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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Handhabungsvorrichtung für eine Warenübergabevorrichtung eines automatischen Warenlagers, sowie eine Warenübergabevorrichtung eines automatischen Warenlagers und ein automatisches Warenlager.
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Es ist bekannt, dass Lagerflächen, wie beispielsweise Kanallager mit Lagerkanälen, über einen Manipulator befüllt werden. Dabei wird das Eingabeende der Lagerfläche von dem Manipulator angefahren und die Gegenstände werden an die Lagerplätze übergeben. Derartige Lager werden häufig für Waren, beispielsweise Medikamente in Apotheken, eingesetzt. Besonders geeignet für sogenannte schnelldrehende Waren sind Schrägfachbodenregale, bei denen die einzelnen Waren in Kanälen, die durch seitliche Begrenzung getrennt sind, auf einer Lagerfläche, die gegenüber einer Horizontalen geneigt ist, enthalten sind. Bei Entnahme eines unteren Gegenstandes rutschen die übrigen Gegenstände nach. In der Regel sind in jedem Kanal gleichartige Gegenstände enthalten. Die Gegenstände weisen beispielsweise quaderförmige Packungen auf, wobei Packungen gleichen Formats in einem Kanal eingebracht werden, dessen Kanalbreite auf die Packungsgröße abgestimmt ist. Auf derartigen Lagerflächen können jedoch auch Waren unterschiedlicher Form, z.B. Zylinder, und unterschiedlichen Formats innerhalb desselben Kanals gespeichert werden.
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Üblicherweise befüllen die Manipulatoren die Lagerplätze, sobald eine vorgegebene Anzahl von Waren aus einem Lagerkanal entnommen worden ist. Dazu wird ein Manipulator mit mehreren der nachzufüllenden Gegenstände befüllt und der Manipulator fährt das Eingabeende der entsprechenden Lagerfläche an, um die Gegenstände zu übergeben.
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Um die Nachfüllfunktion der Lagerflächen auf zuverlässige Weise zu gewährleisten, muss sichergestellt werden, dass die Manipulatoren geordnet mit den einzulagernden Gegenständen befüllt werden. Da bekannte Manipulatoren mit einer sehr hohen Geschwindigkeit innerhalb eines Lagers bewegt werden, ist eine manuelle Bestückung der Manipulatoren mit einem großen Sicherheitsrisiko verbunden. Daher werden Übergabevorrichtungen verwendet, in die die Gegenstände manuell oder automatisch eingelegt werden. Die Manipulatoren übernehmen die einzulagernden Gegenstände von der Übergabevorrichtung, um anschließend den vorgegebenen Lagerplatz anzufahren.
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In der Praxis wird häufig eine sehr schnelle Befüllung eines Lagers gefordert. Daher werden zumeist gleichartige Gegenstände von dem Manipulator gleichzeitig transportiert. Um eine schnelle Befüllung des Manipulators zu ermöglichen, werden daher in einer Übergabevorrichtung die von einem Manipulator zu transportierenden Gegenstände für einen kurzen Zeitraum gelagert.
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Die Anmelderin hat daher verschiedene Warenübergabevorrichtungen entwickelt, die beispielsweise unter dem Aktenzeichen
DE 10 2013 218 538 oder
DE 10 2014 208 405 zum Patent angemeldet sind. Diese Warenübergabevorrichtungen werden manuell bedient, wobei zumeist darauf geachtet werden muss, dass in einem Übergabekanal gleichartige Waren eingelegt werden. Durch die manuelle Bedienung muss bei den vorbekannten Warenübergabevorrichtungen stets ein Benutzer vor Ort anwesend sein, wobei dieser je nach Speicherkapazität der Übergabekanäle und Art der eingelegten Waren teilweise mehrere Minuten freie Zeit hat, bis wieder Ware in einen Übergabekanal eingefüllt werden muss. Wann jedoch eine Befüllung der Übergabekanäle wieder erfolgen muss, ist nur schwierig voraussehbar, so dass der Benutzer an der Übergabevorrichtung verweilen sollte. Die bekannten Übergabevorrichtungen sind direkt an den Warenlagern angeordnet. Die Warenanlieferung erfolgt jedoch zumeist an einer von dem Warenlager unterschiedlichen Position, so dass die Ware vor der Einlagerung noch von einer anderen Person zu der Übergabevorrichtung gebracht werden muss.
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DE 10 2014 208 405 sieht eine Beladevorrichtung vor, die in Form von Stapelkanälen an der Warenübergabevorrichtung angeordnet ist. Hierbei müssen jedoch die Gegenstände als Stapel relativ geordnet eingegeben werden.
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Bei größeren Warenlagern mit einem hohen Durchsatz an Waren ist es häufig notwendig, Waren mit einer hohen Geschwindigkeit, z.B. bei in Form von Warenpackungen mehrerer Packungen innerhalb kurzer Zeit, z.B. 20 Packungen und mehr pro Minute, einzugeben. Bei derartigen Lagern ist eine manuelle Eingabe häufig schwierig.
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Grundsätzlich besteht bei Vorrichtungen zur Handhabung von Waren die Schwierigkeit, wenn die Waren ungeordnet beispielsweise als Schüttungen vorliegen. Dabei besteht eine besondere Herausforderung darin, Portionierungen von Waren vorzunehmen, so dass Aufnahmevolumen einzelner Vorrichtungen, wie beispielsweise das Aufnahmevolumen eines Warenaufzuges, nicht überschritten wird, darüber hinaus die Position der Waren zu ordnen, so dass sie in vorteilhafter Weise für Vorrichtungen handhabbar sind und schließlich zu vereinzeln, um eine Übergabe an den Manipulator zu vereinfachen . Ferner ist es häufig erforderlich die Waren zu identifizieren, um eine korrekte Einlagerung in das Warenlager zu gewährleisten.
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Vereinzelte Waren können beispielsweise auf einem Förderband transportiert werden. Eine Möglichkeit, Waren von einem Förderband auszugeben, besteht darin, die Waren an einem Ende des Förderbandes schwerkraftbedingt fallen zu lassen. Bei unterschiedlichen Warengrößen ist jedoch der Zeitpunkt der Ausgabe unterschiedlich, da die Waren frühestens von der Förderfläche des Förderbandes fallen, wenn der Schwerpunkt der Ware über das Ende der Förderfläche hinaus bewegt worden ist. Somit besteht eine Schwierigkeit darin, den Zeitpunkt der Ausgabe der Ware von einem Förderband genau zu steuern. Dies ist beispielsweise notwendig, wenn eine Übergabe der Waren von dem Förderband auf eine Handhabungsvorrichtung erfolgen soll, die eine genaue Taktung der Waren voraussetzt.
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Eine weitere Schwierigkeit kann darin bestehen, die vereinzelten Waren in eine Richtung quer zu der Förderrichtung des Förderbands auszugeben, ohne dass der Warenfluss unterbrochen wird oder die vereinzelten Waren aneinanderstoßen.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Handhabungsvorrichtung einer Warenübergabevorrichtung eines automatischen Warenlagers zu schaffen, mit der vereinzelte Waren in einer vorgegebenen Taktung von einer Fördereinrichtung ausgegeben werden können. Ferner wäre es von Vorteil, wenn die Waren in eine beliebige Richtung von der Fördereinrichtung ausgegeben werden können.
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Die erfindungsgemäße Handhabungsvorrichtung für eine Warenübergabevorrichtung ist definiert durch die Merkmale des Anspruchs 1.
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Die erfindungsgemäße Warenübergabevorrichtung ist definiert durch die Merkmale des Anspruchs 16.
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Das erfindungsgemäße Warenlager ist definiert durch die Merkmale des Anspruchs 22.
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Die erfindungsgemäße Handhabungsvorrichtung für eine Warenübergabevorrichtung eines automatischen Warenlagers wirkt mit einer Fördereinrichtung der Warenübergabevorrichtung zusammen und ist zur Übergabe von Waren von der Fördereinrichtung der Warenübergabevorrichtung zu einer zweiten Handhabungsvorrichtung der Warenübergabevorrichtung geeignet. Die Fördereinrichtung der Warenübergabevorrichtung weist eine sich in Längsrichtung erstreckende, in eine Förderrichtung angetriebene Förderfläche auf. Die erfindungsgemäße Handhabungsvorrichtung weist eine Anschlagvorrichtung mit einem oberhalb der Förderoberfläche der Fördereinrichtung angeordneten Anschlagkörper auf, wobei der Anschlagkörper einen Anschlag für auf der Förderoberfläche beförderte Waren bildet und wobei die Position des Anschlagkörpers in der Längsrichtung der Fördereinrichtung einstellbar ist. Ferner weist die Handhabungsvorrichtung eine Greifvorrichtung mit einem Greifer auf, wobei die Greifvorrichtung mittels des Greifers an dem Anschlagkörper anliegende Waren greift und von der Förderoberfläche aufnimmt. Durch die Anschlagvorrichtung werden Waren, die auf der Förderoberfläche transportiert werden, zurückgehalten, so dass beispielsweise die Förderoberfläche der Fördereinrichtung weiterbetrieben werden kann. Die Waren befinden sich durch den Anschlag an einer definierten Position und können in vorteilhafter Weise mittels der Greifvorrichtung aufgenommen werden. Dadurch können die vereinzelt auf der Förderoberfläche angeordneten Waren in einer vorgegebenen Taktung von der Fördereinrichtung aufgenommen werden und beispielsweise an die zweite Handhabungsvorrichtung übergeben werden. Da die Waren mittels der Greifvorrichtung aufgenommen werden, kann die Aufnahme der Ware einerseits zu einem definierten Zeitpunkt erfolgen und andererseits kann die Ware in eine beliebige Richtung übergeben werden.
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Durch die verstellbare Position des Anschlagkörpers in Längsrichtung der Fördereinrichtung kann der Anschlagkörper an eine Warengröße der auf der Förderoberfläche transportierten Ware angepasst werden. Somit kann beispielsweise sichergestellt werden, dass die an dem Anschlagkörper anliegende Ware in Längsrichtung der Fördereinrichtung mittig unter der Greifposition des Greifers der Greifvorrichtung angeordnet ist. Dies hat den Vorteil, dass die Greifvorrichtung stets in der gleichen Position die Ware aufnehmen kann, so dass die Greifvorrichtung keine zusätzlichen Verstellmöglichkeiten aufweisen muss, um Waren unterschiedlicher Größe aufnehmen zu können. Durch den Anschlagkörper wird dafür Sorge getragen, dass die Ware, die von dem Greifer aufgenommen werden soll, sich an einer für die Aufnahme geeigneten Position befindet. Die für die Aufnahme durch den Greifer geeignete Position kann beispielsweise eine Position mittig unterhalb des Greifers sein. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass mittels des Anschlagkörpers eine Position der Ware beim Anliegen an dem Anschlagkörper eingestellt wird, in der der Schwerpunkt der Ware mittig unterhalb des Greifers angeordnet ist.
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Durch die Verstellung des Anschlagkörpers in Längsrichtung der Fördereinrichtung wird der Anschlagkörper in Längsrichtung der Fördereinrichtung auf eine Ware zu oder von dieser weg bewegt. Die Einstellung des Anschlagkörpers kann beispielsweise individuell vor jeder auf der Förderoberfläche transportierten Ware erfolgen. Wenn bekannt ist, dass eine Vielzahl von gleichartigen Waren auf der Förderoberfläche transportiert wird, kann selbstverständlich die Positionseinstellung des Anschlagkörpers einmalig für die Gruppe von gleichartigen Waren erfolgen.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Anschlagkörper durch einen Stift gebildet ist. Dies hat den Vorteil, dass der Anschlagkörper relativ schmal ausgebildet ist und somit vorzugsweise den Greifer beim Aufnehmen der Ware nicht behindert.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Anschlagkörper mit einem Abstand D von der Förderoberfläche beabstandet ist, wobei der Abstand D kleiner ist als eine minimale Erstreckung der Ware. Bei quaderförmigen Waren, wie beispielsweise Medikamentenverpackungen, ist die minimale Erstreckung der Ware zumeist die Höhe der Verpackung. Die erfindungsgemäße Handhabungsvorrichtung kann insbesondere mit einer Vielzahl von verschiedenen Waren verwendet werden, wobei das Abmaß der Waren bekannt ist. Dabei kann vorgesehen sein, dass der Abstand D kleiner ist als die minimale Erstreckung aller Waren. Somit wird sichergestellt, dass keine Waren, die von dem Anschlagkörper gestoppt werden sollen, unter dem Anschlagkörper hindurch rutschen können. Beispielsweise kann der Abstand D zwischen 2mm und 4mm, vorzugsweise 3mm, betragen. Vorzugsweise ist ferner vorgesehen, dass der Abstand D' der Oberseite des Anschlagkörpers zu der Förderoberfläche kleiner ist als die minimale Erstreckung der Ware oder aller Waren. Mit anderen Worten: Wenn eine Ware an dem Anschlagkörper anliegt, soll der Anschlagkörper nicht eine Erstreckung oberhalb der Ware besitzen. Dies hat den Vorteil, dass der Anschlagkörper den Greifer beim Aufnehmen der Ware nicht behindert.
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Es kann ferner vorgesehen sein, dass der Anschlagkörper eine sich quer zu der Fördereinrichtung erstreckende Länge L oberhalb der Förderoberfläche aufweist, wobei L größer ist als die Hälfte der zweitgrößten Erstreckung der Ware. Bei einer quaderförmigen Ware wäre dies beispielsweise die Breite der Ware. Üblicherweise werden Waren auf der Förderoberfläche derart transportiert, dass sie sich mit ihrer Längenrichtung in Förderrichtung befinden. Durch das Vorsehen eines sich mit der vorgegebenen Länge L oberhalb der Förderoberfläche erstreckenden Anschlagkörpers wird sichergestellt, dass nach einem Anschlagen einer Ware gegen den Anschlagkörper bei einem Weiterbetrieb der Förderoberfläche die Ware nicht dazu neigt, sich um den Anschlagkörper herum zu drehen. Es hat sich herausgestellt, dass wenn der Anschlagkörper sich über die Hälfte der Erstreckung der Ware quer zu der Förderoberfläche erstreckt, die Gefahr des Überwindens des Anschlagkörpers aufgrund eines Weiterbetriebs der Förderoberfläche vermieden wird. Bei einer Vielzahl von Waren vorbekannter Größe kann selbstverständlich vorgesehen sein, dass die Länge L größer ist als die Hälfte der zweitgrößten Erstreckung der größten Ware in dieser Richtung.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Anschlagkörper ausfahrbar oder ausklappbar bzw. einfahrbar oder einklappbar ist. Auf diese Weise kann eine Ware auch von der Förderoberfläche über die Position des Anschlagkörpers hinweg transportiert werden. Dies hat den Vorteil, dass Waren, die als Ausschusswaren erkannt werden, nicht gegen den Anschlagkörper in seiner eingefahrenen oder eingeklappten Position anschlagen, sondern mittels der Fördereinrichtung in einen Warenausschuss transportiert werden. Bei einer Fördereinrichtung mit Lagekorrektur kann beispielsweise auch vorgesehen sein, dass, wenn festgestellt wird, dass eine Ware nicht die korrekte Lage eingenommen hat, durch ein Einfahren oder Wegklappen des Anschlagkörpers die Ware mittels der Förderoberfläche zu einem Warenbypass transportiert wird, mittels dem die Ware beispielsweise der Fördereinrichtung wieder zugeführt werden kann.
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Ein Ausfahren oder Ausklappen des Anschlagkörpers hat sich als besonders vorteilhaft für einen Anschlagkörper, der selektiv wirken soll, herausgestellt.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Anschlagvorrichtung eine erste Antriebsvorrichtung aufweist, die den Anschlagkörper in Längsrichtung der Fördereinrichtung antreibt. Auf diese Weise ist der Anschlagkörper automatisch zur Positionseinstellung antreibbar.
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Es kann vorgesehen sein, dass der Anschlagkörper auf einer Führungsschiene geführt ist. Mittels einer derartigen Lagerung ist eine Verstellung der Position des Anschlagkörpers in Längsrichtung der Fördereinrichtung auf konstruktiv einfache Art und Weise verwirklichbar.
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Es kann vorgesehen sein, dass der Anschlagkörper eine zweite Antriebsvorrichtung aufweist, über die der Anschlagkörper ausfahrbar oder ausklappbar bzw. einfahrbar oder einklappbar ist. Somit ist auch diese Funktion automatisch ausführbar.
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Dabei kann vorgesehen sein, dass die zweite Antriebsvorrichtung bei der Bewegung des Anschlagkörpers in Längsrichtung der Fördereinrichtung mitgeführt ist. Die erste und die zweite Antriebsvorrichtung bilden somit eine serielle Kinematik.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die erste und/oder die zweite Antriebsvorrichtung ein pneumatischer Linearantrieb sind. Pneumatische Antriebe haben sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, da diese leicht und kompakt sind und darüber hinaus sehr robust. Ferner haben diese den Vorteil, dass bei der Verwendung weiterer pneumatischer Antriebe eine gemeinsame Energiequelle benutzt werden kann.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Greifer ein Vakuumsauggreifer ist. Mittels eines derartigen Greifers lässt sich die Ware in vorteilhafter Weise und sehr schnell greifen, wobei gleichzeitig eine Beschädigung der Ware verhindert wird. Ferner lässt sich mittels eines Vakuumsauggreifers eine aufgenommene Ware in vorteilhafter Weise auch wieder absetzen, indem das Vakuum des Sauggreifers aufgehoben wird.
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Dabei kann vorgesehen sein, dass der Greifer eine Greiferplatte mit mindestens einem Sauger aufweist. Der Sauger kann beispielsweise ein Balgsauger sein.
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Es kann vorgesehen sein, dass die Greiferplatte zwei erste Sauger aufweist, die gemeinsam betätigbar sind, und einen zweiten Sauger, der versetzt zu den ersten Saugern angeordnet ist und separat betätigbar ist. Die Sauger können beispielsweise eine Dreiecksanordnung aufweisen. Eine derartige Anordnung hat den Vorteil, dass die zwei ersten Sauger bei üblichen Warengrößen verwendet werden können, während der zweite Sauger bei einer derartigen Ware unbetätigt bleibt, und somit der Energieverbrauch für das Vakuum reduziert ist. Bei sehr breiten Waren, bei denen die zwei ersten Sauger und der zweite Sauger auf der Ware aufliegen, kann der zweite Sauger separat zu den ersten Saugern dazu geschaltet werden. Auf diese Weise sind auch sehr große und schwere Waren mittels des Vakuumsauggreifers aufnehmbar.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Greiferplatte über mindestens eine, an der Greiferplatte befestigte Führungsstange gelagert ist, wobei die mindestens eine Führungsstange an einem Gehäuse des Greifers linear geführt ist. Das Gehäuse des Greifers kann hierzu beispielsweise eine Hülse aufweisen, durch die die Führungsstange geführt ist. Durch die Lagerung mittels der Führungsstange kann die Greiferplatte nachgeben. Beim Aufsetzen der Greiferplatte auf eine Ware, um diese aufzunehmen, kann somit die Greiferplatte linear verschoben werden, wodurch beispielsweise eine Beschädigung der Ware vermieden werden kann und sichergestellt wird, dass die Greiferplatte vollständig auf der Ware aufliegt.
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Dabei sieht die Erfindung vorzugsweise vor, dass an der mindestens einen Führungsstange eine Federeinrichtung angeordnet ist, die die Greiferplatte einer Warenaufnahmeposition in Richtung zu der Ware drückt. Mit anderen Worten: Die Greiferplatte ist über die Führungsstange und die Federeinrichtung gefedert gelagert. Beim Aufsetzen der Greiferplatte auf eine Ware gibt die Greiferplatte entgegen der Federkraft der Federeinrichtung nach. Dadurch wird sichergestellt, dass die Greiferplatte und somit die an der Greiferplatte angeordneten Sauger fest an der Ware anliegen, so dass die Sauger die Ware zum Aufnehmen festhalten können. Die gefederte Führungsstange der Greiferplatte verhindert ferner eine Beschädigung der Ware. Bei gleichartigen Waren gibt es häufig Abweichungen in ihrer Höhe. Wenn die Greiferplatte nun auf eine vorgegebene Position verfahren wird, kann es somit vorkommen, dass die Ware entweder zu hoch oder zu niedrig ist. Durch die gefederte Lagerung der Greiferplatte kann ein Ausgleich erfolgen, indem die Greiferplatte bewusst auf eine tiefere Position bewegt wird. Dadurch wird sichergestellt, dass die Ware in zuverlässiger Weise aufgenommen werden kann.
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Es kann ferner vorgesehen sein, dass an der mindestens einen Führungsstange ein Sensor angeordnet ist, der eine Linearbewegung der Führungsstange in Bezug auf das Gehäuse detektiert. Dadurch kann mittels des Sensors eine Bewegung der Führungsstange und somit der Greiferplatte detektiert werden, wodurch festgestellt werden kann, dass die Greiferplatte auf einer Ware aufliegt. Über den Sensor lässt sich somit die Bewegung der Greiferplatte in Richtung auf die Ware zu steuern.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Greifvorrichtung einen Linearantrieb und einen rotatorischen Antrieb um eine Drehachse aufweist, wobei der rotatorische Antrieb einen Greiferarm gegenüber einer Basis der Greifvorrichtung antreibt und der Linearantrieb den Greifer gegenüber dem Greiferarm antreibt. Die Greifvorrichtung weist somit eine serielle Kinematik auf, indem der Linearantrieb von dem rotatorischen Antrieb geführt wird. Es hat sich herausgestellt, dass durch das Vorsehen des positionsveränderbaren Anschlags für eine Aufnahme von Waren von der Fördereinrichtung eine Greifvorrichtung mit lediglich zwei Antrieben ausreicht. Eine derartige Greifvorrichtung ist somit sehr kostengünstig herstellbar.
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Der Linearantrieb und der rotatorische Antrieb der Greifvorrichtung können beispielsweise Servomotoren sein. Diese können ein integriertes Getriebe aufweisen. Derartige Antriebe sind sehr kompakt und schnell. Alternativ können auch pneumatische Antriebe vorgesehen sein.
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Die Erfindung betrifft ferner eine Warenübergabevorrichtung mit einer erfindungsgemäßen Handhabungsvorrichtung. Die erfindungsgemäße Warenübergabevorrichtung weist eine Fördereinrichtung und eine zweite Handhabungsvorrichtung auf, wobei die Anschlagvorrichtung an der Fördereinrichtung angeordnet ist.
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Bei der erfindungsgemäßen Warenübergabevorrichtung kann vorgesehen sein, dass die zweite Handhabungsvorrichtung eine Förderkette mit einzelnen Fächern zur Aufnahme von Waren ist. Mittels der erfindungsgemäßen Handhabungsvorrichtung lassen sich somit in vorteilhafter Weise Waren von der Fördereinrichtung auf die einzelnen Fächer der Förderkette umsetzen. Da bei einem durchgängigen Betrieb der Förderkette die einzelnen Fächer mit einer festen Taktung vorangetrieben werden, müssen die Waren von der Fördereinrichtung mit einem entsprechenden Takt, beispielsweise alle 2,5 Sekunden, übergeben werden. Die erfindungsgemäße Handhabungsvorrichtung hat sich für einen derartigen Einsatzzweck als besonders vorteilhaft herausgestellt, da die Waren zu einem definierten Zeitpunkt von der Fördereinrichtung aufgenommen werden können.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass an der Förderoberfläche der Fördereinrichtung eine sich in Förderrichtung erstreckende Führungswand angeordnet ist, wobei die Förderoberfläche in einem spitzen Winkel zur Horizontalen in Richtung der Führungswand geneigt ist. Eine derartige Fördereinrichtung hat den Vorteil, dass auf der Förderoberfläche befindliche Waren aufgrund der Neigung in Anlage gegen die Führungswand gebracht werden und sich somit in vorteilhafter Weise in einer Reihe transportieren lassen. Ferner lassen sich mittels einer derartigen Fördereinrichtung Waren in vorteilhafter Weise vereinzeln. Der Winkel beträgt vorzugsweise zwischen 20° und 40°. Besonders bevorzugt beträgt der Winkel 28°. Es hat sich herausgestellt, dass bei den üblichen Förderoberflächen ein Winkel von 28° sichergestellt ist, dass eine Ware, beispielsweise eine Medikamentenverpackung, in zuverlässiger Weise gegen die Führungswand rutscht.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Anschlagkörper an der Führungswand angeordnet ist. Somit wird sichergestellt, dass Waren, die entlang der Führungswand mittels der Förderoberfläche transportiert werden, den Anschlagkörper treffen und von diesem zurückgehalten werden.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Drehachse der Greifvorrichtung orthogonal zu der Förderoberfläche angeordnet ist. Durch eine derartige Anordnung der Greifvorrichtung lässt sich der Greifer in vorteilhafter Weise in eine Warenaufnahmeposition bewegen, in der in vorteilhafter Weise die Ware aufgenommen werden kann. Beispielsweise kann in der Warenaufnahmeposition die Greiferplatte parallel zu der Förderoberfläche angeordnet sein.
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Es kann ferner vorgesehen sein, dass die Fächer der Förderkette in einer Warenübernahmeposition eine Neigung aufweisen, die der Neigung der Förderoberfläche entspricht. Dadurch lassen sich auf besonders einfache Art und Weise Waren mittels der Greifvorrichtung von der Förderoberfläche auf die einzelnen Fächer übergeben, da die Greifvorrichtung lediglich eine lineare Bewegung des Greifers und eine Drehbewegung des Greiferarms ausführen muss. Die Greifvorrichtung hebt somit die Ware von der Förderoberfläche an, verschwenkt diese und setzt sie in einem Fach der Förderkette wieder ab. Die Greifvorrichtung muss daher lediglich zwei Freiheitsgrade aufweisen und ist somit besonders kostengünstig verwirklichbar. Je nach Anordnung der Förderkette ist dabei ein Verschwenken der Ware um zwischen 45° und 90° notwendig.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass an der Fördereinrichtung eine Warenerkennungseinrichtung und/oder eine Warengrößendetektierungseinrichtung zur Ermittlung von Warengrößendaten angeordnet ist, wobei die Position des Anschlagkörpers mittels der Warengrößendaten gesteuert wird. Über die Warenerkennungseinrichtung kann eine Ware erkannt werden, so dass aus einer Datenbank die entsprechenden Warengrößendaten ermittelt werden können. Alternativ oder zusätzlich wird über die Warengrößendetektierungseinrichtung die Ware vermessen und somit die Warengrößendaten ermittelt. Die Warengrößendaten können beispielsweise die Erstreckung der Ware in Förderrichtung der Fördereinrichtung sein. Mittels dieser Information lässt sich die Position des Anschlagkörpers in vorteilhafter Weise steuern, so dass eine an dem Anschlagkörper anliegende Ware in korrekter Weise gegenüber dem Greifer positioniert ist.
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Grundsätzlich kann vorgesehen sein, dass nach dem Aufnehmen der Ware mittels der Greifvorrichtung die Position des Anschlagkörpers für die nachfolgende Ware eingestellt wird. Die Einstellung der Position des Anschlagkörpers kann somit bereits während der Bewegung der Greifvorrichtung zur Übergabe einer Ware erfolgen.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Warenlager mit einer erfindungsgemäßen Warenübergabevorrichtung.
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Die erfindungsgemäße Warenübergabevorrichtung nimmt Waren beispielsweise von einer Beladevorrichtung an und übergibt sie beispielsweise an einen Manipulator des Warenlagers. Die erfindungsgemäße Warenübergabevorrichtung hat somit eine Annahme- und Übergabefunktion, die insbesondere automatisch erfolgen kann. Typische Warenlager sind Apothekenlager, in denen Medikamente und andere Apothekenprodukte in Schachteln verpackt als Waren gelagert werden. Die erfindungsgemäße Warenübergabevorrichtung kann beispielsweise eine Sortierfunktion aufweisen, so dass die Waren, beispielsweise die Warenpackungen, unsortiert von der Warenübergabevorrichtung gehandhabt werden können.
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Die erfindungsgemäße Handhabungsvorrichtung unterstützt dabei die Vereinzelung und Sortierung, indem vereinzelte Waren zu einem definierten Zeitpunkt an eine Förderkette mit einzelnen Fächern übergeben werden. Von der Förderkette können dann die Waren beispielsweise in Übergabekanäle für den Manipulator eingegeben werden.
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Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die nachfolgenden Figuren die Erfindung näher erläutert.
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Es zeigen:
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1 eine schematische perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen automatischen Warenlagers mit einer erfindungsgemäßen Warenübergabevorrichtung mit einer erfindungsgemäßen Handhabungsvorrichtung,
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2 eine schematische perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Handhabungsvorrichtung,
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3 eine schematische Detailansicht der Anschlagvorrichtung der in 2 gezeigten Handhabungsvorrichtung,
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4 eine schematische Detailansicht des Greifers der Greifvorrichtung der in 2 gezeigten erfindungsgemäßen Handhabungsvorrichtung und
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4a eine schematische Ansicht von unten auf die Greiferplatte des in 4 dargestellten Greifers.
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In 1 ist ein erfindungsgemäßes automatisches Warenlager 100 mit einer erfindungsgemäßen Warenübergabevorrichtung 110 schematisch dargestellt. In der erfindungsgemäßen Warenübergabevorrichtung 110 können Waren eingegeben werden, die an einen in 1 lediglich angedeuteten Manipulator 120 übergeben werden, der Waren in nicht dargestellte Lagerplätze, wie beispielsweise Lagerkanäle, einsortieren kann. Das automatische Warenlager 100 kann beispielsweise ein Apothekenlager sein, in das Medikamente und andere Apothekenprodukte, die in Warenverpackungen, wie beispielsweise Schachteln, verpackt sind, eingelagert werden. Die erfindungsgemäße Warenübergabevorrichtung 110 nimmt dabei die Waren automatisch an und übergibt sie dem Manipulator 120. Die Warenübergabevorrichtung 110 kann beispielsweise eingegebene Waren sortieren und in einem Zwischenpuffer für die Übergabe an den Manipulator 120 bereithalten.
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Wie aus 1 hervorgeht, ist die Warenübergabevorrichtung 110 im Vergleich zum Warenlager 100 räumlich begrenzt ausgebildet. Um in die Warenübergabevorrichtung 110 eingegebene Waren sortieren zu können und sie für die Übergabe an den Manipulator 120 zu vereinzeln, weist die Warenübergabevorrichtung 110 mehrere Handhabungsvorrichtungen auf. Aufgrund des begrenzten Platzangebots der Warenübergabevorrichtung 110 werden daher verschiedene Handhabungsvorrichtungen in der Höhe auf verschiedenen Ebenen vorgesehen. Um Waren von einer Fördereinrichtung 401 aufnehmen zu können, weist die Warenübergabevorrichtung 110 eine Handhabungsvorrichtung 501 auf, die die Waren an eine nicht dargestellte zweite Handhabungsvorrichtung übergibt. Die zweite Handhabungsvorrichtung kann beispielsweise eine Förderkette mit einzelnen Fächern zur Aufnahme von Waren sein.
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Die erfindungsgemäße Handhabungsvorrichtung 501 ist in 2 schematisch in einer perspektivischen Darstellung gezeigt. Die Waren 150 werden auf einer Förderoberfläche 403 der Fördereinrichtung 401 transportiert. Die Förderoberfläche 403 ist in eine Förderrichtung angetrieben. Die Förderrichtung, die sich in Längsrichtung der Fördereinrichtung 401 erstreckt, ist in 2 durch einen Pfeil angedeutet. Die Fördereinrichtung 401 weist ferner eine Führungswand 405 auf, die an der Förderoberfläche 403 angeordnet ist. die Förderoberfläche 403 ist in einem spitzen Winkel zur Horizontalen in Richtung zu der Führungswand 405 geneigt. Der Winkel kann beispielsweise 28° betragen. Auf der Förderoberfläche 403 transportierte Waren 150 rutschen aufgrund der Neigung gegen die Führungswand 405 und sind während des Transports in Anlage an dieser.
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Die erfindungsgemäße Handhabungsvorrichtung 501 weist eine Anschlagvorrichtung 503 auf mit einem oberhalb der Förderoberfläche 403 der Fördereinrichtung 401 angeordneten Anschlagkörpers 505. Der Anschlagkörper 505 bildet einen Anschlag für die auf der Förderoberfläche 403 beförderten Waren 150.
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Der Anschlagkörper 505, der beispielsweise als Stift ausgebildet sein kann, ist an der Führungswand 405 angeordnet. Dadurch wird sichergestellt, dass Waren, die in Anlage an die Führungswand 405 auf der Förderoberfläche 403 transportiert werden, gegen den Anschlagkörper 505 anstoßen. Der Anschlagkörper 505 hält die Waren 150 zurück, wobei die Förderoberfläche 403 weiter betrieben werden kann.
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Ein auf der gegenüberliegenden Seite der Führungswand 405 angeordneter Sensor 507, der beispielsweise als Lichtschranke ausgebildet sein kann, detektiert das Vorhandensein einer Ware 150 in Anlage an dem Anschlagkörper 505.
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Die Handhabungsvorrichtung 501 weist ferner eine Greifvorrichtung 509 mit einem Greifer 511 auf. Die Greifvorrichtung 509 kann mittels des Greifers an dem Anschlagkörper 505 anliegende Waren 150 greifen und von der Förderoberfläche 403 aufnehmen.
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Die Greifvorrichtung 509 weist eine Basis 513 auf, an der ein Greiferarm 515 angelenkt ist. Der Greiferarm 515 wird mittels eines rotatorischen Antriebs 517 gegenüber der Basis 513 angetrieben, so dass der Greiferarm 515 gegenüber der Basis verschwenkbar ist. Der rotatorische Antrieb 517 treibt dabei den Greiferarm 515 um eine Drehachse an, die orthogonal zu der Förderoberfläche 403 angeordnet ist.
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Zum Antrieb des Greifers 511 gegenüber dem Greiferarm 515 weist die Greifvorrichtung 509 ferner einen Linearantrieb 519 auf.
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Mittels des rotatorischen Antriebs 517 kann der Greiferarm 515 derart verschwenkt werden, dass sich der Greifer 511 oberhalb der Ware 150 befindet. Mittels des Linearantriebs 519 kann nun der Greifer 511 in Richtung auf die Ware 150 bewegt werden, um diese aufzunehmen.
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Der Anschlagkörper 505 der Anschlagvorrichtung 503 ist in Längsrichtung der Fördereinrichtung 401 verstellbar ausgebildet, so dass die Position des Anschlagkörpers in diese Richtung einstellbar ist. Der Anschlagkörper 505 lässt sich somit auf eine auf der Förderoberfläche 403 transportierte Ware 150 zu oder von dieser weg einstellen. Dadurch ist die Position, die eine Ware 150 in dem an dem Anschlagkörper 505 anliegenden Zustand einnimmt, einstellbar. Es kann somit eingestellt werden, dass in einer Warenaufnahmeposition der Greifvorrichtung 509 die Ware 150 bei Anlage an dem Anschlagkörper 505 in Längsrichtung der Fördereinrichtung 401 mittig unter dem Greifer 511 angeordnet ist, so dass der Greifer 511 die Ware 150 in zuverlässiger Weise aufnehmen kann. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Ware 150 bei Anlage an dem Anschlagkörper 505 derart angeordnet ist, dass der Schwerpunkt der Ware 150 mittig unter dem Greifer 511 angeordnet ist.
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Durch die Einstellbarkeit der Position des Anschlagkörpers 505 und somit der an dem Anschlagkörper 505 anliegenden Ware 150 kommt die Greifvorrichtung 509 mit den durch die verschwenkbare Lagerung des Greiferarms 515 und der linearen Verstellmöglichkeit des Greifers 511 gebildeten zwei Freiheitsgrade aus, so dass lediglich der rotatorische Antrieb 517 und der Linearantrieb 519 benötigt werden. Dadurch lässt sich die Greifvorrichtung 509 sehr kostengünstig herstellen.
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Durch die Anordnung der Drehachse des rotatorischen Antriebs 517 orthogonal zu der Förderoberfläche 403 kann die Greiferplatte 521 des Greifers 511, die in Kontakt mit der Ware 150 tritt, ebenfalls parallel zu der Förderoberfläche 403 angeordnet werden, so dass keine aufwändige Verschwenkbewegungen notwendig sind, um die Ware 150 aufzunehmen.
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Nach Aufnahme der Ware 150 übergibt die Greifvorrichtung 509 die Ware an eine nicht dargestellte zweite Handhabungsvorrichtung.
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Durch die zuvor beschriebene Anordnung der Greifvorrichtung mit lediglich zwei Freiheitsgraden sollte die Ablagefläche für die Ware 150 auf der zweiten Handhabungsvorrichtung möglichst ebenfalls eine Neigung besitzen, die parallel oder im Wesentlichen parallel zu der Neigung der Förderoberfläche 403 ist. Dadurch ist ein Absetzen der Ware 150 in vorteilhafter Weise möglich. Bei einer Ausgestaltung der zweiten Handhabungsvorrichtung als Förderkette mit einzelnen Fächern können beispielsweise die einzelnen Fächer in ihrer Warenaufnahmeposition eine der Neigung der Förderoberfläche 403 entsprechende Neigung aufweisen.
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In 3 ist die Anschlagvorrichtung 503 schematisch in einer Detaildarstellung gezeigt.
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Mittels der Fördereinrichtung 401 werden zumeist quaderförmige Waren 150, beispielsweise in Form von Medikamentenpackungen, transportiert. Dabei sieht die Fördereinrichtung 401 vor, dass durch eine Lagekorrektur die Waren 150 mit einer ihrer Hauptseiten auf der Förderoberfläche 403 aufliegen, wobei sich die Längsrichtung der Ware 150 in Förderrichtung der Fördereinrichtung 401 erstreckt. Die minimale Erstreckung der Ware 150 ist dabei die Erstreckung der Ware 150 in einer Richtung orthogonal zu der Förderoberfläche 403.
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Bei der erfindungsgemäßen Anschlagvorrichtung 503 ist vorgesehen, dass der Anschlagkörper 505 mit einem Abstand D von der Förderoberfläche 403 beabstandet ist, wobei der Abstand D kleiner ist als die minimale Erstreckung der Ware in der Richtung orthogonal auf die Förderoberfläche 403. Der Abstand D ist ebenfalls in diese Richtung gemessen. Dadurch wird sichergestellt, dass die Ware 150 in Anlage an den Anschlagkörper 505 gelangen kann und nicht unter diesem hindurch rutscht. Bei dem Transport von einer Vielzahl von unterschiedlichen Waren 150 auf der Förderoberfläche 403 kann vorgesehen sein, dass der Abstand D des Anschlagkörpers 505 kleiner ist als die minimale Erstreckung der kleinsten Ware. Unter kleinsten Ware wird dabei die flachste Ware verstanden, die somit beim Aufliegen auf ihrer Hauptfläche die kleinste Erstreckung in Richtung orthogonal auf die Förderoberfläche 403 besitzt.
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Ferner kann vorgesehen sein, dass der Abstand D' von der Oberseite des Anschlagkörpers 505 zu der Förderoberfläche 403 kleiner ist als die zuvor beschriebene minimale Erstreckung der Ware 150. Dadurch kann sichergestellt werden, dass der Anschlagkörper 505 beim Anliegen der Ware 150 sich nicht oberhalb der Ware 150 erstreckt, wodurch eine Behinderung des Greifers 511 vermieden wird.
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Der Anschlagkörper 505 weist ferner eine sich quer zu der Fördereinrichtung der Förderoberfläche 403 erstreckende Länge L oberhalb der Förderoberfläche 403 auf, wobei die Länge L größer ist als die Hälfte der zweitgrößten Erstreckung der Ware 150. Die zweitgrößte Erstreckung der Ware 150 ist bei quaderförmigen Warenformen die Breite der Ware. Bei der in 3 dargestellten Position der Ware 150 ist die Breite somit die Erstreckung in eine Richtung quer zu der Förderrichtung. Dadurch wird verhindert, dass nach einem Anstoßen der Ware 150 gegen den Anschlagkörper 505 und einem Weiterbetrieb der Förderoberfläche 403 die Ware 150 dazu neigt, eine Drehbewegung auszuüben und sich um den Anschlagkörper 505 herumzudrehen. Durch die zuvor beschriebene Mindestlänge L wird eine derartige Bewegungsneigung der Ware 150 vermieden.
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Der Anschlagkörper 505 ist auf einer Führungsschiene 523 gelagert. Die Führungsschiene ist auf der von der Förderoberfläche 403 abgewandten Seite der Führungswand 405 angeordnet. Der Anschlagkörper 505 erstreckt sich durch die Führungswand 405 hindurch. Dafür weist die Führungswand 405 ein nicht dargestelltes Langloch auf.
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Mittels der Lagerung durch die Führungsschiene 523 ist der Anschlagkörper 505 in Längsrichtung der Fördereinrichtung 401 bewegbar. Dazu weist die Anschlagvorrichtung 503 eine erste Antriebsvorrichtung 525 auf, die den Anschlagkörper 505 in Längsrichtung der Fördereinrichtung 401 antreibt.
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Auf der Fördereinrichtung 401 kann eine Warenerkennungseinrichtung angeordnet sein, die die Ware erkennt. Mittels zuvor eingespeicherten Daten über die Waren lassen sich somit Warengrößendaten ermitteln. Beispielsweise kann die Länge einer Ware ermittelt werden, die zur Steuerung der Position des Anschlagkörpers 505 verwendet werden kann, so dass sich die Ware 150 in an dem Anschlagkörper 505 anliegender Position mittig unter dem Greifer 511 befindet.
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Es kann ferner vorgesehen sein, dass der Anschlagkörper 505 weggeklappt oder eingefahren werden kann. In dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Anschlagkörper 505 ein- bzw. ausfahrbar. Dadurch kann der Anschlagkörper 505 aus dem Förderbereich der Förderoberfläche 403 heraus bewegt werden, so dass eine Ware 150 über die durch den Anschlagkörper 505 gebildete Anschlagposition hinaus befördert werden kann. Eine Ware 150, die beispielsweise nicht die für die Aufnahme mittels der Greifvorrichtung 509 korrekte Lage aufweist, kann somit beispielsweise auf einen Warenbypass geleitet werden, um diese beispielsweise der Fördereinrichtung 401 wieder zuzuführen. Wenn die Warenerkennungseinrichtung beispielsweise eine nicht bekannte Ware 150 erkennt, kann der Anschlagkörper 505 ebenfalls eingefahren werden und die nicht bekannte Ware 150 kann in einen Warenausschuss befördert werden.
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Die Fördereinrichtung 401 kann neben der Warenerkennungseinrichtung eine Lagedetektionseinrichtung aufweisen, durch die die Warenlage der Ware 150 auf der Förderoberfläche 403 bestimmt werden kann.
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Zum Ein- und Ausfahren weist der Anschlagkörper 505 eine zweite Antriebsvorrichtung 527 auf. Die zweite Antriebsvorrichtung 527 wird von der ersten Antriebsvorrichtung 525 mitgeführt, so dass eine serielle Kinematik vorliegt.
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Die erste und die zweite Antriebsvorrichtung können pneumatische Antriebe sein. Dies ist insbesondere von Vorteil, wenn der Greifer 511 als Vakuumsauggreifer ausgebildet ist. In diesem Fall ist eine Pneumatik notwendig, die dann als Energiequelle für die genannten Antriebe genutzt werden kann.
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Der rotatorische Antrieb 517 und der Linearantrieb 519 der Greifvorrichtung 509 können als Servomotoren mit integriertem Getriebe ausgebildet sein.
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In den 4 und 4a ist der Greifer 511 in einer schematischen Detaildarstellung gezeigt. Die Greiferplatte 521 weist, wie aus 4a ersichtlich ist, zwei erste Sauger 529 auf, die in Förderrichtung der Fördereinrichtung 501 hintereinander angeordnet sind. Die beiden ersten Sauger 529 sind gemeinsam betätigbar. Die Greiferplatte 521 weist ferner einen zweiten Sauger 531 auf, der versetzt zu den ersten Saugern 529 angeordnet ist. Die ersten Sauger 529 und der zweite Sauger 531 sind somit in einer Dreiecksordnung angeordnet. Der zweite Sauger 531 ist separat von den ersten Saugern 529 betätigbar. Bei der Aufnahme einer normalen Ware kommen somit zunächst die zwei ersten Sauger 529 zum Einsatz. Wenn die Ware 150 eine sehr breite Ware ist oder eine sehr große Ware ist, kann zusätzlich der zweite Sauger 531 zum Einsatz kommen, um eine ausreichende Saugkraft zur Aufnahme der Ware 150 bereitzustellen.
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Die Greiferplatte 521 ist über zwei Führungsstangen 533, die an der Greiferplatte 521 befestigt sind, gelagert. Hierfür weist der Greifer Hülsen 535 auf, durch die die Führungsstangen 533 geführt sind.
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An den Führungsstangen 533 ist jeweils eine Federeinrichtung 537 angeordnet, die zwischen der Greiferplatte 521 und der Hülse 535 wirkt. Mittels der Federeinrichtung 537 wird die Greiferplatte 521 somit in der Warenaufnahmeposition in der Greifvorrichtung 509 in Richtung zu der Ware 150 gedrückt.
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Beim Anfahren des Greifers 511 auf die Ware 150 zu mittels des linearen Antriebs 519 federt die Federeinrichtung 537 ein, so dass die Greiferplatte 521 mit Druck auf der Ware 150 aufliegt. Dadurch kann sichergestellt werden, dass mittels der Sauger 529, 531 die Ware 150 aufgenommen werden kann. Gleichzeitig verhindert die Federeinrichtung 537, dass durch den Linearantrieb 519 ein zu starker Druck auf die Ware 150 ausgeübt werden kann, der zu einer Beschädigung der Ware 150 führen könnte.
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An mindestens einer der Führungsstangen 533 ist ein Sensor 539 angeordnet, der die Linearbewegung der Führungsstange 533 detektiert. Mittels dieses Sensors lässt sich der Linearantrieb 519 steuern. Wenn die Führungsstange 533 beispielsweise einen vorgegebenen Weg gegenüber der Hülse 535 zurückgelegt hat, kann der Linearantrieb 519 abgeschaltet werden, und es ist sichergestellt, dass die Greiferplatte 521 auf der Ware 150 aufliegt. Eine derartige Steuerung hat gegenüber einer Steuerung, die auf einer Warengröße basiert, den Vorteil, unabhängig von Abweichungen der Warengröße zu sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013218538 [0006]
- DE 102014208405 [0006, 0007]
