton bzw. Wellpappe bestehen. Eine erfindungsgemäße Handhabungsvorrichtung bzw. diverse Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Handhabungsvorrichtung können ggf. Zwischenlagen von einem Stapel trennen und auf der jeweiligen Palette platzieren. Auch kann es sein, dass der Handhabungsvorrichtung bereits vereinzelte Zwischenlagen bereitgestellt werden, wobei die Handhabungsvorrichtung die einzelne Zwischenlage aufnimmt und definiert auf einer jeweilige Palette absetzt. The invention relates to a handling device for receiving flat objects. The flat objects may be formed by intermediate layers and in this case consist of cardboard or corrugated board. A handling device according to the invention or various embodiments of a handling device according to the invention can optionally separate intermediate layers from a stack and place them on the respective pallet. It may also be the case that the handling device already has isolated intermediate layers provided, wherein the handling device receives the individual intermediate layer and deposits it in a defined manner on a respective pallet.
Die Handhabungsvorrichtung umfasst mehrere Auslegerarme mit jeweils mindestens einem Saugkopf zum Erfassen des flächigen Gegenstandes. In besonders bevorzugten Ausführungsformen können jedem der Auslegerarme wenigstens zwei Saugköpfe zugeordnet sein. Denkbar ist beispielsweise, dass die Handhabungsvorrichtung zwei Auslegerarme besitzt. In der Praxis haben sich jedoch Ausführungsformen bewährt, bei welchen die Handhabungsvorrichtung wenigstens drei und insbesondere vier bzw. wenigstens vier Auslegerarme besitzt, denen jeweils mindestens ein Saugkopf zum Erfassen des flächigen Gegenstandes bzw. der Zwischenlage via Unterdruck zugeordnet ist. The handling device comprises a plurality of extension arms each having at least one suction head for detecting the flat object. In particularly preferred embodiments, at least two suction heads can be assigned to each of the extension arms. It is conceivable, for example, that the handling device has two extension arms. In practice, however, have proven embodiments in which the handling device has at least three and in particular four or at least four boom arms, each of which at least one suction head for detecting the sheet-like object or the intermediate layer is associated via negative pressure.
Die Handhabungsvorrichtung umfasst zudem einen zentralen Flanschabschnitt, von welchem ausgehend sich die mehreren Auslegerarme in unterschiedliche Richtungen weg erstrecken und welcher eine tragende Funktion für die mehreren Auslegerarme bereitstellt. Die mehreren Auslegerarme können zumindest weitgehend biegesteif ausgebildet sein und somit jeweils seitlich vom zentralen Flanschabschnitt abstehen. Die Auslegerarme können durch Kunststoff und insbesondere durch carbonfaserverstärkten Kunststoff ausgebildet sein. The handling device also includes a central flange portion from which the plurality of cantilever arms extend in different directions and provide a supporting function for the plurality of cantilever arms. The plurality of cantilever arms may be formed at least substantially rigid and thus each project laterally from the central flange portion. The cantilever arms may be formed by plastic and in particular by carbon fiber reinforced plastic.
Der zentrale Flanschabschnitt kann beispielsweise durch Sintern hergestellt sein. Bevorzugt kann der zentrale Flanschabschnitt aus Kunststoff gebildet sein und ggf. im dreidimensionalen Druckverfahren hergestellt werden. Denkbar ist somit, dass der zentrale Flanschabschnitt einstückig ausgebildet ist. Derartige dreidimensionale Druckverfahren zeichnen sich durch eine schnelle Herstellung des jeweiligen Bauteils sowie durch geringe Kosten aus und können daher zur Herstellung diverser Bestandteile der erfindungsgemäßen Handhabungsvorrichtung oder ggf. zur Herstellung der gesamten Handhabungsvorrichtung Verwendung finden. Auch die mehreren Auslegerarme können somit durch ein dreidimensionales Druckverfahren hergestellt sein. Denkbar ist hierbei für diverse Ausführungsformen auch, dass die mehreren Auslegerarme und der zentrale Flanschabschnitt als einstückiges Bauteil ausgebildet und ggf. mittels eines dreidimensionalen Druckverfahrens hergestellt sind. Weiter kann der mindestens eine Saugkopf mittels eines dreidimensionalen Druckverfahrens hergestellt werden. Der mindestens eine Saugkopf und der jeweilige Auslegerarm können mittels eines Zweikomponentendrucks hergestellt werden. Darüber hinaus sind Ausführungsformen denkbar, bei welchen Komponenten oder die gesamte Handhabungsvorrichtung im Spritzgussverfahren hergestellt sind. The central flange portion may be made by sintering, for example. Preferably, the central flange portion may be formed of plastic and possibly produced in a three-dimensional printing process. It is thus conceivable that the central flange portion in one piece is trained. Such three-dimensional printing processes are characterized by rapid production of the respective component as well as by low costs and can therefore be used for producing various components of the handling device according to the invention or, if appropriate, for producing the entire handling device. Also, the plurality of cantilever arms can thus be made by a three-dimensional printing process. It is also conceivable for various embodiments that the plurality of cantilever arms and the central flange portion are formed as a one-piece component and optionally produced by means of a three-dimensional printing process. Furthermore, the at least one suction head can be produced by means of a three-dimensional printing process. The at least one suction head and the respective cantilever arm can be produced by means of a two-component pressure. In addition, embodiments are conceivable in which components or the entire handling device are produced by injection molding.
Der zentrale Flanschabschnitt besitzt zudem ein Leitungssystem, welches zur Übertragung eines Unterdrucks auf die Saugköpfe der mehreren Auslegerarme fluidisch mit den Saugköpfen in Verbindung steht. Da der zentrale Flanschabschnitt als tragender Bestandteil der Handhabungsvorrichtung ausgebildet ist, kann der Aufbau der Handhabungsvorrichtung sehr kompakt gehalten werden. The central flange portion also has a conduit system fluidly communicating with the suction heads to transmit a vacuum to the suction heads of the plurality of extension arms. Since the central flange portion is formed as a supporting part of the handling device, the structure of the handling device can be kept very compact.
Der zentrale Flanschabschnitt kann ein Gehäuse ausbilden, welches das Leitungssystem vollständig aufnimmt. Die ein oder mehreren Auslegerarme können mittels Form- und/oder Kraftschluss vom zentralen Flanschabschnitt gehalten sein. Beispielsweise kann es sein, dass die mehreren Auslegerarme via Presspassung mit dem zentralen Flanschabschnitt in Verbindung stehen und/oder via eine jeweilige Klebeverbindung am zentralen Flanschabschnitt gehalten werden. Insbesondere kann der zentrale Flanschabschnitt eine jeweilige Verdrehsicherung für die ein oder mehreren Auslegerarme bereitstellen. Die jeweilige Verdrehsicherung kann beispielsweise durch eine jeweilige formschlüssige Aufnahme der ein oder mehreren Auslegerarme am zentralen Flanschabschnitt ausgebildet sein. The central flange portion may form a housing which completely houses the conduit system. The one or more cantilever arms can be held by means of positive and / or non-positive connection of the central flange portion. For example, it may be that the plurality of cantilever arms are in press connection with the central flange portion in connection and / or held via a respective adhesive joint on the central flange portion. In particular, the central flange portion can provide a respective rotation lock for the one or more cantilever arms. The respective rotation lock can be formed, for example, by a respective positive reception of the one or more extension arms on the central flange portion.
Für besonders bevorzugte Ausführungsformen kann zudem vorgesehen sein, dass an den zentralen Flanschabschnitt eine als Tragsäule ausgebildete Aufhängung gekoppelt ist. Die Tragsäule kann starr mit dem zentralen Flanschabschnitt in Verbindung stehen und ggf. mittels eines dreidimensionalen Druckverfahrens hergestellt werden. Wird die Handhabungsvorrichtung nach Entgegennahme einer Zwischenlage bewegt, so kann die Aufhängung bzw. Tragsäule die Masse des Flanschabschnittes sowie der mehreren Auslegerarme tragen. For particularly preferred embodiments may also be provided that is coupled to the central flange portion designed as a support column suspension. The support column can be rigidly connected to the central flange section and optionally produced by means of a three-dimensional printing process. If the handling device is moved after receiving an intermediate layer, the suspension or supporting column can carry the mass of the flange section as well as the plurality of extension arms.
Es ist zudem vorstellbar, dass die mehreren Auslegerarme jeweils selbst einen hohlen Schaft ausbilden, über welchen das Leitungssystem mit dem mindestens einen Saugkopf des jeweiligen Auslegerarmes zur Übertragung des Unterdrucks fluidisch in Verbindung steht. Die ein oder mehreren Auslegerarme können somit als Hohlrohr ausgebildet sein. An entsprechenden Ausgängen des Hohlrohres, die senkrecht zur Längserstreckung des Hohlrohres in das Hohlrohr eingebracht bzw. im Hohlrohr positioniert sind, können die Saugköpfe angeordnet sein, an welche zur Entgegennahme des flächigen Gegenstandes über die Ausgänge des Hohlrohres ein Unterdruck übertragen wird. An einem freien distalen bzw. dem zentralen Flanschabschnitt abgewandten Ende kann das Hohlrohr geschlossen sein. Bei derartigen Ausführungsformen kann vollständig auf Schlauchverbindungen, die direkt an die Saugköpfe gekoppelt sind, verzichtet werden. Derartige Ausführungsformen besitzen daher einen zusätzlich vereinfachten Aufbau und sind leicht zu fertigen. It is also conceivable that the plurality of cantilever arms themselves each form a hollow shaft, via which the conduit system is fluidically connected to the at least one suction head of the respective cantilever arm for transmitting the negative pressure. The one or more cantilever arms can thus be designed as a hollow tube. At corresponding outputs of the hollow tube, which are introduced perpendicular to the longitudinal extent of the hollow tube in the hollow tube or positioned in the hollow tube, the suction heads can be arranged, to which for receiving the sheet-like object via the outputs of the hollow tube, a negative pressure is transmitted. At a free distal or the central flange portion facing away from the hollow tube may be closed. In such embodiments, it is possible to completely dispense with hose connections directly coupled to the suction heads. Such embodiments therefore have an additionally simplified structure and are easy to manufacture.
Auch ist denkbar, dass die ein oder mehreren Auslegerarme im jeweiligen hohlen Schaft jeweils mindestens einen Bereich ausbilden, innerhalb dessen sich ein Öffnungsquerschnitt vermindert bzw. innerhalb dessen ein Öffnungsquerschnitt gegenüber weiteren Bereichen reduziert ausgebildet ist. Somit können ein oder mehrere Auslegerarme eine Drossel besitzen. Die jeweilige Drossel kann beispielsweise als Blech bzw. Aluminiumblech mit einer Öffnung ausgebildet sein. Auch ist vorstellbar, dass die jeweilige Drossel zusammen mit dem jeweiligen Auslegerarm im dreidimensionalen Druckverfahren hergestellt wird. Sofern ein Saugkopf seinen Kontakt zur jeweiligen Zwischenlage verliert, kann mittels der Drossel bzw. mittels der Querschnittsverminderung eine Beibehaltung des Unterdrucks an weiteren Saugköpfen sichergestellt werden. It is also conceivable that the one or more cantilever arms each form at least one region within the respective hollow shaft, within which an opening cross-section is reduced or within which an opening cross-section is reduced in relation to other regions. Thus, one or more cantilever arms may have a throttle. The respective throttle may be formed, for example, as a sheet or aluminum sheet with an opening. It is also conceivable that the respective throttle is produced together with the respective arm in a three-dimensional printing process. If a suction head loses its contact with the respective intermediate layer, a retention of the negative pressure at further suction heads can be ensured by means of the throttle or by means of the reduction in cross section.
Weiter kann es sein, dass die Längsachsen mindestens zweier Auslegerarme miteinander einen spitzen Winkel einschließen. Insbesondere kann es sein, dass die Handhabungsvorrichtung vier Auslegerarme besitzt, wobei jeweils zwei Auslegerarme gemeinsam einen spitzen Winkel einschließen. Die Erfindung ist jedoch nicht auf derartige Ausführungsformen mit vier Auslegerarmen beschränkt, so dass ggf. auch drei Auslegerarme oder mehr als vier Auslegerarme vorgesehen sein können, denen jeweils mindestens ein Saugkopf zugeordnet ist. Furthermore, it may be that the longitudinal axes of at least two cantilever arms enclose an acute angle with each other. In particular, it may be that the handling device has four cantilever arms, wherein each two cantilever arms together form an acute angle. However, the invention is not limited to such embodiments with four cantilever arms, so that if necessary, three cantilever arms or more than four cantilever arms can be provided, each of which at least one suction head is assigned.
Weiter können die mehreren Auslegerarme hängend und in Richtung nach unten weisend und/oder steigend und in Richtung nach oben weisend am zentralen Flanschabschnitt angeordnet sein. Wird die Handhabungsvorrichtung bzw. werden die Saugköpfe der Handhabungseinrichtung auf eine jeweilige Zwischenlage aufgesetzt, so können die mehreren Auslegerarme bei beschriebener Anordnung federnd nachgeben. Insbesondere haben sich derartige Ausführungsformen bewährt sofern die Saugköpfe jeweils mindestens einen flexiblen Saugbeutel bzw. Saugerbalg und/oder Saugnapf umfassen, wobei die Längserstreckungen wenigstens zweier Saugbeutel unterschiedlich ausgebildet sind. Durch die federnde Nachgiebigkeit, wie sie insbesondere bei hängender bzw. steigender Anordnung der mehreren Auslegerarme optimiert ausgebildet sein kann, können sämtliche der Saugköpfe auch bei unterschiedlicher Längserstreckung problemfrei auf die jeweilige Zwischenlage bzw. auf den jeweiligen flächigen Gegenstand aufgesetzt werden. Further, the plurality of cantilever arms may be arranged to be hanging and pointing downwards and / or rising and facing upwardly at the central flange portion. If the handling device or the suction heads of the handling device are placed on a respective intermediate layer, the plurality of cantilever arms can be resilient in the arrangement described give in. In particular, such embodiments have proven that the suction heads each comprise at least one flexible suction bag or suction bellows and / or suction cup, wherein the longitudinal extent of at least two suction bags are formed differently. Due to the resilient resilience, as may be optimized especially in hanging or rising arrangement of the plurality of cantilever arms, all of the suction heads can be placed without problems even with different longitudinal extent to the respective intermediate layer or on the respective sheet-like object.
Insbesondere sind Ausführungsformen denkbar, bei welchen erste Saugbeutel, die sich weiter entfernt vom zentralen Flanschabschnitt befinden, gegenüber zweiten Saugbeuteln, die sich näher als die ersten Saugbeutel am zentralen Flanschabschnitt befinden, um einen geringeren Betrag in Richtung nach unten weg bzw. in Z-Richtung von der Handhabungseinrichtung abstehen. Hierzu können die ersten Saugbeutel selbst eine geringere Längserstreckung als die zweiten Saugbeutel besitzen. Darüber hinaus ist denkbar, dass den zweiten Saugbeuteln und ihrem jeweiligen Auslegerarm ein Zwischenstück zugeordnet ist, um den Abstand bzw. die Erstreckung der zweiten Saugbeutel in Richtung nach unten weg von der Handhabungseinrichtung zu vergrößern. In particular, embodiments are conceivable in which first suction bags, which are located farther away from the central flange portion, than second suction bags, which are closer than the first suction bags on the central flange portion, by a smaller amount in the downward direction or in the Z-direction protrude from the handling device. For this purpose, the first suction bag itself may have a smaller longitudinal extent than the second suction bag. In addition, it is conceivable that the second suction bags and their respective arm is associated with an intermediate piece to increase the distance or the extent of the second suction bag in the downward direction away from the handling device.
Die Praxis hat gezeigt, dass bei derartigen Ausführungsformen ein Luftkeil zwischen der Zwischenlage, welche durch die Handhabungseinrichtung aufgenommen wird und dem Zwischenlagenstapels gebildet werden kann. Die Zwischenlage wird bei Aufnahme auf ihrer direkt benachbarten Zwischenlage abgerollt. Eine elektrostatische Adhäsion und/oder ein mechanisches Verhaken der Zwischenlage an benachbarten Zwischenlagen können hierbei aufgehoben werden, so dass bei derartigen Ausführungsformen Zwischenlagen ohne Probleme von einem jeweiligen Stapel getrennt werden können. Practice has shown that in such embodiments, an air wedge may be formed between the liner which is received by the handling device and the liner stack. The intermediate layer is unrolled when recording on its directly adjacent intermediate layer. An electrostatic adhesion and / or a mechanical entanglement of the intermediate layer on adjacent intermediate layers can thereby be canceled, so that in such embodiments, intermediate layers can be separated from a respective stack without problems.
Auch kann die Handhabungsvorrichtung mindestens einen Tastsensor besitzen, mittels welches Tastsensors ein zeitlich bevorstehender Oberflächenkontakt der Saugköpfe zur Zwischenlage erkannt werden kann. Der Tastsensor kann als Taststab ausgebildet sein und in vertikaler Richtung nach unten vom zentralen Flanschabschnitt der Handhabungsvorrichtung abstehen. Insbesondere kann der ggf. als Taststab ausgebildete Tastsensor in etwa mittig zwischen den mehreren Auslegerarmen positioniert sein. Die Längserstreckungsrichtung des Taststabes kann mit einer Längserstreckungsrichtung der Tragsäule fluchten bzw. parallel zu einer Längserstreckungsrichtung der Tragsäule verlaufen. Denkbar ist darüber hinaus, dass die Handhabungsvorrichtung zwei oder mehr als zwei Tastsensoren besitzt. Sind die Zwischenlagen, welche von der Handhabungsvorrichtung aufgenommen werden, als Halblagen ausgebildet, die gemeinsam eine Ebene einer Palette bereitstellen, kann für jede der Halblagen ein eigener Tastsensor bzw. Taststab vorgesehen sein. Also, the handling device may have at least one tactile sensor, by means of which tact sensor a temporally imminent surface contact of the suction heads can be detected to the intermediate position. The tactile sensor can be designed as a probe rod and protrude in the vertical direction down from the central flange portion of the handling device. In particular, the tactile rod designed as a touch sensor may be positioned approximately centrally between the plurality of cantilever arms. The longitudinal direction of the probe rod can be aligned with a longitudinal direction of the support column or parallel to a longitudinal direction of the support column. It is also conceivable that the handling device has two or more than two tactile sensors. If the intermediate layers, which are received by the handling device, formed as half-layers, which jointly provide a plane of a pallet, a separate tactile sensor or probe rod can be provided for each of the half-layers.
Der Tastsensor bzw. Taststab kann mit einer Steuerungseinrichtung in Verbindung stehen. Die Steuerungseinrichtung kann ein Aufbauen bzw. ein Übertragen von Unterdruck im Leitungssystem des zentralen Flanschabschnittes bei und/oder zeitlich nach Kontakt des Taststabes mit einem flächigen Gegenstand bzw. mit einer Zwischenlage bewirken. The touch sensor or probe rod may be in communication with a controller. The control device can cause a build-up or a transfer of negative pressure in the line system of the central flange section at and / or in time after contact of the probe rod with a flat object or with an intermediate layer.
Weiter kann es sein, dass der zentrale Flanschabschnitt einen in das Leitungssystem mündenden Anschluss besitzt, wobei unter Wirkverbindung mit dem Leitungssystem über den einen Anschluss gemeinsam ein Unterdruck auf die Saugköpfe der mehreren Auslegerarme übertragen werden kann. Hierbei kann eine Drucklufterzeugungseinrichtung an den einen in das Leitungssystem mündenden Anschluss gekoppelt sein. Zur Koppelung mit der Drucklufterzeugungseinrichtung kann die Handhabungsvorrichtung im Bereich des Anschlusses ein Gewinde bereitstellen. Da der zentrale Flanschabschnitt im dreidimensionalen Druckverfahren hergestellt werden kann, besteht die Möglichkeit, das Gewinde hierbei als einstückigen Bestandteil des zentralen Flanschabschnittes auszubilden. Ein über den Anschluss in das Leitungssystem eingeleiteter Überdruck kann durch einen im Leitungssystem ausgebildeten Venturi-Effekt einen Unterdruck aufbauen, welcher vom Leitungssystem ausgehend an die Saugköpfe übertragen wird. Beispielsweise kann der Überdruck zwischen 3 und 5 bar betragen. Um den Venturi-Effekt auszubilden, kann das Leitungssystem im Bereich einer oder mehrerer Verzweigungen entsprechende Querschnittsverengungen aufweisen. Demnach kann das Leitungssystem ein oder mehrere Venturi-Düsen bzw. ein oder mehrere Ejektoren umfassen. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass jedem der mehreren Auslegerarme und/oder jedem Saugkopf eine eigene Venturi-Düse bzw. ein eigener Ejektor zugeordnet ist, welcher einen Unterdruck für den jeweiligen Auslegerarm bzw. für den jeweiligen Saugkopf aufbaut. Kann aufgrund einer Störung ein Unterdruck über eine Venturi-Düse bzw. einen Ejektor nicht erzeugt werden, so wird ggf. kein Unterdruck an den jeweiligen Saugkopf übertragen. Sofern jedem Auslegerarm bzw. jedem Saugkopf eine eigene Venturi-Düse bzw. ein eigener Ejektor zugeordnet ist, können die weiteren Auslegerarme bzw. die weiteren Saugköpfe jedoch mit Unterdruck versorgt werden, womit die jeweilige Zwischenlage dennoch über die Handhabungsvorrichtung aufgenommen werden kann. Mittels eines dreidimensionalen Druckprinzips können derartige zentrale Flanschabschnitt auch bei hoher Komplexität schnell und effizient hergestellt werden. Furthermore, it may be that the central flange section has a connection opening into the line system, wherein under active connection with the line system, a negative pressure can be transmitted to the suction heads of the plurality of extension arms together via the one connection. In this case, a compressed air generating device can be coupled to the one opening into the line system port. For coupling with the compressed air generating device, the handling device can provide a thread in the region of the connection. Since the central flange portion can be produced in the three-dimensional printing process, it is possible to form the thread here as an integral part of the central flange portion. An overpressure introduced via the connection into the line system can build up a negative pressure by means of a venturi effect formed in the line system, which is transmitted from the line system to the suction heads. For example, the pressure can be between 3 and 5 bar. In order to form the venturi effect, the line system can have corresponding cross-sectional constrictions in the region of one or more branches. Accordingly, the line system may comprise one or more venturi nozzles or one or more ejectors. For example, it may be provided that each of the plurality of extension arms and / or each suction head is assigned its own venturi nozzle or its own ejector, which builds a negative pressure for the respective extension arm or for the respective suction head. If, due to a fault, a negative pressure can not be generated via a Venturi nozzle or an ejector, then no negative pressure may be transmitted to the respective suction head. If each cantilever arm or each suction head is assigned its own Venturi nozzle or its own ejector, however, the additional cantilever arms or the further suction cups can be supplied with negative pressure, with which the respective intermediate layer can still be received via the handling device. By means of a three-dimensional printing principle, such central flange sections can be produced quickly and efficiently even with high complexity.
Bei weiteren Ausführungsformen ist denkbar, dass eine gemeinsame Venturi-Düse bzw. ein gemeinsamer Ejektor mehreren Auslegerarmen zugeordnet ist und hierbei die mehreren Auslegerarme und die Saugköpfe der mehren Auslegerarme mit Unterdruck versorgt. In further embodiments, it is conceivable that a common Venturi nozzle or a common ejector is assigned to a plurality of cantilever arms and in this case supplies the plurality of cantilever arms and the suction heads of the plurality of cantilever arms with negative pressure.
Zudem ist denkbar, dass das Leitungssystem zur Verminderung eines Geräuschpegels bei Übertragung eines Unterdrucks auf die Saugköpfe mit einem oder mehreren Schalldämpfern fluidisch in Verbindung steht. Die ein oder mehreren Schalldämpfer können als einstückiger Bestandteil des zentralen Flanschabschnittes ausgebildet sein und ggf. zusammen mit dem zentralen Flanschabschnitt im dreidimensionalen Druckverfahren ausgebildet werden. Insbesondere kann der zentrale Flanschabschnitt ein Gehäuse ausbilden, innerhalb dessen sich die ein oder mehreren Schalldämpfer befinden. Das Gehäuse kann die ein oder mehreren Schalldämpfer vollständig aufnehmen. Die Schalldämpfer können zur Absorption eines Geräuschpegels schalldämpfende Materialien wie Wolle oder dergleichen umfassen. In addition, it is conceivable that the conduit system for reducing a noise level when transmitting a negative pressure on the suction cups with one or more silencers fluidly connected. The one or more mufflers may be formed as an integral part of the central flange portion and possibly formed together with the central flange portion in the three-dimensional printing process. In particular, the central flange portion may form a housing within which the one or more mufflers are located. The housing can completely accommodate the one or more silencers. The silencers may include sound-absorbing materials such as wool or the like for absorbing a noise level.
Zudem ist denkbar, dass der zentrale Flanschabschnitt ein oder mehrere Öffnungen besitzt, durch welche Druckluft austreten kann. Die ein oder mehreren Schalldämpfer können im Bereich der ein oder mehreren Öffnungen angeordnet sein. Vorstellbar ist für diverse Ausführungsformen auch, dass der zentrale Flanschabschnitt im Bereich der jeweiligen Öffnungen ein Gewinde ausgebildet, mittels welches Gewindes ein Schalldämpfer auf den zentralen Flanschabschnitt aufgeschraubt werden kann, um einen entsprechenden Schallpegel bei Druckluftbeaufschlagung zu reduzieren. In addition, it is conceivable that the central flange portion has one or more openings through which compressed air can escape. The one or more mufflers may be arranged in the region of the one or more openings. It is also conceivable for various embodiments that the central flange portion formed in the region of the respective openings a thread, by means of which thread a muffler can be screwed onto the central flange portion to reduce a corresponding sound level at Druckluftbeaufschlagung.
Weiter können ein oder mehrere Schalldämpfer abnehmbar am zentralen Flanschabschnitt gehalten sein. Die Verbindung zwischen dem jeweiligen Schalldämpfer und dem zentralen Flanschabschnitt kann beispielsweise über Kraft- und/oder Formschluss und/oder Stoffschluss und hierbei insbesondere via eine Verklebung bzw. Verschmelzung zwischen dem jeweiligen Schalldämpfer und einem Gehäuse des zentralen Flanschabschnittes erfolgen. Auch kann der zentrale Flanschabschnitt ein Gewinde aufweisen, welches mit einem Gegengewinde eines Schalldämpfers korrespondiert. Further, one or more mufflers may be detachably held on the central flange portion. The connection between the respective silencer and the central flange portion can be done for example via force and / or positive connection and / or material connection and in particular via a bond or fusion between the respective silencer and a housing of the central flange portion. Also, the central flange portion may have a thread which corresponds to a mating thread of a muffler.
Wie vorhergehend bereits erwähnt, ist vorstellbar, dass das Leitungssystem zur Erzeugung des Unterdrucks mittels Venturi-Effekt eine oder mehrere Verzweigungen mit jeweiliger Querschnittsverengung besitzt. Ein Ast der Verzweigung, in welchem der Unterdruck aufgebaut wird, kann den Unterdruck in Richtung eines oder mehrerer Ausgänge des zentralen Flanschabschnittes führen. As previously mentioned, it is conceivable that the conduit system for generating the negative pressure by Venturi effect has one or more branches with respective cross-sectional constriction. A branch of the branch, in which the negative pressure is built up, can lead the negative pressure in the direction of one or more outlets of the central flange section.
Weiter kann es sein, dass der zentrale Flanschabschnitt einen oder mehrere Eingänge besitzt, über welche Druckluft zum Aufheben des Unterdrucks an den Saugköpfen in das Leitungssystem eingebracht werden kann. An die Eingänge kann eine Druckerzeugungseinrichtung bzw. ein Kompressor gekoppelt sein. Hierzu kann der zentrale Flanschabschnitt im Bereich eines jeweiligen Eingangs ein Gewinde ausbilden. Further, it may be that the central flange portion has one or more inputs, via which compressed air can be introduced to cancel the negative pressure at the suction heads in the line system. To the inputs, a pressure generating device or a compressor can be coupled. For this purpose, the central flange portion in the region of a respective input form a thread.
Die Erfindung betrifft darüber hinaus ein Verfahren zur Aufnahme flächiger Gegenstände. Merkmale, welche vorhergehend zu diversen Ausführungsformen der Handhabungsvorrichtung beschrieben wurden, können ebenso bei denkbaren Ausführungsformen des nachfolgend beschriebenen Verfahrens vorliegen. Zudem können Merkmale, welche nachfolgend zu diversen Ausführungsformen des Verfahrens beschrieben werden, bei denkbaren Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorliegen. The invention further relates to a method for receiving flat objects. Features that have been previously described for various embodiments of the handling device may also be present in conceivable embodiments of the method described below. In addition, features that are described below for various embodiments of the method, present in conceivable embodiments of the device according to the invention.
Das Verfahren ist vorgesehen zur Aufnahme flächiger Gegenstände über eine Handhabungsvorrichtung, die mehrere Auslegerarme mit jeweils mindestens einem Saugkopf sowie einen zentralen Flanschabschnitt mit einem Leitungssystem besitzt. Das Leitungssystem steht fluidisch mit den Saugköpfen in Verbindung. Vom zentralen Flanschabschnitt ausgehend erstrecken sich die mehreren Auslegerarme in unterschiedliche Richtungen weg vom zentralen Flanschabschnitt, wobei der zentrale Flanschabschnitt die Auslegerarme trägt. Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Unterdruck in das Leitungssystem eingebracht oder im Leitungssystem aufgebaut. The method is provided for receiving flat objects via a handling device having a plurality of cantilever arms, each with at least one suction head and a central flange portion with a conduit system. The piping system is fluidly connected to the suction cups. Starting from the central flange portion, the plurality of cantilever arms extend in different directions away from the central flange portion, with the central flange portion supporting the cantilever arms. In the context of the method according to the invention, a negative pressure is introduced into the line system or built up in the line system.
Ein Einbringen von Unterdruck in das Leitungssystem kann durch Koppelung des zentralen Flanschabschnittes bzw. des Leitungssystems an eine Unterdruckerzeugungseinrichtung bewirkt werden. Für besonders bevorzugte Ausführungsformen ist jedoch vorgesehen, dass der Unterdruck im Leitungssystem aus einem Überdruck und mittels Venturi-Effekt aufgebaut wird. Der Überdruck kann durch einen entsprechenden Anschluss in das Leitungssystem eingebracht werden. Im Bereich einer oder mehrerer Querschnittsverengungen des Leitungssystems kann jeweils mittels des Venturi-Effektes ein Unterdruck aufgebaut werden, der zur Erfassung des jeweiligen flächigen Gegenstandes an die Saugköpfe übertragen wird. An introduction of negative pressure into the line system can be effected by coupling the central flange section or the line system to a vacuum generating device. For particularly preferred embodiments, however, it is provided that the negative pressure in the piping system is built up from an overpressure and by means of a venturi effect. The overpressure can be introduced through a corresponding connection in the line system. In the region of one or more cross-sectional constrictions of the conduit system, a negative pressure can be established in each case by means of the Venturi effect, which is transmitted to the suction heads for detecting the respective flat object.
Im Rahmen eines weiteren Schrittes des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Unterdruck ausgehend vom Leitungssystem an die Saugköpfe übertragen, so dass hieraus resultierend der jeweilige flächige Gegenstand an den Saugköpfen der Handhabungsvorrichtung fixiert wird. As part of a further step of the method according to the invention, the negative pressure is transmitted from the conduit system to the suction heads, so that as a result, the respective flat object is fixed to the suction heads of the handling device.
Weiter kann die Druckluft nach Aufbau des Unterdrucks einem oder mehreren Schalldämpfern zur Verminderung eines Geräuschpegels zugeführt werden. Die Druckluft kann die Schalldämpfer hierbei passieren und hierauf folgend aus dem zentralen Flanschabschnitt bzw. aus einem Gehäuse des zentralen Flanschabschnittes austreten. Hierzu können ein oder mehrere Öffnungen in das Gehäuse des zentralen Flanschabschnittes eingebracht sein, welche den ein oder mehreren Schalldämpfern in Strömungsrichtung des Überdrucks nachgeordnet sind und mit dem Leitungssystem in Verbindung stehen. Further, the pressurized air can be supplied to one or more silencers after reduction of the negative pressure to reduce a noise level. The compressed air can pass through the silencers hereby and then emerge from the central flange section or from a housing of the central flange section. For this purpose, one or more openings may be introduced into the housing of the central flange portion, which are arranged downstream of the one or more mufflers in the flow direction of the overpressure and are in communication with the line system.
Um flächige Gegenstände bzw. Zwischenlagen möglichst präzise zu erfassen, kann der Unterdruck zumindest näherungsweise zeitsynchron vom Leitungssystem an die Saugköpfe übertragen werden. Über das Leitungssystem können Saugköpfe mehrerer Auslegerarme fluidisch miteinander in Verbindung stehen. Über die fluidische Verbindung zwischen den Saugköpfen besteht die Möglichkeit, einen in das Leitungssystem eingebrachten bzw. einen im Leitungssystem aufgebauten Überdruck zeitgleich an die Saugköpfe zu übertragen. In order to capture surface objects or intermediate layers as precisely as possible, the negative pressure can be transmitted at least approximately time synchronously from the pipe system to the suction cups. Suction heads of a plurality of cantilever arms can fluidly communicate with each other via the conduit system. About the fluidic connection between the suction heads, it is possible to simultaneously transfer an introduced into the line system or built-up in the piping system pressure to the suction cups.
Weiter kann es sein, dass die mehreren Auslegerarme selbst einen hohlen Schaft ausbilden, über welchen der Unterdruck ausgehend vom Leitungssystem an die Saugköpfe übertragen wird. Somit können die ggf. als Hohlrohre ausgebildeten mehreren Auslegerarme an das Leitungssystem des zentralen Flanschabschnittes anschließen und die Saugköpfe mit Unterdruck beaufschlagen. Further, it may be that the plurality of cantilever arms themselves form a hollow shaft, via which the negative pressure is transmitted from the piping system to the suction cups. Thus, the optionally designed as a hollow tubes several extension arms can connect to the piping system of the central flange and pressurize the suction cups with negative pressure.
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. In the following, embodiments of the invention and their advantages with reference to the accompanying figures will be explained in more detail. The proportions of the individual elements to one another in the figures do not always correspond to the actual size ratios, since some shapes are simplified and other shapes are shown enlarged in relation to other elements for better illustration.
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 Erfindung ausgestaltet sein kann und stellen keine abschließende Begrenzung dar. For identical or equivalent elements of the invention, identical reference numerals are used. Furthermore, for the sake of clarity, only reference symbols are shown in the individual figures, which are required for the description of the respective figure. The illustrated embodiments are merely examples of how the invention may be configured and are not an exhaustive limitation.
Die Handhabungsvorrichtung
An jedem der vier Auslegerarme
Der zentrale Flanschabschnitt
Eine Aufhängung
Da diverse Komponenten, wie beispielsweise der zentrale Flanschabschnitt
Vorstellbar ist auch, dass den Auslegerarmen
Darüber hinaus zeigt
Die Eingänge
Auch sind Schalldämpfer
Über das Leitungssystem
Einzelne Bestandteile der Handhabungsvorrichtung
Der zentrale Flanschabschnitt
Die Praxis hat gezeigt, dass die Unterdruckerzeugungseinrichtung
Die Unterdruckerzeugungseinrichtung
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. The invention has been described with reference to a preferred embodiment. However, it will be apparent to those skilled in the art that modifications or changes may be made to the invention without departing from the scope of the following claims.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Handhabungsvorrichtung handling device
- 33
- Auslegerarm boom
- 55
- Hohlrohr hollow tube
- 66
- Saugkopf suction head
- 77
- Aufhängung suspension
- 99
- Tragsäule support column
- 1111
- Einlass inlet
- 1212
- Anschluss connection
- 1515
- Leitungssystem line system
- 1616
- Zweig branch
- 1717
- Ausgang output
- 1818
- Taststab testrod
- 1919
- Schalldämpfer silencer
- 21 21
- Verbindung connection
- 2525
- Venturi-Düse Venturi nozzle
- 2727
- Gewinde thread
- 3030
- Unterdruckerzeugungseinrichtung Negative pressure generator
- 3333
- Öffnung opening
- αα
- Spitzer Winkel acute angle
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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