DE102021201768B4

DE102021201768B4 - Device for picking up and holding at least one box

Info

Publication number: DE102021201768B4
Application number: DE102021201768.1A
Authority: DE
Inventors: Siegfried Ickert; Karsten Budach; Steffen Krüger
Original assignee: Fabmatics GmbH
Current assignee: Fabmatics GmbH
Priority date: 2021-02-25
Filing date: 2021-02-25
Publication date: 2024-06-20
Anticipated expiration: 2041-02-26
Also published as: DE102021201768A1

Abstract

Vorrichtung zum Aufnehmen und Halten von mindestens einer Box (1), miteinem Mittelteil (2), in dem eine Antriebsvorrichtung angeordnet ist,einem ersten Halteelement (3) und einem zweiten Halteelement (9), die an einander gegenüberliegenden Seiten des Mittelteils (2) angeordnet sind und in einen Zwischenraum zwischen dem ersten Halteelement (3) und dem zweiten Halteelement (9) die mindestens eine Box (1) anordenbar ist, wobeidas erste Halteelement (3) und das zweite Halteelement (9) mindestens eine erste Haltevorrichtung (4, 10) und mindestens eine zweite Haltevorrichtung (5, 11) aufweisen, wobeidie erste Haltevorrichtung (4, 10) an einem dem Mittelteil (2) gegenüberliegenden Ende einen in Richtung des Zwischenraums weisenden Vorsprung (6) aufweist, der dazu ausgebildet ist, die mindestens eine Box (1) formschlüssig zu fassen und zu halten unddie zweite Haltevorrichtung (5, 11) mindestens eine Halterung (7) aufweist, die ausgebildet ist, die mindestens eine Box (1) kraftschlüssig zu halten, wobeidie Antriebsvorrichtung dazu ausgebildet ist, das erste Halteelement (3) und/oder das zweite Halteelement (9) derart zu bewegen, dass ein Abstand des jeweiligen Halteelements (3, 9) zu dem Mittelteil (2) variiert wird, undwobei mindestens eine der beiden Haltevorrichtungen (4, 5, 10, 11) starr mit dem jeweiligen Halteelement (3) verbunden ist, an dem die betreffende Haltevorrichtung (4, 5, 10, 11) angeordnet ist, und die Antriebsvorrichtung dazu ausgebildet ist, das jeweilige Haltelement (3) unabhängig von der jeweils anderen Haltevorrichtung (4, 5, 10, 11) unter der Variation des Abstands zum Mittelteil (2) zu bewegen und die jeweils anderen Haltevorrichtung (4, 5, 10, 11) unabhängig von dem jeweiligen Halteelement (3) derart zu bewegen, dass ein Abstand zwischen der jeweiligen anderen Haltevorrichtung (4, 5, 10, 11) und dem Halteelement (3) variiert wird.Device for receiving and holding at least one box (1), with a middle part (2) in which a drive device is arranged, a first holding element (3) and a second holding element (9), which are arranged on opposite sides of the middle part (2) and in an intermediate space between the first holding element (3) and the second holding element (9) the at least one box (1) can be arranged, wherein the first holding element (3) and the second holding element (9) have at least one first holding device (4, 10) and at least one second holding device (5, 11), wherein the first holding device (4, 10) has at an end opposite the middle part (2) a projection (6) pointing in the direction of the intermediate space, which is designed to grip and hold the at least one box (1) in a form-fitting manner and the second holding device (5, 11) has at least one holder (7) which is designed to hold the at least one box (1) in a force-fitting manner, wherein the drive device is designed to hold the first holding element (3) and/or the second holding element (9) such that a distance of the respective holding element (3, 9) from the central part (2) is varied, and wherein at least one of the two holding devices (4, 5, 10, 11) is rigidly connected to the respective holding element (3) on which the respective holding device (4, 5, 10, 11) is arranged, and the drive device is designed to move the respective holding element (3) independently of the other holding device (4, 5, 10, 11) while varying the distance from the central part (2) and to move the other holding device (4, 5, 10, 11) independently of the respective holding element (3) such that a distance between the other holding device (4, 5, 10, 11) and the holding element (3) is varied.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufnehmen und Halten von mindestens einer Box.The present invention relates to a device for receiving and holding at least one box.

Gerade in hoch automatisierten Umgebungen wie Reinräumen zur Halbleiterfertigung ist ein zuverlässiges Aufnehmen und Halten von Behältern zum Transport essentiell. Beispielsweise offenbart das Patent DE 10 2015 211 698 B4 ein System zum Transportieren von Waferboxen. Auch wenn dieses System mehrere Vorteile aufweist, so ist daran doch nachteilig, dass lediglich eine einzige Box transportiert werden kann und zudem kein übermäßiger Schutz gegen Herabfallen gegeben ist.Especially in highly automated environments such as clean rooms for semiconductor production, reliable picking up and holding of containers for transport is essential. For example, the patent EN 10 2015 211 698 B4 a system for transporting wafer boxes. Although this system has several advantages, it has the disadvantage that only one box can be transported and that there is no adequate protection against falling.

Die Druckschrift DE 10 2020 111 022 A1 offenbart eine Greifeinrichtung für einen Produktstapel mit mindestens einem oberen Halteelement zum Niederhalten einer Oberseite des aufgenommenen Stapels und zwei unteren Halteelementen zum Stützen einer der Oberseite gegenüberliegenden Unterseite des aufgenommenen Stapels.The publication EN 10 2020 111 022 A1 discloses a gripping device for a product stack with at least one upper holding element for holding down an upper side of the received stack and two lower holding elements for supporting a lower side of the received stack opposite the upper side.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung vorzuschlagen, die die genannten Nachteile vermeidet, mit der also mehrere Boxen bzw. Behälter sicher aufgenommen, gehalten und transportiert werden können.The present invention is therefore based on the object of proposing a device which avoids the disadvantages mentioned, with which several boxes or containers can be safely picked up, held and transported.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 und ein Verfahren nach Anspruch 10. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.This object is achieved according to the invention by a device according to claim 1 and a method according to claim 10. Advantageous embodiments and further developments are described in the dependent claims.

Eine Vorrichtung zum Aufnehmen und Halten von mindestens einer Box, typischerweise jedoch mehreren übereinander stapelbaren Boxen, weist ein Mittelteil auf, in dem eine Antriebsvorrichtung angeordnet ist. An einander gegenüberliegenden Seiten des Mittelteils sind ein erstes Halteelement und ein zweites Halteelement angeordnet. In einen Zwischenraum zwischen dem ersten Halteelement und dem zweiten Halteelement ist die mindestens eine Box anordenbar und haltbar. Das erste Halteelement und das zweite Halteelement weisen jeweils nebeneinander angeordnet mindestens eine erste Haltevorrichtung und mindestens eine zweite Haltevorrichtung auf. Die erste Haltevorrichtung ist an einem dem Mittelteil gegenüberliegenden Ende, d. h. an dem Ende, das einen maximalen Abstand zu dem Mittelteil aufweist, mit einem in Richtung des Zwischenraums weisenden Vorsprung versehen, der dazu ausgebildet ist, die mindestens eine Box formschlüssig zu fassen und zu halten. Die zweite Haltevorrichtung weist mindestens eine Halterung auf, die ausgebildet ist, die mindestens eine Box kraftschlüssig zu halten. Die Antriebsvorrichtung ist dazu ausgebildet, das erste Halteelement und bzw. oder das zweite Halteelement derart zu bewegen, dass ein Abstand des jeweiligen Halteelements zu dem Mittelteil variiert wird. Mindestens eine der beiden Haltevorrichtungen ist starr mit dem jeweiligen Halteelement verbunden, an die betreffende Haltevorrichtung angeordnet ist. Die Antriebsvorrichtung ist weiter dazu ausgebildet, die jeweils andere Haltevorrichtung unabhängig von dem jeweiligen Halteelement derart zu bewegen, dass ein Abstand zwischen der jeweiligen Haltevorrichtung und dem Halteelement variiert wird.A device for receiving and holding at least one box, but typically several boxes that can be stacked on top of one another, has a middle part in which a drive device is arranged. A first holding element and a second holding element are arranged on opposite sides of the middle part. The at least one box can be arranged and held in an intermediate space between the first holding element and the second holding element. The first holding element and the second holding element each have at least one first holding device and at least one second holding device arranged next to one another. The first holding device is provided at an end opposite the middle part, i.e. at the end that has a maximum distance from the middle part, with a projection pointing in the direction of the intermediate space, which is designed to grip and hold the at least one box in a form-fitting manner. The second holding device has at least one holder that is designed to hold the at least one box in a force-fitting manner. The drive device is designed to move the first holding element and/or the second holding element in such a way that a distance of the respective holding element from the middle part is varied. At least one of the two holding devices is rigidly connected to the respective holding element on which the respective holding device is arranged. The drive device is further designed to move the other holding device independently of the respective holding element in such a way that a distance between the respective holding device and the holding element is varied.

Durch die Möglichkeit, Boxen zwischen den beiden Halteelementen als Backen bzw. Greiferarme zu platzieren, wird ein platzsparender Aufbau ermöglicht, bei dem die mindestens eine Box durch die beidseitige Aufnahme in den Halteelementen sicher gehalten wird. Typischerweise wird die mindestens eine Box unterhalb des Mittelteils gehalten, so dass sich ein besonders kompakter Aufbau ergibt. Indem ein formschlüssiges Halten durch den in den Zwischenraum ragenden bzw. in den Zwischenraum hinein vorstehenden Vorsprung, wird die Box sicher gehalten. Da zusätzlich ein kraftschlüssiges Halten erfolgt, wird eine Positionstreue der aufgenommenen Box sichergestellt und damit die Box auch gegen unfreiwilliges Herabfallen gesichert. Durch die Ansteuerung der Halteelement und Haltevorrichtung, die unabhängig voneinander erfolgen kann, kann gezielt durch Wegfahren eines der Halteelemente die Box freigegeben werden. Vorzugsweise verbleibt die Box in der Position, in der sie kraftschlüssig gehalten wird, so dass die Positionstreue des aufgenommenen Elements erhalten bleibt und weitere aufzunehmende Boxen zentriert werden. In weiteren Ausführungsformen kann durch Wegfahren einer der Haltevorrichtungen die Aufnahme der Box zumindest gelockert werden, beispielsweise um weitere Boxen aufzunehmen.The possibility of placing boxes between the two holding elements as jaws or gripper arms enables a space-saving structure in which at least one box is held securely by being held in the holding elements on both sides. Typically, at least one box is held below the middle part, resulting in a particularly compact structure. The box is held securely by a positive holding by the projection protruding into the gap or protruding into the gap. Since there is also a force-locking hold, the position of the picked up box is ensured and the box is thus also protected against involuntary falling down. By controlling the holding element and holding device, which can be done independently of one another, the box can be released in a targeted manner by moving one of the holding elements away. Preferably, the box remains in the position in which it is held force-locking, so that the position of the picked up element is maintained and further boxes to be picked up are centered. In further embodiments, the holding of the box can be at least loosened by moving one of the holding devices away, for example in order to accommodate further boxes.

Die Halteelement und bzw. oder die Haltevorrichtungen sind durch eine im Mittelteil angeordnete Linearführung als Antriebsvorrichtung bewegbar, können allerdings auch durch andere Getriebe oder Motoren bewegt werden. Vorzugsweise ist die Antriebsvorrichtung, die auch einen Motor enthalten kann, derart ausgebildet, dass eine synchrone Bewegung beider Halteelemente und bzw. oder Haltevorrichtungen durchgeführt wird. Alternativ kann auch eine zeitlich aufeinanderfolgende Bewegung der einzelnen Bauteile, d. h. Halteelemente und Haltevorrichtungen, durchgeführt werden. Die Halteelemente können somit relativ zu dem Mittelteil bewegt werden, also sowohl aufeinander zu als auch voneinander weg bewegt werden. Gleiches gilt für die Haltevorrichtungen relativ zu dem Mittelteil und den Halteelementen.The holding elements and/or the holding devices can be moved by a linear guide arranged in the middle part as a drive device, but can also be moved by other gears or motors. The drive device, which can also contain a motor, is preferably designed in such a way that a synchronous movement of both holding elements and/or holding devices is carried out. Alternatively, a sequential movement of the individual components, i.e. holding elements and holding devices, can also be carried out. The holding elements can thus be moved relative to the middle part, i.e. both towards and away from each other. The same applies to the holding devices relative to the middle part and the holding elements.

Der Vorsprung kann an einer dem Mittelteil abgewandten Seite, also an einer vom Mittelteil wegweisenden Seite abgeschrägt sein. Hierdurch ist es möglich, bei einem vertikalen Aufsetzen der Vorrichtung auf eine Box diese aufzunehmen, indem die Box an der abgeschrägten Seite die Haltevorrichtung zur Seite drückt, bis der Vorsprung überwunden ist und die Box auf dem Vorsprung aufliegt. Hierzu ist typischerweise die erste Haltevorrichtung federnd in dem Haltelemente gelagert oder entsprechend in ihrer Bewegung ansteuerbar.The projection can be bevelled on a side facing away from the middle part, i.e. on a side pointing away from the middle part. This makes it possible to hold the box when the device is placed vertically on it by the box pushing the holding device to the side on the bevelled side until the projection is overcome and the box rests on the projection. For this purpose, the first holding device is typically spring-mounted in the holding element or can be controlled accordingly in its movement.

Um dies zu erleichtern, ist in vorteilhafter Weise an einem am weitesten von dem Halteelement entfernten Punkt, d. h. an dem Punkt des Vorsprungs, der ausgehend von dem Halteelement, an dem die erste Haltevorrichtung mit dem Vorsprung angeordnet ist, am weitesten in den Zwischenraum ragt, eine Welle angeordnet, über die die Box in den Zwischenraum rollen kann.In order to facilitate this, a shaft is advantageously arranged at a point furthest away from the holding element, i.e. at the point of the projection which projects furthest into the gap from the holding element at which the first holding device with the projection is arranged, over which shaft the box can roll into the gap.

Eine Länge der ersten Haltevorrichtung entspricht oberhalb des Vorsprungs in bevorzugter Weise eine Höhe einer maximal aufnehmbaren Anzahl von Boxen. Dadurch wird der Zwischenraum möglichst effizient ausgenutzt.A length of the first holding device above the projection preferably corresponds to a height of a maximum number of boxes that can be accommodated. This means that the intermediate space is used as efficiently as possible.

Es kann sowohl vorgesehen sein, dass eines der Halteelemente entweder nur die erste Haltevorrichtung oder nur die zweite Haltevorrichtung aufweist, als auch dass jedes der Halteelemente jeweils die erste Haltevorrichtung und die zweite Haltevorrichtung aufweist. Im zuletzt genannten Fall sind die erste Haltevorrichtung und die zweite Haltevorrichtung nebeneinander angeordnet an einem der Halteelemente, insbesondere sind die erste Haltevorrichtung und die zweite Haltevorrichtung parallel angeordnet an einem der Halteelemente.It can be provided that one of the holding elements has either only the first holding device or only the second holding device, or that each of the holding elements has the first holding device and the second holding device. In the latter case, the first holding device and the second holding device are arranged next to one another on one of the holding elements, in particular the first holding device and the second holding device are arranged parallel on one of the holding elements.

Die Halterung der zweiten Haltevorrichtung kann ein Riemen oder ein O-Ring sein, der typischerweise einen weichen Kunststoff aufweist oder daraus besteht. In bevorzugter Weise ist diese Halterung auf mehreren Wellen oder Rollen geführt, um beweglich zu sein und erst bei einem Klemmen der Box zwischen den beiden Halteelemente die Bewegung der Box zu hindern, ein Einfahren in den Zwischenraum der Box durch die bewegliche Lagerung der Halterung und ein Absetzen einer gegriffene Box oder mehrerer aufgenommener Boxen auf bereits vorhandene Boxen, ohne dass die Boxen beim Absetzen ihre Zentrierung verlieren, aber zu ermöglichen. Die Halteelemente selbst sind vorzugsweise aus Metall, Verbundwerkstoffen wie Graphit oder Kunststoff gefertigt bzw. umfassen diese Werkstoffe wenigstens, um die zum Halten notwendige mechanische Stabilität und Steifigkeit bereitzustellen.The holder of the second holding device can be a belt or an O-ring, which typically has or consists of a soft plastic. Preferably, this holder is guided on several shafts or rollers in order to be movable and only prevent the movement of the box when it is clamped between the two holding elements, but to allow it to be moved into the space between the boxes thanks to the movable mounting of the holder and to place a gripped box or several picked up boxes on existing boxes without the boxes losing their centering when placed down. The holding elements themselves are preferably made of metal, composite materials such as graphite or plastic, or at least comprise these materials in order to provide the mechanical stability and rigidity necessary for holding.

Das erste Halteelement und das zweite Halteelement sind vorzugsweise einander fluchtend gegenüberliegend an dem Mittelteil angeordnet. Somit ergibt sich ein symmetrischer Aufbau, bei dem eine zum Aufnehmen und Halten der Box nötige Kraft gleichmäßig aufgebracht werden kann. Alternativ können das erste Halteelement und das zweite Halteelement auch zueinander versetzt an dem Mittelteil angeordnet sein.The first holding element and the second holding element are preferably arranged in alignment opposite one another on the middle part. This results in a symmetrical structure in which the force required to pick up and hold the box can be applied evenly. Alternatively, the first holding element and the second holding element can also be arranged offset from one another on the middle part.

Es kann vorgesehen sein, dass jedes der Halteelemente eine erste Haltevorrichtung und eine zweite Haltevorrichtung aufweist, die typischerweise jeweils einander gegenüberliegend angeordnet sind und somit einen symmetrischen Aufbau realisieren. Alternativ können aber auch die erste Haltevorrichtung und die zweite Haltevorrichtung versetzt zueinander angeordnet sein und einen asymmetrischen Aufbau realisieren, d. h. insbesondere dass der ersten Haltevorrichtung des ersten Halteelements die zweite Haltevorrichtung des zweiten Halteelements gegenüberliegend angeordnet ist und die zweite Haltevorrichtung des ersten Halteelements der ersten Haltevorrichtung des zweiten Halteelements gegenüberliegend angeordnet ist.It can be provided that each of the holding elements has a first holding device and a second holding device, which are typically arranged opposite one another and thus realize a symmetrical structure. Alternatively, however, the first holding device and the second holding device can also be arranged offset from one another and realize an asymmetrical structure, i.e. in particular that the second holding device of the second holding element is arranged opposite the first holding device of the first holding element and the second holding device of the first holding element is arranged opposite the first holding device of the second holding element.

Die Antriebsvorrichtung ist vorzugsweise dazu ausgebildet, das erste Halteelement und das zweite Halteelement unabhängig voneinander zu bewegen, um die Funktionen „Aufnehmen bzw. Halten der Boxen sowie Sichern gegen Herabfallen“ und „Zentrieren der Boxen und Sichern der Position“ trennen zu können.The drive device is preferably designed to move the first holding element and the second holding element independently of one another in order to be able to separate the functions of “picking up or holding the boxes and securing them against falling down” and “centering the boxes and securing the position”.

Es kann vorgesehen sein, dass am Mittelteil eine Kamera angeordnet ist, die dazu eingerichtet ist, mindestens ein Bild aufzunehmen und an eine Auswertevorrichtung zu übermitteln. Die Auswertevorrichtung ist dazu eingerichtet, mindestens eine Aussparung, eine Kontur oder eine Markierung der mindestens einen Box und bzw. oder eine Kontur oder eine Markierung eines Gegenstands in der Umgebung der Kamera zu identifizieren. Somit kann ein genaueres Positionieren der beschriebenen Vorrichtung erfolgen. Die beschriebene Vorrichtung kann zudem Teil eines weiteren Geräts, beispielsweise eines Roboters oder eines schienengeführten Transportsystems sein. Die Kamera selbst ist in der Regel an einer Seite des Mittelteils angeordnet, an kein Halteelement angeordnet ist, damit die beiden Einheiten unbeeinflusst voneinander bleiben.It can be provided that a camera is arranged on the middle part, which is set up to record at least one image and transmit it to an evaluation device. The evaluation device is set up to identify at least one recess, a contour or a marking of the at least one box and/or a contour or a marking of an object in the vicinity of the camera. This allows the described device to be positioned more precisely. The described device can also be part of another device, for example a robot or a rail-guided transport system. The camera itself is usually arranged on one side of the middle part, on which no holding element is arranged, so that the two units remain unaffected by each other.

Bei einem Verfahren zum Aufnehmen und Halten von mindestens einer oder mehreren übereinander stapelbaren Boxen durch die zuvor beschriebene Vorrichtung wird mindestens eine Box zwischen dem ersten Halteelement und dem zweiten Halteelement angeordnet und von der ersten Haltevorrichtung formschlüssig gefasst und gehalten sowie von der zweiten Haltevorrichtung kraftschlüssig gehalten. Die Antriebsvorrichtung bewegt das erste Halteelement und bzw. oder das zweite Halteelement derart, dass ein Abstand des jeweiligen Halteelements zu dem Mittelteil variiert wird. Eine der beiden Haltevorrichtungen ist starr, d. h. insbesondere raumfest, mit dem Halteelement verbunden ist, an dem es angeordnet ist, und die Antriebsvorrichtung bewegt die jeweils andere Haltevorrichtung unabhängig von dem Halteelement derart, dass ein Abstand der jeweiligen Haltevorrichtung zu dem Halteelement variiert wird.In a method for receiving and holding at least one or more boxes that can be stacked on top of one another by the device described above, at least one box is arranged between the first holding element and the second holding element and is positively gripped and held by the first holding device and non-positively held by the second holding device. The drive device moves the first holding element and/or the second holding element such that a distance of the respective holding element from the middle part is varied. One of the two holding devices is rigidly, ie in particular spatially fixed, connected to the holding element on which it is arranged, and the drive device moves the other holding device independently of the holding element such that a distance of the respective holding device from the holding element is varied.

Das beschriebene Verfahren wird somit typischerweise mit der beschriebenen Vorrichtung durchgeführt, d. h. die beschriebene Vorrichtung ist zum Durchführen des Verfahrens ausgebildet.The described method is thus typically carried out with the described device, i.e. the described device is designed to carry out the method.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend anhand der 1 bis 5 erläutert.Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and are described below with reference to 1 to 5 explained.

Es zeigen:

1 eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung mit einem Stapel aufgenommener Boxen;
2 eine Figur entsprechende Ansicht der Vorrichtung ohne Boxen;
3 eine seitliche Ansicht der in 3 dargestellten Vorrichtung;
4 eine 3 entsprechende Ansicht mit einem teilweise in der Vorrichtung aufgenommenen Stapel von Boxen und
5 eine den 4 und 5 entsprechende Ansicht mit einem vollständig in der Vorrichtung aufgenommenen Stapel von Boxen.

Show it:

1 a perspective view of a device with a stack of boxes accommodated;
2 a view of the device without boxes corresponding to the figure;
3 a side view of the 3 device shown;
4 one 3 corresponding view with a stack of boxes partially accommodated in the device and
5 one the 4 and 5 corresponding view with a stack of boxes completely accommodated in the device.

In 1 ist in einer perspektivischen Ansicht eine Vorrichtung dargestellt, die mehrere übereinander angeordnete Boxern aufnehmen, halten, tragen und transportieren kann und auch als Greifer bezeichnet werden kann. Die Vorrichtung weist einen kastenförmigen Mittelteil 2 auf, an dem seitlich einander gegenüberliegend ein erste Halteelement 3 und ein zweites Halteelement 9 angeordnet sind, wobei das zweite Halteelement 9 in 1 von den Boxen 1 verdeckt ist. Die beiden Halteelemente 3 und 9 sind als längliche und flächige Metall- oder Kunststoffteile ausgeführt und jeweils über Schraubverbindungen mit dem Mittelteil 2 verbunden.In 1 A perspective view of a device is shown which can receive, hold, carry and transport several boxers arranged one above the other and can also be referred to as a gripper. The device has a box-shaped middle part 2, on which a first holding element 3 and a second holding element 9 are arranged laterally opposite one another, the second holding element 9 in 1 is covered by the boxes 1. The two holding elements 3 and 9 are designed as elongated and flat metal or plastic parts and are each connected to the middle part 2 via screw connections.

Das erste Halteelement 3 weist eine erste Haltevorrichtung 4 als in diesem Fall äußere Greiferbacke und eine zweite Haltevorrichtung 5 als innere Greiferbacke auf, die in Nuten des plattenförmigen ersten Halteelements 3 angeordnet sind, so dass sich in seitlicher Ansicht vorzugsweise ein bündiger Abschluss der Oberfläche ergibt. In einem Zwischenraum zwischen dem ersten Halteelement 3 und dem zweiten Halteelement 9 sind unterhalb des Mittelteils 2 die Boxen gelagert und werden von den Halteelementen 3, 9 bzw. den Haltevorrichtungen 4, 5 geklemmt bzw. gehalten und gegen Wegrutschen gesichert. Die Haltevorrichtungen 4 und 5 sind zueinander parallel und nebeneinander an dem ersten Halteelement 3 angeordnet.The first holding element 3 has a first holding device 4 as the outer gripper jaw in this case and a second holding device 5 as the inner gripper jaw, which are arranged in grooves of the plate-shaped first holding element 3, so that in a side view the surface is preferably flush. In a space between the first holding element 3 and the second holding element 9, the boxes are stored below the middle part 2 and are clamped or held by the holding elements 3, 9 or the holding devices 4, 5 and secured against slipping. The holding devices 4 and 5 are arranged parallel to one another and next to one another on the first holding element 3.

Die erste Haltevorrichtung 4 weist einen in den Zwischenraum ragenden Vorsprung 6 aus poliertem Edelstahl auf, auf dem die unterste der Boxen 1 aufliegt, wodurch diese formschlüssig gehalten wird. Die zweite Haltevorrichtung 5 verfügt über einen auf Rollen 12 gelagerten O-Ring aus einem weichen Kunststoff mit einer Shore A-Härte zwischen 20 und 90, vorzugsweise zwischen 40 und 80, der an den gestapelten Boxen anliegt und diese klemmt, also kraftschlüssig gegen Positionsverlust sichert.The first holding device 4 has a projection 6 made of polished stainless steel that projects into the gap and on which the lowest of the boxes 1 rests, thereby holding it in a form-fitting manner. The second holding device 5 has an O-ring mounted on rollers 12 made of a soft plastic with a Shore A hardness between 20 and 90, preferably between 40 and 80, which rests on the stacked boxes and clamps them, thus securing them against loss of position in a force-fitting manner.

In dem Mittelteil 2 ist eine Antriebsvorrichtung angeordnet, die dazu ausgebildet ist, das erste Halteelement 3 und das zweite Halteelement 9 bzw. zumindest eines der beiden Halteelemente 3, 9 von dem Mittelteil 2 weg oder auf das Mittelteil 2 zu zu bewegen. In dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die erste Haltevorrichtung 4 starr mit dem Halteelement 3 verbunden, ist also raumfest mit diesem verbunden und wird von der Antriebsvorrichtung gemeinsam mit diesem bewegt. Die Antriebsvorrichtung kann unabhängig von der Bewegung des ersten Halteelements 3 aber auch die zweite Haltevorrichtung 5 bewegen, die ebenfalls über eine Schraubverbindung mit dem Mittelteil 2 bzw. der Antriebsvorrichtung in Verbindung steht. Somit kann die zweite Haltevorrichtung 5 von dem Mittelteil 2 wegbewegt werden oder auf das Mittelteil 2 zubewegt werden.In the middle part 2, a drive device is arranged which is designed to move the first holding element 3 and the second holding element 9 or at least one of the two holding elements 3, 9 away from the middle part 2 or towards the middle part 2. In the 1 In the embodiment shown, the first holding device 4 is rigidly connected to the holding element 3, i.e. is spatially fixed to it and is moved together with it by the drive device. The drive device can move the second holding device 5 independently of the movement of the first holding element 3, which is also connected to the middle part 2 or the drive device via a screw connection. The second holding device 5 can thus be moved away from the middle part 2 or moved towards the middle part 2.

Die Antriebsvorrichtung verfügt hierzu bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel über eine Linearführung samt zugehörigem Motor. Insbesondere kann somit eine synchrone Bewegung beider Halteelement 3, 9 bzw. beider Haltevorrichtungen 4, 5 durchgeführt werden, es kann aber auch vorgesehen sein, zeitlich nacheinander die einzelnen Halteelemente 3, 9 bzw. Haltevorrichtungen 4,5 zu bewegen. Das erste Halteelement 3 und das zweite Halteelement 9 sind einander fluchtend gegenüberliegend angeordnet, d. h. bei einer Ansicht auf eines der beiden Halteelemente 3 oder 9 ist das jeweils andere Halteelemente 3, 9 nicht sichtbar. In weiteren Ausführungsbeispielen können die beiden Halteelemente 3, 9 aber auch versetzt zueinander angeordnet sein.The drive device has for this purpose in the 1 illustrated embodiment via a linear guide with associated motor. In particular, a synchronous movement of both holding elements 3, 9 or both holding devices 4, 5 can be carried out, but it can also be provided to move the individual holding elements 3, 9 or holding devices 4, 5 one after the other. The first holding element 3 and the second holding element 9 are arranged opposite one another in alignment, ie when looking at one of the two holding elements 3 or 9, the other holding element 3, 9 is not visible. In other embodiments, the two holding elements 3, 9 can also be arranged offset from one another.

In dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist an einer der Seiten des Mittelteils 2, an der keines der Halteelemente 3, 9 befestigt ist, eine Kamera 8 angeordnet. Durch diese Kamera kann ein Bild des darunterliegenden Bereichs aufgenommen werden. Diese Bild wird an eine Auswerteeinheit übermittelt, die ebenfalls in dem Mittelteil 2 angeordnet sein kann, jedoch auch räumlich getrennt von der Vorrichtung sein kann.In the 1 In the embodiment shown, a camera 8 is arranged on one of the sides of the middle part 2, to which none of the holding elements 3, 9 is attached. This camera can take an image of the area underneath. This image is sent to an evaluation unit which can also be arranged in the middle part 2, but can also be spatially separated from the device.

In 2 ist in einer 1 entsprechenden perspektivischen Ansicht die Vorrichtung ohne die Boxen 1 dargestellt. Wiederkehrende Merkmale sind in dieser Figur wie auch in den folgenden Figuren mit identischen Bezugszeichen versehen. Dem ersten Halteelement 3 fluchtend gegenüberliegend angeordnet ist das zweite Halteelement 9, das ebenfalls eine erste Haltevorrichtung 10 mit dem Vorsprung 6 und eine zweite Haltevorrichtung 11 aufweist. Im Gegensatz zu dem ersten Halteelement 3 ist die erste Haltevorrichtung 10 nun jedoch mittig angeordnet und beidseitig und parallel dazu je eine der zweiten Haltevorrichtungen 11 angebracht. Die zweiten Haltevorrichtungen 11 weisen jeweils einen Riemen als Halterung 7 auf, der sich parallel zu einer Längsachse des Halteelements 9 erstreckt und wiederum auf Rollen 12 gelagert ist. In weiteren Ausführungsbeispielen kann auch eine der ersten Haltevorrichtungen 4 und 10, allerdings auch beide Haltevorrichtungen von der Antriebsvorrichtung unabhängig von dem Halteelement 3 bewegt werden. Gleiches gilt auch für die zweiten Haltevorrichtungen 5 und 11.In 2 is in a 1 The device is shown without the boxes 1 in a corresponding perspective view. Recurring features are provided with identical reference numerals in this figure as well as in the following figures. The second holding element 9, which also has a first holding device 10 with the projection 6 and a second holding device 11, is arranged flush opposite the first holding element 3. In contrast to the first holding element 3, however, the first holding device 10 is now arranged in the middle and one of the second holding devices 11 is attached on both sides and parallel to it. The second holding devices 11 each have a belt as a holder 7, which extends parallel to a longitudinal axis of the holding element 9 and is in turn mounted on rollers 12. In further embodiments, one of the first holding devices 4 and 10, or both holding devices, can also be moved by the drive device independently of the holding element 3. The same also applies to the second holding devices 5 and 11.

Auch wenn in dem in 2 wiedergegebenen Ausführungsbeispiel die ersten Haltevorrichtungen 4 und 10 sowie die zweiten Haltevorrichtungen 5 und 11 versetzt zueinander an den beiden Halteelementen 3 und 9 angeordnet sind, d. h. der ersten Haltevorrichtung 4 des ersten Halteelements 3 ist die zweite Haltevorrichtung 11 des zweiten Halteelements 9 gegenüberliegend angeordnet und die zweite Haltevorrichtung 5 des ersten Halteelements 3 ist der ersten Haltevorrichtung 10 des zweiten Halteelements 9 gegenüberliegend angeordnet, so kann in weiteren Ausführungsbeispielen auch eine korrespondierende Anordnung vorgesehen sein, bei der sich jeweils die ersten Haltevorrichtungen 4 und 10 sowie die zweiten Haltevorrichtungen 5 und 11 gegenüberstehen. Das zweite Halteelement 9 entspricht ansonsten in seinem Aufbau und seiner Funktionalität dem ersten Halteelement 3.Even if in the 2 In the exemplary embodiment shown, the first holding devices 4 and 10 and the second holding devices 5 and 11 are arranged offset from one another on the two holding elements 3 and 9, i.e. the second holding device 11 of the second holding element 9 is arranged opposite the first holding device 4 of the first holding element 3 and the second holding device 5 of the first holding element 3 is arranged opposite the first holding device 10 of the second holding element 9, a corresponding arrangement can also be provided in further exemplary embodiments in which the first holding devices 4 and 10 and the second holding devices 5 and 11 are opposite one another. The second holding element 9 otherwise corresponds in its structure and functionality to the first holding element 3.

3 zeigt eine seitliche Ansicht der zuvor schon beschriebenen Vorrichtung ohne aufgenommene Boxen. In den Zwischenraum zwischen den Halteelementen 9 und 3 hineinragend sind die Vorsprünge 6 angebracht, die Halterung 7 ist jedoch so ausgeführt, dass diese zwar bei beiden Halteelementen 3 und 9 in den Zwischenraum ragt, bei dem Halteelement 3 aber auf einer dem Zwischenraum abgewandten Außenoberfläche bündig anliegt. 3 shows a side view of the previously described device without boxes mounted. The projections 6 are attached so as to protrude into the space between the holding elements 9 and 3, but the holder 7 is designed in such a way that it protrudes into the space in both holding elements 3 and 9, but in the case of the holding element 3 it lies flush on an outer surface facing away from the space.

In 4 ist der Vorgang der Aufnahme der Boxen 1 in den Zwischenraum dargestellt. Ein Teil der Boxen ist bereits von der Vorrichtung aufgenommen und wird durch die Vorsprünge 6 gegen ein Hinabfallen nach unten gesichert und zusätzlich durch die Halterungen 7 geklemmt. Um weitere Boxen aufzunehmen, fährt die Vorrichtung über die aufzunehmenden, übereinander gestapelten Boxen 1. Die Kamera 8 kann hierbei Markierung oder Einkerbungen eine Geometrie der Boxen 1, d. h. insbesondere Konturen und bzw. oder Abmessungen der Boxen 1, oder aber auch korrespondierende Umgebungsgeometrien wie Konturen von Objekten in der Umgebung der Kamera 8 erkennen und über die Auswerteeinheit entsprechende Steuersignale für die Steuereinheit bereitstellen. Sobald die gewünschte Position oberhalb der Boxen 1 erreicht ist, fährt die Steuereinheit oder, falls die Vorrichtung Teil eines weiteren Geräts wie beispielsweise eines Reinraumroboters ist, die Vorrichtung nach unten. Die ersten Haltevorrichtungen 4 und 10 können dabei federnd über Parallelfedern gelagert sein, so dass sich beim Aufsetzen auf die Boxen 1 bedingt durch die Schräge der Vorsprünge 6 die ersten Haltevorrichtungen 4 und 10 gegen die Federkraft vom Zwischenraum weg nach außen bewegen. Sobald die unterste Box 1 über die Vorsprünge 6 geführt wurden, sorgt die Federkraft für ein Zurückschnappen der Vorsprünge und der ersten Haltevorrichtungen und entsprechend ein sicheres Halten durch die Vorsprünge 6.In 4 the process of placing the boxes 1 in the intermediate space is shown. Some of the boxes have already been picked up by the device and are secured against falling downwards by the projections 6 and additionally clamped by the holders 7. In order to pick up further boxes, the device moves over the boxes 1 to be picked up, which are stacked on top of one another. The camera 8 can recognize markings or notches in the geometry of the boxes 1, i.e. in particular contours and/or dimensions of the boxes 1, or also corresponding environmental geometries such as contours of objects in the vicinity of the camera 8 and provide corresponding control signals for the control unit via the evaluation unit. As soon as the desired position above the boxes 1 is reached, the control unit or, if the device is part of another device such as a clean room robot, the device moves downwards. The first holding devices 4 and 10 can be spring-mounted via parallel springs, so that when placed on the boxes 1, the first holding devices 4 and 10 move outwards away from the gap against the spring force due to the incline of the projections 6. As soon as the bottom box 1 has been guided over the projections 6, the spring force ensures that the projections and the first holding devices snap back and are held securely by the projections 6.

Alternativ oder ergänzend können die ersten Haltevorrichtungen 4 und 10 oder zumindest eine davon von der Steuereinheit und der Antriebsvorrichtung von dem Mittelteil 2 wegbewegt werden, um die Vorsprünge 6 unter die aufzunehmenden Boxen 1 zu fahren. In diesem Fall würden die bereits aufgenommenen Boxen lediglich von den Halterungen 7 kraftschlüssig gehalten, so dass diese seitlich zentriert bleiben, in der Höhe jedoch verschoben werden können. Die Halterungen 7 halten dabei bereits aufgenommene Boxen 1 in der vorgegebenen Position, während neu aufgenommene Boxen 1 durch die Halterungen 7 ebenfalls zentriert werden bzw. die dargestellte Greifvorrichtung zu den Boxen 1 zentriert wird.Alternatively or additionally, the first holding devices 4 and 10 or at least one of them can be moved away from the middle part 2 by the control unit and the drive device in order to move the projections 6 under the boxes 1 to be picked up. In this case, the boxes already picked up would only be held in a force-fitting manner by the holders 7, so that they remain centered laterally, but can be moved vertically. The holders 7 hold boxes 1 that have already been picked up in the specified position, while newly picked up boxes 1 are also centered by the holders 7 or the gripping device shown is centered in relation to the boxes 1.

5 verdeutlich den Zustand, bei dem die Vorrichtung vollständig geöffnet ist, d. h. die ersten Haltevorrichtungen 4 und 10 sowie die zweiten Haltevorrichtungen 5 und 11 auf ihre äußerste Position verfahren sind, in der sie einen maximalen Abstand zu dem Mittelteil 2 aufweisen. In den Zwischenraum ist nun ein gesamter Boxenstapel mit der maximal möglichen Anzahl von durch die Vorrichtung aufnehmbarer Boxen aufgenommen und durch die Halterungen 7 gehalten. Die ersten Haltevorrichtungen 4 und 10 sind auseinandergefahren, d. h. die Vorsprünge 6 sind in dieser Ansicht von den zweiten Haltevorrichtungen 5 und 11 gerade verdeckt, können in einem weiteren Schritt nun aber unter den Stapel der Boxen 1 bewegt werden. Während die zweiten Haltevorrichtungen 5 und 11 somit gegenüber dem in 4 gezeigten Zustand nicht bewegt wurden, sind die Halteelemente 3 und 9 und die starr mit diesen verbundenen ersten Haltevorrichtungen 4 und 10 auseinander, d. h. von dem Mittelteil 2 wegbewegt worden. Die Länge der Halterung 7, insbesondere der Abstand zwischen einer oberen Rolle 12 und einer unteren Rolle 12, über die die Halterung 7 geführt ist, entspricht hierbei gerade einer Höhe eines Stapels von Boxen 1, der die maximal mögliche Anzahl von aufzunehmenden Boxen 1 aufweist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel könnten damit 21 Boxen 1, die auch als Trays bezeichnet werden, mit einem Gesamtgewicht von 7,5 kg gehalten werden. 5 illustrates the state in which the device is completely opened, i.e. the first holding devices 4 and 10 and the second holding devices 5 and 11 have moved to their outermost position in which they have a maximum distance from the middle part 2. An entire stack of boxes with the maximum possible number of boxes that can be accommodated by the device is now accommodated in the intermediate space and held by the holders 7. The first holding devices 4 and 10 are moved apart, i.e. the projections 6 are just covered by the second holding devices 5 and 11 in this view, but can now be moved under the stack of boxes 1 in a further step. While the second holding devices 5 and 11 are thus in comparison to the 4 shown state, the holding elements 3 and 9 and the first holding devices 4 and 10 rigidly connected to them have been moved apart, ie away from the middle part 2. The length of the holder 7, in particular the distance between an upper roller 12 and a lower roller 12 over which the holder 7 is guided, corresponds exactly to a height of a stack of boxes 1 that has the maximum possible number of boxes 1 to be accommodated. In the exemplary embodiment shown, 21 boxes 1, which are also referred to as trays, with a total weight of 7.5 kg could thus be held.

Lediglich in den Ausführungsbeispielen offenbarte Merkmale der verschiedenen Ausführungsformen können miteinander kombiniert und einzeln beansprucht werden.Only features of the various embodiments disclosed in the embodiment examples can be combined with one another and claimed individually.

Claims

Device for receiving and holding at least one box (1), with a middle part (2) in which a drive device is arranged, a first holding element (3) and a second holding element (9) which are arranged on opposite sides of the middle part (2) and in which the at least one box (1) can be arranged in an intermediate space between the first holding element (3) and the second holding element (9), wherein the first holding element (3) and the second holding element (9) have at least one first holding device (4, 10) and at least one second holding device (5, 11), wherein the first holding device (4, 10) has a projection (6) pointing in the direction of the intermediate space at an end opposite the middle part (2), which projection is designed to grip and hold the at least one box (1) in a form-fitting manner and the second holding device (5, 11) has at least one holder (7) which is designed to hold the at least one box (1) in a force-fitting manner, wherein the drive device is designed to is to move the first holding element (3) and/or the second holding element (9) in such a way that a distance of the respective holding element (3, 9) from the central part (2) is varied, and wherein at least one of the two holding devices (4, 5, 10, 11) is rigidly connected to the respective holding element (3) on which the respective holding device (4, 5, 10, 11) is arranged, and the drive device is designed to move the respective holding element (3) independently of the other holding device (4, 5, 10, 11) while varying the distance from the central part (2) and to move the other holding device (4, 5, 10, 11) independently of the respective holding element (3) in such a way that a distance between the other holding device (4, 5, 10, 11) and the holding element (3) is varied.

Device according to Claim 1 , characterized in that the holding elements (3) and/or the holding devices (4, 5) are movable by a linear guide arranged in the central part (2) as a drive device, wherein the drive device is preferably designed such that a synchronous movement of both holding elements (3) and/or holding devices (4, 5) is carried out.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the projection (6) is bevelled on a side facing away from the central part (2) and preferably has a shaft for easier receiving of the at least one box (1) at a point furthest away from the holding element (3) at which the first holding device (4) with the projection (6) is arranged.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the holder (7) has a belt or an O-ring.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the first holding element (3) and the second holding element (9) are arranged flush with each other and opposite one another on the central part (2).

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the second holding device (11) of the second holding element (9) is arranged opposite the first holding device (4) of the first holding element (3) and the second holding device (5) of the first holding element (3) is arranged opposite the first holding device (10) of the second holding element (9).

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the drive device is designed to move the first holding element (3) and the second holding element (9) independently of one another.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that a control device is arranged in the middle part (2), which is designed to control the drive device.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that a camera (8) is arranged on the central part (2), which is designed to record at least one image and to transmit it to an evaluation device, wherein the evaluation device is designed to identify at least one recess, a contour or a marking of the at least one box (1) and/or a contour or a marking of an object in the surroundings of the camera.

Method for receiving and holding at least one or more boxes (1) that can be stacked on top of one another by means of a device according to one of the preceding claims, wherein at least one box (1) is arranged between the first holding element (3) and the second holding element (9) and is gripped and held by the first holding device (4) in a form-fitting manner and is held by the second holding device (5) in a force-fitting manner, wherein the drive device moves the first holding element (3) and/or the second holding element (9) in such a way that a distance of the respective holding element (3, 9) from the central part (2) is varied, and one of the two holding devices (4, 5, 10, 11) is rigidly connected to the holding element (3, 9) on which it is arranged, and the drive device moves the respective holding element (3) independently of the other holding device (4, 5, 10, 1) while varying the distance from the central part (2), and the other holding device (4, 5, 10, 11) is moved independently of the holding element (3, 9) such that a distance of the respective other holding device (4, 5, 10, 11) from the holding element (3, 9) is varied.