DE102016214736A1 - Tool head, gripping and / or manipulation device with such a tool head and method for handling piece goods or containers - Google Patents
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Abstract
Es ist ein innerhalb eines definierten und/oder abgegrenzten Bewegungsraumes beweglicher und/oder um eine vertikale oder gegenüber einer Vertikalen geneigten Achse (28) rotierbarer Werkzeugkopf (10) offenbart, der wenigstens einen in ungefähr horizontalem Verlauf außen um einen zu erfassenden Artikel oder um ein zu erfassendes Stückgut und/oder Gebinde (16) und/oder um eine zu erfassende Artikel-, Stückgut- oder Gebindegruppierung legbaren geschlossenen Riemen (30) trägt, dem mindestens eine steuerbare Spanneinrichtung (38) zur Variation eines Umfangs sowie einer Spannung des Riemens (30) zur zumindest temporären Ausbildung eines Haftreibungsschlusses zwischen den Kontaktflächen des Artikels, Stückgutes oder Gebindes (16) und/oder der Gruppierung und dem wenigstens einen Riemen (30) zum Zwecke des Aufnehmens und der Handhabung des Artikels, Stückgutes oder Gebindes (16) und/oder der Gruppierung zugeordnet ist. Weiterhin ist ein Verfahren zur Handhabung und/oder Gruppierung von Artikeln, Stückgütern, Gruppierungen und/oder Gebinden (16) offenbart. Eine oberhalb einer Auflageebene und/oder einem Förderabschnitt innerhalb des Bewegungsraumes bewegliche und/oder um eine vertikale oder gegenüber einer Vertikalen geneigten Achse (28) rotierbare Greif- und/oder Manipulationseinrichtung (12) mit einem Werkzeugkopf (10) dient der Erfassung und Manipulation von Artikeln, Stückgütern, Gruppierungen und/oder Gebinden (16) innerhalb des Bewegungsraumes.It is a within a defined and / or delimited movement space movable and / or about a vertical or inclined to a vertical axis (28) rotatable tool head (10) discloses at least one approximately horizontally outward about an article to be detected or a to be registered piece goods and / or containers (16) and / or about a to be detected article, piece goods or bundle groupable closed belt (30) carries, the at least one controllable tensioning device (38) for varying a circumference and a tension of the belt ( 30) for at least temporarily forming a static friction between the contact surfaces of the article, cargo or container (16) and / or the grouping and the at least one belt (30) for the purpose of receiving and handling the article, cargo or container (16) and / or is assigned to the grouping. Furthermore, a method for handling and / or grouping articles, piece goods, groupings and / or containers (16) is disclosed. A gripping and / or manipulation device (12) with a tool head (10) rotatable above a support plane and / or a conveying section within the movement space and / or rotatable about a vertical or vertical axis (28) serves to detect and manipulate Articles, goods, groups and / or containers (16) within the movement space.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Werkzeugkopf mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1. Weiterhin betrifft die Erfindung eine innerhalb eines Bewegungsraumes bewegliche Greif- und/oder Manipulationseinrichtung mit einem um eine vertikale oder gegenüber einer Vertikalen geneigten Achse rotierbaren Werkzeugkopf mit den Merkmalen des Anspruchs 9. Die Erfindung betrifft zudem ein Verfahren zur Handhabung und/oder Gruppierung von Artikeln, Stückgütern, Gruppierungen und/oder Gebinden mit den Merkmalen des unabhängigen Verfahrensanspruchs 11. The present invention relates to a tool head having the features of independent claim 1. Furthermore, the invention relates to a movable within a movement space gripping and / or manipulation device with a rotatable about a vertical or relative to a vertical axis rotatable tool head with the features of claim 9. Die The invention also relates to a method for handling and / or grouping articles, piece goods, groupings and / or containers with the features of the independent method claim 11.
Zur Handhabung von Artikeln, Stückgütern, Gebinden und/oder Zusammenstellungen mehrerer solcher Artikel, Stückgüter, Gebinde etc. sind unterschiedliche Anordnungen bekannt. Insbesondere im Zusammenhang mit der Handhabung und dem Transport von Getränkebehältern sind Gebinde aus mehreren zusammengefassten Behältern bekannt und gebräuchlich, wobei z.B. vier, sechs oder mehr Getränkebehälter mittels Schrumpffolien umhüllt und zusammengehalten sein können. Bei alternativen Gebindevarianten können die Behälter auch mittels Umreifungen zusammengehalten und mit einem Tragegriff ausgestattet sein. For handling articles, cargo, containers and / or compilations of several such items, general cargo, containers, etc., different arrangements are known. In particular in connection with the handling and transport of beverage containers, containers from several combined containers are known and commonly used, e.g. four, six or more beverage containers can be wrapped and held together by means of shrink films. In alternative container variants, the containers can also be held together by means of strapping and equipped with a carrying handle.
Im Zusammenhang mit dem Transport, der Handhabung, der Palettierung und/oder Verpackung müssen zahlreiche Gebinde in aller Regel vielfältige Handhabungsschritte durchlaufen, in denen einzelne Gebinde oder Gruppen von Gebinden unter anderem aufgenommen, gedreht, positioniert, umgesetzt, verschoben oder anderweitig beeinflusst und gehandhabt werden müssen. Da die einzelnen Stückgüter bzw. Behälter der jeweiligen Gebinde normalerweise stabil zusammengehalten sind, können die Gebinde als Ganzes aufgenommen und in der Regel wie homogene Stückgüter behandelt werden. In the context of transport, handling, palletizing and / or packaging, numerous packages usually have to undergo various handling steps in which individual packages or groups of packages are picked up, rotated, positioned, transferred, moved or otherwise influenced and handled, among other things have to. Since the individual packaged goods or containers of the respective containers are normally held together stably, the packs can be picked up as a whole and, as a rule, treated like homogeneous packaged goods.
Zur Handhabung werden bspw. Manipulatoren mit Greifbacken eingesetzt, wie sie etwa aus der
Soll es nur um das Drehen und/oder Verschieben von Gebinden auf einem rutschfähigen Untergrund gehen, können bspw. auch Einrichtungen eingesetzt werden, die von oben senkrecht in die Lücken zwischen den Behältern innerhalb des Gebindes eingreifen und auf diese Weise einen Formschluss zum Gebinde herstellen. Eine solche Handhabungseinrichtung ist aus der
Um die Greifeinrichtungen mitsamt den zu handhabenden Gebinden in unterschiedliche Raumrichtungen bewegen zu können, sind geeignete Manipulatoren erforderlich, die bspw. als Portalroboter, als sog. Mehrachsroboter oder auch als Parallelkinematik-Roboter ausgebildet sein können. Ein solcher Parallelkinematik-Roboter mit gegeneinander zustellbaren und als Greifeinheit paarweise rotierbaren Greifbacken zur Aufnahme, zum Drehen und zum Handhaben von Stückgütern oder Gebinden findet sich etwa in der
Der grundsätzliche Aufbau eines solchen Parallelkinematik-Roboters mit einem innerhalb eines definierten Bewegungsraumes mit hoher Stellgeschwindigkeit frei beweglichen Werkzeugkopf findet sich zudem in der
Grundsätzlich können die erwähnten Greifwerkzeuge mit ihren gegeneinander zustellbaren Greiferbacken mit nahezu beliebigen Bauarten von Manipulatoren kombiniert werden, etwa auch mit den erwähnten Portalrobotern oder mit den unterschiedlichsten Bauformen von Mehrachsrobotern. Basically, the above-mentioned gripping tools can be combined with their deliverable against each other gripper jaws with virtually any type of manipulator, such as with the aforementioned portal robots or with the most diverse types of multi-axis robots.
Wie es die aus dem Stand der Technik bekannten Beispiele verdeutlichen, benötigen die typischerweise eingesetzten Greifzangen bzw. Greiferbackenpaare einen gewissen konstruktiven Aufwand für den Stellantrieb der beweglichen, verschiebbaren und/oder schwenkbaren Greifzangen, die zum Erfassen der Gebinde unter Herstellung einer Klemmkraft geschlossen und beim Freigeben der Gebinde wieder geöffnet werden müssen. Nicht zuletzt aufgrund der benötigten Stellantriebe und Stellmechanismen sind diese Greiferköpfe relativ schwer. As is clear from the examples known from the prior art, the gripper tongs or gripper jaw pairs typically used require a certain amount of design effort for the actuator of the movable, displaceable and / or pivotable gripping tongs which are closed for gripping the containers while producing a clamping force and when releasing the container must be opened again. Not least because of the required actuators and adjusting mechanisms, these gripper heads are relatively heavy.
Angesichts der Nachteile des Standes der Technik besteht ein vorrangig zu erreichendes Ziel der vorliegenden Erfindung in der Schaffung eines einfach aufgebauten, zuverlässig funktionierenden und sehr kostengünstig herstellbaren Greif- und/oder Manipulatorwerkzeuges zur Handhabung von Artikeln, Stückgüter, Gebinden und/oder Gruppierungen mehrerer Artikel, Stückgüter und/oder Gebinde. Neben den zu erfüllenden Eigenschaften soll das zu schaffende Manipulatorwerkzeug nur wenig Gewicht aufweisen und damit die Stellantriebe der eingesetzten Manipulatoren bzw. Roboter entlasten. In view of the disadvantages of the prior art, an overriding object of the present invention is to provide a simply constructed, reliably functioning and very cost-effectively producible gripping and / or manipulator tool for handling articles, piece goods, containers and / or groups of several articles, General cargo and / or containers. In addition to the properties to be met, the manipulator tool to be created is said to have little weight and thus relieve the actuators of the manipulators or robots used.
Diese Ziele der Erfindung werden mit den Gegenständen der unabhängigen Ansprüche erreicht. Merkmale vorteilhafter Weiterbildungen der Erfindung finden sich in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen. These objects of the invention are achieved with the objects of the independent claims. Features of advantageous developments of the invention can be found in the respective dependent claims.
Zur Erreichung der genannten Ziele schlägt die Erfindung einen innerhalb eines definierten und/oder abgegrenzten Raumes beweglichen und/oder um eine vertikale oder gegenüber einer Vertikalen geneigten Achse rotierbaren Werkzeugkopf mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 vor, der wenigstens einen in ungefähr horizontalem Verlauf außen um einen zu erfassenden Artikel oder um ein zu erfassendes Stückgut und/oder Gebinde und/oder um eine zu erfassende Artikel-, Stückgut- oder Gebindegruppierung legbaren geschlossenen Riemen trägt, dem mindestens eine steuerbare Spanneinrichtung zur Variation eines Umfangs sowie einer Spannung des Riemens zur zumindest temporären Ausbildung eines Haftreibungsschlusses zwischen den Kontaktflächen des Artikels, Stückgutes oder Gebindes und/oder der Gruppierung und dem wenigstens einen Riemen zum Zwecke des Aufnehmens und der Handhabung des Artikels, Stückgutes oder Gebindes und/oder der Gruppierung zugeordnet ist. Dieser erfindungsgemäße Werkzeugkopf kann insbesondere Teil einer Handhabungs- und/oder Manipulationseinrichtung sein, mit der Artikel, Stückgüter, Gebinde oder Gruppierungen mit jeweils mehreren Artikeln, Stückgütern oder Gebinden erfasst, aufgenommen, gedreht, verschoben, umgesetzt oder auf sonstige Weise manipuliert werden können. To achieve the above objects, the invention proposes a movable within a defined and / or demarcated space and / or rotatable about a vertical or relative to a vertical axis tool head with the features of the independent claim 1, the at least one in an approximately horizontal course to the outside an article to be detected, or a piece goods and / or containers to be detected and / or a belt, which carries at least one controllable tensioning device for varying a circumference and a tension of the belt at least temporarily Forming a static friction between the contact surfaces of the article, cargo or container and / or the grouping and the at least one belt for the purpose of picking up and handling of the article, cargo or container and / or the grouping is assigned. In particular, this tool head according to the invention can be part of a handling and / or manipulation device with which articles, general cargo, containers or groupings with a plurality of articles, piece goods or containers can be detected, recorded, rotated, moved, converted or manipulated in any other way.
Der erfindungsgemäße Werkzeugkopf kann zudem insbesondere wesentlicher Bestandteil eines Manipulations- und/oder Handhabungsroboters sein, mit dem Gebinde, Stückgüter, Artikel etc. gruppiert und bspw. in palettierbare und/oder stapelbare Lagenanordnungen gebracht werden können, um in nachfolgenden Handhabungs- bzw. Verarbeitungsschritten zusammengeschoben, gestapelt und/oder palettiert zu werden. Es sei daher an dieser Stelle betont, dass die vorliegende Erfindung gleichermaßen eine Greif- und/oder Manipulationseinrichtung umfasst, die einer Auflageebene und/oder einem Förderabschnitt einer Vorrichtung zur Handhabung, Förderung, Gruppierung, Palettierung und/oder Verpackung von Artikeln, Stückgütern, Gruppierungen und/oder Gebinden zuordenbar oder zugeordnet ist, und die oberhalb der Auflageebene und/oder dem Förderabschnitt innerhalb eines Bewegungsraumes beweglich angeordnet bzw. aufgehängt ist. Diese erfindungsgemäße Greif- und/oder Manipulationseinrichtung ist mit einem um eine vertikale oder gegenüber einer Vertikalen geneigten Achse rotierbaren Werkzeugkopf ausgestattet, wie er oben bereits als Teil der Erfindung definiert und in wenigen Merkmalen beschrieben wurde. Dieser erfindungsgemäße Werkzeugkopf umfasst wenigstens einen in etwa horizontal außen um einen zu erfassenden Artikel oder um ein zu erfassendes Stückgut und/oder Gebinde und/oder in etwa horizontal außen um eine zu erfassende Gruppierung legbaren geschlossenen Riemen, dem mindestens eine steuerbare Spanneinrichtung zur Variation eines effektiven Riemenumfangs sowie einer Riemenspannung zur zumindest temporären Ausbildung eines Haftreibungsschlusses zwischen den Kontaktflächen des Artikels, Stückgutes oder Gebindes und/oder der Gruppierung und dem wenigstens einen Riemen zum Zwecke des Aufnehmens und der Handhabung des Artikels, Stückgutes oder Gebindes und/oder der Gruppierung zugeordnet ist. Aus dieser Definition wird deutlich, dass einerseits der Werkzeugkopf mit dem spannbaren Riemen einen wesentlichen Bestandteil der vorliegenden Erfindung bildet, dass andererseits jedoch der Werkzeugkopf als integraler Bestandteil der oben definierten Greif- und/oder Manipulationseinrichtung angesehen werden kann. Wenn deshalb im Zusammenhang der vorliegenden Beschreibung von einem Werkzeugkopf die Rede ist, so kann dieser bereits konkretisierte Begriff bedarfsweise auch durch den ebenfalls bereits definierten und konkretisierten Begriff der Greif- und/oder Manipulationseinrichtung ausgetauscht werden. In addition, the tool head according to the invention can in particular be an essential component of a manipulation and / or handling robot, with which containers, piece goods, articles etc. can be grouped and, for example, brought into palletizable and / or stackable layer arrangements, pushed together in subsequent handling or processing steps to be stacked and / or palletized. It should therefore be emphasized at this point that the present invention equally includes a gripping and / or manipulation device which a support level and / or a conveying section of a device for handling, conveying, grouping, palletizing and / or packaging of articles, cargo, groupings and / or containers can be assigned or assigned, and which is movably arranged or suspended above the support plane and / or the conveyor section within a movement space. This gripping and / or manipulation device according to the invention is equipped with a tool head rotatable about a vertical or inclined axis relative to a vertical, as already defined above as part of the invention and described in a few features. This tool head according to the invention comprises at least one approximately horizontally outside about an article to be detected or to be detected piece goods and / or containers and / or approximately horizontally outside about a grouping to be detected groupable closed belt, the at least one controllable tensioning device for varying an effective Belt circumference and a belt tension for at least temporarily forming a static friction between the contact surfaces of the article, cargo or container and / or the grouping and the at least one belt for the purpose of receiving and handling of the article, cargo or container and / or grouping is assigned. From this definition, it is clear that, on the one hand, the tool head with the tensionable belt forms an essential part of the present invention, but on the other hand, the tool head can be regarded as an integral part of the above-defined gripping and / or manipulation device. Therefore, if in the context of the present description of a tool head is mentioned, then this already concrete term, if necessary, by the also already defined and concretized concept of gripping and / or manipulation device to be replaced.
Bei einer Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Werkzeugkopfes bzw. der erfindungsgemäßen Greif- und/oder Manipulationseinrichtung kann der in etwa horizontal verlaufende geschlossene Riemen in definiertem und/oder variablem Abstand unterhalb eines Trägerabschnittes des Werkzeugkopfes angeordnet sein. Wie erwähnt, dient der spannbare und lösbare Riemen der Umschlingung und festen Anlage an einen Außenumfang des jeweils zu erfassenden Artikels, Stückgutes oder Gebindes und/oder der jeweils zu erfassenden Gruppierung unter gleichzeitiger Ausbildung eines Haftreibungsschlusses zwischen den Kontaktflächen des Artikels, Stückgutes oder Gebindes und/oder der Gruppierung und dem wenigstens einen Riemen zum Zwecke des Aufnehmens und der Handhabung des Artikels, Stückgutes oder Gebindes und/oder der Gruppierung oder zur Freigabe des Riemens nach Handhabung, Drehung und/oder Positionierung des Artikels, Stückgutes oder Gebindes und/oder der Gruppierung. In one embodiment of the tool head according to the invention or the gripping and / or manipulation device according to the invention, the approximately horizontally extending closed belt can be arranged at a defined and / or variable distance below a support section of the tool head. As mentioned, the tensionable and detachable belt of the wrap and fixed contact with an outer circumference of each to be detected article, cargo or container and / or each grouping to be detected while forming a static friction between the contact surfaces of the article, piece goods or container and / or the grouping and the at least one strap for the purpose of picking up and handling the article, cargo or bundle and / or grouping or releasing the strap after handling, rotating and / or positioning the article, cargo or bundle and / or grouping ,
Um bei jeder Positionierung des Werkzeugkopfes den zu erfassenden Artikel, das zu erfassende Stückgut oder Gebinde und/oder die zu erfassende Gruppierung zuverlässig zu umschlingen, kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass der Riemen an wenigstens zwei voneinander beabstandeten Stellen seines Verlaufs in seiner ungefähr horizontalen Lage unterhalb des Trägerabschnittes des Werkzeugkopfes gehalten ist. Zu diesem Zweck kann der Riemen bspw. über geeignete Stützbügel, Schlaufen, Halteringe o. dgl. gehalten und geführt sein, deren Positionierung sinnvollerweise auf die Größe des typischerweise zu erfassenden Artikels, Stückguts oder Gebindes (bzw. der zu erfassenden Gruppierung) abgestimmt ist. Die erwähnten Stützbügel, Schlaufen, Halteringe etc. sind vorzugsweise am Trägerabschnitt verankert, so dass sie eine nach unten hängende bzw. vertikal verlaufende mechanische Verbindung zwischen dem Trägerabschnitt des Werkzeugkopfes und dem darunter angeordneten mindestens einen Riemen bilden. In order to reliably grasp the article to be detected, the piece goods or containers to be detected and / or the grouping to be detected during each positioning of the tool head, it can preferably be provided that the belt is at least two spaced apart points of its course in its approximately horizontal position below the carrier section of the Tool head is held. For this purpose, the belt may, for example, be held and guided by means of suitable support brackets, loops, retaining rings or the like, the positioning of which is usefully adapted to the size of the article, piece goods or container (or the grouping to be detected) which is typically to be detected. The mentioned support brackets, loops, retaining rings, etc. are preferably anchored to the support portion so as to form a downwardly depending or vertically extending mechanical connection between the support portion of the tool head and the at least one belt disposed thereunder.
Eine weitere Variante des erfindungsgemäßen Werkzeugkopfes bzw. der erfindungsgemäßen Greif- und/oder Manipulationseinrichtung sieht vor, dass die Spanneinrichtung durch wenigstens einen Drehantrieb mit vertikal angeordneter rotierbarer Welle gebildet ist, die mit dem mittels der Spanneinrichtung in seiner Umfangslänge und/oder seiner Riemenspannung beeinflussbaren und/oder variierbaren Riemen in Wirkverbindung steht. Der Drehantrieb kann bspw. ein elektromotorischer, ein hydraulischer, hydrostatischer oder fluidisch betriebener Drehantrieb etc. sein. Der Drehantrieb kann bspw. auf einer Oberseite des Trägerabschnittes des Werkzeugkopfes montiert sein, während seine rotierbare Welle durch den Trägerabschnitt hindurch zum vertikalen Niveau des Riemens führt. Sinnvollerweise befinden sich der Drehantrieb und die Welle randseitig am Trägerabschnitt, so dass sie nicht mit den aufzunehmenden Artikeln, Stückgütern oder Gebinden kollidiert. Ebenso sollte darauf hingewiesen werden, dass der Riemen im entspannten Zustand einen Verlauf aufweist, der ein Absenken des Werkzeugkopfes über den zu erfassenden Artikel oder das zu erfassende Stückgut oder Gebinde erlaubt, ohne dass der Riemen und/oder seine Wickelwelle hierbei mit dem Artikel, Stückgut oder Gebinde kollidiert. Der Riemenumfang ist daher im entspannten Zustand größer als der Außenumfang des zu umschlingenden und mittels zu spannendem Riemen zu erfassenden Artikels, Stückguts oder Gebindes. Another variant of the tool head according to the invention or the gripping and / or manipulation device according to the invention provides that the clamping device is formed by at least one rotary drive with vertically arranged rotatable shaft, which can be influenced with the means of the clamping device in its circumferential length and / or its belt tension / or variable belt is operatively connected. The rotary drive can, for example, be an electromotive, a hydraulic, hydrostatic or fluidically operated rotary drive, etc. The rotary drive can, for example, be mounted on an upper side of the support section of the tool head, while its rotatable shaft leads through the support section to the vertical level of the belt. It makes sense to have the rotary drive and the shaft at the edge of the support section, so that it does not collide with the male items, general cargo or containers. It should also be noted that the belt in the relaxed state has a course that allows a lowering of the tool head on the article to be detected or to be detected cargo or container without the belt and / or its winding shaft here with the article, cargo or container collides. The belt circumference is therefore greater in the relaxed state than the outer circumference of the article to be wrapped around and to be detected by means of exciting belt, piece goods or bundle.
Hierbei kann vorgesehen sein, dass die vertikale Welle einen mit dem Riemen verbundenen Wellenabtrieb aufweist, um den der Riemen in mindestens einer Lage, insbesondere in mehreren Lagen wickelbar ist. Da dieser Wellenabtrieb, der gleichzeitig eine Wickel- und Spanneinrichtung bildet, nicht viel Bauraum und räumliche Ausdehnung beanspruchen sollte, ist er vorzugsweise mit relativ kleinem Durchmesser ausgestattet, wobei der Durchmesser bspw. nur 10% der typischen Breite des aufzunehmenden Artikels, Stückgutes oder Gebindes aufweisen kann. Auch kleinere Durchmesser sind denkbar, sofern sich der Riemen in diesem Fall noch problemlos auf den Wellenabtrieb aufwickeln lässt. Dieser Wellenabtrieb kann bspw. als eine Walze mit einem Mitnehmer für den Riemen ausgestaltet sein, wobei der Mitnehmer verhindert, dass der Riemen bei einem beabsichtigten Wickelvorgang durchrutscht und sich nicht in gewünschter Weise aufwickelt. Als Mitnehmer kann sich eine einfache starre Durchführung für den Riemen eignen, bspw. eine Öse o. dgl. In this case, it can be provided that the vertical shaft has a shaft output connected to the belt, around which the belt can be wound in at least one position, in particular in several layers. Since this shaft output, which simultaneously forms a winding and tensioning device, should not take up much space and spatial expansion, it is preferably equipped with a relatively small diameter, the diameter, for example. Only 10% of the typical width of the male article, piece goods or container have can. Smaller diameters are also conceivable, provided that the belt can still be easily wound onto the shaft output in this case. This shaft output may, for example, be designed as a roller with a driver for the belt, wherein the driver prevents the belt from slipping during an intended winding operation and does not wind up in the desired manner. As entrainment can be a simple rigid implementation for the belt, for example. An eyelet o. The like.
Wahlweise kann der Werkzeugkopf in einer Weise ausgestaltet sein, dass die Welle zur schnellen Freigabe der Riemenspannung einen aktivierbaren Freilauf aufweist, wodurch der Riemen ohne Aktivierung des Antriebes unmittelbar freigegeben werden kann, sobald der zuvor manipulierte Artikel oder das Stückgut oder Gebinde (bzw. die Gruppierung) freigegeben und der Werkzeugkopf vom Artikel, Stückgut oder Gebinde getrennt und nach oben abgehoben werden soll. Optionally, the tool head can be configured in such a way that the shaft has an activatable freewheel for rapid release of the belt tension, whereby the belt can be released immediately without activation of the drive as soon as the previously manipulated article or the piece goods or container (or the grouping ) and the tool head should be separated from the article, general cargo or container and lifted off to the top.
Eine weitere Option kann darin bestehen, dass die Spanneinrichtung mit einer Einrichtung zur Zugkraftbegrenzung versehen ist, bspw. mit einer Rutschkupplung o. dgl. im Antrieb, wodurch verhindert werden kann, dass eine zu hohe Spannung auf die zu greifenden Artikel, Gebinde oder Stückgüter ausgeübt wird. Another option may be that the tensioning device is provided with a device for limiting the traction, for example with a slip clutch o. The like. In the drive, which can be prevented that exerted too high tension on the article to be gripped, container or piece goods becomes.
Als Riemen kommt insbesondere ein Flachriemen in Frage, bspw. aus flexiblem und in gewissem Ausmaß dehnbarem Material. Es kann von Vorteil sein, wenn der Riemen über eine gewisse Längselastizität verfügt, so dass auch dünnwandige Behälter oder Getränkebehälter im Gebinde zuverlässig gehalten werden können, ohne dass die Bandspannung zu hoch ausfällt. Außerdem kann es von Vorteil sein, wenn der Riemen an seiner Innenseite eine haftreibungserhöhende Beschichtung und/oder Strukturierung aufweist, so dass gegriffene Artikel, Stückgüter oder Gebinde und insbesondere gegriffene Gruppierungen nicht nach unten herausrutschen können, wenn der Werkzeugkopf bzw. die Greif- und/oder Manipulationseinrichtung angehoben wird. As a belt in particular a flat belt in question, for example. Of flexible and to some extent expandable material. It may be advantageous if the belt has a certain longitudinal elasticity, so that even thin-walled containers or beverage containers in the container can be reliably held without the belt tension is too high. Moreover, it may be advantageous if the belt on its inside has a friction-enhancing coating and / or structuring, so that gripped articles, cargo or containers and in particular gripped groups can not slip down when the tool head or the gripping and / or or manipulation device is raised.
Wahlweise kann der Riemen an seiner zu den zu greifenden Gebinden, Stückgütern, Artikeln und/oder Zusammenstellungen bzw. Gruppierungen mit einer haftenden und/oder beschichteten Oberfläche ausgestattet sein, so dass ein besserer Reibschluss nach dem Aktivieren der Spanneinrichtung gewährleistet ist. Optionally, the belt may be provided with an adhesive and / or coated surface on its containers, piece goods, articles and / or assemblies or groupings to be gripped, so that a better frictional engagement is ensured after activation of the tensioning device.
Der Werkzeugkopf bzw. die Greif- und/oder Manipulationseinrichtung kann wahlweise zum Umsetzen und Neupositionieren der erfassten Artikel, Stückgüter oder Gebinde bzw. Gruppierungen vertikal heb- und senkbar sowie innerhalb des Bewegungsraumes zumindest in einer horizontalen Ebene bewegbar und/oder um eine in etwa vertikale oder leicht gegen eine Vertikale geneigte Drehachse rotierbar sein. Optionally, the tool head or the gripping and / or manipulation device can be raised and lowered vertically to move and reposition the detected articles, piece goods or packs or groups and can be moved within the movement space at least in a horizontal plane and / or approximately vertically or slightly rotatable against a vertical axis of rotation.
Die vorliegende Erfindung soll weiterhin dahingehend verstanden werden, dass sie eine Handhabungseinrichtung mit einer beweglich aufgehängten Greif- und/oder Manipulationseinrichtung gemäß einer der zuvor beschriebenen Ausführungsvarianten umfasst. Diese erfindungsgemäße Handhabungseinrichtung kann insbesondere mit einer durch einen Portalroboter, einen Mehrachsroboter oder einen Deltakinematik-Roboter gebildeten Greif- und/oder Manipulationseinrichtung gemäß einem der zuvor beschriebenen Ausführungsvarianten ausgestattet sein. Somit kann auch der Werkzeugkopf, wie er oben in verschiedenen Varianten definiert wurde, insbesondere Teil einer solchen Greif- und/oder Manipulationseinrichtung sein. The present invention is further to be understood to mean that it comprises a handling device with a movably suspended gripping and / or manipulation device according to one of the previously described embodiments. This handling device according to the invention can in particular be equipped with a gripping and / or manipulation device formed by a gantry robot, a multi-axis robot or a delta kinematics robot according to one of the previously described embodiments. Thus, the tool head, as defined above in various variants, may in particular be part of such a gripping and / or manipulation device.
Zur Erreichung der oben genannten Ziele schlägt die Erfindung darüber hinaus ein Verfahren zur Handhabung und/oder Gruppierung von Artikeln, Stückgütern, Gruppierungen und/oder Gebinden vor, insbesondere im Zusammenhang mit deren Förderung, Gruppierung, Palettierung und/oder Verpackung, wobei das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere im Bereich einer Auflageebene und/oder einem Förderabschnitt mittels wenigstens einer der Auflageebene und/oder dem Förderabschnitt zuordenbaren oder zugeordneten und oberhalb der Auflageebene und/oder dem Förderabschnitt innerhalb eines Bewegungsraumes beweglichen und/oder um eine vertikale oder gegenüber einer Vertikalen geneigten Achse rotierbaren Greif- und/oder Manipulationseinrichtung durchgeführt wird. Diese Greif- und/oder Manipulationseinrichtung weist einen Werkzeugkopf mit wenigstens einem in etwa horizontal außen um einen zu erfassenden Artikel oder um ein zu erfassendes Stückgut und/oder Gebinde und/oder in etwa horizontal außen um eine zu erfassende Gruppierung legbaren geschlossenen Riemen auf, dem mindestens eine steuerbare Spanneinrichtung zur Variation eines effektiven Riemenumfangs und/oder einer Riemenspannung zugeordnet ist. Der Werkzeugkopf wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Zwecke des Fixierens, des Aufnehmens und der Handhabung mindestens eines Artikels, Stückgutes oder Gebindes und/oder einer Gruppierung oberhalb des aufzunehmenden Artikels, Stückgutes oder Gebindes und/oder der aufzunehmenden Gruppierung positioniert und in vertikaler Richtung abgesenkt, wobei gleichzeitig der Riemen um den Außenumfang des Artikels, Stückgutes oder Gebindes und/oder der Gruppierung gelegt und mittels der steuerbaren Spanneinrichtung unter Ausbildung eines Haftreibungsschlusses zwischen den Kontaktflächen des Artikels, Stückgutes oder Gebindes und/oder der Gruppierung und dem wenigstens einen Riemen gespannt und der Werkzeugkopf mitsamt dem daran fixierten Artikel, Stückgut oder Gebinde und/oder der daran fixierten Gruppierung innerhalb des Bewegungsraumes auf der Auflageebene und/oder im Förderabschnitt zu einer Zielposition bewegt und/oder in eine Zielausrichtung gedreht wird. Dort wird der positionierte Artikel, Stückgut oder Gebinde und/oder die Gruppierung durch Lösen des zuvor gespannten Riemens mittels Freigabe durch die Spanneinrichtung freigegeben, wonach der Werkzeugkopf durch vertikales Anheben nach oben vom positionierten Artikel, Stückgut oder Gebinde und/oder von der positionierten Gruppierung getrennt wird. In order to achieve the abovementioned objectives, the invention moreover proposes a method for handling and / or grouping articles, piece goods, groupings and / or containers, in particular in connection with their conveying, grouping, palletizing and / or packaging, wherein the method according to the invention in particular in the region of a support plane and / or a conveyor section by means of at least one of the support plane and / or the conveyor section assigned or assigned and above the support plane and / or the conveyor section within a movement space movable and / or rotatable about a vertical or relative to a vertical axis rotatable gripping - And / or manipulation device is performed. This gripping and / or manipulation device has a tool head with at least one approximately horizontally on the outside about an article to be detected or about a piece goods and / or containers to be detected and / or approximately horizontally on the outside about a group to be detected groupable closed belt, the at least one controllable tensioning device is associated with the variation of an effective belt circumference and / or a belt tension. The tool head is positioned in the inventive method for the purpose of fixing, picking up and handling at least one article, piece goods or container and / or a grouping above the male article, piece goods or container and / or the male grouping and lowered in the vertical direction, at the same time the belt is placed around the outer circumference of the article, cargo or bundle and / or grouping and tensioned by means of the controllable tensioning device to form a static friction between the contact surfaces of the article, cargo or container and / or the grouping and the at least one belt and the Tool head together with the fixed thereto article, cargo or container and / or the grouping fixed within the movement space on the support plane and / or in the conveyor section to a target position moves and / or is rotated in a target orientation. There, the positioned article, cargo or container and / or the grouping is released by releasing the previously strained belt release by the tensioning device, after which the tool head by lifting vertically from the positioned item, cargo or container and / or the positioned grouping separated becomes.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist der in etwa horizontal verlaufende geschlossene Riemen in definiertem und/oder variablem Abstand unterhalb eines Trägerabschnittes des Werkzeugkopfes angeordnet, so dass er zur festen Anlage des Riemens um einen Außenumfang des Artikels, Stückgutes oder Gebindes und/oder der Gruppierung gespannt werden kann, wobei gleichzeitig ein Haftreibungsschluss zwischen den Kontaktflächen des Artikels, Stückgutes oder Gebindes und/oder der Gruppierung und dem wenigstens einen Riemen ausgebildet wird, wodurch der Werkzeugkopf den jeweiligen Artikel oder das jeweilige Stückgut oder Gebinde bzw. die jeweilige Gruppierung aufnehmen und in gewünschter Weise handhaben und/oder nach erfolgter Handhabung, Drehung und/oder Positionierung des Artikels, Stückgutes oder Gebindes und/oder der Gruppierung wieder unter Lösen des Riemens angehoben werden kann. In the method according to the invention, the approximately horizontally extending closed belt is arranged at a defined and / or variable distance below a support portion of the tool head, so that it is clamped around the outer circumference of the article, piece goods or bundle and / or the grouping for firm attachment of the belt can, at the same time a friction frictional connection between the contact surfaces of the article, cargo or container and / or the grouping and the at least one belt is formed, whereby the tool head record the respective article or the individual cargo or container or the respective group and in the desired manner handle and / or after handling, rotation and / or positioning of the article, cargo or container and / or the grouping can be raised again by loosening the belt.
Zur Ausbildung der gewünschten Riemenspannung kann der Riemen mittels der Spanneinrichtung durch wenigstens einen Drehantrieb (elektromotorisch, hydraulisch, fluidisch etc.) mit vertikal angeordneter rotierbarer Welle mit variabler Spannung beaufschlagt und/oder in seiner Umfangslänge variiert werden. Die vertikale Welle kann einen mit dem Riemen verbundenen Wellenabtrieb aufweisen, um den der Riemen (mit kleinem Durchmesser) in mindestens einer Lage, insbesondere in mehreren Lagen gewickelt werden kann. Außerdem kann die Welle zur Freigabe der Riemenspannung wahlweise einen aktivierbaren Freilauf aufweisen, um den Riemen ohne Aktivierung des Antriebes unmittelbar freizugeben. Wenn der Riemen an seiner Innenseite eine haftreibungserhöhende Beschichtung und/oder Strukturierung aufweist, kann die Zuverlässigkeit der Halteverbindung zwischen dem Werkzeugkopf und dem zu erfassenden Artikel, Stückgut oder Gebinde verbessert werden. To form the desired belt tension, the belt can be acted upon by means of the tensioning device by means of at least one rotary drive (electromotive, hydraulic, fluidic, etc.) with vertically arranged rotatable shaft with variable voltage and / or varied in its circumferential length. The vertical shaft may have a shaft output connected to the belt around which the belt (of small diameter) can be wound in at least one layer, in particular in several layers. In addition, the shaft for releasing the belt tension optionally have an activatable freewheel to release the belt immediately without activating the drive. If the belt has a friction-enhancing coating and / or structuring on its inside, the reliability of the retaining connection between the tool head and the article to be detected, piece goods or containers can be improved.
Der Werkzeugkopf ist vorzugsweise vertikal heb- und senkbar sowie innerhalb des Bewegungsraumes zumindest in einer horizontalen Ebene bewegbar und/oder um eine in etwa vertikale oder leicht gegen eine Vertikale geneigte Drehachse rotierbar, wodurch alle gewünschten Positionierungsvorgänge für die Artikel, Stückgüter oder Gebinde in gewünschter Weise durchgeführt werden können. Damit bildet der Werkzeugkopf einen sehr einfach aufgebauten Greifer einer Handhabungseinrichtung zur Erfassung unterschiedlich großer Gebinde, Stückgüter, Artikel und/oder Zusammenstellungen von Artikeln, Stückgütern, Gebinden etc. The tool head is preferably vertically raised and lowered and within the movement space at least in a horizontal plane movable and / or rotatable about an approximately vertical or slightly inclined to a vertical axis of rotation, whereby all the desired positioning operations for the article, piece goods or containers in the desired manner can be performed. Thus, the tool head forms a very simple gripper constructed handling device for detection different sized containers, piece goods, articles and / or compilations of articles, piece goods, containers etc.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Werkzeugkopfes bzw. der erfindungsgemäßen Greif- und/oder Handhabungseinrichtung besteht darin, dass sie unterschiedliche Gebindegrößen erfassen und handhaben kann, da der Riemen in gewissen Grenzen soweit spannbar ist, dass auch kleinere Gebindegrundrisse zuverlässig erfasst werden können. Another advantage of the tool head according to the invention or the gripping and / or handling device according to the invention is that it can detect and handle different container sizes, since the belt can be tensioned within certain limits to the extent that even smaller container base cracks can be reliably detected.
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 in den
Die schematische Ansicht der
Der anhand der
Die schematische Perspektivansicht der
Wie es die
Das Gebinde
Es sei allerdings an dieser Stelle erwähnt, dass im Zusammenhang der vorliegenden Erfindungsbeschreibung auch von Artikeln, Stückgüter oder Gruppierungen von Artikeln oder Stückgütern die Rede ist. Wie es die
Soll das Gebinde
Wie es die
Wahlweise könnten die Bügel
Die Bügel
Die steuerbare Spanneinrichtung
Wie es die schematischen Detailansichten der
Der gespannte Riemen
Um die Vorspannung des Riemens
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
- 88th
- Vorrichtung, Vorrichtung zur Handhabung, Förderung, Gruppierung, Palettierung und/oder Verpackung von Artikeln, Stückgütern, Gruppierungen und/oder Gebinden Device, device for handling, conveying, grouping, palletizing and / or packaging of articles, piece goods, groups and / or containers
- 1010
- Werkzeugkopf tool head
- 1212
- Greif- und/oder Manipulationseinrichtung Gripping and / or manipulation device
- 1414
- Handhabungseinrichtung, Manipulations- und/oder Handhabungsroboter Handling device, manipulation and / or handling robot
- 1616
- Gebinde, Stückgut, Artikel Containers, general cargo, articles
- 1818
- Lagenanordnung layer arrangement
- 2020
- Auflageebene support plane
- 2222
- Förderabschnitt conveyor section
- 2424
- Förderrichtung conveying direction
- 2626
- Bewegungsraum movement space
- 2828
- Achse, Rotationsachse, Drehachse Axis, axis of rotation, axis of rotation
- 3030
- Riemen belt
- 30A30A
- ungespannter Riemen, loser Riemen unstrapped belt, loose strap
- 30B30B
- gespannter Riemen, vorgespannter Riemen Tensioned belt, pretensioned belt
- 3232
- Trägerabschnitt support section
- 3434
- Trägerplatte support plate
- 36 36
- Behälter, Getränkebehälter, PET-Flasche Container, beverage container, PET bottle
- 3838
- Spanneinrichtung, steuerbaren Spanneinrichtung Clamping device, controllable clamping device
- 4040
- Schmalseite (des Trägerabschnittes, der Trägerplatte) Narrow side (of the support section, the support plate)
- 4242
- Haltebügel, Bügel, Stützbügel Bracket, bracket, support bracket
- 4444
- Aufnahme, U-förmige Aufnahme Recording, U-shaped recording
- 4646
- Längsseite (des Trägerabschnittes, der Trägerplatte) Longitudinal side (of the support section, the support plate)
- 4848
- Drehantrieb, elektromotorischer Drehantrieb Rotary drive, electric motorized rotary drive
- 5050
- Welle wave
- 5252
- Wellenabtrieb shaft output
- 5454
- Walze roller
- 5656
- Mitnehmerbügel driver yoke
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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- DE 102014223389 A1 [0006] DE 102014223389 A1 [0006]
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-
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