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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Unterteilen eines Stapels von Blättern in Riese vorgegebener Blattzahl, mit wenigstens einer Anhebeeinrichtung mit einem Anhebemittel zum randseitigen Anheben eines Rieses mit vorgegebener Blattzahl vom restlichen Blattstapel, mit wenigstens einer eine Gabel sowie, vorzugsweise, ein Zangenoberteil aufweisenden Greifeinrichtung zum Transport eines angehobenen Rieses, und mit wenigstens einer mit der Greifeinrichtung verbundenen Manipulationseinrichtung zum Verfahren der Greifeinrichtung, wobei die Gabel in einem zwischen einem angehobenen Ries und dem restlichen Blattstapel gebildeten Zwischenraum einfahrbar und, vorzugsweise, das Zangenoberteil zum randseitigen klemmenden Halten des Rieses zwischen Zangenoberteil und Gabel ausgebildet ist.
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Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Unterteilen eines Stapels von Blättern in Riese vorgegebener Blattzahl.
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Bei der Papierverarbeitung erfolgt häufig nach der Herstellung von Einzelblättern ein Stapeln und Palettieren dieser Einzelblätter. Bei der weiteren Verarbeitung der Einzelblätter muss dann eine Unterteilung eines Ausgangsstapels in einzelne Riese erfolgen, die möglichst blattzahlgenau eine vorgegebene Anzahl von Blättern enthalten. Übliche Riesgrößen liegen dabei beispielsweise im Bereich von 50 bis 500 Blättern.
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Es ist bekannt, dass Papier bestimmter Qualität eine gleichmäßige Dicke aufweist. Papierstapel gleicher Qualität weichen in ihrer Höhe nur dann voneinander ab, wenn zwischen einzelnen Blättern Luftspalte vorhanden sind. Daher ist es zum Abstapeln von Stapeln von Papier bekannt, das Papier an einer Stelle mit einer bestimmten Flächenpressung zusammenzudrücken, um dann anhand der Stapelhöhe Rückschlüsse auf die Blattzahl zu ziehen. Zum Aussondern eines Rieses vorgegebener Blattzahl ist es bekannt, in einer der vorgegebenen Blattzahl entsprechenden Höhe von der Oberkante des Papierstapels in den Papierstapel einzustechen und dadurch das darüber liegende Ries in vorgegebener Blattzahl von dem verbleibenden Reststapel zu trennen.
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In der
EP 1 264 792 A1 wird in diesem Zusammenhang vorgeschlagen, in einer Vorrichtung zum Aufteilen eines Stapels von Blättern in Einzelriese vorgegebener Blattzahl ein Schwert zum Anstechen des aufzuteilenden Stapels in vorgegebener Höhe vom oberen Rand des Stapels einzusetzen. Eine Gabel als unteres Teil einer Greifzange als Stichmaß fungiert dabei zum Einführen in den Stapel an der vom Schwert vorgegebenen Stelle, wobei die Gabel in einen durch das einseitige Anheben des Rieses entstandenen Zwischenraum einfährt. Wenn das abgesonderte Ries zwischen Gabel und einem Zangenoberteil klemmend gehalten ist, wird das in der Greifzange gehaltene Ries vom restlichen Stapel entlang einer linearen Transportrichtung verfahren.
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Beim Absondern bzw. Unterteilen des Stapels in Riese vorgegebener Blattzahl sind Beschädigungen des Blattmaterials zu vermeiden. Dies ist problematisch, da eine direkte Kontaktierung bzw. ein Ergreifen der einzelnen Blätter zum Unterteilen und zum Weitertransport des Rieses unumgänglich ist. Gerade im Rahmen dieser Manipulationsschritte besteht ein nicht unerhebliches Risiko von Beschädigungen bzw. unerwünschten Markierungen der Blätter, die letztlich zu unerwünschten Qualitätseinbußen am Papiermaterial führen.
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Überdies ist eine hohe Genauigkeit im Rahmen der Unterteilung eines Rieses wünschenswert bzw. erforderlich, da die vom Ausgangsstapel abgetrennten Riese üblicherweise in einer nachgeordneten Verpackungseinrichtung mittels eines Umschlagbogens verpackt bzw. geriest werden. Derart konfektionierte Pakete werden dann als Endprodukte mit vorgegebener Blattzahl vertrieben. Deshalb ist eine genaue und beschädigungsfreie Unterteilung und Bearbeitung des Papierstapels notwendig.
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Ebenfalls ist anzumerken, dass die Unterteilung eines Ausgangsstapels in Riese vorgegebener Blattzahl auf sämtliche gängige Blattformate angewendet wird. Die Anpassung der bekannten Vorrichtungen zum Unterteilen von Blattstapeln in Riese an unterschiedliche Blattformate bzw. ein Formatwechsel erfordert in üblicher Weise einen manuellen mechanischen Umbau von Teilen der Vorrichtungen. Der Formatwechsel ist daher arbeits- und zeitaufwendig.
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Den obigen Anforderungen, gerade in ihrer Kombination, wird der oben geschilderte Stand der Technik jedoch nicht gerecht.
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Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum schonenden und präzisen Unterteilen eines Stapels von Blättern in Riese vorgegebener Blattzahl zur Verfügung zu stellen, wobei die Anpassung an unterschiedliche Blattformate in einfacher, zeitsparender und komfortabler Weise möglich ist. Im Übrigen soll die erfindungsgemäße Vorrichtung in einfacher Weise eine insbesondere anwendungsbezogene und/oder vom Aufstellungsort abhängige Weiterverarbeitung des Rieses in unterschiedlichen Raumrichtungen zum Blattstapel ermöglichen, insbesondere eine einfache Möglichkeit zur Ausschleusung bestimmter Riese bieten.
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Die vorliegende Erfindung wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen der Ansprüche 1, 2, 4, 6, 7, 9 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Patentanspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Manipulationseinrichtung zum Transport eines Rieses in wenigstens zwei unterschiedlichen horizontalen Raumrichtungen ausgebildet bzw. geeignet ist. Insbesondere ist die Manipulationseinrichtung zum Transport eines Rieses mit der wenigstens einen Greifeinrichtung in einer ersten, vorzugsweise linearen, Transportrichtung und zusätzlich zur ersten Transportrichtung in wenigstens einer zweiten, vorzugsweise linearen, Transportrichtung seitlich zur ersten Transportrichtung, insbesondere quer zur ersten Transportrichtung, ausgebildet. Erstmals im Stand der Technik wird hiermit eine Vorrichtung zum Unterteilen von Blattstapeln in Riese zur Verfügung gestellt, die den Riestransport in wenigstens zwei unterschiedlichen, vorzugsweise horizontalen, Transportrichtungen ohne mechanischen Umbau der Vorrichtungen bei gleicher Ausgangslage bzw. Ausgangsposition des Rieses ermöglicht. Der Begriff „Transportrichtung“ im Sinne der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise auf eine horizontale Transportebene bezogen, in der das Ries bewegt wird. Grundsätzlich ist aber nicht ausgeschlossen, dass das Ries beim Verfahren in der ersten oder der zweiten Transportrichtung zumindest bereichsweise entlang einer linearen oder nicht-linearen Bahn angehoben wird.
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Die Manipulationseinrichtung ist ausgebildet und eingerichtet zur Bewegung wenigstens einer Greifeinrichtung. Hierzu ist die Manipulationseinrichtung mit der Greifeinrichtungen mechanisch verbunden. Beispielsweise kann die Manipulationseinrichtung einen oder mehrere Roboterarme aufweisen, an denen eine Greifeinrichtung gehalten ist und bewegt wird.
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Insbesondere können zwei an zwei Manipulationseinrichtungen gehaltene Greifeinrichtungen, vorzugsweise jeweils aufweisend eine Gabel und ein Zangenoberteil, vorgesehen sein. Vorzugsweise sind die Greifeinrichtungen auf einer gleichen Seite des Blattstapels angeordnet bzw. von den Manipulationseinrichtungen gehalten. Grundsätzlich können die Greifeinrichtungen auch an unterschiedlichen Längs- und/oder Querseiten des Blattstapels, beispielsweise über Eck, angeordnet sein.
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Die Manipulationseinrichtung ermöglicht es insbesondere, die Greifeinrichtung beim Transport des Rieses und/oder beim klemmenden Halten des Rieses bedarfsweise in einer ersten, vorzugsweise linearen, Bewegungsrichtung zu bewegen oder bedarfsweise in einer zweiten Bewegungsrichtung seitlich zur ersten Bewegungsrichtung, insbesondere quer zur ersten Bewegungsrichtung, zu bewegen. Auch eine Bewegung nach oben oder nach unten zur Veränderung des Boden- bzw. Stapelabstandes des Rieses ist möglich. Vorzugsweise ermöglicht die Manipulationseinrichtung eine Bewegung des Rieses in beliebigen Raumrichtungen.
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Die erste Transportrichtung kann beispielsweise eine vorzugsweise lineare oder auch nicht-lineare Haupttransportrichtung sein, entlang der das Ries von der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu einer Weiterverarbeitungseinrichtung, vorzugsweise zu einer Verpackungseinrichtung, verfahren wird. Die erste Transportrichtung kann beispielsweise parallel zu den Querrändern des Blattstapels ausgerichtet sein bzw. verlaufen. Beispielsweise kann die erste Transportrichtung einer nach vorwärts gerichteten Transportrichtung des Rieses entsprechen.
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Die zweite Transportrichtung kann ebenfalls linear oder auch nicht-linear verlaufen und beispielsweise parallel zu den Längsrändern des Blattstapels ausgerichtet sein. Die zweite Transportrichtung verläuft vorzugsweise rechtwinklig zur ersten Transportrichtung. Die zweite Transportrichtung kann aber auch die erste Transportrichtung unter deinem beliebigen Winkel ungleich 90° schneiden. Beispielsweise kann die zweite Transportrichtung einer nach links oder nach rechts gerichteten Transportrichtung des Rieses entsprechen, mit Bezug auf eine Frontalansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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Die erste Transportrichtung kann sich durch einen ersten Bewegungsvektor und die zweite Transportrichtung kann sich durch einen zweiten Bewegungsvektor kennzeichnen lassen. Bei orthogonaler Zerlegung bzw. orthogonaler Projektion kann sich der zweite Bewegungsvektor in zwei Vektoren zerlegen lassen, einer parallel zum ersten Bewegungsvektor und einer senkrecht zum ersten Bewegungsvektor.
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Die Manipulationseinrichtung kann auch zum Drehen oder Schwenken eines klemmend gehaltenen Rieses um eine Vertikalachse ausgebildet sein.
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Der Transport des Rieses kann aber auch über einen bestimmten Wegabschnitt entlang der ersten Transportrichtung und über einen bestimmten anderen Wegabschnitt entlang der zweiten Transportrichtung erfolgen. Der Transport des Rieses kann aber auch über einen bestimmten Wegabschnitt entlang der ersten Transportrichtung erfolgen und anschließend wird das Ries gedreht und über einen bestimmten anderen Wegabschnitt entlang der ersten oder der zweiten Transportrichtung weitertransportiert. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann damit grundsätzlich beliebige Transportbewegungen des Rieses ausführen.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung lässt es somit zu, das Ries in einem von der Greifeinrichtung gehaltenen Zustand beispielsweise bezogen auf die Manipulationseinrichtung nach vorne, nach links und/oder nach rechts abzutransportieren und/oder zu drehen, beispielsweise für eine Weiterverarbeitung oder für eine Ausschleusung im Falle von Beschädigungen des Rieses.
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Das Ries kann mit der Greifeinrichtung einer Weiterverarbeitungseinrichtung, vorzugsweise einer Verpackungseinrichtung, zugeführt werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann als unabhängiges System bzw. separate Funktionseinheit ausgebildet sein zur verfahrenstechnischen Anbindung an eine bestehende Weiterverarbeitungseinrichtung, vorzugsweise eine Verpackungseinrichtung. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann auch in eine Weiterverarbeitungseinrichtung, vorzugsweise eine Verpackungseinrichtung, integriert sein und eine integrale Funktionseinheit der Weiterverarbeitungseinrichtung bilden.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht durch eine entsprechende konstruktive Ausgestaltung der Manipulationseinrichtung und eine entsprechende Steuerung/Regelung der Bewegungsroutine der Greifeinrichtung zusätzlich zum Riestransport in einer (ersten) Haupttransportrichtung einen Riestransport seitlich zur Haupttransportrichtung, insbesondere quer zur Haupttransportrichtung, und/oder ein Drehen des Rieses nach dem Ergreifen und Halten des Rieses durch die Greifeinrichtung. Es versteht sich, dass bei einer anderen Steuerung/Regelung der Bewegungsroutine der Greifeinrichtung der Riestransport auch lediglich in einer Transportrichtung erfolgen kann. Dies ermöglicht einen Abtransport des Rieses vom Aufstellort des Blattstapels insbesondere zu einer Weiterverarbeitungseinrichtung, wie einer Verpackungseinrichtung, in verschiedenen Raumrichtungen. Beispielsweise ist es somit möglich, eine Weiterverarbeitungseinrichtung frontal vor der erfindungsgemäßen Vorrichtung anzuordnen oder seitlich zur erfindungsgemäßen Vorrichtung und dementsprechend das Ries in einer ersten Transportrichtung oder in einer zweiten Transportrichtung vom Blattstapel wegzubewegen. Auch bietet die erfindungsgemäße Vorrichtung eine einfache Möglichkeit zur Ausschleusung bestimmter, beispielsweise beschädigter Riese vom Weiterverarbeitungsprozess. Es kann dann beispielsweise ein beschädigtes Ries seitlich zur Transportrichtung der unbeschädigten Riese abtransportiert und somit ausgeschleust werden. Die Möglichkeit, das Ries drehen zu können, lässt ebenfalls einen Transport des Rieses in unterschiedlichen Transportrichtungen zu.
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Das Separieren eines Rieses vorgegebener Blattzahl und das Anheben des Rieses kann beispielsweise wie in der
EP 1 264 792 A1 beschrieben mit einem Schwert erfolgen, das in den Blattstapel in vorgegebener Höhe einsticht. Der Einsatz anderer Anhebe- und/oder Zählverfahren zur Bestimmung der Blattzahl ist möglich und von Vorteil.
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Gemäß einer zweiten alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Manipulationseinrichtung zur blattformatabhängigen Einstellung unterschiedlicher Seitenabstände zwischen den Greifeinrichtungen ausgebildet ist. In diesem Zusammenhang kann wenigstens eine Greifeinrichtung oder es können mehrere Greifeinrichtungen vor dem Transport des Rieses und/oder vor dem klemmenden Halten des Rieses mit der Manipulationseinrichtung in einer ersten, vorzugsweise linearen, Bewegungsrichtung bewegbar sein und zusätzlich zur ersten Bewegungsrichtung in einer zweiten Bewegungsrichtung seitlich zur ersten Bewegungsrichtung, insbesondere quer zur ersten Bewegungsrichtung. Erfindungsgemäß ist eine seitliche Zustellung der Greifeinrichtungen aufeinander zu oder voneinander weg in Abhängigkeit vom Blattformat möglich, um Riese unterschiedlicher Formate greifen, halten und anschließend transportieren zu können. Grundsätzlich reicht es für eine blattformatabhängigen Einstellung unterschiedlicher Seitenabstände zwischen den Greifeinrichtungen bereits aus, wenn lediglich eine der beiden Greifeinrichtungen mittels der Manipulationseinrichtung verfahren wird, wobei die andere Greifeinrichtung nicht verfahren wird.
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Die erste Bewegungsrichtung der Greifeinrichtungen vor dem Transport des Rieses und/oder vor dem klemmenden Halten des Rieses kann beispielsweise parallel zu den Querrändern des Blattstapels ausgerichtet sein, insbesondere wenn das Ries abtransportiert wird, beispielsweise frontal nach vorne. Die erste Bewegungsrichtung der Greifeinrichtung entspricht dann der ersten Transportrichtung des Rieses beim Abtransport. Die zweite Bewegungsrichtung der Greifeinrichtungen vor dem Transport des Rieses und/oder vor dem klemmenden Halten des Rieses kann vorzugsweise parallel zu den Längsrändern des Blattstapels orientiert sein, um den Seitenabstand der Greifeinrichtungen voneinander auf das Blattformat einzustellen. Eine Bewegung der Greifeinrichtungen vor dem Transport des Rieses und/oder vor dem klemmenden Halten des Rieses nach oben oder nach unten ist ebenfalls nicht ausgeschlossen. Die Verfahrbarkeit der Greifeinrichtungen kann somit dreidimensional bzw. räumlich verfolgen, insbesondere wobei die ersten beiden Bewegungsrichtungen innerhalb einer horizontalen Transportebene liegen können.
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Gemäß einem bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass zwei Greifeinrichtungen vorgesehen sind und dass die Greifeinrichtungen seitlich relativ zueinander bewegbar sind, wobei, vorzugsweise, die Gabeln der Greifeinrichtungen mit unterschiedlichem Abstand voneinander und mit stets gleicher Ausrichtung zum Rand des Rieses in den Zwischenraum einfahrbar sind. Besonders bevorzugt sind die Gabeln der Greifeinrichtungen beim Einfahren in den Zwischenraum in Bezug auf ihre Längserstreckung bzw. Längsachse stets gleich, insbesondere parallel, zum Seitenrand des Papierstapels, ausgerichtet.
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Durch die seitliche relative Verstellbarkeit der Greifeinrichtungen zueinander lässt sich vor dem Ergreifen bzw. Transport des Rieses eine individuelle Zustellung der Greifeinrichtungen an unterschiedliche Blattformate realisieren.
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Besonders bevorzugt ist die Anhebeeinrichtung und/oder das Anhebemittel zwischen den Greifeinrichtungen angeordnet, insbesondere mittig zwischen den Greifeinrichtungen.
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Dementsprechend können die Greifeinrichtungen jeweils seitlich neben dem Anhebemittel in den gebildeten Zwischenraum einfahren.
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Gemäß einer dritten alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Greifeinrichtung mit der Manipulationseinrichtung um wenigstens eine Raumachse, vorzugsweise um mehrere Raumachsen, weiter insbesondere um zwei, drei oder mehr Raumachsen schwenkbar (< 360°) und/oder drehbar (bis zu 360°) ist und/oder dass die Anhebeeinrichtung mit der Manipulationseinrichtung um wenigstens zwei Raumachsen schwenkbar (< 360°) und/oder drehbar (bis zu 360°) ist. Es ist anzumerken, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung vorzugsweise eine Mess-, Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung zur Steuerung und/oder Regelung einer automatischen Bewegung der Greifeinrichtung und/oder Anhebeeinrichtung aufweist.
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Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Greifeinrichtung in den Zwischenraum einschwenkbar ist oder dass die Greifeinrichtung in eine Horizontalebene einschwenkt, die parallel zur Ebene des oben liegenden Blatts des Reststapels verläuft, und nach dem Einschwenken in den Zwischenraum in einer linearen Bewegung einfährt. Vorzugsweise ist aber vorgesehen, dass die Greifeinrichtungen bzw. die Gabeln schräg zur Ebene des oben liegenden Blatts des Reststapels in einer linearen Bewegung in den Zwischenraum einfährt.
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Vorzugsweise wird das Ries vor dem Einfahren der Gabeln randseitig mit der Anhebeeinrichtung angehoben, so dass ein Randstreifen des Rieses gegenüber dem an den Randstreifen angrenzenden Bereich des Rieses abgewinkelt oder abgebogen ist. Das Zustellen der Greifeinrichtungen bzw. der Gabeln und/oder der Zangenoberteile erfolgt dann mit einer Schrägstellung, bei der die Flachseiten der Gabeln und/oder der Zangenoberteile jeweils parallel zu den gegenüberliegenden Flachseiten des Rieses ausgerichtet sind. Beim Einfahren können die Gabeln und/oder die Zangenoberteile tangential zu den Flachseiten des Rieses bewegt werden, um Markierungen an den Flachseiten des untersten und obersten Blattes des Rieses beim Einfahren zu verhindern.
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Vorzugsweise kann der Randbereich des Rieses mit der Anhebeeinrichtung gegenüber dem Reststapel angehoben werden, um den Zwischenraum zum Einfahren der Gabel zu schaffen. Anschließend besteht die Möglichkeit, den Randbereich nach dem klemmenden Halten des Rieses mit der Greifeinrichtung durch Anheben der Greifeinrichtung weiter anzuheben.
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Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Manipulationseinrichtung als Gelenkarmroboter ausgebildet. Ein Gelenkarmroboter, der auch als Knickarmroboter bezeichnet wird, weist mehrere schwenk- bzw. drehbar bzw. gelenkig miteinander verbundene Armglieder bzw. Roboterarme auf. Besonders bevorzugt kann die Greifeinrichtung als Endeffektor an einem Roboterarm eines Gelenkarmroboters vorgesehen sein. Bei mehreren Greifeinrichtungen sind dementsprechend mehrere Gelenkarmroboter vorgesehen.
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Gemäß einer weiter bevorzugten Ausführungsform ist auch die Anhebeeinrichtung mit einer Manipulationseinrichtung zum Verfahren der Anhebeeinrichtung verbunden, insbesondere, wobei die Manipulationseinrichtung als Gelenkarmroboter ausgebildet ist. Besonders bevorzugt ist die Anhebeeinrichtung dann ebenfalls als Endeffektor an einem Roboterarm der zugeordneten Manipulationseinrichtung bzw. des zugeordneten Gelenkarmroboters vorgesehen.
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Dementsprechend wird für insbesondere jede Greifeinrichtung sowie für die Anhebeeinrichtung jeweils eine separate, als Gelenkarmroboter ausgebildete Manipulationseinrichtung eingesetzt.
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Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn diesbezüglich jeweils gleich und/oder identisch ausgebildete, insbesondere als Gelenkarmroboter ausgebildete, Manipulationseinrichtungen für die Anhebeeinrichtung und/oder für die Greifeinrichtungen eingesetzt werden.
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Gemäß einer weiteren, vierten alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Gabel der Greifeinrichtung und/oder das Anhebemittel der Anhebeeinrichtung mit der Manipulationseinrichtung auf eine Höhe verfahrbar ist, die eine maximale Stapelhöhe des Stapels, d.h. die Höhe des Stapels vor der Riesbildung, um wenigstens ein Viertel, vorzugsweise wenigstens die Hälfte der Stapelhöhe, weiter vorzugsweise wenigstens 0,75 der Stapelhöhe, übersteigt und/oder dass die Gabel und/oder das Anhebemittel auf eine Überkopfhöhe anhebbar ist.
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Der Begriff „Überkopfhöhe“ umfasst insbesondere eine Höhe von wenigstens 2,0 m, m bis 3 m oder mehr, vorzugsweise im Bereich von 1,50 m bis 2,50 m, besonders bevorzugt im Bereich von 1,60 m bis 2 m, vorzugsweise gegenüber einer Aufstellfläche der erfindungsgemäßen Vorrichtung und/oder des zu verarbeitenden Stapels. Damit wird ein freier Zugang zum Blattstapel im Bereich unterhalb der Manipulationseinrichtung erreicht.
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Gemäß einer weiteren, fünften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Manipulationseinrichtung an einem Träger gehalten ist und dass der Träger als Seitenausleger an einem Gestellrahmen ausgebildet ist, wobei der Träger und damit auch die am Träger gehaltene Manipulationseinrichtung den Stapel zumindest bereichsweise überkragt.
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Mit anderen Worten ist vorzugsweise vorgesehen, dass sich die Manipulationseinrichtung in einer Draufsicht bzw. in einer Ansicht von oben auf den Träger zumindest abschnittsweise innerhalb einer durch den Blattstapel definierten Grundfläche befindet bzw. die durch den Blattstapel definierte Grundfläche schneidet.
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Dies ermöglicht einen einfachen Zugang und eine einfache Positionierung des Blattstapels im Bereich eines Aufstellorts des Blattstapels unterhalb der Manipulationseinrichtung und einen platzsparenden Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Insbesondere wird ein seitlicher Zugang zum Blattstapel und ein Zugang zum Blattstapel von vorne nicht durch die Manipulationseinrichtung behindert.
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Es ist erfindungsgemäß vorzugsweise eine Verstelleinrichtung zur maschinellen Höhenverstellung des Trägers vorgesehen. Dies gestattet eine Höhenverstellung im Hinblick auf unterschiedliche Ausgangshöhen von zu verarbeitenden Blattstapeln.
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Auch im Hinblick auf diesen Erfindungsaspekt ist bevorzugt, dass die Manipulationseinrichtung wenigstens einen Gelenkarmroboter aufweist und/oder als Gelenkarmroboter ausgebildet ist, wobei ein Roboterarm des Gelenkarmroboters bzw. der Manipulationseinrichtung zumindest abschnittsweise, vorzugsweise im Wesentlichen, in einen inneren Rahmenbereich des Gestellrahmens einschwenkbar ist. Der innere Rahmenbereich des Gestellrahmens fungiert insofern als Aufnahmeraum zur zumindest bereichsweisen Aufnahme der Manipulationseinrichtung, insbesondere von wenigstens einem Armglied oder mehreren Armgliedern eines Gelenkarmroboters. Durch Bewegen von zumindest Teilen der Manipulationseinrichtung in den Rahmenbereich wird Platz unterhalb des den Blattstapel überragenden Trägers geschaffen, an dem die Manipulationseinrichtung gehalten bzw. befestigt ist. Dadurch wird eine komfortable Zugänglichkeit des Arbeitsraumes unterhalb des Trägers geschaffen. Auch ist die Möglichkeit der Bewegung von zumindest Teilen der Manipulationseinrichtung in den Bereich innerhalb des Rahmens von Vorteil bei der Beschickung der Vorrichtung mit einem neu zu verarbeitenden Stapel. Die Anordnung von zumindest Teilen der Manipulationseinrichtung im Bereich innerhalb des Rahmens ist insbesondere in einem Nicht-Betriebszustand der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen.
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Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Manipulationseinrichtung Überkopf am Träger befestigt und/oder gehalten ist. Auf diese Weise können entsprechende Vorteile realisiert werden.
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Der Begriff „Überkopf“ ist vorliegend derart zu verstehen, dass der Gelenkarmroboter mit einem endseitigen Anschlussende am Träger angebunden bzw. befestigt ist, wobei der Endeffektor bzw. die Greifeinrichtung und/oder die Anhebeeinrichtung dann an einem anderen Armglied, insbesondere einem freien letzten Armglied, des Gelenkarmroboters gehalten sind.
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Besonders bevorzugt ist die Manipulationseinrichtung, insbesondere mit dem die Greifeinrichtung und/oder die Anhebeeinrichtung aufweisenden freien Ende eines Gelenkarmroboters, zumindest bereichsweise in eine Parkposition bzw. in einem Nicht-Betriebszustand in den inneren Rahmenbereich bewegbar, insbesondere einschwenkbar. Dementsprechend befinden sich insbesondere die Greifeinrichtung und/oder die Anhebeeinrichtung in der Parkposition seitlich vom Träger im Inneren des Gestellrahmens. Der dadurch unterhalb des Trägers geschaffene Platz erleichtert die Zugänglichkeit zu dem Aufstellungsort des Blattstapels, dem Blattstapel als solchen vor, während und nach der Riesbildung und insbesondere den Endeffektoren von Gelenkarmrobotern, die als Manipulationseinrichtungen vorgesehen sind, insbesondere im Rahmen einer Zustellung der Endeffektoren beispielsweise im Falle eines Formatwechsels und/oder für Wartungszwecke. Durch die Überkopfanordnung und, insbesondere, durch die Höhenverstellbarkeit des Trägers, wird ein hoher vertikaler Freiraum und eine komfortable Zugänglichkeit für Wartungspersonal oder dergleichen geschaffen.
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Sofern Endeffektoren, wie Greifeinrichtung und/oder die Anhebeeinrichtung, an einem Roboterarmende eines Gelenkarmroboters gehalten sind, können sich die Endeffektoren bzw. die Greifeinrichtung(en) und/oder die Anhebeeinrichtung nach oben schwenken lassen, vorzugsweise bis zur oder oberhalb der Anbindung des Roboterarms am Träger.
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Der Gelenkarmroboter bildet vorzugsweise eine funktionale technische Einheit, die separat steuerbar ist. Sind die Greifeinrichtung(en) und/oder die Anhebeeinrichtung an Roboterarmen mehrerer Gelenkarmroboter vorgesehen, können die Bewegungen der Greifeinrichtung(en) und/oder die Anhebeeinrichtung synchronisiert erfolgen, um die Funktionen Anheben, Greifen und Transportieren aufeinander abgestimmt auszuführen.
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Die Vorrichtung weist vorzugsweise wenigstens eine Kameraeinrichtung zur Erfassung der Position des Blattes, Stapels, Rieses, insbesondere der Position der Greifeinrichtung und/oder Anhebeeinrichtung oder der Stellung der Roboterarme von Gelenkarmrobotern auf. Dies ermöglicht insbesondere eine automatische Steuerung und/oder Regelung der Bewegungen mehrerer Greifeinrichtungen und einer Anhebeeinrichtung sowie eine automatische Fehlerkorrektur.
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Gemäß einer weiteren, sechsten alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist erstmals im Stand der Technik vorgesehen, dass als Anhebeeinrichtung eine Zählvorrichtung mit einer Zählscheibe vorgesehen ist, wobei die Zählscheibe als Anhebemittel vorgesehen ist.
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Zählscheibenvorrichtung sind aus dem Stand der Technik bekannt, beispielsweise aus der
DE 601 03 289 T2 oder der
DE 10 2016 112 405 B3 . Erstmals im Stand der Technik wird jedoch in einem Verfahren zur Riesbildung, insbesondere bei großen Blattformaten von wenigstens DIN A4, DIN A3 bis DIN A0 oder größer, die Unterteilung des Blattstapels in Riese mit vorgegebener Blattzahl unter Verwendung einer Zählscheibenvorrichtung vorgeschlagen. Die Verwendung einer Zählscheibenvorrichtung ist mit einer Reihe von Vorteilen gegenüber der bekannten Verwendung von Anhebeeinrichtungen mit Einstechmitteln, wie einem Anstechschwert, verbunden.
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Der Einsatz der Zählscheibe als Anhebemittel ermöglicht eine besonders schonende bzw. Markierungen der Blätter vermeidende Zählung und Anhebung eines Rieses vom restlichen Blattstapel. Darüber hinaus zeichnen sich Zählscheibenvorrichtungen durch eine hohe Exaktheit und Schnelligkeit der Blattzählung aus. Im Hinblick auf eine präzise Abzählung des Rieses, das heißt die Genauigkeit der Blattzahl eines Rieses, ist die Zählscheibe gegenüber einem Anstechmittel bzw. Schwert weit überlegen.
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Es ist zweckmäßig, wenn die Zählscheibenvorrichtung als Endeffektor an einem freien Ende eines Roboterarms eines Gelenkarmroboters vorgesehen bzw. gehalten ist. Dies erfordert eine exakte Steuerung bei der Zustellung der Zählscheibenvorrichtung an den Blattstapel, so dass der Zählvorgang verbunden mit dem nachfolgenden Anheben des Rieses markierungsfrei erfolgen kann. Die Verwendung von Zählscheibenvorrichtungen zur Blattzählung und Riesbildung stellt eine gegenüber bekannten Verfahren, bei denen das Papier an einer Stelle mit einer bestimmten Flächenpressung zusammengedrückt wird, um anhand der Stapelhöhe Rückschlüsse auf die Blattzahl zu ziehen, und zum Aussondern eines Rieses in einer der vorgegebenen Blattzahl entsprechenden Höhe in den Papierstapel eingestochen wird, eine verfahrenstechnisch anspruchsvolle technische Lösung dar. Gleichwohl ist die Verwendung solcher Zählscheibenvorrichtungen vorgesehen, um eine besonders markierungsfreie, sehr präzise und schnelle Blattzählung zu realisieren.
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Im Hinblick auf unterschiedliche Blattformate ist festzustellen, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung sowie das erfindungsgemäße Verfahren für eine Vielzahl von Papierformaten mit standardisierten Abmessungen, insbesondere gemäß ISO 216 und/oder DIN 476, einsetzbar ist. Insbesondere die Verarbeitung großformatiger Papiermaterialien, insbesondere wenigstens DIN A4, DIN A3 bis DIN A0 oder größer, hat sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung als zweckmäßig erwiesen.
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Die Erfindung betrifft schließlich ein Verfahren zum Unterteilen eines Stapels von Blättern in Riese vorgegebener Blattzahl, wobei ein Ries mit vorgegebener Blattzahl durch ein Anhebemittel wenigstens einer Anhebeeinrichtung randseitig vom restlichen Blattstapel angehoben wird, wobei eine Gabel einer Greifeinrichtung in einen zwischen einem angehobenen Ries und dem restlichen Blattstapel gebildeten Zwischenraum eingefahren wird und, vorzugsweise, das Ries randseitig zwischen einem Zangenoberteil der Greifeinrichtung und der Gabel klemmend gehalten wird, wobei die Greifeinrichtung und/oder die Anhebeeinrichtung bei der Zustellung, das heißt bei der Positionierung relativ zum Blattstapel, an einen Blattstapel, insbesondere die Greifeinrichtung bei der blattformatabhängigen Einstellung unterschiedlicher Seitenabstände zwischen mehreren Greifeinrichtungen, und/oder beim Transport eines Rieses in horizontaler Ebene in wenigstens zwei Raumrichtungen und, vorzugsweise, räumlich bewegt werden.
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Besonders bevorzugt kann die Greifeinrichtung vor dem Ergreifen des Rieses oder zum Transport des ergriffenen Rieses zusätzlich oder ausschließlich zu einer ersten, vorzugsweise linearen, Bewegungsrichtung entlang wenigstens einer zweiten, vorzugsweise linearen, Bewegungsrichtung seitlich zur ersten Transport- und/oder Bewegungsrichtung, insbesondere quer zur ersten Transport- und/oder Bewegungsrichtung, bewegt bzw. verfahren werden.
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Sofern eine Formatänderung, beispielsweise von einem großen Format auf ein kleineres Format, erfolgt, und/oder zum Ausschleusen eines Rieses aus dem Weiterverarbeitungsprozess, wie der Riesverpackung, ermöglicht die seitliche Zustellung bzw. Verfahrbarkeit der Greifeinrichtung und/oder der Anhebeeinrichtung eine komfortable und automatisierte Verfahrensführung.
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Es versteht sich, dass die oben und nachfolgend anhand der Zeichnung beschriebenen und gezeigten Merkmale der unterschiedlichen Ausführungsformen der Erfindung bedarfsweise miteinander kombiniert werden können, auch wenn dies im Einzelnen nicht ausdrücklich erwähnt ist. Einzelne Merkmale können isoliert von anderen beschriebenen oder gezeigten Merkmalen zur Weiterbildung der Erfindung herangezogen werden. Die gewählte Absatzformatierung steht einer Kombination von Merkmalen aus unterschiedlichen Absätzen nicht entgegen.
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Nachfolgend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung anhand einer bevorzugten Ausführungsform näher erläutert. Dabei zeigen
- 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Unterteilen eines Stapels von Blättern in Riese vorgegebener Blattzahl;
- 2 eine schematische Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung während eines ersten Verfahrensschritts;
- 3 eine weitere schematische Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung während eines zweiten Verfahrensschritts;
- 4 eine weitere schematische Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung während eines dritten Verfahrensschritts;
- 5 eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung während eines vierten Verfahrensschritts;
- 6 eine weitere schematische Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung während des vierten Verfahrensschritts;
- 7 eine weitere schematische Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung während eines fünften Verfahrensschritts;
- 8 eine perspektivische Ansicht auf drei Manipulationseinrichtungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
- 9 eine perspektivische Rückansicht auf die Manipulationseinrichtungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung während des sechsten Verfahrensschritts;
- 10 eine perspektivische Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Wartungs- und/oder Anhebestellung der Manipulationseinrichtungen;
- 11 eine vergrößerte Darstellung der Manipulationseinrichtungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung an einem Träger der erfindungsgemäßen Vorrichtung und
- 12 eine perspektivische Darstellung einer als Zählscheibenvorrichtung ausgebildeten Anhebeeinrichtung der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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1 zeigt eine Vorrichtung 1 zum Unterteilen eines Stapels 2 von Blättern in Riese 3 vorgegebener Blattzahl. Der Stapel 2 ist insofern als Ausgangsprodukt bzw. Ausgangsstapel zu sehen, der die Grundlage zur anschließenden Aufteilung in Riese 3 vorgegebener Blattzahl bildet.
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Dementsprechend bildet ein beispielsweise in 3 dargestelltes Ries 3 eine Teilmenge des Stapels 2, wobei eine sukzessive Aufteilung des Stapels 2 in Riese 3 erfolgt.
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Nachfolgend wird die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 im Zusammenhang mit der Bildung bzw. Absonderung eines Rieses 3 vom Stapel 2 erörtert. Es versteht sich jedoch, dass die hier gezeigten Maßnahmen in beliebiger Weise wiederholt werden können, um eine Vielzahl von Riesen 3 hintereinander auszubilden und den Stapel 2 dadurch in einzelne Riese 3 vorgegebener Blattzahl aufzuteilen.
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Neben der Unterteilung des Stapels 2 in Riese 3 ist die Vorrichtung 1 auch zum Transport des zuvor separierten Rieses 3 ausgebildet.
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Nicht dargestellt ist, dass der Transport des Rieses 3 vorzugsweise zu einer Weiterverarbeitungseinrichtung, insbesondere einer Verpackungseinrichtung, vorgesehen ist. In dieser Weiterverarbeitungseinrichtung bzw. Verpackungseinrichtung erfolgt dementsprechend vorzugsweise eine Verpackung des Rieses 3 in ein hierzu vorgesehenes Ries-Einschlagpapier. Auf dieser Grundlage werden dann verpackte Riese 3 erzeugt, die insofern ein Endprodukt des vorgesehenen Arbeitsverfahrens sein können.
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Nachfolgend wird die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zunächst anhand der 2 bis 7 beschrieben. Anschließend wird anhand der 2 bis 7 der Verfahrensablauf eines Verfahrens zum Unterteilen des Stapels 2 von Blättern in Riese 3 erläutert.
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Um das Ries 3 mit vorgegebener Blattzahl vom Stapel 2 zu separieren, weist die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 eine Anhebeeinrichtung 4 mit einem vorzugsweise scheibenförmigen Anhebemittel 5 auf.
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Das vorzugsweise scheibenförmige Anhebemittel 5 ist zum randseitigen Anheben des Rieses 3 mit vorgegebener Blattzahl von einem Reststapel 6 ausgebildet.
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Durch das Anheben des Rieses 3 durch das Anhebemittel 5 wird zwischen dem Reststapel 6 und dem Ries 3 ein Zwischenraum 7 ausgebildet, wie in 4 dargestellt.
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Zum Ergreifen bzw. zum Transport des angehobenen Rieses 3 weist die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 beim dargestellten und bevorzugten Ausführungsbeispiel zwei Greifeinrichtungen 8 auf. Die Greifeinrichtungen 8 weisen jeweils eine Gabel 9 sowie ein Zangenoberteil 10 auf, die über einen Spindelmechanismus relativ zueinander verstellbar sind.
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Nicht dargestellt, aber vorzugsweise vorgesehen ist, dass die Greifeinrichtungen 8, vorzugsweise die Gabeln 9, mit Luftauslässen ausgerüstet sind. Dadurch wird bei einem Ergreifen des Rieses 3 ein Luftpolster im Bereich der Gabeln 9 ausgebildet, was einen schonenden bzw. beschädigungsfreien Transport des Rieses 3 sicherstellt.
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Die Gabel 9 und das Zangenoberteil 10 jeder Greifeinrichtung 8 sind zum randseitigen klemmenden Halten des Rieses 3 zwischen dem Zangenoberteil 10 und der Gabel 9 ausgebildet, wie in 6 dargestellt.
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Beim dargestellten und bevorzugten Ausführungsbeispiel ist jede Greifeinrichtung 8 mit einer zugeordneten Manipulationseinrichtung 11 verbunden. Dementsprechend werden die Greifeinrichtungen 8 mittels der zugeordneten Manipulationseinrichtungen 11 zum Transport des Rieses 3 verfahren, wie nachfolgend anhand der 2 bis 7 erörtert wird.
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In 2 ist das Anhebemittel 5 der Anhebeeinrichtung 4 zu Beginn der Unterteilung des Stapels 2 in eine Position unmittelbar oberhalb des Stapels 2 an einem Randbereich des Stapels 2 gezeigt.
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Zum Aussondern des Rieses 3 mit vorgegebener Blattzahl von Blättern wird das Anhebemittel 5, welches vorliegend als Zählscheibe ausgebildet ist, in Rotation versetzt. Aufgrund der Ausbildung und/oder der Geometrie des Anhebemittels 5 werden vereinzelte Blätter des Stapels 2 abgesondert und oberhalb des Anhebemittels 5 gesammelt. Diese Situation ist in 3 dargestellt. Durch den Einsatz der Anhebeeinrichtung 4 bzw. des Anhebemittels 5 wird der Stapel 2 in ein Ries 3 sowie einen verbleibenden Reststapel 6 aufgeteilt.
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Beim dargestellten und bevorzugten Ausführungsbeispiel ist eine mit der Anhebeeinrichtung 4 verbundene weitere Manipulationseinrichtung 11 zum Verfahren der Anhebeeinrichtung 4 vorgesehen.
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Dementsprechend kann die Anhebeeinrichtung 4 bzw. das Anhebemittel 5 während des Separierens der vereinzelten Blätter gezielt nach unten verfahren werden, während das Separieren der Blätter bei einer Rotation des Anhebemittels 5 erfolgt. Nachdem die vorgegebene Blattzahl durch das Anhebemittel 5 vom Reststapel 6 separiert bzw. getrennt worden ist, wird die Rotation des Antriebsmittels 5 und das Verfahren der Anhebeeinrichtung 4 nach unten gestoppt. Dieser Zustand ist in 3 gezeigt, wobei das gebildete Ries 3 mit der vorgegebenen Blattzahl randseitig auf dem Anhebemittel 5 aufliegt.
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Es versteht sich, dass bei der gezeigten Ausführungsform der Vorrichtung 1 auch andere Anhebemittel und Zählmittel zum Einsatz kommen können.
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Anschließend wird die Anhebeeinrichtung 4 bzw. das Anhebemittel 5 mit der Manipulationseinrichtung 11 nach oben verfahren bzw. vom Reststapel 6 angehoben. Durch die Trennung des Rieses 3 vom Reststapel 6 wird der randseitige Zwischenraum 7 erzeugt, wie in 4 dargestellt.
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Nunmehr ist vorgesehen, dass die Gabeln 9 der Greifeinrichtungen 8 in den Zwischenraum 7 einfahren. Das Einfahren der Greifeinrichtungen 8 bzw. der Gabeln 9 erfolgt dabei derart, dass das Ries 3 randseitig zwischen den Gabeln 9 und den Zangenoberteilen 10 klemmend gehalten wird, wie in 6 dargestellt. Die Ausrichtungen der Gabeln 9 und/oder der Zangenoberteile 10 erfolgt dabei vorzugsweise derart, dass vor der Einklemmung des Rieses 3 eine Ausrichtung der Gabeln 9 bzw. der Zangenoberteile 10 parallel zu den angrenzenden Flachseiten des Rieses 3 vorgesehen ist. Dadurch wird eine Beschädigung der Blätter des randseitig gehaltenen Rieses 3 bzw. das Auftreten von Markierungen während des Einklemmens vermieden. Zum Zwecke der parallelen Ausrichtung der Gabeln 9 bzw. der Zangenoberteile 10 kann ein Verschwenken der Greifeinrichtungen 8 vor dem Ergreifen des Rieses 3 erfolgen.
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Nachfolgend wird anhand von 5 auf den anschließenden Transport des angehobenen Rieses 3 eingegangen.
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Die Manipulationseinrichtungen 11 sind zum Transport eines zuvor abgesonderten Rieses 3 mit den Greifeinrichtungen 8 in einer ersten, linearen Transportrichtung 12, vorliegend frontal nach vorne, das heißt in Querrichtung des Stapels 2, ausgebildet. Die erste Transportrichtung 12 verläuft im Wesentlichen in einer horizontalen Ebene parallel zu den Seitenrändern des Rieses 3 bzw. des Stapels 2. Dementsprechend erfolgt im Rahmen der ersten Transportrichtung 12 eine Relativbewegung des Rieses 3 zum Reststapel 6, ohne dass es zu einer nennenswerten seitlichen Überlappung des Rieses 3 gegenüber dem Reststapel 6 kommt.
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Zusätzlich zur ersten Transportrichtung 12 sind die Manipulationseinrichtungen 11 auch dazu ausgebildet, die Greifeinrichtungen 8 in wenigstens einer zweiten, ebenfalls linearen Transportrichtung 13 seitlich, das heißt in Längsrichtung des Stapels 2 zu verfahren. Beim dargestellten und bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die zweite Transportrichtung 13 in einer horizontalen Ebene quer zur ersten Transportrichtung 12 ausgerichtet. Beim Transport des durch die Greifeinrichtungen 8 ergriffenen Rieses 3 wird das Ries 3 somit seitlich zum Reststapel 6 bewegt. Auch ein Transport des Rieses 3 in diagonaler Richtung ist aber grundsätzlich nicht ausgeschlossen.
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Die Greifeinrichtung 8 ist bereits vor dem Greifen des Rieses 3 und dem Transport des Rieses 3 mit der Manipulationseinrichtung 11 in beiden beschriebenen Transportrichtungen 12, 13 bewegbar. Die Bewegungsrichtungen 14, 15 der beiden Greifeinrichtungen 8 entsprechen damit den Transportrichtungen 12, 13 beim Riestransport.
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Wenigstens eine Greifeinrichtung 8 lässt sich in der Bewegungsrichtung 13 relativ zu der anderen Greifeinrichtung 8 seitlich verfahren. Vorzugsweise können beide Greifeinrichtungen 8 relativ zueinander seitlich zur ersten Bewegungsrichtung 14 verfahren werden. Damit wird es möglich, bei einem Formatwechsel des Stapels 2 den Abstand zwischen den Greifeinrichtungen 8 zu ändern und auf das neue Blattformat einzustellen. Zum Abtransport eines Rieses mit verringertem Format kann der Abstand zwischen den Greifeinrichtungen 8 verringert werden und, umgekehrt, vergrößert werden, sofern der Stapel 2 ein größeres Blattformat aufweist.
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Bei der Bewegung der Greifeinrichtungen 8 können die Gabeln 9 der Greifeinrichtungen 8 in Längsrichtung stets parallel zu den Seitenrändern des Rieses 3 ausgerichtet sein.
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Beim dargestellten und bevorzugten Ausführungsbeispiel sind zwei Greifeinrichtungen 8 vorgesehen, wobei die Anhebeeinrichtung 4 zwischen den Greifeinrichtungen 8 angeordnet ist.
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Jeder Greifeinrichtung 8 und der Anhebeeinrichtung 4 ist jeweils eine separate Manipulationseinrichtung 11 zugewiesen bzw. zugeordnet. Insbesondere sind die Manipulationseinrichtungen 11 dabei identisch bzw. gleich ausgebildet. Bei den Manipulationseinrichtungen 11 handelt es sich vorliegend um Gelenkarmroboter, deren Kinematik aus mehreren gelenkig miteinander verbundenen Armgliedern 16, 16a, 16b, 19, 21, 23 aufgebaut ist, wobei an einem untersten Armglied 16a eine Greifeinrichtung 8 oder die Anhebeeinrichtung 4 angebunden bzw. gehalten ist. Die Armglieder 16, 16a, 16b, 19, 21, 23 lassen sich über Dreh- oder Schwenkachsen 16c, 17, 18, 20, 22, 25 relativ zueinander drehen oder schwenken.
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Das unterste, freie Armglied 16 ist zusammen mit der Greifeinrichtung 8 oder der Anhebeeinrichtung 4 um die Dreh- oder Schwenkachse 16c dreh- oder schwenkbar mit dem zweiten Armglied 16a verbunden. Das zweite Armglied 16a ist um die Dreh- oder Schwenkachse 18 dreh- oder schwenkbar mit dem dritten Armglied 16b verbunden. Das dritte Armglied 16b ist um die Dreh- oder Schwenkachse 20 dreh- oder schwenkbar mit dem vierten Armglied 19 verbunden. Das vierte Armglied 19 ist um die Dreh- oder Schwenkachse 22 dreh- oder schwenkbar mit einem fünften Armglied 21 verbunden. Das fünfte Armglied 21 ist um die Dreh- oder Schwenkachse 25 dreh- oder schwenkbar mit einem sechsten Armglied 23 verbunden. Damit wird eine dreidimensionale Bewegbarkeit der Greifeinrichtungen 8 und der Anhebeeinrichtung 4 erreicht. Insbesondere lassen sich die Greifeinrichtungen 8 und die Anhebeeinrichtung 4 über die in 5 gezeigten Bewegungsrichtungen 14, 15 hinaus in weiteren Bewegungsrichtungen bewegen bzw. verfahren, beispielsweise mit Bezug auf eine horizontale Ebene auch diagonal zum Blattstapel 5 oder auch gegenüber der horizontalen Blattebene nach oben bzw. unten, das heißt in vertikaler Richtung. Insbesondere besteht die Möglichkeit, die Greifeinrichtungen 8 und die Anhebeeinrichtung 4 durch Rotation um deren Mittelachse stets in einer bestimmten gleichen Position relativ zur Blattkante auszurichten, und zwar vorzugsweise während des gesamten Prozesses der Riesbildung und des Riestransports.
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Das sechste Armglied 23 dient zur Befestigung des Gelenkarmroboters an einer Haltegeometrie eines Trägers 24, beispielweise über eine Schraubverbindung. Der Gelenkarmroboter ist eine funktionale Baueinheit bzw. Baugruppe, wobei die Bewegungsabläufe der Armglieder 16, 16a, 16b, 19, 21, 23 mit einer nicht gezeigten Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung gesteuert und/oder geregelt werden.
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Die Schwenkachse 25 ist schräg nach hinten ausgerichtet, beispielsweise um ca. 45°, in Richtung eines Gestellrahmens 26 mit beispielsweise 4 vertikalen Rahmenprofilen 25a. In einer in 1 gezeigten Ruhestellung lassen sich damit die Greifeinrichtungen 8 und die Anhebeeinrichtung 4 in den Innenbereich des Gestellrahmens 26 einschwenken. Damit ist ein weitgehend freier Zugang zum Blattstapel 2 gewährleistet.
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10 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 in einer Warte- und/oder Anhebestellung der Greifeinrichtungen 8 und der Anhebeeinrichtung 4, wobei die die Gabel 9 sowie das Anhebemittel 5, durch bedarfsweises Hochschwenken der unteren Armglieder 16, 16a, 16b in einer Mindesthöhe angeordnet sind, die eine maximale Stapelhöhe, welche der Höhe des Stapels 2 vor dem Unterteilen des Stapels in Riese 3 vorgegebener Blattzahl entspricht, um wenigstens ein Viertel, vorzugsweise die Hälfte der Stapelhöhe, weiter vorzugsweise wenigstens 0,75 der Stapelhöhe, übersteigt.
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Insbesondere ist vorgesehen, dass die Greifeinrichtungen 8 sowie die Anhebeeinrichtung 4, insbesondere die Gabel 9 sowie das Anhebemittel 5, auf eine Überkopfhöhe anhebbar sind. Es ist nicht ausgeschlossen, dass die Greifeinrichtungen 4 und/oder die Anhebeeinrichtung 8 mit den Manipulationseinrichtungen 11 weiter angehoben werden können, insbesondere derart, dass sie sich in einer den Träger 24 überragenden Position befinden.
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Dadurch wird eine ausreichend große Höhe, insbesondere Stehhöhe bzw. Kopffreiheit für einen Bediener, unterhalb der Greifeinrichtungen 8 bzw. der Anhebeeinrichtung 4 geschaffen, beispielsweise um einen neuen, zu unterteilenden Stapel 2 im Arbeitsbereich der Vorrichtung 1 zu positionieren und/oder um sonstige Arbeiten im Bereich unterhalb der Manipulationseinrichtungen 11 vorzunehmen.
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Ebenfalls ist anhand von 10 ersichtlich, dass die Manipulationseinrichtungen 11 am Träger 24 gehalten sind, wobei der Träger 24 als Seitenausleger an dem Gestellrahmen 26 ausgebildet ist. Dabei überragt bzw. überkragt der Träger 24 den Stapel 2 zumindest bereichsweise, vorzugsweise im Wesentlichen.
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In diesem Zusammenhang kann eine Verstelleinrichtung 27 zur automatischen und/oder maschinellen Höhenverstellung des Trägers 24 relativ zum Gestellrahmen 26 vorgesehen sein. Die Verstelleinrichtung 27 kann einen Motor und eine Gewindespindel zur Höhenverstellung aufweisen. Befindet sich der Träger 24 in unterer Position, handelt es sich um eine Betriebs- bzw. Operationsposition. Zur Haltung dieser Position können Arretiermittel vorgesehen sein, beispielsweise ausfahrbare Zylinder, um einen Formschluss zwischen dem Gestellrahmen 26 und dem Träger 24 zu erzeugen.
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Wie anhand von 11 ersichtlich, ist die Verstelleinrichtung 27 vorzugsweise zur vertikalen Verstellung des Trägers 24 relativ zum Gestellrahmen 26 ausgebildet. Zur Führung des Trägers 24 relativ zum Gestellrahmen 26 weist die Verstelleinrichtung 27 vertikale Rahmenprofile 28 auf.
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Die Vorrichtung 1 weist zudem zwei Kameraeinrichtungen 29 auf. Die Kameraeinrichtungen 29 sind am Träger 24 gehalten. Die Kameraeinrichtungen 28 sind auf die Oberseite des Rieses 3 gerichtet und überwachen die Position des Rieses 3 relativ zum Reststapel 6 bei der Riesbildung und/oder dem Riestransport.
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Die mit den Kameraeinrichtungen 28 aufgezeichneten Bilddaten können insbesondere als Eingangsgröße für eine Steuer- und/oder Regelungseinrichtung der Vorrichtung 1 dienen, auf deren Grundlage die Ansteuerung der Manipulationseinrichtungen 11 zum Verfahren der Greifeinrichtungen 8 und/oder Anhebeeinrichtung 4 erfolgt.
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Gemäß 12 ist als Anhebeeinrichtung 4 eine Zählvorrichtung mit einer Zählscheibe als Anhebemittel 5 vorgesehen. Die Zählvorrichtung ist dreh- und/oder schwenkbar um die Dreh- und/oder Schwenkachse 17 am ersten Armglied 16 eines als Manipulationseinrichtung vorgesehenen Gelenkarmroboters gehalten.
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Es versteht sich, dass die zuvor erörterten Aspekte sowohl voneinander unabhängig als auch in beliebiger Kombination miteinander realisiert werden können, ohne dass dies einer expliziten Erwähnung bedarf.
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Bezugszeichenliste:
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- 1
- Vorrichtung
- 2
- Stapel
- 3
- Ries
- 4
- Anhebeeinrichtung
- 5
- Anhebemittel
- 6
- Reststapel
- 7
- Zwischenraum
- 8
- Greifeinrichtung
- 9
- Gabel
- 10
- Zangenoberteil
- 11
- Manipulationseinrichtung
- 12
- erste Transportrichtung
- 13
- zweite Transportrichtung
- 14
- erste Bewegungsrichtung
- 15
- zweite Bewegungsrichtung
- 16
- Armglied
- 16a
- Armglied
- 16b
- Armglied
- 17
- Dreh- und/oder Schwenkachse
- 18
- Dreh- und/oder Schwenkachse
- 19
- Armglied
- 20
- Dreh- und/oder Schwenkachse
- 21
- Armglied
- 22
- Dreh- und/oder Schwenkachse
- 23
- Armglied
- 24
- Träger
- 25
- Dreh- und/oder Schwenkachse
- 25a
- Rahmenprofil
- 26
- Gestellrahmen
- 27
- Verstelleinrichtung
- 28
- Rahmenprofil
- 29
- Kameraeinrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1264792 A1 [0005, 0024]
- DE 60103289 T2 [0053]
- DE 102016112405 B3 [0053]
