DE102021204777A1

DE102021204777A1 - Handhabungsvorrichtung und Verfahren zu ihrem Betreiben

Info

Publication number: DE102021204777A1
Application number: DE102021204777.7A
Authority: DE
Inventors: Leif Pudewills; Markus Singer; Tobias Waibel
Original assignee: Festo SE and Co KG
Current assignee: Festo SE and Co KG
Priority date: 2021-05-11
Filing date: 2021-05-11
Publication date: 2022-11-17
Also published as: EP4337431A1; CN117337228A; WO2022238197A1

Abstract

Es wird eine Handhabungsvorrichtung (1) vorgeschlagen, durch die formlabile Flachobjekte (2) umpositionierbar sind und die eine bewegbare Greifvorrichtung (4) aufweist, die über eine Tragstruktur (14) und mindestens eine Greifeinheit (24a, 24b) verfügt. Die Greifeinheit (24a, 24b) hat einen Klemmarm (34), der zusammen mit einer Klemmfläche (32) der Tragstruktur (14) einen Klemmspalt (25) begrenzt, in dem ein Flachobjektabschnitt (42) festklemmbar ist. Mittels einer zu einer umlaufenden Transportbewegung antreibbaren Transportstruktur (44) des Klemmarms (44) kann der Flachobjektabschnitt (42) zur anschließenden Klemmung in den Klemmspalt hineintransportiert werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Handhabungsvorrichtung zum Umpositionieren von formlabilen Flachobjekten, mit mindestens einer im Raum bewegbaren, eine mittige imaginäre Hochachse aufweisenden Greifvorrichtung, die mindestens eine ein lösbares Ergreifen und Festhalten von Flachobjekten gestattende Greifeinheit aufweist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Handhabungsvorrichtung.
Eine aus der DE 10 2018 216 393 A1 bekannte Handhabungsvorrichtung dieser Art enthält mindestens eine Greifvorrichtung, die mittels einer beispielsweise von einem Roboter gebildeten Positioniereinheit räumlich bewegbar ist und über eine oder mehrere ein lösbares Ergreifen und Festhalten von Flachobjekten ermöglichende Greifeinheiten verfügt. Jede Greifeinheit ist mit einem Adhäsionsband ausgestattet, das durch entsprechende Positionierung der Greifvorrichtung an ein Flachobjekt ansetzbar ist, sodass selbiges an der Greifeinheit haftet. Im derart ergriffenen Zustand kann das Flachobjekt mittels der Greifvorrichtung umpositioniert und an einem anderen Ort wieder abgelegt werden. Zwar können mit der bekannten Handhabungsvorrichtung formlabile Flachobjekte selbst dann zuverlässig gehandhabt werden, wenn sie luftdurchlässig sind. Bei Einsätzen in staubiger Umgebung oder zur Handhabung von textilen Objekten, die zum Fusseln neigen, kann das Adhäsionsband allerdings schnell verschmutzen, was ein Nachlassen der Festhaltekräfte zur Folge haben kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Handhabungsvorrichtung zu schaffen, mit der sich formlabile, luftdurchlässige Flachobjekte auch noch nach längerer Nutzungsdauer zuverlässig ergreifen und nach erfolgter Umpositionierung wieder einfach ablegen lassen. Ferner soll ein effektives Verfahren zum Betreiben einer solchen Handhabungsvorrichtung vorgeschlagen werden.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Handhabungsvorrichtung in Verbindung mit den eingangs genannten Merkmalen vorgesehen, dass die Greifvorrichtung über eine Tragstruktur verfügt, die an einer Unterseite der Greifvorrichtung mit einer in der Achsrichtung der Hochachse nach unten weisenden Anlagefläche versehen ist, mit der die Greifvorrichtung zur Einnahme einer Greifposition an ein zu ergreifendes Flachobjekt ansetzbar ist,
und dass die mindestens eine Greifeinheit einen sich zwischen einer Klemmfläche der Tragstruktur und einem an der Tragstruktur angeordneten Klemmarm erstreckenden Klemmspalt aufweist, der mit einer Objekt-Einführöffnung zur Unterseite der Greifvorrichtung hin offen ist und in dem ein Flachobjektabschnitt des umzupositionierenden Flachobjektes lösbar festklemmbar ist,
wobei der Klemmarm über eine Transportstruktur verfügt, die in der Greifposition der Greifvorrichtung an das zu ergreifende Flachobjekt andrückbar und durch eine Drehantriebseinrichtung zu einer umlaufenden Transportbewegung antreibbar ist, mittels derer ein von ihr beaufschlagter Flachobjektabschnitt reibungsbedingt durch die Objekt-Einführöffnung hindurch in den Klemmspalt hineintransportierbar ist.
Die Aufgabe wird ferner mittels eines Verfahrens gelöst, das ein Betreiben der vorgenannten Handhabungsvorrichtung unter Ausführung folgender Verfahrensschritte vorsieht:

(a) Positionieren der Greifvorrichtung in einer Greifposition, in der die Tragstruktur mit ihrer Anlagefläche von vertikal oben her an ein umzupositionierendes formlabiles Flachobjekt angesetzt ist,
(b) Andrücken der Transportstruktur jeder Greifeinheit an das zu ergreifende Flachobjekt während oder nach dem Positionieren der Greifvorrichtung in der Greifposition,
(c) Ausführen der umlaufenden Transportbewegung der Transportstruktur und dadurch reibungsbedingtes Hineintransportieren eines von der Transportstruktur beaufschlagten Flachobjektabschnittes in den Klemmspalt, wobei die Transportbewegung vor oder nach dem Andrücken der Transportstruktur an das Flachobjekt gestartet wird,
(d) Festhalten des in den Klemmspalt hineinbewegten Flachobjektabschnittes durch Festklemmen zwischen dem Klemmarm und der Klemmfläche der Tragstruktur, und
(e) Verlagern der Greifvorrichtung einschließlich des festgehaltenen Flachobjektes zu einer Zielposition.

Die erfindungsgemäßen Maßnahmen bieten die vorteilhafte Möglichkeit, oft auch als biegeschlaff bezeichnete formlabile Flachobjekte wie beispielsweise Textilien oder Folien sicher zu ergreifen und zum Zwecke einer Verlagerung zeitweilig festzuhalten, und zwar selbst dann, wenn die Flachobjekte eine luftdurchlässige Struktur haben. Das Festhalten basiert auf einer Klemmung des Flachobjektes, wobei allerdings nicht das gesamte Flachobjekt festgeklemmt wird, sondern pro Greifeinheit der Greifvorrichtung nur ein gewisser Flachobjektabschnitt des umzupositionierenden Flachobjektes. Die Greifvorrichtung hat eine oder mehrere Greifeinheiten, die jeweils einen Klemmspalt definieren, in dem eine lösbare Klemmung des festzuhaltenden Flachobjektabschnittes ausführbar ist. Der Klemmspalt ist definiert zwischen einer an einer Tragstruktur der Greifvorrichtung ausgebildeten Klemmfläche und einem an der Tragstruktur angeordneten Klemmarm. Eine Positionsänderung der Greifvorrichtung führt zu einer entsprechenden Positionsänderung jeder Greifeinheit, sodass das festgeklemmte Flachobjekt zur Umpositionierung mitgenommen wird. Zur Ergreifung des Flachobjektabschnittes kann die Greifvorrichtung mit einer an der Tragstruktur ausgebildeten Anlagefläche voraus derart an das zu ergreifende Flachobjekt mit insbesondere einem flächenhaften Kontakt angesetzt werden, dass der festzuhaltende Flachobjektabschnitt von der Anlagefläche nicht bedeckt ist, sondern sich neben der Anlagefläche im Bereich einer als Objekt-Einführöffnung bezeichneten Spaltöffnung des Klemmspaltes erstreckt. Dieser Flachobjektabschnitt kann mittels des Klemmarmes in den Klemmspalt hineinverbracht werden, zu welchem Zweck der Klemmarm über eine Transportstruktur verfügt, die mittels einer bevorzugt als Bestandteil der Greifvorrichtung ausgebildeten Drehantriebseinrichtung zu einer umlaufenden Transportbewegung antreibbar ist. Wenn die Greifvorrichtung in die Greifposition verbracht ist, oder schon während des Verbringens in die Greifposition, kann die Transportstruktur an den über die Anlagefläche hinausragenden Flachobjektabschnitt angedrückt werden, sodass die Transportbewegung der Transportstruktur aufgrund des zwischen der Transportstruktur und dem Flachobjekt vorhandenen Reibschlusses dazu führt, dass der flexible Flachobjektabschnitt durch die Objekt-Einführöffnung hindurch in den Klemmspalt hineintransportiert bzw. hineingewälzt wird. Das Festklemmen des Flachobjektabschnittes im Klemmspalt kann abhängig von der Ausgestaltung des vorhandenen Klemmmechanismus unmittelbar mit der Funktion des Hineinwälzens in den Klemmspalt kombiniert sein oder zeitlich anschließend stattfinden. Um ein festgehaltenes Flachobjekt nach der Umpositionierung am Zielort abzulegen, genügt es meist schon, die Klemmung des im Klemmspalt befindlichen Flachobjektabschnittes aufzuheben, sodass das Flachobjekt aufgrund seiner Gewichtskraft von der Greifvorrichtung abfallen kann. Bei entsprechender Ausgestaltung des Klemmarms kann der Flachobjektabschnitt allerdings auch durch eine reversierende Transportbewegung der Transportstruktur aktiv aus dem Klemmspalt hinausgeschoben werden. Mit der Handhabungsvorrichtung lassen sich selbst solche biegeschlaffen Flachobjekte sicher festhalten, deren Grundfläche wesentlich größer ist als diejenige der Greifvorrichtung, wobei dann der festgeklemmte Flachobjektabschnitt nicht einlagig, sondern zweilagig umgefaltet ist.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Die Transportstruktur besteht zweckmäßigerweise aus einem Material aus gummielastischen Eigenschaften, das über einen hohen Reibkoeffizienten verfügt. Bevorzugt besteht die Transportstruktur aus einem Elastomermaterial und insbesondere aus Silikongummi. Auf dieser Weise kann das Material des Flachobjekts leicht lösbar an der Transportstruktur haften bleiben und kann zuverlässig in den Klemmspalt hineintransportiert werden.
Die zum Anlegen an ein aufzunehmendes Flachobjekt vorgesehene Anlagefläche der Tragstruktur erstreckt sich zweckmäßigerweise in einer zur Hochachse der Greifvorrichtung rechtwinkeligen Anlageebene. Bevorzugt ist die Anlagefläche insgesamt eben ausgebildet.
Der Klemmspalt der Greifeinheit erstreckt sich in einer als Spaltebene bezeichneten Ebene, die zweckmäßigerweise bezüglich der Hochachse der Greifvorrichtung derart geneigt ist, dass ihr Abstand und folglich auch der Abstand des Klemmspaltes zu der Hochachse in Richtung zur Unterseite der Greifvorrichtung größer wird. Bevorzugt schließen die Anlageebene und die Spaltebene einen spitzen Winkel ein, der bevorzugt in einer Größenordnung von 45 Grad liegt.
Die Klemmung des Flachobjektabschnittes im Klemmspalt kann beispielsweise auf der Nachgiebigkeit des Flachobjektmaterials und/oder der Transportstruktur basieren, ohne dass eine aktive Klemmbewegung stattzufinden hätte. Möglich ist beispielsweise auch ein Klemmmechanismus, der über einen bezüglich des Tragarmes oder der Tragstruktur beweglichen Klemmstempel verfügt. Als besonders vorteilhaft wird allerdings eine Ausgestaltung angesehen, bei der die lösbare Klemmung des Flachobjektabschnittes mittels eines insgesamt bezüglich der Tragstruktur beweglichen Klemmarmes bewirkt wird. In diesem Fall ist zweckmäßigerweise vorgesehen, dass der Klemmarm der mindestens einen Greifeinheit schwenkbeweglich an der Tragstruktur angeordnet ist und bezüglich der Tragstruktur eine als Klemmarm-Schwenkbewegung bezeichnete Schwenkbewegung ausführen kann, bei der sich eine zwischen der Klemmfläche und dem Klemmarm gemessene Spalthöhe des Klemmspaltes verändert. Bevorzugt hat der Klemmspalt zumindest im nicht festgeklemmten Zustand eines Flachobjektabschnittes eine sich ausgehend von der Objekt-Einführöffnung zum gegenüberliegenden inneren Spaltende hin verjüngende Kontur, mit einem spitzwinkeligen Spaltwinkel, der sich bei der Klemmarm-Schwenkbewegung verändert.
Die Transportstruktur hat einen insbesondere dem freien Ende des Klemmarmes zugeordneten Abschnitt, der in der Greifposition der Greifvorrichtung an den zu ergreifenden Flachobjektabschnitt andrückbar oder angedrückt ist. Dieser Abschnitt der Tragstruktur wird als Transport-Initialisierungsabschnitt bezeichnet, da er bei der umlaufenden Transportbewegung für die anfängliche Mitnahme des Flachobjektabschnittes verantwortlich ist. Bei der bezüglich der Tragstruktur erfolgenden Klemmarm-Schwenkbewegung des Klemmarmes verändert sich die in der Achsrichtung der Hochachse der Greifvorrichtung eingenommene Höhenposition des Transport-Initialisierungsabschnittes mit Bezug zur Tragstruktur und somit auch mit Bezug zu der Anlagefläche. Dies bietet die Möglichkeit zur Auferlegung eines eine sichere Mitnahme des Flachobjektabschnittes gewährleistenden Anpressdruckes.
Zum Hervorrufen der Klemmarm-Schwenkbewegung und zur Positionierung des Klemmarmes in bezüglich der Tragstruktur unterschiedlichen Schwenkpositionen ist die Greifvorrichtung zweckmäßigerweise mit einer Schwenkantriebseinrichtung ausgestattet. Die Schwenkantriebseinrichtung hat bevorzugt eine an der Tragstruktur angeordnete Linearantriebseinheit, die über ein Verzahnungsgetriebe mit dem Klemmarm kraftübertragend in Eingriff steht. Die Linearantriebseinheit ist bevorzugt motorisch ausgebildet und enthält insbesondere einen Elektromotor, bei dem es sich bevorzugt um einen Servomotor handelt. Für einfache Anwendungen kann die Linearantriebseinheit auch von manueller Bauart sein und beispielsweise über eine von Hand betätigbare Handhabe verfügen, die mit einem einen manuellen Transport der Greifvorrichtung gestattenden Tragegriff kombiniert sein kann.
Ob motorisch oder manuell, jedenfalls ist es zweckmäßig, wenn die Linearantriebseinheit über ein zu einer linearen Antriebsbewegung in der Achsrichtung der Hochachse antreibbares Antriebsglied verfügt, das eine zahnstangenartige Antriebsverzahnung des Verzahnungsgetriebes aufweist, die mit einem am Klemmarm der Greifeinheit angeordneten bogenförmigen Abtriebsverkahnung des Verzahnungsgetriebes in Verzahnungseingriff steht, sodass abhängig von der linearen Bewegungsrichtung des Antriebsgliedes eine Klemmarm-Schwenkbewegung des Klemmarmes im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn hervorrufbar ist.
Wie schon angesprochen ist es zweckmäßig, bei einem zur Ausführung einer Schwenkbewegung geeigneten Klemmarm die Vorgänge des Klemmens und des wieder Loslassens des im Klemmspalt befindlichen Flachobjektabschnittes durch die Klemmarm-Schwenkbewegung des Klemmarmes und die daraus resultierende Veränderung der Spalthöhe des Klemmspaltes hervorzurufen. Die Spalthöhe des Klemmspaltes ist vom Abstand zwischen der Klemmfläche des Tragabschnittes und der gegenüberliegenden Transportstruktur des Klemmarmes bestimmt.
Bevorzugt ist der Klemmarm mittels der Klemmarm-Schwenkbewegung so weit nach unten schwenkbar, dass der Transport-Initialisierungsabschnitt der Transportstruktur in der Achsrichtung der Hochachse tiefer liegt als die Anlagefläche der Tragstruktur. Dies ermöglicht auf besonders einfacher Weise das aufeinanderfolgende Ergreifen und anschließend gleichzeitige Festhalten mehrerer Flachobjekte in ein und demselben Klemmspalt. Es können auf dieser Weise mehrere in aufeinandergestapelter Form als Flachobjektstapel bereitgestellte formlabile Flachobjekte gemeinsam umpositioniert werden.
In diesem Zusammenhang sieht eine vorteilhafte Verfahrensweise vor, dass der weiter oben erwähnte Verfahrensschritt (a) nur bezüglich des obersten Flachobjektes des Flachobjektstapels ausgeführt wird und anschließend unter Beibehaltung der an dem obersten Flachobjekt anliegenden Greifposition durch neuerliche ein- oder mehrfache Ausführung der ebenfalls weiter oben genannten Verfahrensschritte (b) und (c) ein Flachobjektabschnitt eines oder mehrerer darunter liegender Flachobjekte ebenfalls in den Klemmspalt hineintransportiert wird, sodass Flachobjektabschnitte mehrerer Flachobjekte aufeinanderliegend in dem Klemmspalt angeordnet sind. Da sich bei diesen Vorgängen die Stapelhöhe des Flachobjektstapels unterhalb der Anlagefläche der Tragstruktur nicht verändert, dies jedoch aufgrund der in den Klemmspalt hineingewälzten Flachobjektabschnitte in dem dem Einführspalt zugeordneten Stapelabschnitt der Fall ist, kann durch ein nach unten Schwenken des Klemmarmes der für eine zuverlässige Mitnahme eines Flachobjektabschnittes erforderliche Anpressdruck beibehalten werden. Wenn die Flachobjektabschnitte sämtlicher zu greifender Flachobjekte aufeinanderliegend in dem Klemmspalt angeordnet sind, können gemäß den oben erwähnten Verfahrensschritten (d) und (e) sämtliche im Klemmspalt befindlichen Flachobjektabschnitte gemeinsam festgeklemmt und durch eine Verlagerung der Greifvorrichtung zu einer Zielposition verlagert werden.
Die Transportstruktur gehört zweckmäßigerweise zu einer Transporteinrichtung des Klemmarmes, die an einem mit der Tragstruktur verbundenen Armgrundkörper des Klemmarmes diesbezüglich beweglich angeordnet ist. Der Armgrundkörper und die Transportstruktur können bei verschwenkbarem Klemmarm die Klemmarm-Schwenkbewegung gemeinsam ausführen, wobei allerdings die Transportstruktur in der Lage ist, relativ zu dem Armgrundkörper die umlaufende Transportbewegung auszuführen.
Es ist günstig, wenn die Transporteinrichtung über eine Transportrollenanordnung verfügt, die mindestens eine drehbare Transportrolle aufweist und um die herum sich die Transportstruktur in einer ringförmig in sich geschlossenen Weise erstreckt. Mindestens eine und gegebenenfalls die einzige Transportrolle der Transportrollenanordnung ist zur Erzeugung der umlaufenden Transportbewegung der Transportstruktur rotativ antreibbar. Transportmäßig aktiv seitens der Transportstruktur ist stets nur derjenige Transportstrukturabschnitt, der im Bereich des Klemmspaltes angeordnet ist.
Der Klemmspalt hat eine sich zwischen der Objekt-Einführöffnung und dem diesbezüglich gegenüberliegenden Spaltende erstreckende Spaltlängsachse, die zusammen mit der Hochachse in einer gemeinsamen Ebene liegt. Die Transportrollenanordnung enthält zweckmäßigerweise mehrere in der Achsrichtung der Spaltlängsachse zueinander beabstandete, in drehbarer Weise an dem Armgrundkörper angeordnete Transportrollen, um die die Transportstruktur herumgeschlungen ist und von denen eine mittels der Drehantriebseinrichtung rotativ antreibbar ist, um die umlaufende Transportbewegung der Transportstruktur zu erzeugen. Zwei der vorhandenen Transportrollen bilden endseitig an der Transportrollenanordnung angeordnete Umlenkrollen für die Transportstruktur, wobei es sich dabei um die einzigen Transportrollen handeln kann. Insbesondere wenn die als Umlenkrollen ausgebildeten Transportrollen einen etwas größeren Abstand zueinander haben, ist es vorteilhaft, wenn dazwischen mindestens eine weitere Transportrolle angeordnet ist, die als nur zur Abstützung und nicht zur Umlenkung der Transportstruktur dienende Abstützrolle ausgebildet ist.
Bei einer sehr einfachen Ausgestaltung der Handhabungsvorrichtung enthält die Transportrollenanordnung nur eine einzige Transportrolle, die ringsum von der die Drehbewegung der einzigen Transportrolle mitmachenden und dadurch die umlaufende Transportbewegung ausführenden Transportstruktur umschlossen ist.
Derjenige Längenabschnitt der Transportstruktur, der momentan eine der Objekt-Einführöffnung zugeordnete Transportrolle umschlingt, bildet zweckmäßigerweise einen an das zu ergreifende Flachobjekt andrückbaren Transport-Initialisierungsabschnitt der Transportstruktur, wie er weiter oben schon erläutert wurde.
Die zur Erzeugung der Transportbewegung der Transportstruktur vorhandene Drehantriebseinrichtung, die zweckmäßigerweise ein Bestandteil der Greifvorrichtung ist, verfügt zweckmäßigerweise über eine Drehantriebseinheit, die über ein insbesondere als Zahnradgetriebe ausgebildetes Getriebe antriebsmäßig mit der Transportstruktur der mindestens einen Greifeinheit gekoppelt ist. Über die Ausgestaltung des Getriebes lässt sich eine optimale Übersetzung und folglich eine bevorzugte Umlaufgeschwindigkeit der Transportstruktur generieren. Das Getriebe kann alternativ auch als Riemengetriebe ausgeführt sein. Wenn die Greifvorrichtung über mehrere Greifeinheiten verfügt, ist die Drehantriebseinheit zweckmäßigerweise für den Antrieb der Transportstrukturen beider Klemmarme verantwortlich.
Vor allem im Zusammenhang mit einem automatisierten Betrieb ist es vorteilhaft, wenn die Drehantriebseinheit motorisch ausgebildet ist und beispielsweise einen Elektromotor und insbesondere einen Servomotor enthält. Für einfache Anwendungen kann die Drehantriebseinheit auch manuell ausgeführt sein und beispielsweise über eine Handkurbel zur Drehmomenteinleitung verfügen.
Die Transportstruktur besteht zweckmäßigerweise aus mindestens einem ringförmig in sich geschlossenen biegeflexiblen Strangelement. Das Strangelement kann beispielsweise bandförmig oder schnurförmig ausgeführt sein. Die Transportstruktur kann aus nur einem einzigen Strangelement bestehen, beispielsweise aus einem ausreichend breiten Transportband, oder sie kann sich aus einer Mehrzahl mit gegenseitigem Abstand nebeneinander angeordneter Strangelemente zusammensetzen, die beispielsweise in Form schmaler Bänder oder in Form von Ringkörpern mit rundem und insbesondere kreisrundem Materialquerschnitt ausgeführt sind.
Damit ein ergriffenes Flachobjekt beim Verlagern der Greifvorrichtung nicht unkontrolliert von der Greifvorrichtung herunterhängt, ist es vorteilhaft, wenn die Greifvorrichtung nicht nur - was prinzipiell auch möglich ist - über nur eine einzige Greifeinheit verfügt, sondern mit mehreren Greifeinheiten ausgestattet ist. Bevorzugt hat die Greifvorrichtung genau zwei quer zur Hochachse der Greifvorrichtung nebeneinander angeordnete Greifeinheiten, die bezüglich dieser Hochachse insbesondere spiegelbildlich ausgebildet sind und die beide zum Ergreifen und Festhalten ein und desselben Flachobjektes an unterschiedlichen Flachobjektabschnitten nutzbar sind.
Bevorzugt sind die mehreren Greifeinheiten synchron betreibbar. In diesem Fall ist es zweckmäßig, wenn eine Linearantriebseinheit für die Erzeugung der Klemmarm-Schwenkbewegungen sämtlicher Klemmarme und eine Drehantriebseinheit für die Transportbewegungen sämtlicher Transportstrukturen vorgesehen ist.
An der Tragstruktur der Greifvorrichtung ist zweckmäßigerweise eine Befestigungsschnittstelle ausgebildet, über die die Greifvorrichtung an einer bevorzugt ebenfalls zu der Handhabungsvorrichtung gehörenden Positioniereinheit fixierbar ist, bei der es sich beispielsweise um einen Roboter oder um einen sonstigen Manipulator handelt und die ein maschinelles räumliches Bewegen der Greifvorrichtung gestattet.
Die Handhabungsvorrichtung kann mit nur einer einzigen Greifvorrichtung oder mit mehreren Greifvorrichtungen ausgestattet sein. Mehrere Greifvorrichtungen sind bevorzugt quer zu ihrer Hochachse unter gegenaeitigem Abstand verteilt angeordnet. Mehrere Greifvorrichtungen können einheitlich an ein und derselben Positioniereinheit angebracht sein. Mehrere Greifvorrichtungen empfehlen sich insbesondere zur Handhabung sehr großflächiger formlabiler Flachobjekte, beispielsweise von Textilbahnen oder Folienbahnen. Hierbei kann das großflächige Flachobjekt mittels der mehreren Greifvorrichtungen zum anschließenden Transport an mehreren Stellen gleichzeitig festgehalten werden. Die Handhabungsvorrichtung hat zweckmäßigerweise ein Grundgestell, an dem die mehreren Greifvorrichtungen mit gegenseitig veränderbarem Abstand angebracht sind, sodass eine Anpassung an die Grundfläche des handzuhabenden Flachobjektes möglich ist. Das Grundgestell kann eine Befestigungsschnittstelle zur Anbringung an einer Positioniereinheit aufweisen.
Die Handhabungsvorrichtung ist zweckmäßigerweise mit einer elektronischen Steuereinrichtung ausgestattet, mit der sich der Betrieb der mindestens einen Greifvorrichtung und deren Bestandteile steuern und insbesondere auch automatisieren lässt.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:

1 eine bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Handhabungsvorrichtung in einer perspektivischen Ansicht, wobei eine bevorzugte Bauform einer Greifvorrichtung im an einer nur strichpunktiert angedeuteten Positioniereinheit befestigten Zustand illustriert ist,
2 die Greifvorrichtung aus 1 in einer Seitenansicht mit Blickrichtung gemäß Pfeil II aus 1,
3 eine Draufsicht der Greifvorrichtung mit Blickrichtung gemäß Pfeil III aus 1,
4 eine Unteransicht der Greifvorrichtung mit Blickrichtung gemäß Pfeil IV aus 1,
5 eine Vorderansicht der Greifvorrichtung mit Blickrichtung gemäß Pfeil V aus 1 und 2,
6 eine Rückansicht der Greifvorrichtung mit Blickrichtung gemäß Pfeil VI aus 1 und 2,
7 einen Schnitt durch die Greifvorrichtung parallel zu einer Hochachse der Greifvorrichtung gemäß Schnittebene VII-VII aus 2 und 9,
8 einen weiteren Schnitt durch die Greifvorrichtung in einer zur Hochachse rechtwinkeligen Schnittebene VIII-VIII aus 6,
9 einen Schnitt durch die Greifvorrichtung in einer zur Hochachse parallelen Schnittebene IX-IX aus 6, die bezüglich der Schnittebene der 7 senkrecht verläuft, und
10 bis 14 in einer der 7 entsprechenden Schnittdarstellung mehrere Betriebsphasen der Greifvorrichtung beim Ergreifen eines oder mehrerer Flachobjekte.

In der Zeichnung ist eine Handhabungsvorrichtung 1 gezeigt, die verwendbar ist, um ein oder mehrere Flachobjekte 2 zwischen einem Ausgangsort und einem Zielort umzupositionieren. Die Flachobjekte 2 haben formlabile, beziehungsweise mit anderen Worten biegeschlaffe Eigenschaften, die beispielsweise bei Lagen von Textilien oder bei Kunststofffolien oder bei dünnen Gummimatten anzutreffen sind. Die Flachobjekte 2 sind Objekte mit flächenhafter Ausdehnung und mit quer zu ihrer Ausdehnungsebene relativ geringer Dicke.
Das jeweils umzupositionierende Flachobjekt 2 wird am Ausgangsort beispielsweise durch eine Bereitstellungsvorrichtung 3 beliebiger Art zu seiner Umpositionierung bereitgestellt. Im einfachsten Fall handelt es sich bei der Bereitstellungsvorrichtung 3 um eine Unterlage, wie beispielsweise einen Tisch. Die Bereitstellungsvorrichtung 3 kann Bestandteil einer Fertigungsmaschine sein, durch die die Flachobjekte 2 in mit einer Wunschkontur zugeschnittener Form bereitgestellt werden.
Als Hauptkomponente enthält die Handhabungsvorrichtung 1 mindestens eine Greifvorrichtung 4, wobei die illustrierte Handhabungsvorrichtung 1 mit genau einer solchen Greifvorrichtung 4 ausgestattet ist. Komplexere Bauformen der Handhabungsvorrichtung 1 enthalten mehrere Greifvorrichtungen 4 in einer bedarfsgemäßen Verteilung, wobei es vorteilhaft ist, wenn sämtliche Greifvorrichtungen 4 in einer Arbeitsebene verteilt platziert sind. Eine solche Handhabungsvorrichtung 1 ist zweckmäßigerweise mit Verstellmitteln ausgestattet, die es ermöglichen, die Relativposition zwischen den mehreren Greifvorrichtungen 4 zu verändern und in unterschiedlichem Muster lösbar zu fixieren.
Bei ihrem bestimmungsgemäßen Gebrauch ist die beispielhafte Greifvorrichtung 1 an einer nur schematisch strichpunktiert angedeuteten Positioniereinheit 5 befestigt, die zweckmäßigerweise ebenfalls einen Bestandteil der Handhabungsvorrichtung 1 bildet, durchaus aber auch als eine externe Komponente zur Verfügung stehen kann. Die Greifvorrichtung 4 hat eine Befestigungsschnittstelle 6, die beispielsweise als ein zur Schraubbefestigung an der Positioniereinheit 5 geeigneter Befestigungsflansch ausgebildet ist.
Bei der Positioniereinheit 5 handelt es sich beispielsweise um einen Roboter beziehungsweise um einen beweglichen Roboterarm. Die Positioniereinheit 5 ist beispielsweise elektrisch und/oder mittels Fluidkraft angetrieben. Durch entsprechende Ansteuerung der Positioniereinheit 5 kann die Greifvorrichtung 4 unter Ausführung einer Handhabungsbewegung nach Bedarf im Raum bewegt werden. Bei der Handhabungsbewegung handelt es sich bevorzugt um eine dreidimensionale Bewegung, wenngleich auch beliebige andere Bewegungsfreiheitsgrade zur Verfügung gestellt sein können.
Die Greifvorrichtung 4 hat eine imaginäre Hochachse 9, deren Achsrichtung 9a im Folgenden auch als Höhenrichtung 9a bezeichnet wird. Die Hochachse 9 erstreckt sich zwischen einer Oberseite 18 und einer Unterseite 13 der Greifvorrichtung 4. Die 3 zeigt einen Blick auf die Oberseite 18 und die 4 einen Blick auf die Unterseite 13. Bei einer zwar nicht ausschließlichen, jedoch üblichen Betriebsweise ist die Hochachse 9 vertikal ausgerichtet.
Die Greifvorrichtung 4 hat ferner eine zu der Hochachse 9 rechtwinkelige Längsachse 8, die sich zwischen einer Vorderseite 15 und einer Rückseite 16 der Greifvorrichtung 4 erstreckt, wobei die 5 einen Blick auf die Vorderseite 15 und die 6 einen Blick auf die Rückseite 16 der Greifvorrichtung 4 bietet.
Eine imaginäre Querachse 10 der Greifvorrichtung 4 verläuft orthogonal zu sowohl der Längsachse 8 als auch der Hochachse 9 und erstreckt sich zwischen zwei einander entgegengesetzten seitlichen Vorrichtungsbereichen 7a, 7b.
Die Greifvorrichtung 4 hat eine stabile und insbesondere starre Tragstruktur 14. Die optionale Befestigungsschnittstelle 6 ist an der Tragstruktur 14 und dort insbesondere an der Oberseite 18 ausgebildet.
An der Unterseite 13 hat die Tragstruktur 14 eine in der Höhenrichtung 9a nach unten weisende Anlagefläche 19. Exemplarisch ist sie rechteckig konturiert und erstreckt sich in einer zu der Hochachse 9 rechtwinkeligen Anlageebene 22. Bei der bestimmungsgemäßen Nutzung kann die Greifvorrichtung 4 mit der Anlagefläche 19 gemäß den Pfeilen 23 in 10 von oben her an ein umzupositionierendes formlabiles Flachobjekt 2 angesetzt werden. Das von der Anlagefläche 22 beaufschlagte Flachobjekt 2 stützt sich dabei seinerseits auf der Bereitstellungsvorrichtung 3 in vertikaler Richtung ab, sodass es zwischen der Anlagefläche 22 und der Bereitstellungsvorrichtung 2 reibschlüssig festgehalten und insbesondere festgeklemmt ist.
Die Greifvorrichtung 4 ist mit zwei Greifeinheiten 24a, 24b ausgestattet, die im Folgenden auch als erste und zweite Greifeinheiten 24a, 24b bezeichnet werden und die sich jeweils an einem der beiden seitlichen Vorrichtungsbereiche 7a, 7b befinden. Die beiden Greifeinheiten 24a, 24b sind in der Höhenrichtung 9a auf gleicher Höhe und in der Achsrichtung der Querachse 10 unter gegenseitigem Abstand nebeneinander angeordnet. Bevorzugt sind sie zumindest im Wesentlichen spiegelsymmetrisch zu einer von der Hochachse 9 und der Längsachse 8 aufgespannten Symmetrieebene ausgebildet.
Jede der beiden Greifeinheiten 24a, 24b definiert einen Klemmspalt 25, der eine der Unterseite 13 zugewandte Spaltöffnung 26 aufweist, die im Folgenden auch als Objekt-Einführöffnung 25 bezeichnet wird. Die beiden Objekt-Einführöffnungen 26 schließen sich jeweils in der im Folgenden auch als Querrichtung 10a bezeichneten Achsrichtung der Querachse 10 an einen der beiden äußeren Endabschnitte 19a, 19b der Anlagefläche 19 an, die den beiden seitlichen Vorrichtungsbereichen 7a, 7b zugeordnet sind. Jede Objekt-Einführöffnung 26 erstreckt sich vorzugsweise zumindest im Wesentlichen in der Anlageebene 22.
Jede Objekt-Einführöffnung 26 hat eine Längserstreckung parallel zu der Längsachse 8, die geringer ist als eine in der Querrichtung 10a gemessene Breite der betreffenden Objekt-Einführöffnung 26.
Jeder Klemmspalt 25 erstreckt sich in der im Folgenden auch als Längsrichtung 8a bezeichneten Achsrichtung der Längsachse 8 durchgehend von der Vorderseite 15 zu der Rückseite 16, wobei er sowohl an der Vorderseite 15 als auch an der Rückseite 16 durchgängig offen ist. Entsprechendes gilt für die Objekt-Einführöffnung 26, insbesondere schlitzförmig ausgebildet ist.
Jeder Klemmspalt 25 hat eine Spaltlängsachse 27, die in einer gemeinsamen Ebene mit der Hochachse 9 und zweckmäßigerweise auch der Querachse 10 verläuft und die sich ausgehend von der Objekt-Einführöffnung 26 bis zu einem inneren Spaltende 28 erstreckt, das näher bei der Oberseite 18 liegt als die Objekt-Einführöffnung 26. Jeder Klemmspalt 25 erstreckt sich in einer mit der Spaltlängsachse 26 zusammenfallenden Spaltebene 31, die parallel zu der Längsachse 8 ausgerichtet ist und die bezüglich der Hochachse 9 derart geneigt ist, dass sie sich auf ihrem Weg von der Objekt-Einführöffnung 26 zum inneren Spaltende 28 an die mittige Hochachse 9 der Greifvorrichtung 4 annähert. Mit anderen Worten sind die beiden Objekt-Einführöffnungen 26 bezogen auf die Querrichtung 10a in einem größeren Abstand zueinander angeordnet als die beiden inneren Spaltenden 28. Bevorzugt schließt jede Spaltebene 31 mit der Anlageebene 22 an der der Hochachse 9 zugewandten Innenseite einen spitzen Winkel ein.
Jeder Klemmspalt 25 ist einerseits von einer an der Tragstruktur 14 angeordneten oder ausgebildeten Klemmfläche 32 begrenzt, die insbesondere von einem dem seitlichen Vorrichtungsbereich 7a, 7b zugewandten Seitenflächenabschnitt der Tragstruktur 14 gebildet ist. Daraus resultiert zweckmäßigerweise eine aus den 5 bis 7 gut ersichtliche trapezförmige Gestalt eines der Unterseite 13 zugeordneten unteren Endabschnittes 33 der Tragstruktur 14. Die Außenkontur dieses unteren Endabschnittes 33 ist unten von der Anlagefläche 19 und an den Querseiten von den nach oben hin konvergierenden Klemmflächen 32 begrenzt. Jede Klemmfläche 32 ist bevorzugt eine ebene Fläche.
Jeder Klemmspalt 25 ist in einem der Klemmfläche 32 gegenüberliegenden Bereich von einem an der Tragstruktur 4 angeordneten Klemmarm 34 begrenzt, der ebenso wie die mit Abstand gegenüberliegende Klemmfläche 32 ein Bestandteil der zugeordneten Greifeinheit 24a, 24b ist.
Jeder Klemmarm 24 hat einen inneren Endabschnitt 35, der in einem in der Höhenrichtung 9a oberhalb des inneren Spaltendes 28 liegenden Bereich an der Tragstruktur 14 befestigt ist und sich ausgehend von dort mit einem bezüglich der Hochachse 9 geneigten Verlauf nach unten in Richtung zu der Unterseite 13 erstreckt und mit einem dem inneren Endabschnitt 35 entgegengesetzten äußeren Endabschnitt 36 frei endet. Die inneren Endabschnitte 35 der beiden Klemmarme 34 liegen somit näher beieinander als die beiden äußeren Endabschnitte 36.
Bevorzugt ist jeder Klemmarm 34 an der Tragstruktur 14 zur Ermöglichung einer durch Doppelpfeile angedeuteten Klemmarm-Schwenkbewegung 37 verschwenkbar gelagert. Die Schwenkachse 38 für die Klemmarm-Schwenkbewegung 37 verläuft in der Längsrichtung 8a der Greifvorrichtung 4. Die Schwenkachse 38 befindet sich bevorzugt im Bereich des inneren Endabschnittes 35 des Klemmarms 35. Bei der Klemmarm-Schwenkbewegung 37 verändert sich eine zwischen der Klemmfläche 32 und dem Klemmarm 34 gemessene Spalthöhe des Klemmspaltes 35.
Bevorzugt ist jeder Klemmarm 34 zwischen einer an die zugeordnete Klemmfläche 32 herangeschwenkten inneren Schwenk-Endstellung, die aus 13 ersichtlich ist und in der die Spalthöhe des Klemmspaltes 25 bevorzugt zumindest annähernd gleich Null ist, und einer ausgeschwenkten äußeren Schwenk-Endstellung, die aus 10 ersichtlich ist, relativ zu der Tragstruktur 14 verschwenkbar. In der äußeren Schwenk-Endstellung hat die Spalthöhe des Klemmspaltes 25 ein Maximum. Zumindest in allen von der inneren Schwenk-Endstellung abweichenden Schwenkstellungen des Klemmarmes 34 hat der Klemmspalt 25 zweckmäßigerweise einen sich ausgehend von der Objekt-Einführöffnung 26 zum inneren Spaltende 28 hin verjüngenden Verlauf.
Ein biegeschlaffes Flachobjekt 2 lässt sich mittels der Greifvorrichtung 4 festhalten und transportieren, indem in jedem der beiden Klemmspalte 25 einer von zwei Abschnitten 42 des Flachobjektes 2, die im Folgenden jeweils auch als Flachobjektabschnitt 42 bezeichnet werden, vorübergehend festgeklemmt wird. Der dazu verwendete Klemmmechanismus umfasst pro Greifeinheit 24a, 24b die fest an der Tragstruktur 14 angeordnete Klemmfläche 32 und den diesbezüglich schwenkbeweglichen Klemmarm 34. Das Festklemmen und folglich Festhalten eines Flachobjektabschnittes 42 resultiert daraus, dass der Klemmarm 34 ausgehend von einer Schwenkstellung, die von der inneren Schwenk-Endstellung abweicht und als Schwenk-Offenstellung bezeichnet wird, gemäß den Pfeilen 43 in Richtung der inneren Schwenk-Endstellung verschwenkt werden, bis die gewünschte Klemmkraft auf den im Klemmspalt 25 befindlichen Flachobjektabschnitt 42 ausgeübt wird. Die weiter oben erwähnte äußere Schwenk-Endstellung repräsentiert eine Schwenk-Offenstellung mit maximal aufgeweitetem Klemmspalt 25.
Eine besondere Ausgestaltung jedes Klemmarmes 34 ermöglicht es, den festzuhaltenden Flachobjektabschnitt 42 des umzupositionierenden Flachobjektes 2 durch die Objekt-Einführöffnung 26 hindurch in den Klemmspalt 25 hinein zu fördern. Diese besondere Ausgestaltung des Klemmarmes 34 beinhaltet eine Transportstruktur 44, die in der aus den 5, 10 bis 12 und 14 ersichtlichen Greifposition der Greifvorrichtung 4 gemäß den Pfeilen 47 in 11 an den über die Anlagefläche 19 vorstehenden Flachobjektabschnitt 42 des Flachobjektes 2 andrückbar ist und in diesem angedrückten Zustand durch eine Drehantriebseinrichtung 45 der Greifvorrichtung 4 zu einer in den 12 und 14 durch Pfeile angedeuteten umlaufenden Transportbewegung 46 antreibbar ist, durch die der beaufschlagte Flachobjektabschnitt 42 reibungsbedingt mitgenommen und durch die Objekt-Einführöffnung 26 hindurch gemäß den Pfeilen 48 in den 12 und 14 in den zugeordneten Klemmspalt 25 hineintransportiert wird. Da es sich bei der Transportbewegung 46 um eine Umlaufbewegung handelt, kann man auch sagen, dass dadurch der festzuhaltende Flachobjektabschnitt 42 in den benachbarten Klemmspalt 25 hineingewälzt wird.
Gemäß dem bevorzugten illustrierten Ausführungsbeispiel ist die Transportstruktur 44 ein Bestandteil einer Transporteinrichtung 49 des betreffenden Klemmarmes 34, die in beweglicher Weise an einem Armgrundkörper 52 des Klemmarmes 34 angeordnet ist, der zum Erhalt der Schwenkbeweglichkeit des Klemmarmes 34 an der Tragstruktur 14 verschwenkbar gelagert ist. Die obigen Ausführungen zur Schwenklagerung der Klemmarme 34 beziehen sich somit exemplarisch auf den jeweiligen Armgrundkörper 42.
Beispielhaft verfügt die Tragstruktur 14 an den beiden seitlichen Vorrichtungsbereichen 7a, 7b jeweils über zwei in der Querrichtung 10a abstehende und in der Längsrichtung 8a zueinander beabstandete Seitenwangen 53, zwischen die der zugeordnete Klemmarm 34 mit seinem inneren Endabschnitt 35 eintaucht und zwischen denen sich eine Lagerwelle 54 erstreckt, die auch den inneren Endabschnitt des Armgrundkörpers 52 in einer Weise durchsetzt, dass selbiger um die Lagerwelle 54 verschwenkbar ist, deren Längsachse beispielhaft die Schwenkachse 38 für die Klemmarm-Schwenkbewegung 37 definiert. Somit ist jeder Klemmarm 34 zur Ermöglichung der Klemmarm-Schwenkbewegung 37 über den zugeordneten Armgrundkörper 52 an der Tragstruktur 14 verschwenkbar gelagert.
Die Transporteinrichtung 49 hat eine Transportrollenanordnung 55 mit mehreren und exemplarisch drei Transportrollen 56, die jeweils um ihre Längsachse 57 verdrehbar am Armgrundkörper 52 gelagert sind, wobei sich ihre Längsachsen 57 parallel zur Längsachse 8 der Greifvorrichtung 4 erstrecken. Die mehreren Transportrollen 56 sind in der Achsrichtung der Spaltlängsachse 27 mit Abstand zueinander aufeinanderfolgend angeordnet. Die Transportstruktur 44 ist nur außen um die Transportrollenanordnung 55 herumgeschlungen, wobei eine dem inneren Endabschnitt 35 zugeordnete innere Transportrolle 56a ebenso wie eine dem äußeren Endabschnitt 36 zugeordnete äußere Transportrolle 56b als Umlenkrolle fungiert, während die dazwischen angeordnete mittlere Transportrolle 56b lediglich die Funktion einer Abstützrolle ausübt.
Bei einem nicht illustrierten Ausführungsbeispiel entfällt die mittlere Transportrolle 56c, während bei einem ebenfalls nicht illustrierten anderen Ausführungsbeispiel zwischen der inneren und der äußeren Transportrolle 56a, 56b mehrere mittlere Transportrollen 56c als Absützrollen angeordnet sind.
Eine der Transportrollen 56 pro Klemmarm 34, bei der es sich exemplarisch um die innere Transportrolle 56 handelt, fungiert als eine Antriebsrolle 58, die antriebsmäßig mit der Drehantriebseinrichtung 45 gekoppelt ist und die durch die Drehantriebseinrichtung 45 rotativ antreibbar ist, um die um die Transportrollenanordnung 55 umlaufende Transportbewegung 56 der Transportstruktur 44 zu erzeugen. Beispielhaft erfolgt die Übertragung einer Antriebskraft zwischen der Antriebsrolle 58 und der Transportstruktur 44 reibungsbedingt aufgrund einer gewissen Vorspannung, mit der die Transportstruktur 44 auf der Transportrollenanordnung 55 sitzt. Insbesondere in diesem Zusammenhang ist es von Vorteil, wenn die Transportstruktur 44, was auf das Ausführungsbeispiel zutrifft, aus einem Material mit gummielastischen Eigenschaften besteht und insbesondere aus einem Elastomermaterial besteht. Alternativ könnte die Transportstruktur 44 beispielsweise auch zahnriemenartig ausgebildet sein und mit einer außen verzahnten Antriebsrolle 58 in Eingriff stehen.
Die Handhabungsvorrichtung 1 ist zweckmäßigerweise mit einer elektronischen Steuereinrichtung 59 ausgestattet, an die die Drehantriebseinrichtung 45 angeschlossen ist, um die Transportbewegung 46 oder bedarfsgemäß das Stoppen der Transportbewegung 46 hervorzurufen. Die Transportbewegung 46 ist bevorzugt bidirektional hervorrufbar.
Die Greifvorrichtung 4 ist zweckmäßigerweise mit einer Schwenkantriebseinrichtung 62 ausgestattet, durch die die Klemmarm-Schwenkbewegung 37 hervorrufbar ist und durch die jeder Klemmarm 34 zweckmäßigerweise in den weiter oben schon erwähnten unterschiedlichen Schwenkstellungen positionierbar ist. Auch die Schwenkantriebseinrichtung 62 ist zweckmäßigerweise an die elektronische Steuereinrichtung 59 angeschlossen, durch die die Klemmarm-Schwenkbewegung 37 und die schwenkwinkelmäßige Positionierung der Klemmarme 34 steuerbar ist.
Die Transportstruktur 44 jedes Klemmarms 34 hat im Bereich des äußeren Endabschnittes 36 einen in der Höhenrichtung 9a nach unten weisendem Abschnitt, der im Folgenden als Transport-Initialisierungsabschnitt 63 bezeichnet wird und bei dem es sich insbesondere um denjenigen Abschnitt der Transportstruktur 44 handelt, der unabhängig von der Schwenkposition des Klemmarmes 34 höhenmäßig die tiefste Position der Transportstruktur 44 definiert. Es handelt sich dabei um denjenigen Abstand der Transportstruktur 44, der bei dem gemäß den Pfeilen 47 erfolgenden Abwärtsschwenken der Klemmarme 34 den ersten Kontakt zwischen der Transportstruktur 44 und dem zugeordneten Flachobjektabschnitt 42 herstellt. Beispielhaft ist der Transport-Initialisierungsabschnitt 63 von demjenigen Längenabschnitt der Transportstruktur 44 gebildet, der momentan die der Objekt-Einführöffnung 26 zugeordnete äußere Transportrolle 56b umschlingt und der im Folgenden zur besseren Unterscheidung auch als Umschlingungsabschnitt bezeichnet wird.
Bevorzugt ist der Transport-Initialisierungsabschnitt 63 von demjenigen Endbereich des Umschlingungsabschnittes der Transportstruktur 44 gebildet, der momentan in den im Folgenden als Transporttrum 64 bezeichneten Trum der Transportstruktur 44 übergeht, der den Klemmspalt 25 begrenzt.
Durch den Kontakt des Transport-Initialisierungsabschnittes 63 mit dem Flachobjekt 2 beginnt der durch die Pfeile 48 angedeutete Vorgang des Hineintransportierens beziehungsweise Hineinwälzens des Flachobjektabschnittes 42 in den zugeordneten Klemmspalt 25.
Bei einem bevorzugten Verfahren zum Betreiben der Handhabungsvorrichtung 1 werden zunächst mehrere Lagen von Flachobjekten 2 unter Bildung eines Flachobjektstapels 65 auf einer Bereitstellungsvorrichtung 3 abgelegt, wie dies in 10 illustriert ist. Sodann wird gemäß den Pfeilen 23 die Greifvorrichtung 4 mit ihrer Anlagefläche 19 voraus auf den Flachobjektstapel 65 abgesenkt, bis die Anlagefläche 19 auf den obersten Flachobjekt 2 des Flachobjektstapels 65 aufsitzt. Die beiden Klemmarme 34 befinden sich dabei in der äußeren Schwenk-Endstellung.
Hieran anschließend werden entsprechend der Illustration in 11 die beiden Klemmarme 34 durch die Schwenkantriebseinrichtung 62 zu einer Klemmarm-Schwenkbewegung 37 angetrieben, durch die sie gemäß den Pfeilen 47 abgesenkt werden, bis die Transportstruktur 44 mit dem Transport-Initialisierungsabschnitt 63 an den über die Anlagefläche 19 hinausragenden Flachobjektabschnitt 42 angedrückt ist.
Anschließend werden die Transportstrukturen 44 der beiden Klemmarme 34 durch die Drehantriebseinrichtung 45 zu der Transportbewegung 46 angetrieben, bei der sie um die jeweils zugeordnete Transportrollenanordnung 56 umlaufen. Bei dieser in 12 illustrierten Betriebsphase werden die Flachobjektabschnitte 42 von der im Bereich des Transport-Initialisierungsabschnittes 63 anliegenden Transportstruktur 44 reibungsbedingt mitgenommen und im Rahmen eines Umfaltvorganges in den zugeordneten Klemmspalt 25 hineinbewegt, wie dies durch die Pfeile 48 illustriert ist. Die Spalthöhe des Klemmspaltes 25 ist in dieser Betriebsphase üblicherweise noch größer als die Dicke des Flachobjektabschnittes 42, gleichwohl gibt es einen Kontakt zwischen dem instabilen Objektmaterial und dem Transporttum 63, sodass der Flachobjektabschnitt 42 zuverlässig ausreichend weit in den Klemmspalt 25 hineinbefördert wird.
Zweckmäßigerweise wird durch die Schwenkantriebseinrichtung 62 eine ständige, in der Richtung der inneren Schwenk-Endstellung wirkende Antriebskraft auf die Klemmarme 34 ausgeübt. Dies hat zur Folge, dass sich die Spalthöhe der Klemmspalte 25 in dem Moment verringert, in dem der Flachobjektabschnitt 42 den Einflussbereich des Transport-Initialisierungsabschnittes 63 verlassen hat. Die Klemmarme 34 werden dann weiter nach unten geschwenkt, bis sie mit ihrem Transport-Initialisierungsabschnitt 63 auf dem Flachobjektabschnitten 42 des darunterliegenden Flachobjektes 2 des Flachobjektstapels 65 zur Anlage gelangen.
Soll nur ein einziges Flachobjekt 2 aufgenommen werden, wird durch die Steuereinrichtung 59 die Transportbewegung 46 gestoppt, sobald der Flachobjektabschnitt 42 in den zugeordneten Klemmspalt 25 hineingewälzt wurde. Anschließend wird dann die Greifvorrichtung 4 gemäß den Pfeilen 66 in 13 von den verbliebenen Flachobjekten 8 des Flachobjektstapels 65 abgehoben, wobei gleichzeitig die Klemmarme 34 gemäß den Pfeilen 43 in Richtung der inneren Schwenk-Endstellung verschwenkt werden, bis die in den Klemmspalten 25 befindlichen Flachobjektabschnitte 42 festgeklemmt sind.
Nun kann die Greifvorrichtung 4 zusammen mit dem von ihr festgehaltenen Flachobjekt 2 zur gewünschten Zielposition verlagert werden.
An der Zielposition wird das bis dahin festgehaltene Flachobjekt 2 aus der Klemmung freigegeben, sodass es nach unten aus der Greifvorrichtung 4 herausfällt. Hierzu werden die Klemmarme 34 durch entsprechende Ansteuerung der Schwenkantriebseinrichtung 62 in der Richtung der äußeren Schwenk-Endstellung verschwenkt, wodurch die Klemmspalte 25 aufgeweitet werden. Das Ablegen des Flachobjektes 2 kann bei Bedarf noch dadurch unterstützt werden, dass die Transportstrukturen 44 durch die Drehantriebseinrichtung 45 zu einer Transportbewegung 46 angetrieben werden, die entgegengesetzt zu derjenigen gerichtet ist, die das Hineinbefördern der Flachobjektabschnitte 42 in die Klemmspalte 25 verursacht hatte.
Das Ablegen des Flachobjekts 2 am Zielort kann auch allein durch die reversierende Transportbewegung 46 und ohne begleitendes Aufweiten der Klemmspalte 25 hervorgerufen werden.
Die das Hineinfördern der Flachobjektabschnitte 42 in die Klemmspalte 25 bewirkende Umlaufbewegung 46 gemäß 12 kann gestartet werden, nachdem die Transportstruktur 44 an den Flachobjektabschnitt 42 angedrückt wurde oder auch schon vorher, sodass schon im Moment des Ansetzens eine Transportkraft auf den Flachobjektabschnitt 42 ausgeübt wird.
Wenn durch die Greifvorrichtung 4 mehrere Flachobjekte 2 des Flachobjektstapels 65 gleichzeitig gemeinsam umpositioniert werden sollen, wird die in 12 illustrierte Betriebsphase so lange wiederholt, bis die Flachobjektabschnitte 42 der gewünschten Anzahl von Flachobjekten 2 nacheinander in die Klemmspalte 25 hineingewälzt wurden. Dieser Verfahrensablauf ist in 14 illustriert. Die 14 zeigt, wie die Flachobjektabschnitte 42 des obersten Flachobjektes 2 bereits vollständig in die Klemmspalte 25 hineinbewegt wurden und wie momentan Flachobjektabschnitte 42 des darunterliegenden Flachobjekts 2 ebenfalls in die Klemmspalte 25 hineingewälzt werden.
Sobald die Flachobjektabschnitte 42 sämtlicher gemeinsam umzupositionierender Flachobjekte 2 in die Klemmspalte 25 hineinbewegt sind, schließt sich der in 13 illustrierte abschließende Vorgang an, bei dem nun sämtliche in jeweiligen Klemmspalt 25 befindlichen Flachobjektabschnitte 42 gemeinsam festgeklemmt werden, sodass mehrere Flachobjekte 2 zur Umpositionierung an eine Zielposition an der Greifvorrichtung 4 festgehalten sind.
Wie insbesondere aus der 13 deutlich wird, ist jeder Klemmarm 34 zweckmäßigerweise im Rahmen der Klemmarm-Schwenkbewegung 37 so weit nach unten schwenkbar, dass der äußere Endabschnitt 36 einschließlich des dort befindlichen Transport-Initialisierungsabschnittes 63 eine Position einnimmt, die in der Höhenrichtung 9a tiefer liegt als die Anlagefläche 19 oder deren Anlageebene 22. Auf diese Weise kann der Klemmarm 34 sehr nahe an die zugeordnete Klemmfläche 32 herangeschwenkt werden, insbesondere sogar bis zur Anlage an dieser Klemmfläche 32, was eine sichere Klemmfunktion selbst bei sehr dünnen Flachobjekten 2 gewährleistet. Außerdem gewährleistet dies die anhand der 14 erläuterte Stapelverarbeitung aufeinandergestapelter Flachobjekte 2.
Die gleichen Verfahrensabläufe sind mit einer Greifvorrichtung 4 durchführbar, die über nur eine einzige Greifeinheit 24a oder 24b verfügt. Eine solche einfach wirkende Greifvorrichtung 4 kann man sich im Vergleich zu der bisher beschriebenen doppelwirkenden Greifvorrichtung 4 dadurch gebildet vorstellen, dass bezogen auf die 5 der links der strichpunktierten Linie 67 befindliche Bestandteil der Greifvorrichtung 4 einschließlich aller beweglichen Komponenten der dort abgebildeten ersten Greifeinheit 24a entfallen.
Die illustrierte Handhabungsvorrichtung 1 ist mit einer bevorzugten Ausgestaltung einer Schwenkantriebseinrichtung 62 ausgestattet. Diese Schwenkantriebseinrichtung 62 enthält eine an der Tragstruktur 14 angeordnete Linearantriebseinheit 68 und ein Verzahnungsgetriebe 69, durch das die Linearantriebseinheit 68 zur Erzeugung der Klemmarm-Schwenkbewegung 37 kraftübertragend mit dem Klemmarm 34 jeder Greifeinheit 24a, 24b gekoppelt ist. Zweckmäßigerweise sind alle Komponenten der Schwenkantriebseinrichtung 62 an der Vorderseite 15 der Greifvorrichtung 4 angeordnet.
Die Linearantriebseinheit 68 hat beispielhaft einen Antriebsmotor 72, der ein Motorgehäuse 73 aufweist, über das er vorne an der Tragstruktur 14 befestigt ist, insbesondere in einem Bereich, der in der Höhenrichtung 9a höher liegt als die beiden Klemmarme 34. Die Linearantriebseinheit 68 hat ferner ein durch den Antriebsmotor 72 zu einer durch einen Doppelpfeil angedeuteten linearen Antriebsbewegung 74 antreibbares Antriebsglied 75, das bevorzugt an einer vorne an der Tragstruktur 14 angebrachten Linearführungseinrichtung 76 linear verschiebbar geführt ist.
Die Linearantriebseinheit 68 ist so ausgebildet, dass die Bewegungsrichtung der linearen Antriebsbewegung 74 mit der Höhenrichtung 9a zusammenfällt. Das Antriebsglied 75 befindet sich zweckmäßigerweise in der Höhenrichtung 9a unterhalb des Antriebsmotors 72, mit dem es über ein Antriebselement 76 bewegungsgekoppelt ist. Beispielhaft handelt es sich bei dem Antriebselement 76 um eine rotativ antreibbare Motorwelle, die über einen mit dem Antriebsglied 75 in Gewindeeingriff stehenden Gewindeabschnitt verfügt, sodass eine durch den Antriebsmotor 72 hervorrufbare Rotation des Antriebselementes 76 die lineare Antriebsbewegung 74 des bezüglich der Tragstruktur 14 verdrehgesicherten Antriebsgliedes 75 zur Folge hat. Der Antriebsmotor 72 ist in diesem Fall insbesondere ein Elektromotor und bevorzugt ein Servomotor, der bei Bedarf eine exakte Einstellung der Drehposition des Antriebselementes 76 und somit der Linearposition des Antriebsgliedes 75 ermöglicht.
Alternativ kann der Antriebsmotor 72 auch ein Fluidmotor sein, beispielsweise ein pneumatischer Linearantrieb, in welchem Fall das Antriebselement 76 eine linear verschiebbare Kolbenstange ist, die an dem Antriebsglied 75 angreift.
Über eine bevorzugt am Motorgehäuse 73 des Antriebsmotors 72 angeordnete elektromechanische Schnittstelleneinrichtung 77 ist der Antriebsmotor 72 zu seiner elektrischen Ansteuerung mit der elektronischen Steuereinrichtung 59 verbindbar oder verbunden.
Das Antriebsglied 75 weist für jede Greifeinheit 24a, 24b eine zu dem Verzahnungsgetriebe 69 gehörende zahnstangenartige Antriebsverzahnung 78a, 78b auf, die sich in der Höhenrichtung 9a erstreckt. Diese beiden Antriebsverzahnungen 78a, 78b sind bevorzugt an in der Querrichtung 10a einander entgegengesetzten Längsseiten des Antriebsgliedes 75 angeordnet.
Jede Greifeinheit 24a, 24b hat einen Schwenkhebel 81, der an der Tragstruktur 14 diesbezüglich um eine Schwenkachse 82 verschwenkbar gelagert ist, die bevorzugt mit der Schwenkachse 38 des zugeordneten Klemmarms 34 zusammenfällt. Beispielhaft ist dies dadurch realisiert, dass die Lagerwelle 54 die zugeordnete Seitenwange 53 durchsetzt und diesbezüglich an der Rückseite 15 mit einem Wellenendabschnitt vorsteht, auf den der Schwenkhebel 81 in schwenkbeweglicher Weise aufgesteckt ist.
Jeder Schwenkhebel 81 hat einen Antriebshebelarm 83, an dem eine dem Antriebsglied 75 zugewandte, konvex bogenförmige Abtriebsverzahnung 84a, 84b ausgebildet ist, die mit der zugewandten zahnstangenartigen Antriebsverzahnung 87a, 87b des Antriebsgliedes 75 in ständigem Verzahnungseingriff steht.
Wenn sich das Antriebsglied 75 in der Höhenrichtung 9a auf oder ab bewegt, machen die Antriebsverzahnungen 87a, 87b die Linearbewegung mit, wobei sich die jeweils zugeordnete Abtriebsverzahnung 84a, 84b daran abwälzt, sodass der Schwenkhebel 81 um die Schwenkachse 82 verschwenkt wird.
Jeder Schwenkhebel 81 hat zusätzlich zu dem Antriebshebelarm 83 einen Abtriebshebelarm 85, der in einem bezüglich der Schwenkachse 38 radialen Abstand mit dem Armgrundkörper 52 des zugeordneten Klemmarmes 34 in einer Weise verbunden ist, dass der Armgrundkörper 52 und somit der gesamte Klemmarm 34 die Schwenkbewegung des Schwenkhebels 81 mitmacht und somit selbst eine Schwenkbewegung ausführt, bei der es sich um die weiter oben schon erläuterte Klemmarm-Schwenkbewegung 37 handelt. Bevorzugt ist diese Mitnahmeverbindung dadurch realisiert, dass der Klemmarm 34 einen an der Rückseite 15 in der Längsrichtung 8a abstehenden Mitnehmerfortsatz 86 hat, der beabstandet zu der Schwenkachse 82 an dem Abtriebshebelarm 85 fixiert ist und beispielsweise in den Abtriebshebelarm 85 eingesteckt ist.
Bei dem illustrierten Ausführungsbeispiel ist der Mitnehmerfortsatz 86 vom Endabschnitt einer Lagerwelle 87 des Klemmarms 34 gebildet, die zur Drehlagerung der mittleren Transportrolle 56c genutzt wird. Zweckmäßigerweise durchsetzt diese Lagerwelle 87 beide zugeordneten Seitenwangen 53 durch ein in der jeweiligen Seitenwange 53 ausgebildeten bogenförmiges Langloch 88 hindurch.
Die für die Erzeugung der um die Transportrollenanordnung 56 umlaufenden Transportbewegung 46 der Transportstruktur 44 verantwortliche Drehantriebseinrichtung 45 enthält als Antriebsquelle eine an der Tragstruktur 14 fixierte und bevorzugt im Innern der Tragstruktur 14 angeordnete Drehantriebseinheit 91. Ferner enthält die Drehantriebseinrichtung 45 zweckmäßigerweise ein Getriebe 92, durch das die Drehantriebseinheit 91 antriebsmäßig mit der Transportstruktur 44 jedes vorhandenen Klemmarmes 34 gekoppelt ist. Das Getriebe 92 ist beispielhaft außerhalb der Tragstruktur 44 angeordnet und befindet sich insbesondere an deren Rückseite 16.
Bevorzugt enthält die Drehantriebseinheit 91 einen Elektromotor 93 mit einer zu einer rotativen Antriebsbewegung 96 antreibbaren Antriebswelle 94, die an der Rückseite 16 über die Tragstruktur 14 vorsteht und dort ein Antriebszahnrad 95 des exemplarisch als Zahnradgetriebe ausgebildeten Getriebes 92 trägt. Das Antriebszahnrad 95 führt gemeinsam mit der Antriebswelle 94 die durch einen Doppelpfeil angedeutete rotative Antriebsbewegung 96 in der gewünschten Drehrichtung aus.
Bei jedem Klemmarm 34 ist die bevorzugt von der inneren Transportrolle 56 gebildete Antriebsrolle 58 mit der sie durchsetzenden Lagerwelle 54 drehfest verbunden, wobei auf einem an der Vorderseite 15 über die dort befindliche Seitenwange 53 hinausragenden Endabschnitt der Lagerwelle 54 ein Abtriebszahnrad 97 des Getriebes 92 drehfest angeordnet ist. Die beiden Abtriebszahnräder 97 sind getriebemäßig derart mit dem Antriebszahnrad 95 verbunden, dass bei einer Rotation des Antriebszahnrades 95 gleichzeitig beide Abtriebszahnräder 97 in Rotation versetzt werden, und zwar derart, dass die einem Klemmspalt 34 zugewandten Abschnitte beider Transportstrukturen 44, exemplarisch also die beiden Transporttrume 64, gleichgerichtet bewegt werden, also je nach Drehrichtung des Antriebszahnrades 95 entweder in Richtung zum inneren Spaltende 28 oder in Richtung zur Objekt-Einführöffnung 26. Auf diese Weise ist ein synchroner gleichwirkender Betrieb der beiden Greifeinheiten 24a, 24b möglich, bei dem die beiden Greifeinheiten 24a, 24b gleichzeitig entweder im Sinne eines Ergreifens oder im Sinne eines Lösens eines Flachobjektabschnittes 42 wirksam sind.
Zur Realisierung dieser Funktionalität enthält das Getriebe 92 bevorzugt eine Mehrzahl von Zwischenzahnrädern 98, die in der aus 6 gut ersichtlichen Weise zwischen das Antriebszahnrad 95 und jeweils eines der beiden Abtriebszahnräder 97 zwischengeschaltet sind. Diese Zwischenzahnräder 98 gewährleisten auch auf einfache Weise, dass während der Klemmarm-Schwenkbewegung 37 und in jeder Schwenkstellung der Klemmarme 34 eine ununterbrochene Drehantriebsverbindung zwischen dem Antriebszahnrad 95 und den beiden Abtriebszahnrädern 97 gegeben ist.
Über die oben erwähnte elektromechanische Schnittstelleneinrichtung 77 ist zweckmäßigerweise auch der Antriebsmotor 91 der Drehantriebseinheit 91 zu seiner elektrischen Ansteuerung mit der elektronischen Steuereinrichtung 59 verbindbar oder verbunden.
Es ist vorteilhaft, wenn die Transportstruktur 44 entsprechend des illustrierten Ausführungsbeispieles aus einer Mehrzahl jeweils ringförmig in sich geschlossener biegeflexibler Strangelemente 99 besteht, die quer zu einer Armlängsachse 101 des jeweiligen Klemmarmes mit gegenseitigem Abstand nebeneinander angeordnet sind. Die Armlängsachse 101 verläuft zwischen dem inneren und äußeren Endabschnitt 35, 36 des Klemmarmes 34 in einer von der Hochachse 9 und der Querachse 10 aufgespannten Ebene. Jedes Strangelement 99 umschließt die zugeordnete Transportrollenanordnung 55. Bevorzugt sind die Strangelemente 99 nicht nur biegeflexibel, sondern auch gummielastisch, wobei sie unter Vorspannung auf der Transportrollenanordnung 55 sitzen.
Exemplarisch hat der Strangkörper jedes Strangelementes 99 einen kreisförmigen Querschnitt, insbesondere vergleichbar einem sogenannten O-Ring. Jede Transportrolle 56 hat an ihrem Außenumfang zweckmäßigerweise eine der Anzahl der Strangelemente 99 entsprechende Anzahl von Ringnuten, die in der Längsrichtung der jeweiligen Transportrolle 56 aufeinanderfolgend angeordnet sind und die jeweils eines der Strangelemente 99 partiell aufnehmen, sodass es bei der umlaufenden Transportbewegung 46 exakt geführt ist.
Bei einer nicht illustrierten Ausführungsform sind die mehreren Strangelemente 99 bandförmig ausgebildet mit insbesondere einem im Querschnitt rechteckigen Strangkörper.
Bei einem ebenfalls nicht illustrierten Ausführungsbeispiel besteht die Transportstruktur 44 aus einem einzigen ringförmig in sich geschlossenen Strangelement 99, das bandförmig ausgebildet ist, sodass man die Transportstruktur 44 als einheitliches Transportband bezeichnen kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102018216393 A1 [0002]

Claims

Handhabungsvorrichtung zum Umpositionieren von formlabilen Flachobjekten (2), mit mindestens einer im Raum bewegbaren, eine mittige imaginäre Hochachse (9) aufweisenden Greifvorrichtung (4), die mindestens eine ein lösbares Ergreifen und Festhalten von Flachobjekten (2) gestattende Greifeinheit (24a, 24b) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Greifvorrichtung über eine Tragstruktur (14) verfügt, die an einer Unterseite (13) der Greifvorrichtung (4) mit einer in der Achsrichtung der Hochachse (9) nach unten weisenden Anlagefläche (19) versehen ist, mit der die Greifvorrichtung (4) zur Einnahme einer Greifposition an ein zu ergreifendes Flachobjekt (2) ansetzbar ist, und dass die mindestens eine Greifeinheit (24a, 24b) einen sich zwischen einer Klemmfläche (32) der Tragstruktur (14) und einem an der Tragstruktur (14) angeordneten Klemmarm (34) erstreckenden Klemmspalt (25) aufweist, der mit einer Objekt-Einführöffnung (26) zur Unterseite (13) der Greifvorrichtung (4) hin offen ist und in dem ein Flachobjektabschnitt (42) des umzupositionierenden Flachobjektes (2) lösbar festklemmbar ist, wobei der Klemmarm (34) über eine Transportstruktur (44) verfügt, die in der Greifposition der Greifvorrichtung (4) an das zu ergreifende Flachobjekt (2) andrückbar und durch eine Drehantriebseinrichtung zu einer umlaufenden Transportbewegung (46) antreibbar ist, mittels derer ein von ihr beaufschlagter Flachobjektabschnitt (42) reibungsbedingt durch die Objekt-Einführöffnung (26) hindurch in den Klemmspalt (25) hineintransportierbar ist.
Handhabungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportstruktur (44) aus einem Material mit gummielastischen Eigenschaften und zweckmäßigerweise aus einem Elastomermaterial besteht.
Handhabungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Anlagefläche (19) in einer zur Hochachse (9) der Greifvorrichtung (4) rechtwinkeligen Anlageebene (22) erstreckt.
Handhabungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Klemmspalt (25) in einer Spaltebene (31) erstreckt, die bezüglich der Hochachse (9) derart geneigt ist, dass ein in der Achsrichtung einer zur Hochachse (9) senkrechten Querachse (10) gemessener Querabstand zwischen dem Klemmspalt (25) und der Hochachse (9) zur Unterseite (13) der Greifvorrichtung (4) hin größer wird.
Handhabungsvorrichtung nach Anspruch 4 in Verbindung mit Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlageebene (22) und die Spaltebene (31) einen spitzen Winkel einschließen.
Handhabungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Klemmarm (34) der mindestens einen Greifeinheit (24a, 24b) schwenkbeweglich an der Tragstruktur (14) angeordnet ist und bezüglich der Tragstruktur (14) eine Klemmarm-Schwenkbewegung (27) ausführen kann, bei der sich die Höhenposition eines an ein zu ergreifendes Flachobjekt (2) andrückbaren Transport-Initialisierungsabschnittes (63) der Transportstruktur (44) und gleichzeitig eine zwischen der Klemmfläche (32) und dem Klemmarm (34) gemessenen Spalthöhe des Klemmspaltes (25) verändert.
Handhabungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Greifvorrichtung (4) eine Schwenkantriebseinrichtung (62) zum Hervorrufen der Klemmarm-Schwenkbewegung (37) und zur Positionierung des Klemmarmes (34) in bezüglich der Tragstruktur (14) unterschiedlichen Schwenkpositionen aufweist.
Handhabungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkantriebseinrichtung (62) eine an der Tragstruktur (14) angeordnete, zweckmäßigerweise motorisch ausgebildete Linearantriebseinheit (68) aufweist, die über ein Verzahnungsgetriebe (69) mit dem Klemmarm (34) gekoppelt ist.
Handhabungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Linearantriebseinheit (68) über ein zu einer linearen Antriebsbewegung (74) in der Achsrichtung der Hochachse (9) antreibbares Antriebsglied (75) verfügt, das eine zahnstangenartige Antriebsverzahnung (78a, 78b) des Verzahnungsgetriebes (69) aufweist, die mit einer am Klemmarm (34) angeordneten bogenförmigen Abtriebsverzahnung (84a, 84b) des Verzahnungsgetriebes (69) in Verzahnungseingriff steht, sodass abhängig von der Bewegungsrichtung der linearen Antriebsbewegung (74) des Antriebsgliedes (75) eine Klemmarm-Schwenkbewegung (37) des Klemmarmes (34) im oder entgegen dem Uhrzeigersinn hervorrufbar ist.
Handhabungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorgänge zum Klemmen und wieder Loslassen des im Klemmspalt (25) befindlichen Flachobjektabschnittes (42) durch die Klemmarm-Schwenkbewegung (37) des Klemmarmes (34) und die daraus resultierende Veränderung der Spalthöhe des Klemmspaltes (25) hervorrufbar ist.
Handhabungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Klemmarm (34) mittels der Klemmarm-Schwenkbewegung (37) so weit nach unten schwenkbar ist, dass der Transport-Initialisierungsabschnitt (63) der Transportstruktur (44) in der Achsrichtung der Hochachse (9) tiefer liegt als die Anlagefläche (19) der Tragstruktur (14) .
Handhabungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportstruktur (44) zu einer Transporteinrichtung (49) des Klemmarmes (34) gehört, die an einem mit der Tragstruktur (14) verbundenen Armgrundkörper (52) des Klemmarmes (34) diesbezüglich beweglich angeordnet ist.
Handhabungsvorrichtung nach Anspruch 12 in Verbindung mit einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Klemmarm (34) zur Ermöglichung der Klemmarm-Schwenkbewegung (37) über den Armgrundkörper (52) an der Tragstruktur (14) verschwenkbar gelagert ist.
Handhabungsvorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Transporteinrichtung (49) über eine mindestens eine drehbare Transportrolle (56) aufweisende Transportrollenanordnung (55) verfügt, um die herum sich die Transportstruktur (44) in einer ringförmig in sich geschlossenen Weise erstreckt, wobei mindestens eine Transportrolle (56) zur Erzeugung der umlaufenden Transportbewegung (46) der Transportstruktur (44) rotativ antreibbar ist.
Handhabungsvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Klemmspalt (25) eine von der Objekt-Einführöffnung (26) ausgehende, sich mit der Hochachse (9) in einer gemeinsamen Ebene erstreckende Spaltlängsachse (27) hat, wobei die Transportrollenanordnung (55) über mehrere in der Achsrichtung der Spaltlängsachse (27) zueinander beabstandete, jeweils in drehbarer Weise an dem Armgrundkörper (52) angeordnete Transportrollen (56) verfügt, um die die Transportstruktur (44) herumgeschlungen ist.
Handhabungsvorrichtung nach Anspruch 15 in Verbindung mit einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass derjenige Längenabschnitt der Transportstruktur (44), der momentan eine der Objekt-Einführöffnung (26) zugeordnete Transportrolle (56) umschlingt, den in der Greifposition an das zu ergreifende Flachobjekt (2) andrückbaren Transport-Initialisierungsabschnitt (63) der Transportstruktur (44) bildet.
Handhabungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Erzeugung der Transportbewegung (46) der Transportstruktur (44) vorgesehene Drehantriebseinrichtung (45) eine an der Tragstruktur (14) angeordnete, zweckmäßigerweise motorisch ausgebildete Drehantriebseinheit (91) aufweist, die über ein Getriebe (92), das zweckmäßigerweise als Zahnradgetriebe ausgebildet ist, antriebsmäßig mit der Transportstruktur (44) gekoppelt ist.
Handhabungsvorrichtung nach Anspruch 17 in Verbindung mit einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehantriebseinheit (91) mit der rotativ antreibbaren Transportrolle (56) der Transportrollenanordnung (55) antriebsmäßig gekoppelt ist.
Handhabungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportstruktur (44) aus mindestens einem ringförmig in sich geschlossenen biegeflexiblen Strangelement (99) besteht, wobei sie sich zweckmäßigerweise aus einer Mehrzahl quer zu einer Armlängsachse (101) des Klemmarmes (34) mit gegenseitigem Abstand nebeneinander angeordneter Strangelemente (99) zusammensetzt.
Handhabungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Greifvorrichtung (4) über zwei quer zu der Hochachse (9) nebeneinander angeordnete Greifeinheiten (24a, 24b) verfügt, die zum Ergreifen und Festhalten eines Flachobjektes (2) zweckmäßigerweise synchron betreibbar sind.
Handhabungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass an der Tragstruktur (14) eine Befestigungsschnittstelle (6) zur Befestigung der Greifvorrichtung (4) an einer zweckmäßigerweise ebenfalls zu der Handhabungsvorrichtung (1) gehörenden Positioniereinheit (5) ausgebildet ist, durch die die Greifvorrichtung (4) unter Ausführung einer Handhabungsbewegung bewegbar und positionierbar ist.
Handhabungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine elektronische Steuereinrichtung (59) zur Steuerung des Betriebs der mindestens einen Greifvorrichtung (4) aufweist.
Verfahren zum Betreiben der Handhabungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: (a) Positionieren der Greifvorrichtung (4) in einer Greifposition, in der die Tragstruktur (14) mit ihrer Anlagefläche (19) von vertikal oben her an ein umzupositionierendes formlabiles Flachobjekt (2) angesetzt ist, (b) Andrücken der Transportstruktur (44) jeder Greifeinheit (24a, 24b) an das zu ergreifende Flachobjekt (2) während oder nach dem Positionieren der Greifvorrichtung (4) in der Greifposition, (c) Ausführen der umlaufenden Transportbewegung (46) der Transportstruktur (44) und dadurch reibungsbedingtes Hineintransportieren eines von der Transportstruktur (44) beaufschlagten Flachobjektabschnittes (42) in den Klemmspalt (34), wobei die Transportbewegung (46) vor oder nach dem Andrücken der Transportstruktur (44) an das Flachobjekt (2) gestartet wird, (d) Festhalten des in den Klemmspalt (25) hineinbewegten Flachobjektabschnittes (42) durch Festklemmen zwischen dem Klemmarm (34) und der Klemmfläche (42) der Tragstruktur (14), und (e) Verlagern der Greifvorrichtung (4) einschließlich des festgehaltenen Flachobjektes (2) zu einer Zielposition.
Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere in aufeinandergestapelter Form als Flachobjektstapel (65) bereitgestellte formlabile Flachobjekte (2) gemeinsam umpositioniert werden, wobei der Verfahrensschritt (a) nur bezüglich des obersten Flachobjektes (2) des Flachobjektstapels (65) ausgeführt wird und anschließend unter Beibehaltung der an dem obersten Flachobjekt (2) anliegenden Greifposition durch neuerliche ein- oder mehrfache Ausführung der Verfahrensschritte (b) und (c) ein Flachobjektabschnitt (42) eines oder mehrerer darunter liegender Flachobjekte (2) ebenfalls in den Klemmspalt (2%) hineintransportiert wird, sodass Flachobjektabschnitte (42) mehrerer Flachobjekte (2) aufeinanderliegend in dem Klemmspalt (25) angeordnet sind, worauf durch die Verfahrensschritte (d) und (e) sämtliche im Klemmspalt (25) befindlichen Flachobjektabschnitte gemeinsam festgeklemmt und zu einer Zielposition verlagert werden.