DE102018129544A1

DE102018129544A1 - Vorrichtung zum Sortieren und Fördern von Behälterverschlüssen zu einer Behälterverschließeinheit

Info

Publication number: DE102018129544A1
Application number: DE102018129544.8A
Authority: DE
Inventors: Torsten Kilgenstein
Original assignee: Krones AG
Current assignee: Krones AG
Priority date: 2018-11-23
Filing date: 2018-11-23
Publication date: 2020-05-28

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zum Sortieren und Fördern von Behälterverschlüssen (8) zu einer Behälterverschließeinheit, umfassend eine Transportvorrichtung (2) zum Transportieren unsortierter Behälterverschlüsse, eine Fördereinheit zum Fördern sortierter Behälterverschlüsse (8) zu der Behälterverschließeinheit, und eine Pick-and-Place-Vorrichtung (4) zum Überführen und Sortieren von Behälterverschlüssen (8) von der Transportvorrichtung (2) auf die Fördereinheit (3).

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Sortieren und Fördern von Behälterverschlüssen von einer Sammelaufnahme zu einer Behälterverschließeinheit.
Stand der Technik
In Getränkeabfüllanlagen ist es allgemein bekannt, befüllte Behälter mit Behälterverschlüssen zu verschließen, um diese für die weitere Verarbeitung und für den Transport zum Verbraucher fertig zu stellen.
Es sind unterschiedliche Arten von Behälterverschlüssen bekannt, wie beispielsweise Schraubverschlüsse, die als Kunststoffformteil bereitgestellt werden und auf ein Außengewinde im Mündungsbereich des befüllten Behälters aufgeschraubt werden. Weiterhin bekannt sind Kronkorken, die auf den befüllten Behälter aufgeformt werden. Bekannt sind weiterhin auch sogenannte Aufrollverschlüsse, bei denen eine Verschlusshülse auf ein auf der Außenseite einer Behältermündung ausgeformtes Gewinde aufgesetzt wird und dann die Verschlusshülse mittels eines Aufrollverschließers auf das Gewinde aufgeformt wird. Weiterhin bekannt sind auch Behälterverschlüsse, die über die Mündung des Behälters gestülpt werden und durch einen Klappdeckel geöffnet werden können. Diese Verschlüsse bleiben auch nach dem Öffnen mit dem Behälter verbunden.
Bei allen Verschlusstypen werden die Behälterverschlüsse einer Verschließvorrichtung beziehungsweise einem Verschließer zum Verschließen der befüllten Behälter mit den Behälterverschlüssen zugeführt. Damit sichergestellt ist, dass die in einer separaten Vorrichtung oder Anlage hergestellten Behälterverschlüsse stets mit der korrekten Orientierung zu der Verschließvorrichtung gelangen, ist es bekannt, die Behälterverschlüsse vor der eigentlichen Übergabe an eine Behälterverschließeinheit im Vorfeld bezüglich ihrer Ausrichtung zu sortieren. In der Regel werden die Verschlüsse dabei über mehrere verschiedene Stationen bis zu einer Behälterverschließeinheit gefördert.
Es ist beispielsweise bekannt, als Kunststoffformteil ausgebildete Behälterverschlüsse mittels eines sogenannten Kaskadenförderers zu fördern und dabei auch bezüglich ihrer Ausrichtung zu sortieren. Dabei werden unsortierte Behälterverschlüsse aus einer Sammelaufnahme, beispielsweise in Form einer mit den unsortierten Behälterverschlüssen befüllten Wanne, mittels einer Leistenkette mit einer Vielzahl von Sortierleisten zu einer gegenüber der Sammelaufnahme höher gelegenen Verschlussübergabe gefördert.
Auf der Förderstrecke zwischen der Sammelaufnahme und der Verschlussübergabe werden die sich auf den Sortierleisten befindlichen Behälterverschlüsse in einem Sortierbereich sortiert, in welchem die Sortierleisten derart geneigt sind, dass lediglich Behälterverschlüsse, welche mit ihrem Boden in Richtung der Sortierleisten weisen, aufgrund ihres Schwerpunkts in den Sortierleisten verbleiben. Behälterverschlüsse anderer Orientierung fallen aufgrund ihres außerhalb der Sortierleiste liegenden Schwerpunkts wieder zurück in die Sammelaufnahme und können erneut von einer der Sortierleisten aufgenommen und gefördert werden. Die dadurch sortierten Behälterverschlüsse werden nach Durchlaufen des Sortierbereichs von der Verschlussübergabe mit der vorbestimmten Orientierung an eine Behälterverschließeinheit übergeben.
Die bekannten Vorrichtungen zum Sortieren und Fördern, wie beispielsweise der vorgenannte Kaskadenförderer, weisen einen komplexen Aufbau und eine große Bauhöhe auf. Zudem muss für die Förderung und Sortierung der wenige Gramm schweren Behälterverschlüsse eine große Masse an Material, etwa eine Kaskadenkette bei einem Kaskadenförderer, bewegt werden. Bekannte Vorrichtungen sind entsprechend schwer, weisen geometrische Beschränkungen auf und sind aufgrund der bewegten Masse energieintensiv während des Betriebs.
Darstellung der Erfindung
Ausgehend von dem bekannten Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Vorrichtung zum Sortieren und Fördern von Behälterverschlüssen zu einer Behälterverschließeinheit bereitzustellen.
Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zum Sortieren und Fördern von Behälterverschlüssen zu einer Behälterverschließeinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der vorliegenden Beschreibung und den Figuren.
Entsprechend wird eine Vorrichtung zum Sortieren und Fördern von Behälterverschlüssen zu einer Behälterverschließeinheit vorgeschlagen, umfassend eine Transportvorrichtung zum Transportieren unsortierter Behälterverschlüsse und eine Fördereinheit zum Fördern sortierter Behälterverschlüsse zu der Behälterverschließeinheit. Die Vorrichtung weist ferner eine Pick-and-Place-Vorrichtung zum Überführen und Sortieren von Behälterverschlüssen von der Transportvorrichtung auf die Fördereinheit auf.
Dadurch, dass eine Pick-and-Place-Vorrichtung zum Überführen und Sortieren von Behälterverschlüssen von der Transportvorrichtung auf die Fördereinheit vorgesehen ist, kann auf eine aufwändige Sortiereinrichtung, wie beispielsweise einen Kaskadenförderer, verzichtet werden.
Das Sortieren kann dadurch erfolgen, dass lediglich Behälterverschlüsse, die mit einer vorgegebenen Orientierung liegend auf der Transportvorrichtung transportiert werden, durch die Pick-and-Place-Vorrichtung überführt werden. Mithin kann durch das Vorsehen der Pick-and-Place-Vorrichtung ein vereinfachter Aufbau der Vorrichtung zum Sortieren und Fördern von Behälterverschlüssen erzielt werden. Anstatt schwerer Transportketten samt Sortierleisten zu bewegen, muss lediglich die Pick-and-Place-Vorrichtung bewegt werden. Zudem ist es dadurch nicht mehr erforderlich, die zu sortierenden Behälterverschlüsse entgegen der Schwerkraft auf ein höheres Niveau anzuheben.
Die Sortierung und Förderung der Behälterverschlüsse kann über die Verwendung der Pick-and-Place-Vorrichtung auf dem gleichen Niveau von Transportvorrichtung und Fördereinheit erfolgen. Dies kann den Vorteil haben, dass sich eine Bauhöhe der Vorrichtung im Gegensatz zu herkömmlichen Vorrichtungen reduzieren lässt. Zudem ist keine Energie zum Heben der Behälterverschlüsse mehr erforderlich. Die vorgeschlagene Vorrichtung kann daher mit einem im Vergleich zu herkömmlichen Vorrichtungen geringeren Energiebedarf betrieben werden.
Unter einer „Pick-and-Place-Vorrichtung“ wird vorliegend eine Vorrichtung verstanden, mittels welcher ein Werkstück durch die Schrittfolge Aufnehmen beziehungsweise Greifen, Anheben, Überführen, Absetzen und Freigeben von einer ersten Position zu einer zweiten Position überführt werden kann. Die Pick-and-Place-Vorrichtung weist eine Steuerungs-/Regelungsvorrichtung auf, mittels welcher die Bewegung der Pick-and-Place-Vorrichtung, sowie das Aufnehmen und Absetzen, insbesondere das positionierte Absetzen, des Werkstücks gesteuert/geregelt wird.
Pick-and-Place-Vorrichtungen weisen ferner optional einen Sensor auf, bevorzugt einen optischen Sensor, besonders bevorzugt eine Kamera, welcher zum Erfassen des aufzunehmenden und zu überführenden Werkstücks ausgebildet ist.
Alternativ kann das Aufnehmen des Werkstücks, gesteuert/geregelt über die Steuerungs-/Regelungsvorrichtung, auch dadurch erfolgen, dass das aufzunehmende und zu überführende Werkstück zur Aufnahme durch die Pick-and-Place-Vorrichtung durch die Transportvorrichtung stets an einer vorgegebenen Stelle bereitgestellt wird.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind der Sensor und/oder die Steuerungs-/Regelungsvorrichtung derart ausgebildet, dass eine Orientierung der zu überführenden Behälterverschlüsse erkannt wird. Dadurch ist es möglich, zu unterscheiden, welche Behälterverschlüsse in einer vorgegebenen erwünschten Orientierung orientiert sind, so dass nur diese Behälterverschlüsse an die Fördereinheit überführt werden. Hierdurch kann neben der Überführung der Behälterverschlüsse durch die Pick-and-Place-Vorrichtung direkt auch eine Sortierung der Behälterverschlüsse bezüglich ihrer Orientierung erfolgen. Alternativ oder zusätzlich kann eine eigene Sensoreinheit zum Erkennen der Orientierung der zugeführten Behälterverschlüsse vorgesehen sein, welche mit der Steuerungs-/Regelungsvorrichtung kommuniziert, so dass entsprechend nur eine selektive Überführung von eine vorgegebene Orientierung aufweisenden Behälterverschlüssen erreicht wird.
Die Steuerungs-/Regelungsvorrichtung ist bevorzugt derart ausgebildet, dass sie die Pick-and-Place-Vorrichtung derart steuert/regelt, dass nur Behälterverschlüsse einer vorgegebenen Orientierung durch die Pick-and-Place-Vorrichtung an die Fördereinheit überführt werden.
Die zu überführenden und zu sortierenden Behälterverschlüsse können durch das Vorsehen einer Pick-and-Place-Vorrichtung zudem zufällig beziehungsweise unregelmäßig verteilt auf der Transportvorrichtung positioniert sein und dennoch durch die entsprechend ausgebildete Pick-and-Place-Vorrichtung aufgenommen werden. Mit anderen Worten kann die Zuführung der Behälterverschlüsse zu der Transportvorrichtung einfach ausgebildet sein.
Die Pick-and-Place-Vorrichtung kann weiterhin so ausgebildet und eingerichtet sein, dass sie durch das Aufnehmen, Überführen und Absetzen der Behälterverschlüsse neben dem Überführen und Sortieren die einzelnen überführten und sortierten Behälterverschlüsse auf der Fördereinheit in einer vorgegebenen räumlichen Anordnung zueinander positionieren kann, beispielsweise in einer Linie parallel zur Förderrichtung der Fördereinheit und bevorzugt mit einem konstanten Abstand zueinander. Die Behälterverschlüsse können so einer nachgelagerten Behälterverschließeinheit beispielsweise taktgenau zugeführt werden, sodass Verstopfungen oder Stauungen aufgrund einer Vielzahl von sich in einem Förderbereich zwischen der Fördereinheit und der Behälterverschließeinheit verklemmender Behälterverschlüsse vermeidbar sind. Ferner kann dadurch die Behälterverschließeinheit einfacher aufgebaut sein.
Gemäß einer weiter bevorzugten Ausführungsform weist die Transportvorrichtung ein Förderband und/oder eine Förderkette auf. Alternativ oder zusätzlich kann die Fördereinheit ein Förderband, eine bevorzugt gegen die Horizontale in Richtung einer Abführrichtung der sortierten Behälterverschlüsse geneigte Verschlussrinne und/oder einen Linearantrieb umfassen. Die Pick-and-Place-Vorrichtung kann die einzelnen, zu überführenden Behälterverschlüsse dadurch in einfacher Weise von dem Förderband beziehungsweise der Förderkette der Transportvorrichtung aufnehmen und auf das Förderband, die Förderkette oder einen Schlitten des Linearantriebs der Fördereinheit ablegen. Insbesondere ist es hierdurch möglich, die Transportvorrichtung und die Fördereinheit platzsparend im Wesentlichen nebeneinander auf einem Höhenniveau anzuordnen.
Die Förderrichtung von Fördereinheit und Transportvorrichtung kann auch entgegengesetzt sein, so dass die Vorrichtung zum Sortieren und Fördern von Behälterverschlüssen auch quasi wie eine Sackgasse ausgebildet sein kann und damit beispielsweise auch direkt an einer Wand positioniert werden kann.
In einer weiteren Ausführungsform kann die Transportvorrichtung auch teilweise - z.B. L- oder U-förmig - von einer kurvengängigen Fördereinheit umgeben sein, so dass die Pick-and-Place-Vorrichtung die Behälterverschlüsse an mindestens zwei Seiten der Transportvorrichtung abgeben kann.
Dadurch hat die Pick-and-Place-Vorrichtung lediglich einen geringen Weg zwischen dem Aufnehmen eines Behälterverschlusses von der Transportvorrichtung und dem Abgeben und Platzieren des überführten Behälterverschlusses auf der Fördereinheit zurückzulegen. Eine derart aufgebaute Vorrichtung kann ferner einen besonders geringen Bauraum in Vergleich zu herkömmlichen Vorrichtungen aufweisen.
Gemäß einer weiter bevorzugten Ausführungsform weist die die Pick-and-Place-Vorrichtung einen Pick-and-Place-Roboter, bevorzugt einen mehrachsigen Pick-and-Place-Roboter, besonders bevorzugt einen dreiachsigen, vierachsigen, fünfachsigen oder sechsachsigen Pick-and-Place-Roboter, bevorzugt einen Delta-Roboter, einen Scara-Roboter, einen Knickarmroboter, und/oder einen kartesischen Roboter, auf. Eine derart aufgebaute Pick-and-Place-Vorrichtung weist eine besonders gute Eignung für den Zweck des Sortieren und Überführens von Behälterverschlüssen auf. Zudem kann es möglich sein, eine derart aufgebaute Pick-and-Place-Vorrichtung mit vergleichsweise geringem Energiebedarf während des Betriebs zu betreiben.
Es hat sich herausgestellt, dass wenn die Transportvorrichtung einen bevorzugt im Wesentlichen horizontal ausgerichteten Abgabebereich aufweist, in welchem die Pick-and-Place-Vorrichtung Behälterverschlüsse von der Transportvorrichtung aufnehmen kann, und/oder die Fördereinheit einen bevorzugt im Wesentlichen horizontal ausgerichteten Aufnahmebereich aufweist, in welchem die Pick-and-Place-Vorrichtung aufgenommene Behälterverschlüsse ablegen kann, dass Aufnehmen und Abgeben der Behälterverschlüsse besonders einfach und zuverlässig erfolgen kann.
Alternativ ist es jedoch auch denkbar, dass die Fördereinheit zumindest teilweise gegenüber der Horizontalen geneigt ist, um auftretende Lücken im Behälterverschlussstrom mittels Schwerkraft zu schließen.
Ein besonderes zuverlässiges Greifen, Halten und Loslassen eines Behälterverschlusses kann ferner erzielt werden, wenn die Pick-and-Place-Vorrichtung entsprechend einer weiter bevorzugten Ausführungsform einen Greifer zum Greifen eines Behälterverschlusses aufweist und/oder eine mit einer Vielzahl von mikroskopischen Vorsprüngen versehene Membran aufweist, die derart ausgebildet ist, dass ein Behälterverschlusses während des Überführens an der Membran anhaften kann (Gecko-Effekt), und/oder derart ausgebildet ist, dass ein zu überführender Behälterverschluss während des Überführens mittels Unterdruck durch die Pick-and-Place-Vorrichtung gehalten werden kann. Der Greifer zum Greifen eines Behälterverschlusses ist vorzugsweise ein Universalgreifer, der ohne Umrüstarbeiten das Greifen verschiedener Behälterverschlüsse erlaubt.
Gemäß einer weiter bevorzugten Ausführungsform ist an der Transportvorrichtung zwischen einer Sammelaufnahme zum Bereitstellen unsortierter Behälterverschlüsse und der Pick-and-Place-Vorrichtung eine Vereinzelungseinheit, bevorzugt eine Vereinzelungsbürste, zum Vorvereinzeln von durch die Transportvorrichtung geförderten Behälterverschlüssen angeordnet, wobei die Vereinzelungseinheit bevorzugt mit einem vorgegebenen Abstand zu der Transportvorrichtung bevorzugt oberhalb der Transportvorrichtung angeordnet ist. Dadurch kann unter anderem verhindert werden, dass sich mehrere Behälterverschlüsse stapeln und/oder überlappen oder zu Haufen aus Behälterverschlüssen agglomerieren. Vielmehr kann so auch bei einem zufälligen Zuführen von Behälterverschlüssen an die Transportvorrichtung sichergestellt werden, dass jenseits der Vereinzelungseinheit die Behälterverschlüsse stets vereinzelt auf der Transportrichtung vorliegen und so zuverlässig von der Pick-and-Place-Vorrichtung aufgenommen beziehungsweise gegriffen werden können, ohne dass es zu Kollisionen mit anderen Behälterverschlüssen oder einem Fehlgreifen kommt.
Gemäß einer weiter bevorzugten Ausführungsform ist eine Rücktransportvorrichtung zum Rücktransportieren von mittels der Transportvorrichtung geförderten, aber nicht durch die Pick-and-Place-Vorrichtung aufgenommenen und überführten Behälterverschlüssen vorgesehen. Die nicht von der Pick-and-Place-Vorrichtung aufgenommenen und überführten Behälterverschlüsse können erneut durch die Transportvorrichtung gefördert und der Pick-and-Place-Vorrichtung erneut zum Aufnehmen und Überführen angeboten werden. Bevorzugt weist die Rücktransportvorrichtung ein Förderband und/oder eine Kette auf, welche sich in Transportrichtung der Transportvorrichtung gesehen über die Transportvorrichtung hinaus zumindest in diesem Bereich unterhalb der Transportvorrichtung erstreckt. Von der Pick-and-Place-Vorrichtung nicht geförderte überführte Behälterverschlüsse können so von der Transportvorrichtung auf die Rücktransportvorrichtung fallen und zurück an einen Übergabebereich von Behälterverschlüssen an die Transportvorrichtung transportiert werden, und dies im Wesentlichen ohne dass zusätzliche Einrichtungen zum Überführen nicht geführter Behälterverschlüsse von der Transportvorrichtung an die Rücktransportvorrichtung notwendig wären.
Gemäß einer weiter bevorzugten Ausführungsform umfasst die Pick-and-Place-Vorrichtung eine Mehrzahl von Pick-and-Place-Robotern. Durch das Vorsehen der Mehrzahl von Pick-and-Place-Robotern kann eine Gesamtzahl von Behälterverschlüssen, welche durch die Pick-and-Place-Vorrichtung in einem zeitlichen Abschnitt überführt werden können, auf einfache Weise durch die Anzahl der eingesetzten Pick-and-Place-Roboter skaliert werden.
Bevorzugt kann ein Sensor, bevorzugt eine Kamera, zur Detektion der über die Transportvorrichtung zugeführten Behälterverschlüsse vorgesehen sein und mindestens zwei oder mehrere oder alle Pick-and-Place-Roboter können mit den Daten des einen Sensors versorgt werden. Damit kann besonders effizient über einen einzelnen Sensor eine Versorgung mit Daten für mehr als einen Pick-and-Place-Roboter erreicht werden.
Bevorzugt sind die Pick-and-Place-Roboter in einer Transportrichtung der Transportvorrichtung gesehen im Wesentlichen seriell zueinander angeordnet. Der in Transportrichtung der Transportvorrichtung gesehen vorne angeordnete Pick-and-Place-Roboter überführt dabei nur einen Teil der zu überführenden Behälterverschlüsse zur Fördereinheit. Die restlichen zu überführenden Behälterverschlüsse werden von einem oder mehreren in Transportrichtung der Transportvorrichtung weiter stromabwärts angeordneten Pick-and-Place-Robotern übernommen.
Die Anzahl der in einer bestimmten Zeit durch die Pick-and-Place-Roboter überführten Behälterverschlüsse entspricht dabei vorzugsweise der Anzahl der Behälterverschlüsse, die durch die nachgelagerte Verschließeinheit verarbeitet wird. Die notwendige Anzahl an Pick-and-Place-Robotern wird bevorzugt sowohl unter Einbeziehung der Verarbeitungsgeschwindigkeit der nachgelagerten Verschließeinheit als auch der Geschwindigkeit des einzelnen Pick-and-Place-Roboters bestimmt.
Die oben genannte Aufgabe wird ferner durch ein Verfahren zum Sortieren und Fördern von Behälterverschlüssen zu einer Behälterverschließeinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der vorliegenden Beschreibung und den Figuren.
Entsprechend wird ein Verfahren zum Sortieren und Fördern von Behälterverschlüssen zu einer Behälterverschließeinheit vorgeschlagen, umfassend das Transportieren unsortierter Behälterverschlüsse auf einer Transportvorrichtung, das Überführen und Sortieren von Behälterverschlüssen von der Transportvorrichtung auf eine Fördereinheit mittels einer Pick-and-Place-Vorrichtung, und das Fördern der sortierten Behälterverschlüsse auf der Fördereinheit zu der Behälterverschließeinheit.
Durch das Verfahren können die zur Vorrichtung beschriebenen Vorteile und Wirkungen analog erzielt werden.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung wird ein zu überführender Behälterverschluss mittels eines Greifers gegriffen und/oder haftet ein zu überführender Behälterverschluss während des Überführens an einer Membran an, bevorzugt an einer Vielzahl von mikroskopischen Vorsprüngen der Membran und/oder ein zu überführender Behälterverschluss wird während des Überführens mittels Unterdruck gehalten.
Gemäß einer weiter bevorzugten Ausführungsform erfolgt an der Transportvorrichtung zwischen einer Sammelaufnahme zum Bereitstellen unsortierter Behälterverschlüsse und der Pick-and-Place-Vorrichtung ein Vorvereinzeln von durch die Transportvorrichtung geförderten Behälterverschlüssen.
Bei manchen bevorzugten Ausführungen kann optional ein Rücktransportieren von mittels der Transportvorrichtung geförderten, nicht durch die Pick-and-Place-Vorrichtung überführten Behälterverschlüssen vorgesehen sein.
Gemäße einer weiter bevorzugten Ausführungsformen erfolgt das Überführen und Sortieren mittels einer Mehrzahl von Pick-and-Place-Robotern, wobei die Pick-and-Place-Roboter bevorzugt in einer Transportrichtung der Transportvorrichtung gesehen im Wesentlichen seriell zueinander angeordnet sind.
Weiter vorteilhaft hat sich herausgestellt, wenn optional, bevorzugt mittels eines Sensors, besonders bevorzugt einer Kamera, eine Detektion der über die Transportvorrichtung zugeführten Behälterverschlüsse erfolgt und basierend auf den daraus erhaltenen Daten eine Steuerung/Regelung basierend mindestens zwei oder mehrere oder alle Pick-and-Place-Roboter mit den Daten des einen Sensors versorgt werden.
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele ersichtlich. Die dort beschriebenen Merkmale können alleinstehend oder in Kombination mit einem oder mehreren der oben dargelegten Merkmale umgesetzt werden, insofern sich die Merkmale nicht widersprechen. Die folgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele erfolgt dabei mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen.
Figurenliste
Bevorzugte weitere Ausführungsformen der Erfindung werden durch die nachfolgende Beschreibung der Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:

1 schematisch eine Draufsicht einer Vorrichtung zum Sortieren und Fördern von Behälterverschlüssen zu einer Behälterverschließeinheit gemäß einer ersten Ausführungsform;
2 schematisch eine Draufsicht einer Vorrichtung zum Sortieren und Fördern von Behälterverschlüssen zu einer Behälterverschließeinheit gemäß einer weiteren Ausführungsform;
3 schematisch eine Seitenansicht einer Vorrichtung zum Sortieren und Fördern von Behälterverschlüssen zu einer Behälterverschließeinheit gemäß einer weiteren Ausführungsform; und
4 schematisch eine Seitenansicht einer Vorrichtung zum Sortieren und Fördern von Behälterverschlüssen zu einer Behälterverschließeinheit gemäß einer nochmals weiteren Ausführungsform.

Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand der Figuren beschrieben. Dabei werden gleiche, ähnliche oder gleichwirkende Elemente in den unterschiedlichen Figuren mit identischen Bezugszeichen versehen, und auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente wird teilweise verzichtet, um Redundanzen zu vermeiden.
In 1 ist schematisch eine Draufsicht einer Vorrichtung 1 zum Sortieren und Fördern von Behälterverschlüssen von einer Sammelaufnahme (in dieser Figur nicht gezeigt) zu einer Behälterverschließeinheit (nicht gezeigt) gemäß einer ersten Ausführungsform gezeigt. Die Vorrichtung 1 umfasst eine Transportvorrichtung 2 zum Transportieren unsortierter Behälterverschlüsse 8 in einer Transportrichtung 20 und ferner eine Fördereinheit 3 zum Fördern sortierter Behälterverschlüsse 8 zur hier nicht gezeigten Behälterverschließeinheit.
Die Vorrichtung 1 weist ferner eine Pick-and-Place-Vorrichtung 4 auf, welche vorliegend in Form eines Pick-and-Place-Roboters 40 bereitgestellt ist. Der Pick-and-Place-Roboter 40 ist hier als dreiarmiger Delta-Roboter ausgebildet. Delta-Roboter sind an sich bekannt. Der Pick-and-Place-Roboter 40 weist im Zentrum seiner Arme 44 eine Halteeinheit 42 auf, mit welcher der Pick-and-Place-Roboter 40 jeweils einen Behälterverschluss 8 aufnehmen, halten und wieder freigeben kann.
Vorliegend ist die Halteeinheit 42 exemplarisch derart ausgebildet, dass ein Behälterverschluss 8 an seiner Oberseite mittels durch die Halteeinheit 42 bereitgestellten Unterdrucks aufgenommen, gehalten und wieder freigegeben wird. Anders ausgedrückt ist die Halteeinheit 42 als Vakuumgreifer ausgebildet.
Alternativ oder zusätzlich kann die Halteeinheit 42 auch als Greifer, bevorzugt als Fingergreifer, zum Greifen eines Behälterverschlusses 8 ausgebildet sein wobei zwei oder mehr Greifarme vorgesehen sind, um einen Behälterverschluss 8 aktiv oder passiv zu greifen.
Fernerhin kann die Halteeinheit 42 alternativ oder zusätzlich eine Membran aufweisen, welche mit einer Vielzahl von mikroskopischen Vorsprüngen versehen ist, derart ausgebildet dass ein Behälterverschluss 8 während des Überführens an der Membran anhaften kann. Mit anderen Worten kann die Halteeinheit 42 einen sogenannten Gecko-Effekt-Greifer aufweisen.
Alternativ kann die Pick-and-Place-Vorrichtung 4 eine andere Art von Pick-and-Place-Roboter 40 aufweisen, bevorzugt einen mehrachsigen Pick-and-Place-Roboter, besonders bevorzugt einen dreiachsigen, vierachsigen, fünfachsigen oder sechsachsigen Pick-and-Place-Roboter, wobei sich neben Delta-Robotern insbesondere Scara-Roboter, Knickarmroboter, oder kartesische Roboter als besonders geeignet herausgestellt haben.
Die zu überführenden und zu sortierenden Behälterverschlüsse 8 sind auf der Transportvorrichtung 2 unregelmäßig verteilt. Die Pick-and-Place-Vorrichtung 4 nimmt jeweils einen korrekt orientierten Behälterverschluss 8 von der Transportrichtung 2 auf, überführt diesen zur Fördereinheit 3 und legt ihn darauf ab. Das Ablegen beziehungsweise Positionieren der überführten Behälterverschlüsse 8 auf der Fördereinheit 3 erfolgt dabei in einer vorgegebenen räumlichen Anordnung der Behälterverschlüsse 8 zueinander, vorliegend parallel zur Förderrichtung 30 der Fördereinheit 3 mit einem konstanten Abstand zwischen den einzelnen Behälterverschlüssen 8.
Die Transportvorrichtung 2 einen bevorzugt im Wesentlichen horizontal ausgerichteten Abgabebereich 24 auf, in welchem die Pick-and-Place-Vorrichtung 4 Behälterverschlüsse 8 von der Transportvorrichtung 2 aufnimmt.
Ferner umfasst die Fördereinheit 3 einen bevorzugt im Wesentlichen horizontal ausgerichteten Aufnahmebereich 32, in welchem die Pick-and-Place-Vorrichtung 4 aufgenommene Behälterverschlüsse 8 ablegt.
Die Pick-and-Place-Vorrichtung 4 weist ferner eine nicht gezeigte Steuerungs-/Regelungsvorrichtung auf, mittels welcher die Bewegung des Roboters 40, sowie das Aufnehmen und Absetzen, insbesondere das positionierte Absetzen, der Behälterverschlüsse 8 gesteuert/geregelt wird.
Des Weiteren weist die Pick-and-Place-Vorrichtung 4 einen hier nicht gezeigten, oberhalb der Transportvorrichtung 2 angeordneten, optionalen optischen Sensor in Form einer Kamera auf, welcher auf der Transportrichtung 2 transportierten Behälterverschlüsse 8 erfasst.
Die Kamera und die Steuerungs-/Regelungsvorrichtung sind dabei derart eingerichtet, dass eine Orientierung der zu überführenden Behälterverschlüsse 8 erkannt wird. Die Steuerungs-/Regelungsvorrichtung steuert/regelt den Roboter 40 ferner derart, dass nur Behälterverschlüsse 8, welche die gewünschte Orientierung aufweisen, an die Fördereinheit 3 überführt werden.
2 zeigt schematisch eine Draufsicht einer Vorrichtung 1 zum Sortieren und Fördern von Behälterverschlüssen 8 zu einer Behälterverschließeinheit gemäß einer weiteren Ausführungsform. Die Vorrichtung 1 entspricht im Wesentlichen der in 1 gezeigten, wobei gemäß dieser Ausführungsform an der Transportvorrichtung 2 zwischen einer hier nicht gezeigten Sammelaufnahme, in welcher unsortierte Behälterverschlüsse 8 gesammelt und der Transportvorrichtung 2 bereitgestellt werden, und der Pick-and-Place-Vorrichtung 4 respektive dem Abgabebereich 24 eine Vereinzelungseinheit zum Vorvereinzeln von durch die Transportvorrichtung 2 geförderten Behälterverschlüssen 8 in Form einer Vereinzelungsbürste 5 angeordnet ist.
Die Vereinzelungseinheit in Form der Vereinzelungsbürste 5 ist dabei in einem vorgegebenen Abstand zu der Transportvorrichtung 2 oberhalb der Transportvorrichtung 2 angeordnet. Der Abstand ist dabei derart bemessen, dass nur Behälterverschlüsse, welche horizontal orientiert sind, mithin auf dem Kopf des Behälterverschlusses liegen oder mit dem Kopf nach oben weisen, mit anderen Worten flach liegend, unterhalb der Vereinzelungseinheit hindurch transportiert werden können. Mittels des Bezugszeichens 8 sind jene Behälterverschlüsse angedeutet, welche eine vorgegebene beziehungsweise gewünschte Orientierung aufweisen, mit welcher sie der Behälterverschließeinheit zuzuführen sind. Jene Behälterverschlüsse, welche eine entsprechend falsche Orientierung aufweisen, sind mit dem Bezugszeichen 8' angedeutet. Die Pick-and-Place-Vorrichtung 4 überführt dabei nur diejenigen Behälterverschlüsse 8 mit korrekter Orientierung an die Fördereinheit 3, so dass zugleich eine Sortierung der Behälterverschlüsse 8 erfolgt.
Zum verbesserten Verständnis ist der Abgabebereich 24 der Transportvorrichtung 2, welcher hier im Wesentlichen einem Arbeitsbereich der Pick-and-Place-Vorrichtung 4, in welchem sie Behälterverschlüsse 8 aufnehmen kann, entspricht, mittels eines punktierten Bereichs angedeutet.
3 zeigt schematisch eine Seitenansicht einer Vorrichtung 1 zum Sortieren und Fördern von Behälterverschlüssen 8 zu einer Behälterverschließeinheit gemäß einer weiteren Ausführungsform. Die Vorrichtung 1 gemäß dieser Ausführungsform ist im Wesentlichen analog zu der in 1 gezeigten ausgebildet, wobei anders als in 1 hier die optionale Sammelaufnahme 6 gezeigt ist. Aus der Sammelaufnahme 6 erstreckt sich eine Zuführeinheit 22 der Transportvorrichtung 2. Mit anderen Worten weist die Transportvorrichtung 2 einen Zuführbereich auf, in welchem Behälterverschlüsse 8, 8' aus der Sammelaufnahme 6 zum horizontal ausgerichteten Abgabebereich 24 der Transportrichtung 2 gefördert werden.
Die Vorrichtung 1 weist zudem eine optionale Rücktransportvorrichtung 7 auf. Die Rücktransportvorrichtung 7 ist vorliegend unterhalb der Transportvorrichtung 2 angeordnet und erstreckt sich in Transportrichtung 20 gesehen über die Transportvorrichtung 2 hinaus. Wie 3 direkt zu entnehmen ist, ist es dadurch möglich, dass die nicht durch die Pick-and-Place-Vorrichtung 4 überführten Behälterverschlüsse 8' am Ende der Transportrichtung 2 hinunter auf die Rücktransportvorrichtung 7 fallen und von dieser in Rücktransportrichtung 70 zurück zur Sammelaufnahme 6 transportiert werden.
In 4 ist schematisch eine Seitenansicht einer Vorrichtung 1 zum Sortieren und Fördern von Behälterverschlüssen 8, 8' zu einer Behälterverschließeinheit gemäß einer nochmals weiteren Ausführungsform gezeigt. Die hier gezeigte Vorrichtung entspricht im Wesentlichen jener aus 2. Deutlich zu erkennen ist, dass die Behälterverschlüsse 8 aus der Sammelaufnahme kommend in Transportrichtung 20 gesehen vor der Vereinzelungsbürste 5 mehr oder minder zufällig gefördert werden. Durch die Vereinzelungsbürste 5 erfolgt eine Vorvereinzelung der Behälterverschlüsse 8, sodass nur flach aufliegende Behälterverschlüsse 8,8' vereinzelt weitertransportiert werden. Wie bereits zu 3 beschrieben, weist auch die in 4 gezeigte Vorrichtung 1 eine optionale Rücktransportvorrichtung 7 auf, mittels welcher Behälterverschlüsse 8', die nicht die korrekte Orientierung aufweisen und folglich nicht durch die Pick-and-Place-Vorrichtung 4 zur Fördereinheit (hier nicht gezeigt) überführt worden sind, zurück zur Sammelaufnahme 6 transportiert werden können.
Bei der in 4 gezeigten Vorrichtung 1 umfasst die Pick-and-Place-Vorrichtung 4 ferner eine Mehrzahl von Pick-and-Place-Robotern 40 welche vorliegend in Transportrichtung 20 gesehen im Wesentlichen seriell zueinander angeordnet sind. Durch das Vorsehen der Mehrzahl von Pick-and-Place-Robotern 40 können in einer bestimmten Zeiteinheit entsprechend mehr Behälterverschlüsse 8 durch die Pick-and-Place-Vorrichtung 4 überführt werden. Die Anzahl der Pick-and-Place-Roboter 40 ist dabei im Wesentlichen proportional zur maximalen Kapazität der Pick-and-Place-Vorrichtung 4, sodass eine einfache Skalierung des maximal möglichen Durchsatzes der Vorrichtung 1 zum Fördern und Sortieren von Behälterverschlüssen 8 möglich ist.
Ein oberhalb der Transportvorrichtung 2 vorgesehener Sensor in Form einer Kamera 9 dient dazu, alle mittels der Transportvorrichtung 2 zugeführten Behälterverschlüsse 8, 8'und deren Orientierung zu detektieren und entsprechend die Pick-and-Place-Roboter 40 mit Daten dahingehend zu versorgen, welche der Behälterverschlüsse 8, 8' aufgenommen werden sollen. Damit können mindestens zwei oder eine Mehrzahl oder alle der Pick-and-Place-Roboter 40 über die eine Kamera 9 mit Daten versorgt werden.
Alternativ oder zusätzlich können ein oder mehr Pick-and-Place-Roboter 40 auch nebeneinander beziehungsweise versetzt zueinander über der Transportvorrichtung 2 angeordnet sein.
Vorliegend sind alle Pick-and-Place-Roboter 40 in Form von Delta-Robotern bereitgestellt. Alternativ kann zumindest ein Pick-and-Place-Roboter 40 in einer anderen Form bereitgestellt sein, beispielsweise in Form eines mehrachsigen Pick-and-Place-Roboters , beispielsweise eines dreiachsigen, vierachsigen, fünfachsigen oder sechsachsigen Pick-and-Place-Roboters, bevorzugt in Form eines Scara-Roboters, eines Knickarmroboters, und/oder eines kartesischen Roboters.
Die Ausführung des Delta-Roboters ist nicht auf einen dreiarmigen Delta-Roboter beschränkt. So können auch vierarmige, fünfarmige, sechsarmige oder Delta-Roboter mit einer anderen Anzahl an Armen Anwendung finden.
Soweit anwendbar, können alle einzelnen Merkmale, die in den Ausführungsbeispielen dargestellt sind, miteinander kombiniert und/oder ausgetauscht werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.
Bezugszeichenliste

1: Vorrichtung
2: Transportvorrichtung
20: Transportrichtung
22: Zuführeinheit
24: Abgabebereich
3: Fördereinheit
30: Förderrichtung
32: Aufnahmebereich
4: Pick-and-Place-Vorrichtung
40: Pick-and-Place-Roboter
42: Halteeinheit
44: Arm
5: Vereinzelungsbürste
6: Sammelaufnahme
7: Rücktransportvorrichtung
70: Rücktransportrichtung
8, 8': Behälterverschluss
9: Kamera

Claims

Vorrichtung (1) zum Sortieren und Fördern von Behälterverschlüssen (8) zu einer Behälterverschließeinheit, umfassend eine Transportvorrichtung (2) zum Transportieren unsortierter Behälterverschlüsse und eine Fördereinheit (3) zum Fördern sortierter Behälterverschlüsse (8) zu der Behälterverschließeinheit, gekennzeichnet durch eine Pick-and-Place-Vorrichtung (4) zum Überführen und Sortieren von Behälterverschlüssen (8) von der Transportvorrichtung (2) auf die Fördereinheit (3).
Vorrichtung (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportvorrichtung (2) ein Förderband und/oder eine Förderkette aufweist und/oder die Fördereinheit (3) ein Förderband, eine bevorzugt gegen die Horizontale in Richtung einer Abführrichtung der sortierten Behälterverschlüsse (8) geneigte Verschlussrinne und/oder einen Linearantrieb umfasst.
Vorrichtung (1) gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Pick-and-Place-Vorrichtung (4) einen Pick-and-Place-Roboter (40), bevorzugt einen mehrachsigen Pick-and-Place-Roboter (40), besonders bevorzugt einen dreiachsigen, vierachsigen, fünfachsigen oder sechsachsigen Pick-and-Place-Roboter (40), bevorzugt einen Delta-Roboter, einen Scara-Roboter, einen Knickarmroboter, und/oder einen kartesischen Roboter, aufweist.
Vorrichtung (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportvorrichtung (2) einen bevorzugt im Wesentlichen horizontal ausgerichteten Abgabebereich (24) aufweist, in welchem die Pick-and-Place-Vorrichtung (4) Behälterverschlüsse (8) von der Transportvorrichtung (2) aufnehmen kann, und/oder die Fördereinheit (3) einen bevorzugt im Wesentlichen horizontal ausgerichteten Aufnahmebereich (32) aufweist, in welchem die Pick-and-Place-Vorrichtung (4) aufgenommene Behälterverschlüsse (8) ablegen kann.
Vorrichtung (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pick-and-Place-Vorrichtung (4) einen Greifer zum Greifen eines Behälterverschlusses aufweist und/oder eine mit einer Vielzahl von mikroskopischen Vorsprüngen versehene Membran aufweist, derart ausgebildet, dass ein Behälterverschlusses während des Überführens an der Membran anhaften kann, und/oder derart ausgebildet ist, dass ein zu überführender Behälterverschluss während des Überführens mittels Unterdruck durch die Pick-and-Place-Vorrichtung (4) gehalten werden kann.
Vorrichtung (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Transportvorrichtung (2) zwischen einer Sammelaufnahme (6) zum Bereitstellen unsortierter Behälterverschlüsse (8) und der Pick-and-Place-Vorrichtung (4) eine Vereinzelungseinheit, bevorzugt eine Vereinzelungsbürste (5), zum Vorvereinzeln von durch die Transportvorrichtung (2) geförderten Behälterverschlüssen (8) angeordnet ist, wobei die Vereinzelungseinheit bevorzugt mit einem vorgegebenen Abstand zu der Transportvorrichtung (2) bevorzugt oberhalb der Transportvorrichtung (2) angeordnet ist.
Vorrichtung (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Rücktransportvorrichtung (7) zum Rücktransportieren von mittels der Transportvorrichtung (2) geförderten, nicht durch die Pick-and-Place-Vorrichtung (4) überführten Behälterverschlüssen (8') vorgesehen ist.
Vorrichtung (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pick-and-Place-Vorrichtung (4) eine Mehrzahl von Pick-and-Place-Robotern (40) umfasst, wobei die Pick-and-Place-Roboter (40) bevorzugt in einer Transportrichtung (20) der Transportvorrichtung (2) gesehen im Wesentlichen seriell zueinander angeordnet sind.
Vorrichtung (1) gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sensor, bevorzugt eine Kamera (9), zur Detektion der über die Transportvorrichtung (2) zugeführten Behälterverschlüsse (8, 8') vorgesehen ist und mindestens zwei oder mehrere oder alle Pick-and-Place-Roboter (40) mit den Daten des einen Sensors versorgt werden.
Verfahren zum Sortieren und Fördern von Behälterverschlüssen (8) zu einer Behälterverschließeinheit, umfassend Transportieren unsortierter Behälterverschlüsse (8) auf einer Transportvorrichtung (2), Überführen und Sortieren von Behälterverschlüssen (8) von der Transportvorrichtung (2) auf eine Fördereinheit (3) mittels einer Pick-and-Place-Vorrichtung (4), und Fördern der sortierten Behälterverschlüsse (8) auf der Fördereinheit (3) zu der Behälterverschließeinheit.
Verfahren gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein zu überführender Behälterverschluss (8) mittels eines Greifers gegriffen wird und/oder dass ein zu überführender Behälterverschluss (8) während des Überführens an einer Membran anhaftet, bevorzugt an einer Vielzahl von mikroskopischen Vorsprüngen der Membran und/oder ein zu überführender Behälterverschluss während des Überführens mittels Unterdruck gehalten wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass an der Transportvorrichtung (2) zwischen einer Sammelaufnahme (6) zum Bereitstellen unsortierter Behälterverschlüsse (8) und der Pick-and-Place-Vorrichtung (4) ein Vorvereinzeln von durch die Transportvorrichtung (2) geförderten Behälterverschlüssen (8) erfolgt.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rücktransportieren von mittels der Transportvorrichtung (2) geförderten, nicht durch die Pick-and-Place-Vorrichtung (4) überführten Behälterverschlüssen (8') vorgesehen ist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Überführen und Sortieren mittels einer Mehrzahl von Pick-and-Place-Robotern (40) erfolgt, wobei die Pick-and-Place-Roboter (40) bevorzugt in einer Transportrichtung (20) der Transportvorrichtung (2) gesehen im Wesentlichen seriell zueinander angeordnet sind.
Verfahren gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass bevorzugt mittels eines Sensors, besonders bevorzugt einer Kamera (9), eine Detektion der über die Transportvorrichtung (2) zugeführten Behälterverschlüsse (8, 8') erfolgt und basierend auf den daraus erhaltenen Daten eine Steuerung/Regelung basierend mindestens zwei oder mehrere oder alle Pick-and-Place-Roboter (40) mit den Daten des einen Sensors versorgt werden.