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Technisches Gebiet
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Handhabungseinrichtung für eine Zuführstation, die Produkte mit verschiedenen Produkthöhen in Z-Richtung handhabt. Des Weiteren bezieht sich die Erfindung auf die Verwendung der Handhabungseinrichtung für eine Zuführstation, die einer Palettiervorrichtung vorgeschaltet ist.
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Stand der Technik
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DE 20 2008 005 837 U1 bezieht sich auf einen Parallelgreifer. Der Parallelgreifer wird insbesondere an Palettiereinrichtungen zur Gruppierung und Ausrichtung von Gruppen von Artikeln oder von Artikeln auf einer Fläche eingesetzt. Der Parallelgreifer umfasst eine Grundplatte, die verdrehbar an einem Greiferarm aufgenommen ist. An der verdrehbaren Grundplatte sind im Wesentlichen sich vertikal erstreckende Greiferflächen stufenlos, teleskopartig zwischen einem Minimalabstand und einem Maximalabstand verstellbar.
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Bei Handhabungseinrichtungen, die als Hexapoden oder auch als Deltaroboter eingesetzt werden, ist aufgrund von deren Kinematik der Hubweg in Z-Richtung beschränkt. Dadurch lässt sich der Einsatz von derartigen Handhabungseinrichtungen zur Handhabung von unterschiedlichen Produkthöhen aufweisenden Produkten mit relativ großem Umstellaufwand anpassen. Dadurch ist die Flexibilität solcher Handhabungseinrichtungen, insbesondere bei der Einzelförderung und Umsetzungen bei hohen Geschwindigkeiten begrenzt.
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Aufgrund des in Z-Richtung begrenzten Hubweges kann lediglich eine Produktart, die eine bestimmte Produkthöhe aufweist, gehandhabt werden; werden beispielsweise in sequentieller Anordnung hintereinander Produkte mit unterschiedlichen Produkthöhen gefördert, kann aufgrund der fehlenden Flexibilität in Z-Richtung deren Handhabung bei den geforderten hohen Produktgeschwindigkeiten nicht dargestellt werden.
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Dies stellt insgesamt gesehen eine unbefriedigende Lösung dar, weswegen Abhilfe zu schaffen ist.
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Darstellung der Erfindung
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, an Handhabungseinrichtungen, die einen in Z-Richtung begrenzten Hubweg aufweisen, diesen zu erweitern, so dass die Flexibilität derartiger Handhabungseinrichtungen durch die Handhabung unterschiedlicher Produktarten mit unterschiedlichen Produkthöhen erheblich erweitert wird.
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Erfindungsgemäß wird eine Handhabungseinrichtung für eine Zuführstation, die Produkte mit verschiedenen Produkthöhen in Z-Richtung handhabt und die einen Hubweg in Z-Richtung durchfährt, vorgeschlagen, wobei diese Handhabungseinrichtung mit einer Führung an einer stationären Montageebene oder die Handhabungseinrichtung an einem in einer Führung gelagerten Maschinenrahmen aufgenommen ist, wobei in beiden Fällen ein zusätzlicher Hubweg in Z-Richtung entsteht.
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Dies bedeutet, dass der begrenzte Hubweg der Handhabungseinrichtung in Z-Richtung erweitert werden kann, wobei innerhalb des zusätzlich geschaffenen Hubweges in Z-Richtung Zwischenpositionen stufenlos angefahren werden können, so dass auch unterschiedliche Produktarten, die unterschiedliche Produkthöhen aufweisen, problemlos mit den erforderlichen Vorschubgeschwindigkeiten gehandhabt werden können. Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung besteht auch die Möglichkeit, auf Zuführstationen sequentiell angeordnete Produkte, die unterschiedliche Höhen aufweisen, zu handhaben, so dass auch uneinheitliche Produkthöhen problemlos gehandhabt werden können, ohne dass größere Umrüstarbeiten an den Handhabungseinrichtungen, beispielsweise im Bereich der Handhabungsarme erforderlich sind.
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Der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung weiter folgend, verfährt die Handhabungseinrichtung innerhalb des Hubweges in Z-Richtung zwischen einer hochgefahrenen Position in Z-Richtung und einer abgesenkten Position in Z-Richtung. Dabei besteht die Möglichkeit, dass die Handhabungseinrichtung zwischen diesen beiden Positionen stufenlos verfährt und auch Zwischenpositionen anfahren kann.
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In vorteilhafter Weise weist die Führung einen stationären Teil und einen relativ zu diesem verfahrbaren Teil auf.
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Um den Durchsatz an Produkten zu steigern, kann in einer Ausführungsvariante der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung die Führung hinsichtlich des verfahrbaren Teiles als Maschinenrahmen ausgeführt sein, an dem mindestens eine, bevorzugt mehrere Handhabungsvorrichtungen aufgenommen sind. Damit kann eine Anzahl von Handhabungseinrichtungen hinsichtlich der Z-Richtung verfahren werden, wobei die Änderung der Z-Richtung für alle Handhabungseinrichtungen gleich ist und so der Durchsatz und die Verarbeitungsgeschwindigkeit erhöht wird.
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Gemäß dieser Ausführungsvariante ist der als Maschinenrahmen ausgeführte verfahrbare Teil der Führung in stationären Stützen gelagert und an diesen in Z-Richtung verfahrbar, d.h. absenkbar und hochfahrbar, so dass zusätzlich zu dem Hubweg, den die Handhabungseinrichtungen in Z-Richtung verfahren, eine Erweiterung des Hubweges in Z-Richtung erreicht werden kann, insbesondere an allen an dem verfahrbaren Maschinenrahmen angeordneten Handhabungseinrichtungen.
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Der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung folgend, kann der zusätzliche Hubweg bei Wechsel der zu handhabenden Produktart mechanisch, maschinell oder manuell eingestellt werden. Dies kann beispielsweise durch Wahl unterschiedlicher Rastverstellungen innerhalb der Führung erfolgen, welche vom Maschinenbediener aufgrund der Kompaktheit der Handhabungseinrichtung bei Produktwechsel problemlos vorgenommen werden kann.
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Alternativ dazu kann der zusätzliche Hubweg durch ein in Z-Richtung durch eine elektrische Ansteuerung der Führung während des Betriebs eingestellt werden. Dies bietet sich beispielsweise dann an, wenn über Förderbänder sequentiell Produkte mit unterschiedlicher Produkthöhe gefördert werden, so dass sich eine Änderung des Hubweges in Z-Richtung ergibt, der durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Führung der Handhabungseinrichtung problemlos durchfahren werden kann.
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Die Erfindung bezieht sich darüber hinaus auch auf ein Verfahren zur Handhabung von Produkten, die eine unterschiedliche Produkthöhe aufweisen mit mindestens einer Handhabungseinrichtung, wobei ein zusätzlicher Hubweg im laufenden Betrieb durch eine elektrische Verstellung der Führung abhängig von der Produkthöhe der sequentiell oder alternierend geförderten Produkte eingestellt wird.
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Die Erfindung bezieht sich des Weiteren auf eine Verwendung der Handhabungseinrichtung zur Handhabung von Produkten mit unterschiedlichen Produkthöhen in Z-Richtung in einer Zuführstation für eine Palettiervorrichtung.
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Vorteile der Erfindung
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Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung lässt sich in besonders einfacher Weise eine ortsfeste Montage von Handhabungseinrichtungen vermeiden, so dass aufgrund des Einsatzes einer Führung ein zusätzlicher Hubweg in Z-Richtung entsteht. Hierbei spielt es keine Rolle, ob die einzelne Handhabungseinrichtung bei einer dieser speziell zugeordneten Führung in Z-Richtung verstellbar aufgenommen ist und sich so ein zusätzlicher Hubweg in Z-Richtung ergibt, oder ob mehrere Handhabungseinrichtungen an einer gemeinsamen Montagefläche, beispielsweise eines Maschinenrahmens befestigt sind, der das verfahrbare Teil einer Führung darstellt. In diesem Falle können die begrenzten Hubwege in Z-Richtung der Handhabungseinrichtungen auf einen Schlag gemeinsam aufgrund des Einsatzes der Führung durch zusätzliche Hubwege in Z-Richtung erweitert werden, was die Flexibilität derartiger Zuführstationen zur Handhabung von Produkten erheblich vergrößert.
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Des Weiteren sei darauf verwiesen, dass bei einer elektrischen Ansteuerung, sei es einer einzelnen Führung, an der eine einzelne Handhabungseinrichtung aufgenommen ist, sei es ein Maschinenrahmen, der das verfahrbare Teil einer Führung darstellt, auch mit hohen Zuführgeschwindigkeiten zugeführte unterschiedliche Produkte mit unterschiedlichen Produkthöhen gehandhabt werden können, da über den zusätzlichen Hubweg in Z-Richtung unterschiedliche Produkthöhen angefahren werden können, die beispielsweise aufgrund des auslegungsbedingt begrenzten Hubweges der Handhabungseinrichtungen, wie beispielsweise Deltaroboter oder Hexapoden nicht angefahren werden kann.
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Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung wird bei Handhabungseinrichtungen beispielsweise an Zuführstationen für Palettiervorrichtungen deren Handhabungsflexibilität beträchtlich erhöht und somit das verarbeitbare Produktspektrum wesentlich erweitert.
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Figurenliste
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Anhand der Zeichnung wir die Erfindung nachstehend eingehender beschrieben.
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Es zeigt:
- 1 eine Zuführstation mit mehreren Handhabungseinrichtungen mit in Z-Richtung begrenztem Hubweg,
- 2 eine als Deltaroboter ausgebildete Handhabungseinrichtung mit begrenztem Hubweg in Z-Richtung die an einer einzelnen Führung aufgenommen ist und
- 3 Handhabungseinrichtungen, die an einem als Maschinenrahmen ausgebildeten, einen verfahrbaren Teil einer Führung darstellenden Teil, aufgehängt sind.
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Ausführungsvarianten
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Der Darstellung gemäß 1 ist in schematischer Weise eine Zuführstation 10 zu entnehmen, mit welcher erste Produkte 32 gehandhabt werden.
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Eine Zuführstation 10 umfasst einen ersten Einlauf 12, sowie einen parallel zu diesem erstreckenden zweiten Einlauf 14. Am Ende der Zuführstation 10 befindet sich ein Auslauf 16. Der erste Einlauf 12 ist durch einen ersten Einlaufförderer 18 gegeben, der zweite Einlauf 14 ist durch einen zweiten Einlaufförderer 20 dargestellt. Zwischen dem ersten Einlaufförderer 18 und dem zweiten Einlaufförderer 20 befindet sich ein dritter Förderer 22, an den sich ein Auslaufförderer 24 anschließt.
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Oberhalb der sich durch die ersten und zweiten Einlaufförderer 18 und 20, sowie zwischen diesen liegenden dritten Förderer 22 ergebenden Zuführebene sind eine erste Handhabungseinrichtung 26, eine zweite Handhabungseinrichtung 28 sowie eine dritte Handhabungseinrichtung 30 vorgesehen. Mit diesen Handhabungseinrichtungen 26, 28 und 30 werden erste Produkte 32 gehandhabt. Bei den ersten Produkten 32 handelt es sich um Gebinde, die hintereinander in die Zuführstation 10 einlaufen.
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Sobald ein erstes Produkt 32 in einen Arbeitsbereich 38 - in 1 kreisförmig angedeutet - entsprechend seiner Einlaufrichtung 34 einläuft greifen die jeweiligen Handhabungseinrichtungen 26, 28, 30 das erste Produkt 32 und fördern es von den schmalen ersten und zweiten Einlaufförderern 18, 20 auf den sich zwischen diesen erstreckenden dritten Förderer 22 in der Mitte der Zuführstation 10.
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Durch die Handhabungseinrichtungen 26, 28, 30 besteht die Möglichkeit, die ersten Produkte 32 von ihrer Einlaufrichtung 34, beispielsweise in einem 90 Grad Winkel in Umsetzrichtung 36 zu fördern und entsprechend eines vorgegebenen Setzbildes auf dem Auslaufförderer 24 zu positionieren. Dieser Auslaufförderer 24 fördert die Lage erster Produkte 32 zu einer hier nicht näher dargestellten Palettiereinrichtung.
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Parallel dazu laufen über den ersten Einlauf 12 sowie den zweiten Einlauf 14 ständig neue erste Produkte 32 ein und es kommt zur Bildung einer Folgelage.
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In der Darstellung gemäß 1 sind auf der Oberseite des Auslaufförderers 24, um 90 Grad versetzte Produkte mit Bezugszeichen 40 bezeichnet.
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Aus der Darstellung gemäß 1 geht hervor, dass die Handhabungseinrichtungen 26, 28, 30 jeweils mehrere Paar von Handhabungsarme 42 aufweisen, die eine Aufnahmeplatte 44 tragen.
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Der Darstellung gemäß 2 ist eine als Deltaroboter ausgeführte Handhabungseinrichtung 26, 28, 30 zu entnehmen, die an einer Führung 56 angeordnet ist.
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Die Handhabungseinrichtung 26, 28, 30, die auch in 1 dargestellt ist, wird an einem verfahrbaren Teil 64 einer Führung 56 befestigt. Der verfahrbare Teil 64 ist in einem stationären Teil 62 geführt, welches wiederum ortsfest an einer Montageebene 68 aufgenommen ist. 2 ist zu entnehmen, dass die Handhabungseinrichtung 26, 28, 30 Handhabungsarme 42 aufweist, an deren Unterseite sich die Aufnahmeplatte 44 befindet. Beispielsweise können an der Unterseite der Aufnahmeplatte 44 Greiferfinger 47 aufgenommen sein, welche das erste Produkt 32, das in einer Förderebene 60 gefördert ist, seitlich umgreifen. Wie 2 zu entnehmen ist, handelt es sich bei dem ersten Produkt 32 um ein flaches Produkt, welches eine geringe erste Produkthöhe 72 in Z-Richtung aufweist. Der Hubweg 50, welchen die Handhabungseinrichtungen 26, 28, 30 in Z-Richtung durchlaufen, ist durch eine hochgefahrene Position 52 und eine abgesenkte Position 54 definiert. Zwischen diesen Positionen 52 bzw. 54 ist der Hubweg 50 der Handhabungseinrichtungen 26, 28, 30 in Z-Richtung definiert. Zwischen der hochgefahrenen Position 52 und der abgesenkten Position 54 vermögen die Greiferfinger 47, die an der Unterseite der Aufnahmeplatte 44 angeordnet sind, Produkte 32, 33 zu ergreifen.
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Dadurch, dass die Handhabungseinrichtung 26, 28, 30 an dem verfahrbaren Teil 64 der Führung 56 aufgenommen ist, ergibt sich eine Erweiterung des Hubweges 50 in Z-Richtung durch einen zusätzlichen Hubweg 58, der ebenfalls in Z-Richtung verläuft. Abhängig von der Auslegung der Führung 56 wird durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung, ein zusätzlicher Hubweg 58 in Z-Richtung geschaffen, welcher das Ergreifen von eine höhere zweite Produkthöhe 74 aufweisenden zweiten Produkten 33 ermöglicht, so dass die in 2 in gestrichelter Darstellung dargestellte hochgefahrene Position 52, in welche die Handhabungseinrichtung 26, 28, 30 maximal stellbar ist, in Z-Richtung nach oben wesentlich erweitert wird, nämlich um den zusätzlichen Hubweg 58 in Z-Richtung.
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Gemäß dieser Ausführungsvariante der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung kann die Führung 56, beispielsweise bei einem Produktwechsel, manuell oder mechanisch hinsichtlich der Weglänge des zusätzlichen Hubweges 58 in Z-Richtung, beispielsweise über eine Verschraubung oder einen Klemmverschluss, eine Verrastung oder dergleichen mehr verstellt werden. Alternativ besteht die Möglichkeit, die Führung 56 elektrisch anzusteuern, so dass diese elektrisch verfahren werden kann. Eine elektrische Ansteuerung der Führung 56 bietet darüber hinaus den Vorteil, dass hintereinander ankommende Produkte 32 bzw. 33, die jeweils unterschiedliche Produkthöhen 72, 74 aufweisen, ebenfalls bei geforderten hohen Fördergeschwindigkeiten problemlos gehandhabt werden können, da beispielsweise über eine Lichtschranke die Führung 56 entsprechend des jeweils erforderlichen Hubweges 50 angesteuert werden kann. Der Hubweg 50, welchen die Handhabungseinrichtung 26, 28, 30 durchläuft, sowie der zusätzliche Hubweg 58, welcher in Z-Richtung, welcher durch die Führung 56 gegeben ist, kann individuell zwischen den einzelnen Hubwegen 50 bzw. 58 aufgeteilt werden, wodurch die Bewegungen der einzelnen Komponenten optimiert werden können.
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3 Zeigt eine weitere Ausführungsvariante der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung, wonach das verfahrbare Teil 64 als Maschinenrahmen 66 ausgeführt ist.
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Der Darstellung gemäß 3 lässt sich entnehmen, dass in dieser Ausführungsvariante der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung beispielsweise zwei Handhabungseinrichtungen 28, 30 (vergleiche Darstellung gemäß 1) an einer Montageebene 68 des als Maschinenrahmen 66 ausgeführten verfahrbaren Teiles 64 der Führung 56 aufgenommen sind. Der als Maschinenrahmen 66 ausgeführte verfahrbare Teil 64 der Führung 56 ist relativ zu den stationären Teilen 62 der Führung 56 angeordnet. Bei den stationären Teilen 62 kann es sich um Stützen 76 oder Stelzen handeln, relativ zu denen entsprechend des Verfahrweges in Z-Richtung der Maschinenrahmen 66 in vertikale Richtung verfährt.
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In der Darstellung gemäß 3 ist beispielsweise dargestellt, dass sich die Handhabungsarme 42 der zweiten Handhabungseinrichtung 28 sowie der dritten Handhabungseinrichtung 30 bereits in ihrer hochgefahrenen maximal erreichbaren Position 52 befinden. An der Aufnahmeplatte 44 aufgenommene Greiferfinger 47, ergreifen beispielsweise zweite Produkte 33, die eine zweite Produkthöhe 74 aufweisen, welche die erste Produkthöhe 72 des ersten Produktes 32 gemäß der Darstellung in 2 übersteigt. In der Darstellung gemäß 3 haben die beiden dargestellten Handhabungseinrichtungen 28 bzw. 30, die in ihre hochgefahrene Position 52 verfahren sind, den Hubweg 50, den sie maximal durchfahren können, durchlaufen, so dass in der in 3 dargestellten Ausführungsvariante noch die Möglichkeit verbleibt, den als Maschinenrahmen 66 ausgebildeten verfahrbaren Teil 64 der Führung 56 in Z-Richtung vertikal nach oben zu verfahren. Dadurch ergibt sich ein zusätzlicher Hubweg 58, der sich in Z-Richtung erstreckt. Dies bedeutet, dass die Möglichkeit besteht, weitere Produkte zu handhaben, deren Produkthöhe die in 3 dargestellte zweite Produkthöhe 74 der zweiten Produkte 33 übersteigt.
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In der Darstellung gemäß 3 besteht ebenfalls die Möglichkeit, analog zur Darstellung der einzelnen Handhabungseinrichtungen 26, 28, 30 gemäß 2, bei Produktwechsel die Führung 56 zur Einstellung eines definierten zusätzlichen Hubweges 58 in Z-Richtung manuell oder automatisch, beispielsweise über elektrische Antriebe zu verstellen. Eine mechanische Verstellung kann beispielsweise über eine Rastverbindung, eine Klemmverbindung oder eine Zahnstangenführung oder dergleichen mehr erfolgen.
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Andererseits besteht darüber hinaus die Möglichkeit, die Führung 56 gemäß der Ausführungsvariante in 3 mit einem elektrischen Stellantrieb auszustatten. Über den elektrischen Stellantrieb 56 verfährt der als Maschinenrahmen 66 ausgeführte verfahrbare Teil 64 der Führung 56 relativ zum stationären Teil 62, hier ausgestattet als Stützen 76 oder Stelzen, relativ zu diesen der verfahrbare Teil 64 in Z-Richtung verfahrbar ist. Die Ausführungsvariante, die in 3 dargestellt ist, bietet bei Ausstattung mit in Bezug auf die Führung 56 die Möglichkeit, den als Maschinenrahmen 66 ausgebildeten verfahrbaren Teil 64 sequentiell zu verfahren, d.h. abhängig von unterschiedlichen Produkthöhen 72, 74, die in der Förderebene 60 herangefördert werden.
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Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung, die schematisch in den Ausführungsvarianten gemäß der 2 und 3 dargestellt ist, können die in 1 im Rahmen einer Zuführstation 10 dargestellten Handhabungseinrichtungen 26, 28, 30 in Bezug auf deren Hubweg 50 in Z-Richtung um das Durchlaufen eines zusätzlichen Hubweges 58, wie in 2 und 3 dargestellt, erweitert werden. Dies erlaubt die Handhabung von in Einlaufrichtung 34 zugeführten ersten und zweiten Produkten 32 bzw. 33, die jeweils eine voneinander verschiedene erste bzw. zweite Produkthöhe 72, 74 aufweisen. Da die Handhabungseinrichtungen 26, 28, 30 kreisförmige Arbeitsbereiche 38 aufweisen, lassen sich auch Stapellagen von Produkten 32, 33 bilden, die insbesondere entsprechend eines Setzbildes auch versetzte Produkte 40 umfassen können.
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Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele und die darin hervorgehobenen Aspekte beschränkt. Vielmehr ist innerhalb des durch die Ansprüche angegebenen Bereichs eine Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachmännischen Handelns liegen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Zuführstation
- 12
- erster Einlauf
- 14
- zweiter Einlauf
- 16
- Auslauf
- 18
- erster Einlaufförderer
- 20
- zweiter Einlaufförderer
- 22
- dritter Förderer
- 24
- Auslaufförderer
- 26
- erste Handhabungseinrichtung
- 28
- zweite Handhabungseinrichtung
- 30
- dritte Handhabungseinrichtung
- 32
- erste Produkte
- 33
- zweite Produkte
- 34
- Einlaufrichtung
- 36
- Umsetzrichtung
- 38
- Arbeitsbereich
- 40
- versetzte Produkte
- 42
- Handhabungsarme
- 44
- Aufnahmeplatte
- 47
- Greiferfinger
- 50
- Hubweg Handhabungseinrichtung
- 52
- hochgefahrene Position
- 54
- abgesenkte Position
- 56
- Führung
- 58
- zusätzlicher Hubweg in Z-Richtung
- 60
- Förderebene der Produkte 32, 33
- 62
- stationärer Teil
- 64
- verfahrbarer Teil
- 66
- Maschinenrahmen
- 68
- Montageebene der Handhabungseinrichtung
- 72
- erste Produkthöhe in Z-Richtung
- 74
- zweite Produkthöhe in Z-Richtung
- 76
- Stützen
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202008005837 U1 [0002]
