DE102022123766A1

DE102022123766A1 - Greifereinrichtung und Verfahren zum Greifen

Info

Publication number: DE102022123766A1
Application number: DE102022123766.4A
Authority: DE
Inventors: Willi Vollenkemper
Original assignee: Haver and Boecker OHG
Current assignee: Haver and Boecker OHG
Priority date: 2022-09-16
Filing date: 2022-09-16
Publication date: 2024-03-21
Also published as: WO2024056799A1

Abstract

Greifereinrichtung (1) zum Greifen von Einzeleinheiten (200) umfassend eine Greifeinheit (2) und eine Halteeinheit (3), wobei die Greifeinheit (2) einen Auflageabschnitt (4) für eine zu greifende Einzeleinheit (200) aufweist und wobei die Halteeinrichtung (3) ein Halteelement (5) umfasst. Dabei umfasst ein freies Ende (6) des Auflageabschnitts (4) eine Anhebeeinrichtung (7), um eine zu greifende Einzeleinheit (200) anzuheben, sodass der Auflageabschnitt (4) wenigstens unter die zu greifende Einzeleinheit (200) verlagerbar ist. Die Handlingeinrichtung (50) umfassend eine Robotereinrichtung (60) mit einem Roboterarm (61) und eine solche dran angeordnete Greifereinrichtung (1). Das System (100) zum Greifen und Überführen wenigstens einer Einzeleinheit (200) umfasst eine solche Handlingeinrichtung (50) und wenigstens eine Steuereinrichtung (80). Bei dem Verfahren zum Greifen von wenigstens einer Einzeleinheit (200) mit einem System (100) wird die Greifeinheit (2) an einen Rand (201) der zu greifenden Einzeleinheit (200) herangeführt und die Anhebeeinrichtung hebt die Einzeleinheit an, sodass der Auflageabschnitt unter die zu greifende Einzeleinheit (200) verlagert wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Greifereinrichtung zum Greifen von Einzeleinheiten, insbesondere zum Greifen eines Leersackes oder eines Leersackstapels, umfassend wenigstens eine Greifeinheit und wenigstens eine Halteeinheit. Dabei weist die Greifeinheit wenigstens einen Auflageabschnitt für eine zu greifende Einzeleinheit auf und die Halteeinrichtung umfasst wenigstens ein Halteelement. Die vorliegende Erfindung betrifft zudem eine Handlingeinrichtung mit einer solchen Greifereinrichtung, ein System umfassend eine solche Handlingeinrichtung und ein Verfahren zum Greifen von wenigstens einer Einzeleinheit, insbesondere wenigstens eines Leersacks oder wenigstens eines Leersackstapels, mit einem solchen System.
Zum Greifen und Überführen bzw. Transportieren von gestapelten Objekten sind verschiedene Vorrichtungen im Stand der Technik bekannt. Beispielsweise beim Transport von Leersäcken, z. B. im Bereich von Packanlagen zum Abfüllen von Schüttgut in Säcke, können flachliegende Leersäcke mit der Hilfe von Sauggreifern angehoben und an eine bestimmte Stelle und/oder eine andere Anlage übergeben werden. Nachteilig ist jedoch, dass nur einzelne Säcke und keine Sackbündel mittels der Sauggreifer angehoben werden können.
Ein Sackbündel könnte mit einem konventionellen Greifer, beispielsweise mittels eines Zangengreifers zwar gehalten werden, jedoch besteht hier die Problematik, dass ein solcher Greifer beispielsweise auf einer Palette geschichtete Säcke oder Sackbündel bzw. Sackstapel nicht selbstständig ergreifen kann, da die Bündel zu keiner Seite frei zugänglich überstehen. Somit kann kein automatisiertes Greifen von flachliegenden Säcken bzw. Sackbündeln mittels eines konventionellen Greifers erfolgen.
Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Greifer zur Verfügung zu stellen, der einzelne Objekte und auch Stapel bzw. Bündel von Objekten selbstständig aufnehmen kann.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Greifereinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, durch eine Handlingeinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 14, durch ein System mit den Merkmalen des Anspruchs 15 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 18. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindungen ergeben sich aus der allgemeinen Beschreibung und der Beschreibung des Ausführungsbeispiels.
Die erfindungsgemäße Greifereinrichtung eignet sich zum Greifen von Einzeleinheiten, insbesondere zum Greifen eines Leersackes und/oder eines Leersackstapels und/oder dergleichen, und umfasst wenigstens eine Greifeinheit und wenigstens eine Halteeinheit, wobei die Greifeinheit wenigstens einen Auflageabschnitt für eine zu greifende Einzeleinheit aufweist und wobei die Halteeinrichtung wenigstens ein Halteelement umfasst. Dabei umfasst wenigstens ein freies Ende des Auflageabschnitts wenigstens eine Anhebeeinrichtung, um eine zu greifende Einzeleinheit wenigstens abschnittsweise anzuheben, sodass der Auflageabschnitt wenigstens abschnittsweise unter die zu greifende Einzeleinheit verlagerbar ist.
Dabei ist eine Einzeleinheit insbesondere ein einzelnes Objekt bzw. je nach Ausgestaltung ein Stapel von Objekten und/oder ein Bündel von Objekten, insbesondere wenigstens ein einzelner Leersack bzw. ein flach liegender leerer Sack und/oder ein Sackstapel bzw. ein Leersackstapel.
Die Einzelheiten können insbesondere Stückgut bzw. Objekte sein, welche vorzugsweise in Stapeln bzw. Bündeln auf einer Ablagefläche vorgehalten werden können. Dabei werden diese einzelnen Einzeleinheiten bzw. Bündel von Objekten als Einzeleinheit insbesondere im Versatz gestapelt bzw. geschichtet.
So kann eine Einzeleinheit beispielsweise ein leerer Sack sein, zum Beispiel derart wie sie zum Abfüllen von Schüttgut verwendet werden. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass die Einzeleinheiten wenigstens abschnittsweise im Wesentlichen flexibel sind. So können beispielsweise beliebige Leersäcke oder auch Tüten, beispielsweise Ventilsäcke, FFS-Säcke, Offensäcke und/oder auch Bündel von Papiertüten oder dergleichen mittels der Greifereinrichtung aufgenommen und an eine andere Stelle überführt werden.
Vorzugsweise weist auch ein Bündel bzw. ein Stapel von Objekten als Einzeleinheit, eine gewisse Flexibilität auf. So können beispielsweise auch Zeitungsbündel oder Stapel von dünnen oder auch dickeren Pappen oder auch beispielsweise Stapel von Papierblättern, Kunststoffsheets oder dergleichen von der Anhebeeinrichtung der Greifeinheit angehoben werden, sodass der Auflageabschnitt zum Greifen wenigstens abschnittsweise darunter verlagerbar ist.
Der Auflageabschnitt ist insbesondere der Bereich der Greifereinrichtung, welcher unter eine aufzunehmende Einzeleinheit verlagert wird, und auf welchem die zu greifende Einzeleinheit beim Anheben aufliegt.
Das Halteelement dient insbesondere dazu, die zu ergreifende Einzeleinheit bzw. ein Bündel von Objekten als Einzeleinheit wenigstens geringfügig so herunterzudrücken bzw. festzuhalten, dass der Auflageabschnitt unter die Einzeleinheit Verfahren bzw. verlagert werden kann, ohne dass die zu greifende Einzeleinheit verrutscht bzw. wegrutscht und dass sich der Rand der Einzelheit bzw. des Stapels bzw. des Bündels vorzugsweise leicht aufrichtet.
Die erfindungsgemäße Greifereinrichtung bietet viele Vorteile. Dadurch, dass der Auflageabschnitt wenigstens eine Anhebeeinrichtung umfasst, wird es möglich, Einzeleinheiten wie beispielsweise flache Objekte, Leersäcke und/oder auch Leersackstapel mittels einer Greifereinrichtung zu ergreifen und an eine andere Stelle zu verlagern. Dies wird dadurch möglich, dass die Anhebeeinrichtung die flach auf einer Auflagefläche liegende Einzeleinheit an einer Seite bzw. einem Rand der Einzeleinheit anhebt, sodass das freie Ende des Auflageabschnitts unter die zu ergreifende Einzeleinheit fahren bzw. ein Stück unter die Einzeleinheit verlagert werden kann.
Wenn die Einzeleinheiten beispielsweise durch einen Leersackstapel beispielsweise mit 5, 10 oder 15 Säcken bereitgestellt wird, dient die Anhebeeinrichtung dazu, die einzelnen Säcke bzw. den Leersackstapel insgesamt anzuheben, sodass der Auflageabschnitt wenigstens ein Stück unter den Leersackstapel verlagert werden kann.
Dadurch wird es möglich, anders als bei konventionellen Greifereinrichtungen mit Saugern, nicht nur einzelne Säcke oder Einzeleinheiten anzuheben, sondern auch Einzelheiten ohne Sauggreifer anzuheben und sogar Bündel von Objekten als Einzeleinheit wie beispielsweise Leersackstapel mittels einer Greifereinrichtung zu ergreifen.
Bevorzugt umfasst die Anhebeeinrichtung wenigstens eine Rolle. Dabei ist die Anhebeeinrichtung bzw. die Rolle vorzugsweise unmittelbar an dem freien Ende des Auflageabschnitts vorgesehen und insbesondere drehbar bzw. rotierbar ausgebildet. Dabei können auch mehrere Rollen nebeneinander vorgesehen sein, wobei die Verwendung von wenigstens einer Rolle bevorzugt ist.
Besonders bevorzugt ist die Rolle antreibbar. Dabei kann eine derartige Rolle der Anhebeeinrichtung insbesondere mittels eines Druckluftmotors, eines Elektromotors und/oder eines beliebigen anderen Drehgebers rotiert bzw. angetrieben werden.
In vorteilhaften Ausgestaltungen weist die Rolle wenigstens abschnittsweise wenigstens eine kontaktvermittelnde Struktur und/oder wenigstens abschnittsweise wenigstens eine reibungs- bzw. haftungserhöhende Oberfläche auf. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass die Rolle derart ausgebildet ist, dass der „Grip“ erhöht wird, sodass eine Einzeleinheit wie beispielsweise ein Leersack oder auch ein Leersackbündel durch die Rotation der Rolle angehoben wird.
So kann beispielsweise eine kontaktvermittelnde Struktur eine Art Außenverzahnung oder eine sägezahnartige Struktur sein, welche beispielsweise beim Kontakt mit einem Leersackbündel bzw. mit einer Einzeleinheit die einzelnen Säcke oder Objekte oder auch mehrere auf einmal durchblättert, um den freien Rand des Leersackstapels bzw. der Einzeleinheit anzuheben. Eine solche kontaktvermittelnde Struktur kann beispielsweise Weise aber auch durch Rillen, Noppen und/oder auch eine bürstenartige Ausgestaltung erreicht werden.
Eine die Reibhaftung erhöhende Oberfläche kann beispielsweise durch eine Gummierung und/oder eine Anrauhung und/oder dergleichen bereitgestellt werden.
Insbesondere ist bevorzugt, das durch die Rotation der Rolle bzw. der Anhebeeinrichtung einzelne Objekte der Einzeleinheit bzw. die Einzelheit selber sozusagen durchgeblättert wird, bzw. aufgeblättert wird, sodass der Auflageabschnitt zwischen Auflagefläche und Einzeleinheit eintauchen bzw. dazwischen verlagert werden kann.
Bevorzugt sind die Greifeinheit und die Halteeinheit gelenkig zueinander vorgesehen. Dabei kann jede beliebige Ausgestaltung einer gelenkige Anordnung zueinander vorgesehen werden. Insbesondere können hierzu gelenkig verbundene Stangen oder auch Aktuatoren vorgesehen sein.
Besonders bevorzugt sind die Greifeinheit und die Halteeinheit relativ zueinander bewegbar. Dabei kann eine solche relativ zueinander bewegbare Ausgestaltung aktiv oder passiv vorgesehen sein, beispielsweise durch einen motorbetriebenen Antrieb oder auch durch Vorspanneinrichtungen, welche wenigstens in eine Richtung eine aktive Bewegung ermöglichen. Durch eine aktive Relativbewegung der Greifeinheit und Halteeinheit zueinander kann beispielsweise eine Bewegung des Auflageabschnitts unter eine Einzeleinheit bewirkt werden, ohne dass die gesamte Greifereinrichtung in eine entsprechende Richtung bewegt wird.
In zweckmäßigen Ausgestaltungen ist wenigstens eine Aufnahmeeinheit vorgesehen, mit welcher die Greifeinheit und die Halteeinheit verbunden sind. Die Aufnahmeeinheit dient insbesondere zur Befestigung der Greifereinrichtung an einer Handlingeinrichtung, beispielsweise an einem Roboterarm einer Robotereinrichtung. An der Aufnahmeeinheit sind die Halteeinheit und die Greifeinheit zum Beispiel derart miteinander verbunden, sodass eine gelenkige Anordnung der beiden Bauteile zueinander ermöglicht wird. Die Greifeinheit und die Halteeinheit können aber auch unmittelbar miteinander gelenkig verbunden sein und je nach Ausgestaltung auch nicht gelenkig vorgesehen sein.
In zweckmäßigen Weiterbildungen ist dem Auflageabschnitt, der Halteeinrichtung, der Halteeinheit und/oder dem Halteelement wenigstens ein Aktuator zugeordnet. So kann je nach Ausgestaltung eines Aktuators eine Bewegung des jeweiligen Bauteils bewirkt werden. Wenn als Aktuator beispielsweise eine Vorspanneinrichtung vorgesehen ist, kann eine gewisse Vorspannung bzw. Anordnung von Greifeinheit zur Halteeinheit bewirkt werden, insbesondere dann, wenn die Bauteile gelenkig zueinander vorgesehen sind.
Vorzugsweise umfasst der Aktuator wenigstens einen Pneumatikzylinder. Je nach Ausgestaltung können auch andere Aktuatoren, beispielsweise Hydraulikzylinder und/oder andere linearwirkende Aktuatoren vorgesehen sein. Durch das Vorsehen solcher Aktuatoren kann beispielsweise erreicht werden, dass die Greifeinheit bzw. der Auflageabschnitt und die Halteeinrichtung in einer gewissen Vorspannung zueinander vorgesehen sind. Wird die Greifereinrichtung zum Greifen einer Einzeleinheit neben der Einzeleinheit abgesenkt, können sich dann vorzugsweise der Auflageabschnitt und das Halteelement entgegen der Vorspannung auseinander bewegen, bis beispielsweise eine vorbestimmte Endlage erreicht ist, welche vorzugsweise durch einen Endlagenschalter erkannt wird. Dabei ist eine Endlage insbesondere eine Anordnung von Auflageabschnitt und Halteelement zueinander, die in beide Richtungen zumindest einen gewissen Bewegungspuffer aufweist. Eine maximale Auslenkung der Bauteile zueinander kann je nach Ausgestaltung auch als Endlage definiert sein.
Bevorzugt umfasst das Halteelement wenigstens eine Halterolle. Dabei kann eine solche Halterolle vorzugsweise die Einzeleinheit wenigstens abschnittsweise wenigstens geringfügig nach unten drücken bzw. anpressen, sodass die Einzeleinheit beim Verlagern des Auflageabschnitts nicht verrutscht. Damit eine optimale Bewegung des Auflageabschnitts in Richtung unterhalb der Einzeleinheit bewirkt werden kann, rollt die Halterolle dann entsprechend der Bewegung des Auflageabschnitts auf der Einzeleinheit mit.
Besonders bevorzugt umfasst die Greifeinheit wenigstens eine Fixiereinrichtung. Dabei ist eine solche Fixiereinrichtung insbesondere in der Art eines Fixierstempels ausgebildet und/oder umfasst wenigstens einen solchen Fixierstempel. So wird es möglich, dass die Einzeleinheit, unter welche der Auflageabschnitt verlagert wurde, zwischen Fixiereinrichtung und Auflageabschnitt eingeklemmt wird. Vorzugsweise kann eine solche Fixiereinrichtung, insbesondere bei einer Ausgestaltung als Fixierstempel, insbesondere mittels eines Pneumatikzylinders oder dergleichen angetrieben werden und auch anders verlagert werden.
Vorzugsweise ist wenigstens ein Endlagenschalter vorgesehen, welcher wenigstens eine Position bzw. Auslenkung insbesondere des Auflageabschnitts und/oder der Halteeinrichtung erkennt.
In zweckmäßigen Weiterbildungen ist wenigstens eine Referenzierungseinrichtung vorgesehen. Eine solche Referenzierungseinrichtung kann insbesondere durch wenigstens eine Stange bzw. wenigstens einen Stab zur Verfügung gestellt werden, welcher insbesondere eine vorbestimmte Länge hat. Dabei kann insbesondere mittels der Referenzierungseinrichtung ein Höhenabgleich zwischen der Handlingeinrichtung bzw. dem Roboterarm und der Greifereinrichtung ermöglicht werden. Zudem kann mittels einer solchen Referenzierungseinrichtung ein Bewegungsabgleich bzw. eine Störkontur bei der Drehung der Greifereinrichtung abgeglichen werden, sodass die Steuereinrichtung beim Bewegen und auch beim Drehen, insbesondere beim gleichzeitigen Verfahren und Drehen, eine Kollision mit anderen Bauteilen, Einzeleinheiten und/oder Objekten verhindern kann.
Die erfindungsgemäße Handlingeinrichtung umfasst wenigstens eine Robotereinrichtung mit wenigstens einem Roboterarm und wenigstens eine daran angeordnete Greifereinrichtung, wie sie zuvor beschrieben wurde. Auch die erfindungsgemäße Handlingeinrichtung bietet die Vorteile, wie sie zuvor schon zu der Greifereinrichtung beschrieben wurden.
Das erfindungsgemäße System zum Greifen und Überführen wenigstens einer Einzeleinheit, insbesondere wenigstens eines Leersackes oder wenigstens eines Leersackstapels, umfasst wenigstens eine Handlingeinrichtung, wie sie zuvor beschrieben wurde und wenigstens eine Steuereinrichtung.
Die Steuereinrichtung kann vorzugsweise in die Handlingeinrichtung integriert bzw. ein Teil davon sein oder auch separat vorgesehen sein.
Auch das erfindungsgemäße System bietet die Vorteile, die zuvor schon zu der Greifereinrichtung ausgeführt wurden. Insbesondere wird es mittels eines solchen Systems möglich, dass eine Greifereinrichtung beispielsweise mittels eines Roboterarms an eine Einzeleinheit herangefahren wird, wobei dann die Anhebeeinrichtung des Auflageabschnitts die Einzeleinheit an wenigstens einem Rand anhebt, sodass der Auflageabschnitt unter die Einzeleinheit verlagert werden kann. Dazu kann insbesondere vorgesehen sein, dass der Roboterarm die Greifereinrichtung insgesamt in eine solche Richtung bewegt, dass der Auflageabschnitt in Richtung unterhalb der Einzeleinheit bewegt wird. Je nach Ausgestaltung kann aber eine solche Verlagerung des Auflageabschnitts auch durch eine relative insbesondere aktive Bewegung des Auflageabschnitts in Richtung der Halteeinrichtung bewirkt werden.
Bevorzugt umfasst das System wenigstens eine Kameraeinrichtung. Dabei ist insbesondere eine Kameraeinrichtung mit einer Höhenerkennung wie beispielsweise eine 3D-Kamera vorteilhaft, sodass die Handlingeinrichtung bzw. der Roboterarm mit der daran aufgenommenen Greifereinrichtung zielgenau an eine zu ergreifende Einzeleinheit herangefahren werden kann.
Insbesondere wenn keine 3D-Kamera vorgesehen ist, sondern nur eine 2D-Kamera zur Lagenbilderkennung oder dergleichen, ist insbesondere wenigstens eine alternative Höhenerfassung bzw. Höhenmesseinrichtung vorgesehen. Eine solche Höhenerfassung kann beispielsweise über wenigstens einen Laser, über Radar, Ultraschall und/oder dergleichen die anzufahrende Höhe für die Greifereinrichtung ermitteln.
Vorzugsweise kann die Anfahrgenauigkeit der Greifereinrichtung in allen und/oder einzelnen Ebenen über wenigstens eine KI-Anwendung (künstliche Intelligenz) angelernt bzw. verbessert werden. Dabei können insbesondere neuronale Netze und/oder Machine Learning und/oder Deep Learning Methoden verwendet werden. Nach dem Anlernen kann die Greifereinrichtung vorzugsweise auch offline, also ohne KI im Hintergrund, genau arbeiten.
Vorzugsweise ist wenigstens eine weitere Anlage, wenigstens eine Ablegeunterstützung, insbesondere in Bezug zu der weiteren Anlage und/oder wenigstens eine Ablagefläche für wenigstens einen Vorrat von Einzeleinheiten vorgesehen. Eine solche Ablegeunterstützung kann beispielsweise an einer Anlage vorgesehen sein, zu welcher eine ergriffene Einzeleinheit überführt werden soll. Eine solche Ablegeunterstützung kann beispielsweise durch eine Art Anlaufschräge oder Blech erfolgen, sodass beispielsweise eine ergriffene Einzeleinheit wie beispielsweise ein Leersack oder auch an Leersackstapel optimal auf einer Fördereinrichtung wie beispielsweise einem Förderbandband abgelegt werden kann.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Greifen von wenigstens einer Einzeleinheit, insbesondere von wenigstens einem Leersack oder von wenigstens einem Leersackstapel, mit einem System, wie es zuvor beschrieben wurde, ist gekennzeichnet durch die folgenden Schritte in geeigneter Reihenfolge. Die Greifeinheit der Greifereinrichtung wird mittels Handlingeinrichtungen an einen Rand der zu ergreifenden Einzeleinheit herangeführt, sodass der Auflageabschnitt der Greifeinheit neben der Einzeleinheit vorliegt und das Halteelement der Halteeinrichtung wenigstens abschnittsweise oberhalb der Einzeleinheit vorliegt. Die Greifereinrichtung wird weiter abgesenkt, sodass der Auflageabschnitt der Greifeinheit neben der zu greifenden Einzeleinheit aufliegt oder wenigstens nahezu aufliegt oder neben der Einzeleinheit vorliegt und dass das Halteelement auf der Einzeleinheit aufliegt. Mittels der Anhebeeinrichtung wird wenigstens der Rand der zu ergreifenden Einzeleinheit wenigstens abschnittsweise angehoben. Der Auflageabschnitt wird wenigstens abschnittsweise verlagert, sodass dieser unter die zu greifende Einzeleinheit verlagert wird und die zu greifende Einzeleinheit wenigstens abschnittsweise auf dem Auflageabschnitt aufliegt.
Dass der Auflageabschnitt neben der Einzeleinheit aufliegt heißt insbesondere, dass der Auflageabschnitt im Wesentlichen auf der gleichen bzw. in der gleichen Ebene aufliegt wie das zu greifende Objekt bzw. die zu greifende Einzeleinheit. Dabei kann diee nach Ausgestaltung vollständig aufliegen oder auch nur leicht bzw. nahezu bzw. so gerade eben nicht aufliegen.
Insbesondere wird der Auflageabschnitt bzw. die Greifereinrichtung derart mittels der Handlingeinheit bzw. mittels des Roboterarms gedreht, dass ein vorbestimmter Rand angefahren wird, sodass die Einzeleinheiten in einer vorbestimmten bzw. definierten bzw. bekannten Ausrichtung aufgenommen werden und entsprechend an eine weitere Anlage oder an eine andere Stelle weitergegeben werden kann.
Allgemein kann die Greifereinrichtung vorzugsweise die Einzeleinheiten von jeder beliebigen Seite der Einzeleinheit anfahren. Dies kann insbesondere dann vorteilhaft sein, wenn Lagenbilder von Einzeleinheiten vorgesehen sind, bei denen zumindest bei einigen Einzeleinheiten bestimmte Seiten nicht frei zugänglich vorliegen. So kann die Greifereinrichtung beispielsweise beim Ergreifen von Leersackbündeln diese vorzugsweise von der Längsseite und der Querseite her anfahren.
Je nach Format der zu ergreifenden Einzeleinheiten kann bevorzugt der Abstand zwischen Greifeinheit bzw. Auflageabschnitt bzw. Anhebeeinrichtung und Halteabschnitt bzw. Halteelement geändert und/oder eingestellt werden.
Auch das erfindungsgemäße Verfahren bietet die Vorteile, wie sie zuvor schon zu Greifereinrichtung ausgeführt wurden. Insbesondere wird es möglich, dass auch komplexe Einzeleinheiten wie beispielsweise Leersackstapel in einer bestimmten Orientierung aufgenommen und einer anderen Anlage definiert überführt werden können.
Bevorzugt erfolgen wenigstens das wenigstens abschnittsweise Anheben und das wenigstens abschnittsweise Verlagern wenigstens abschnittsweise parallel. Dabei kann insbesondere bei der Verwendung einer Rolle als Anhebeeinrichtung diese zum Anheben der Einzeleinheit, beispielsweise beim Durchblättern einzelner Säcke eines Sackstapels, rotiert werden, wobei die Rotation auch noch während der Verlagerung des Auflageabschnitts unter die Einzeleinheit weiter fortgesetzt werden kann.
Besonders bevorzugt erfolgt das Verlagern wenigstens des Auflageabschnitts wenigstens teilweise durch eine Bewegung des Roboterarms. Da kann je nach Ausgestaltung die Halteeinheit bzw. das Halteelement bzw. die Halterolle entsprechend der Verlagerung des Roboterarms mit über die Einzeleinheit verfahren bzw. verlagert werden.
In zweckmäßigen Ausgestaltungen erfolgt das Verlagern wenigstens des Auflageabschnitts wenigstens teilweise durch eine Relativbewegung zwischen der Greifeinheit und der Halteeinheit. Dabei kann die Relativbewegung zusätzlich zu der Bewegung des Roboterarms oder ausschließlich vorgesehen sein. Dabei wird durch eine Relativbewegung des Auflageabschnitts beispielsweise in Richtung der Halteeinheit eine Verlagerung des Auflageabschnitts unter die Einzeleinheit bewirkt.
Bevorzugt sind die Greifeinheit und die Halteeinheit gelenkig zueinander vorgesehen und die Greifeinheit und die Halteeinheit liegen im angehobenen Zustand der Greifeinheit der Greifereinrichtung in einer ersten Endlage vor und die Greifeinheit und die Halteeinheit liegen im aufgesetzten Zustand der Greifereinrichtung in einer zweiten Endlage vor. Dies kann beispielsweise mittels einer Endlagenerkennung dazu benutzt werden, dass eine optimale Position der Greifereinrichtung zum Start des Anhebens der Einzeleinheit erkannt wird.
Vorzugsweise ist wenigstens eine Fixiereinrichtung vorgesehen, welche die zu greifende Einzeleinheit auf dem Auflageabschnitt fixiert, insbesondere nachdem der Auflageabschnitt nach dem Anheben der Einzeleinheit unter diesen herunter verlagert wurde.
Bevorzugt umfasst die Anhebeeinrichtung wenigstens eine Rolle, wobei das Anheben durch Rotation der Rolle bewirkt wird. Dabei kann eine Rolle insbesondere derart ausgeführt sein, wie sie zuvor beschrieben wurde. Die Drehrichtung ist insbesondere derart vorgesehen, dass eine Bewegung des Objekts bzw. der Einzeleinheit bzw. der einzelnen Objekte der Einzeleinheit nach oben bewirkt wird.
In zweckmäßigen Weiterbildungen ist wenigstens eine Kameraeinrichtung vorgesehen, mittels welcher die Lage und/oder die Orientierung der zu greifenden Einzeleinheit erkannt wird. Dadurch kann insbesondere erkannt werden, welche Einzeleinheit als oberste Einzeleinheit auf bzw. in einem Einzeleinheitenvorrat bzw. einem Vorrat von Einzeleinheiten liegt. Zudem kann beispielsweise bei dem Ergreifen von Einzelsäcken oder auch von einem Sackstapel beispielsweise mit Ventilsäcken erkannt werden, an welcher Seite das Ventil vorliegt, sodass der Einzelsack bzw. der Sackstapel mit dem Ventil in einer vorbestimmten Orientierung an eine weitere Anlage übergeben werden kann. Eine Steuereinrichtung steuert die Handlingeinrichtung dann vorzugsweise entsprechend an und überführt die Einzeleinheit an eine weitere Anlage.
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus dem Ausführungsbeispiel, welches im Folgenden mit Bezug auf die beiliegenden Figuren erläutert wird.
In den Figuren zeigen:

1 eine rein schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Systems in einer perspektivischen Ansicht;
2 eine rein schematische vergrößerte Darstellung gemäß 1;
3 eine rein schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Greifereinrichtung in einer Seitenansicht;
4 eine rein schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Greifereinrichtung in einer Seitenansicht beim Greifen einer Einzelheit;
5 eine rein schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Greifereinrichtung in einer Seitenansicht beim Greifen einer Einzelheit;
6 eine rein schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Greifereinrichtung in einer Seitenansicht beim Greifen einer Einzelheit;
7 eine rein schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Greifereinrichtung in einer Seitenansicht beim Greifen einer Einzelheit;
8 eine rein schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Greifereinrichtung in einer Seitenansicht beim Greifen einer Einzelheit;
9 eine rein schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Greifereinrichtung in einer Schnittansicht von der Seite;
10 eine rein schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Greifereinrichtung in einer perspektivischen Ansicht;
11 eine rein schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Greifereinrichtung in einer weiteren perspektivischen Ansicht; und
12 eine rein schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Greifereinrichtung in einer Schnittansicht von der Seite.

In 1 ist rein schematisch ein erfindungsgemäßes System 100 dargestellt, welches in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel eine Handlingeinrichtung 50 und eine Steuereinrichtung 80 umfasst. Das erfindungsgemäße System dient in dem gezeigten Ausführungsbeispiel zum Greifen und Überführen wenigstens einer Einzeleinheit 200 aus einem Vorrat gestapelter Einzeleinheiten 200 von einer Ablagefläche 500 zu einer weiteren Anlage 400. Die Einzeleinheiten sind dabei in dem gezeigten Ausführungsbeispiel lagenartig auf einer Palette gestapelt und stellen so einen Vorrat von Einzeleinheiten 200 zur Verfügung.
Dabei ist eine Einzeleinheit 200 beispielsweise ein insbesondere flaches Objekt, welches als Vorrat gestapelt auf der Ablagefläche 500 aufliegt. Eine Einzeleinheit 200 kann aber auch wie in dem hier gezeigten Beispiel ein Stapel bzw. ein Bündel 600 von Objekten sein, wobei dann das Bündel bzw. der Stapel 600 als Einzeleinheit 200 ergriffen und überführt wird.
Was unter einer Einzeleinheit anmeldungsgemäß zu verstehen ist, ist weiter in der allgemeinen Beschreibung beispielhaft definiert.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die gestapelten Objekte Leersäcke 300, wobei eine Einzeleinheit 200 hier durch einen Sackstapel 350 zur Verfügung gestellt wird. Dabei werden insbesondere Stapel bzw. Leersackstapel 350 von Ventilsäcken von einer Palette auf der Ablagefläche 500 mittels der Handlingeinrichtung 50 an eine weitere Anlage 400 überführt. Die weitere Anlage 400 ist dabei in dem gezeigten Ausführungsbeispiel ein Förderband 402, auf welches die Einzeleinheiten 200 bzw. die Leersackstapel 350 in einer vorbestimmten Orientierung, nämlich mit dem Ventil in einer bestimmten Ausrichtung auf das Förderband 402 übergeben werden. Dieses Förderband 402 dient in dem gezeigten Ausführungsbeispiel dazu, Leersäcke 300 bzw. einzelne Leersackstapel 350 einem automatischen Sackaufstecker zuzuführen, der einer rotierenden Packanlage vorgeschaltet ist. Dabei sind der Sackaufstecker die Packanlage in dem hier gezeigten Ausführung nicht dargestellt.
Um das Auflegen der ergriffenen Einzeleinheiten 200 auf das Förderband 402 zu erleichtern bzw. möglichst akkurat zu gestalten, ist hier eine Ablegeunterstützung 401 vorgesehen, welche hier als schräg montiertes Blech ausgeführt ist.
Die Handlingeinrichtung Um eine korrekte Übergabe der Einzeleinheit 200 an die weitere Anlage 400 bzw. hier auf das Förderband 402 zu kontrollieren, kann je nach Ausgestaltung wenigstens eine weitere hier nicht dargestellte Kamera vorgesehen sein. Dabei kann über die Bilder bzw. die Daten dieser Kamera z. B. überprüft werden, ob die Orientierung der Einzeleinheit bei der Übergabe tatsächlich korrekt ist und/oder ob während des Überführens beispielsweise eines Leersackstapels 350 einzelne Leersäcke 300 verrutscht sind. Wird eine fehlerhaft ergriffene Einzeleinheit 200 und/oder eine fehlerhafte Einzeleinheit 200 erkannt, kann diese dann z. B. an eine Ausschleußstelle übergeben werden. So kann unter anderem vorzugsweise sichergestellt werden, dass nur Einzeleinheiten übergeben werden, die auch weiterverarbeitet werden können.
Je nach Ausgestaltung kann dann beispielsweise auch überprüft werden, ob der Ablageplatz für die ergriffene Einzeleinheit 200 frei oder noch belegt ist. Je nach Erfassungsbereich der Kamerareinrichtung 70 kann aber die Kontrolle der Übergabe der Einzeleinheiten 200 an die weitere Anlage 400 auch über diese Kamera 70 erfolgen.
50 umfasst in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel einen Roboter 60 mit einem Roboterarm 61, wobei an dem freien Ende des Roboterarms 61 eine erfindungsgemäße Greifereinrichtung 1 angebracht ist.
Um eine ergriffene Einzeleinheit 200 in einer definierten Ausrichtung mittels der Handlingeinrichtung 50 an die weitere Anlage 400 bzw. an eine weitere Stelle 400 übergeben zu können, muss zunächst die oberste und somit freiliegende Einzeleinheit bekannt sein bzw. erkannt werden, um nicht von anderen Einzeleinheiten 200 teilweise abgedeckte Einzeleinheiten zu ergreifen. Die Greifereinrichtung 1 muss dann die oberste bzw. eine freiliegende Einzeleinheit 200 definiert an einem bestimmten Rand 201 ergreifen, wozu die Steuereinrichtung 80 die Position und/oder die Orientierung der Einzeleinheit 200 auf bzw. in dem Sackvorrat bzw. dem Vorrat von Einzeleinheiten 200 erkennen muss, um die Greifereinrichtung 1 entsprechend anzusteuern.
Dazu ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass oberhalb der Ablagefläche 500 eine Kameraeinrichtung 70 vorgesehen ist, wobei die Steuereinrichtung 80 über die ausgewerteten Daten der Kameraeinrichtung 70 die Position und/oder die Orientierung der zu ergreifenden Einzeleinheit 200 auf der Ablagefläche 500 erkennt. Dabei ist die Orientierung in dem gezeigten Ausführungsbeispiel die Orientierung bzgl. der Position des Ventils des Ventilsackes.
Damit die Greifereinrichtung 1 die entsprechende Einzeleinheit 200 auch in der richtigen Höhe anfahren kann, ist eine Höhenerfassung 75 vorgesehen, sodass der Roboterarm 61 die Greifereinrichtung 1 zielgenau die richtige Einzeleinheit 200 von einer vorbestimmten Seite bzw. den richtigen Rand 201 der richtigen Einzeleinheit 200 anfahren kann.
Die Höhenerfassung 75 kann je nach Ausgestaltung als separates Bauteil vorgesehen sein, insbesondere wenn die Kameraeinrichtung 70 selbst die Höhe bzw. den Abstand zu einer Einzeleinheit 200 nicht erkennen kann. In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel wird die Kameraeinrichtung 70 durch eine 3-D Kamera 71 bereitgestellt, in welche demnach eine Höhenerfassung 75 integriert ist.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist weiterhin dargestellt, dass zwei Ablageflächen 500 in Wirkverbindung zu der Handlingeinrichtung 50 angeordnet sind, wobei hier links und rechts neben dem Roboter 60 jeweils eine Ablagefläche 500 vorgesehen ist.
Die Handlingeinrichtung 50 kann hier von beiden Ablageflächen 500 zum Beispiel im Wechsel oder auch nacheinander aufbrauchend Einzeleinheiten 200 aufnehmen und einer Anlage zuführen und/oder auch parallel zwei getrennte Anlagen mit Einzeleinheiten 200 versorgen.
Damit die Ansteuerung der Greifereinrichtung 1 zielgenau die jeweilige Einzeleinheit 200 ergreifen kann, sind in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel oberhalb jeder Ablagefläche 500 eine Kameraeinrichtung 70 vorgesehen, welche hier beide als 3D-Kamera 71 ausgeführt sind.
Je nach Erfassungsbereich der verwendeten Kameraeinrichtung 70 kann auch nur eine Kameraeinrichtung 70 vorgesehen sein. Es ist auch in anderen Ausführungen denkbar, nur eine Kameraeinrichtung 70 zu verwenden, welche verfahrbar oberhalb der Ablageflächen 500 vorgesehen ist.
Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Position und/oder die Orientierung der zu ergreifenden Einzeleinheit 200 mittels der Steuereinrichtung ermittelt. Dabei ist wie zuvor schon ausgeführt hierunter insbesondere zu verstehen, dass die Steuereinrichtung 80 beispielsweise mittels erfasster Sensordaten bzw. in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel mittels der Daten einer Kameraeinrichtung 70 die Position und/oder die Orientierung der Einzeleinheiten 200 auf der Ablagefläche ermittelt.
Eine Ermittlung mittels der Steuereinrichtung ist aber auch je nach Ausführung derart gegeben, dass z. B. ein vorbestimmtes Lagenbild beispielsweise von auf Paletten im Versatz gestapelten Einzeleinheiten 200 in die Steuereinrichtung 200 eingegeben wird, wobei die einzelnen vorgegebenen Positionen mittels der Steuereinrichtung 80 abgefahren werden.
Der Vorteil einer automatischen Erkennung der Sackposition bzw. der Position bzw. Orientierung einer obersten freiliegenden Einzeleinheit 200 liegt darin, dass beispielsweise beim Transport verrückte Einzeleinheiten 200 oder nachträglich durch einen Bediener aufgelegte Einzelheiten 200 bei der automatischen Erkennung erfasst werden, sodass es nicht zu Fehlern kommen kann.
Eine Ermittlung mittels der Steuereinrichtung kann auch dadurch gegeben sein, dass ein Bediener eine bestimmte Anfahrposition manuell bzw. händisch der Steuereinrichtung mitteilt.
In 2 ist rein schematisch eine Vergrößerung des freien Endes des Roboterarms 61 mit der daran aufgenommenen erfindungsgemäßen Greifereinrichtung 1 dargestellt.
Dabei ist hier dargestellt, dass die Greifereinrichtung 1 mit einer Aufnahmeeinheit 10 an dem Roboterarm 61 aufgenommen ist, wobei der Roboterarm 61 die Greifereinrichtung 1 beliebig dreidimensional verlagern kann und zudem auch die Greifereinrichtung 1 drehen kann, sodass die Greifeinheit 2 der Greifereinrichtung 1 an eine vorbestimmte Seite bzw. an einen erkannten Rand 201 der zu ergreifenden Einzeleinheit 200 herangefahren werden kann.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Einzeleinheiten 200 Leersackstapel 350, hier im Speziellen Ventilsäcke, welche gestapelt in Bündeln 600 auf einer Palette vorliegen. Somit besteht die Einzeleinheit 200 hier aus einem Bündel bzw. Stapel 600 von Leersäcken 300.
Die Greifereinrichtung 1 umfasst in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel eine Greifeinheit 2 und eine Halteeinheit 3, wobei die Greifeinheit 2 und die Halteeinheit 3 über eine Aufnahmeeinheit 10 miteinander in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel gelenkig mittels der Aufnahmeeinheit 10 verbunden sind.
Wie zuvor schon beschrieben, ist die Greifereinrichtung 1 an einem Roboterarm 61 bzw. an einer Handlingeinrichtung 50 aufgenommen. Die Greifeinheit 2 umfasst in dem gezeigten Ausführungsbeispiel einen Auflageabschnitt 4, auf welchem eine zu ergreifende und dann zu überführende Einzeleinheit 200 aufliegt und mittels einer Fixiereinrichtung 14 festgeklemmt wird. Dabei umfasst die Fixiereinrichtung 14 in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel einen Fixierstempel 15.
An dem freien Ende 6 des Auflageabschnitts 4 ist eine Anhebeeinrichtung 7 vorgesehen, welche in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel eine Rolle 8 bzw. zwei parallel zueinander angeordnete Rollen 8 umfasst, welche mittels eines Motors 21 antreibbar bzw. rotierbar ist. Dabei ist hier ein Druckluftmotor 22 vorgesehen, welcher die Rolle 8 in eine vorbestimmte Richtung 24 antreiben kann oder je nach Ausgestaltung die Rolle auch in beide Richtungen drehen kann.
Der Motor steht dabei mit der Rolle 8 in Wirkverbindung. Dabei kann jede geeignete Kraftübertragung verwendet werden. Hier ist die Rolle 8 bzw. sind die Rollen über einen Zahnriemen 25 mit dem Motor 21 verbunden, um eine Kraft- bzw. Rotationsübertragung auf die Rolle 8 zu bewirken. Es können je nach Ausgestaltung auch mehrere Zahnriemen und/oder andere Kraftübertragungsmittel vorgesehen sein. So ist es auch möglich, über mehrere Zahnriemen oder dergleichen den Motor 21 an nahezu an einer beliebigen Stelle anzuordnen, beispielsweise um eine bessere Gewichtsverteilung zu erhalten und/oder um weniger Störkonturen beim Anfahren an eine Einzeleinheit 200 zu haben.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst die Rolle 8 eine kontaktvermittelnde Struktur 9, welche hier als eine Art Außenverzahnung bzw. als Noppen bzw. als Rillen ausgebildet sind. Zudem umfasst die Rolle 8 in dem gezeigten Ausführungsbeispiel eine reibungs- bzw. haftungserhöhende Oberfläche 20. Diese wird in dem gezeigten Ausführungsbeispiel durch eine Gummierung zur Verfügung gestellt.
Je nach Ausgestaltung kann es auch ausreichend sein, nur eine kontaktvermittelnde Struktur 9 oder nur eine haftungserhöhende Oberfläche 20 vorzusehen.
Wie die Anhebeeinrichtung 7 eine zu ergreifende Einzeleinheit 200 anhebt, sodass der Auflageabschnitt 4 unter die zu ergreifende Einzeleinheit 200 verlagert werden kann, wird in den nachfolgenden Figuren noch näher erläutert.
Die Halteeinheit 3 umfasst in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ein Halteelement 5, wobei an dem freien Ende des Halteelements 5 eine Halterolle 13 vorgesehen ist. Die Funktion des Halteelements 5 bzw. der Halterolle 13 wird in den nachfolgenden Figuren näher erläutert.
Zudem sind die einzelnen Elemente bzw. Einheiten der Greifereinrichtung 1 in dem gezeigten Ausführungsbeispiel teilweise mit Aktuatoren 11 ausgestattet bzw. verbunden, wobei die Aktuatoren 11 hier durch Pneumatikzylinder 12 zur Verfügung gestellt werden. Dadurch wird es möglich, dass die Greifereinrichtung 1 bzw. die Anordnung von Greifeinheit 2 und Halteeinheit 3 in dem gezeigten Ausführungsbeispiel im frei hängenden Zustand in einer ersten Endlage 17 vorliegen und dass die Greifereinrichtung 1 bzw. die Greifeinheit 2 und die Halteeinheit 3 während des Aufnehmens bzw. Ergreifens einer Einzeleinheit 200 in einer zweiten Endlage 18 vorliegen. Dabei können in dem gezeigten Ausführungsbeispiel die entsprechenden Lagen 17, 18 über ein Endlagenschalter 16 erfasst werden. Der Endlagenschalter 16 kann wie in der Abbildung angedeutet z. B. an der Halteeinheit 10 und/oder an wenigstens einem Aktuator 11 wie beispielsweise einem Pneumatikzylinder 12 vorgesehen sein. Bei der Anordnung an einem Pneumatikzylinder 12 kann beispielsweise das Zusammenfahren des Pneumatikzylinders 12 bzw. eine Bestimmte Endlage 17, 18 dadurch erkannt werden, dass die Kolbenstange des Zylinders 12 Sensoren überfährt und den Endlagenschalter 16 dadurch auslöst.
In 3 ist die freihängende Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Greifereinrichtung 1 dargestellt, wobei die Greifereinrichtung 1 in diesem Zustand an eine zu ergreifende Einzeleinheit 200 herangefahren wird.
Dabei kann die Greifereinrichtung 1 die Einzeleinheit von jeder beliebigen Seite der Einzeleinheit anfahren. Dies kann insbesondere dann vorteilhaft sein, wenn Lagenbilder von Einzeleinheiten 200 vorgesehen sind, bei denen zumindest bei einigen Einzeleinheiten 200 bestimmte Seiten nicht frei zugänglich vorliegen.
Je nach Format der zu ergreifenden Einzeleinheiten 200 kann dann auch der Abstand zwischen Greifeinheit 2 bzw. Auflageabschnitt 4 bzw. Anhebeeinrichtung 7 und Halteabschnitt 3 bzw. Halteelement 5 geändert und/oder eingestellt werden.
Zunächst wird auf die zuvor beschriebene Art und Weise erfindungsgemäß die Position und/oder Orientierung einer zu ergreifenden Einzeleinheit 200 in einem Vorrat von Einzeleinheiten 200 auf einer Ablagefläche 500 ermittelt bzw. erkannt. So kann der Auflageabschnitt 4 neben eine vorbestimmte Seite bzw. neben einem vorbestimmten Rand 201 der zu ergreifenden Einzeleinheit 200 gefahren werden kann.
Da die Einzeleinheit 200 von einer definierten Seite bzw. von einem definierten Rand 201 her ergriffen wird, kann sie auch definiert an eine weitere Anlage 400 übergeben werden, sodass beispielsweise in dem gezeigten Ausführungsbeispiel Ventilsäcke mit einer bestimmten Orientierung auf ein Förderband 402 aufgelegt werden können, sodass die Einzelsäcke 300 mit dem Ventil in einer definierten Position an einen Sackaufstecker übergeben werden können.
Wurde eine Position und/oder die Orientierung einer zu ergreifenden Einzeleinheit 200 erkannt, wird die Greifereinrichtung 100 mittels des Roboterarms 100 in der richtigen gedrehte Orientierung an eine zu ergreifenden Einzeleinheit 200 herangefahren, bis die Greifeinheit 2 bzw. der Auflageabschnitt 4 neben der zu ergreifenden Einzeleinheit 200 an der entsprechenden vorbestimmten Seite bzw. neben dem vorbestimmten Rand 201 vorliegt. In diesem Zustand liegt die Halteeinheit 3 bzw. das Halteelement 5 oberhalb der zu ergreifenden Einzeleinheit 200 vor und die Greifereinrichtung 1 ist in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel noch in der ersten Endlage 17. Diese Position wird in diesem Ausführungsbeispiel über die Auswertung der Kamerabilder und/oder die Höhenerfassung 75 ermittelt.
Ina allen Ausgestaltungen kann je nach Ausführung die Anfahrgenauigkeit der Greifereinrichtung in allen und/oder einzelnen Ebenen vorzugsweise über wenigstens eine KI-Anwendung (künstliche Intelligenz) angelernt bzw. verbessert werden. Dabei können insbesondere neuronale Netze und/oder Machine Learning und/oder Deep Learning Methoden verwendet werden. Nach dem Anlernen kann die Greifereinrichtung (1) dann vorzugsweise auch offline, also ohne KI im Hintergrund, exakt arbeiten.
In 4 ist gezeigt, dass die Greifereinrichtung 1 nachfolgend weiter abgesenkt wird, bis der Auflageabschnitt 4 auf der gleichen Ebene insbesondere mit einer vorbestimmten Kraft aufliegt, wie die zu ergreifende Einzeleinheit 200, wobei je nach Ausgestaltung der Auflageabschnitt 4 nicht vollständig und/oder ein wenig beabstandet zu der Auflageebene der Einzeleinheit 200 vorliegen kann. In dieser Position befindet sich die Greifereinrichtung 1 in der zweiten Endlage 18, welche hier durch den Endlagenschalter 16 erkannt wird. Je nach Ausgestaltung kann aber auch die zweite Endlage 18 durch die Höhenerfasssung 75 erkannt werden.
Durch das weitere Herunterfahren der Greifereinrichtung 1 kommt das Halteelement 5 bzw. in dem gezeigten Ausführungsbeispiel die Halterolle 13 in Kontakt zu der zu ergreifenden Einzeleinheit 200, wodurch die Position von Greifeinheit 2 und Halteeinheit 3 in die zweite Endlage 18 verlagert wird.
Je nach Ausgestaltung kann durch die zweite Endlage 18 mittels der Steuereinrichtung 80 bzw. mittels eines Endlagenschalters 16 erkannt werden, dass die Greifereinrichtung 1 nicht weiter heruntergefahren werden kann bzw. muss.
In 5 ist in der Gesamtansicht und auch in der vergrößerten Darstellung das freie Endes 6 des Auflageabschnitts 4 mit der Rolle 8 dargestellt. Dabei ist dargestellt, wie die Anhebeeinrichtung 7 die zu ergreifende Einzeleinheit 200 anhebt, sodass der Auflageabschnitt 4 unter die zu ergreifende Einzeleinheit 200 verlagert werden kann.
Dazu wird in dem gezeigten Ausführungsbeispiel die Rolle 8 mittels der Motoreinrichtung 21 in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel bzw. in der hier gezeigten Ansicht gegen den Uhrzeigersinn in die vorbestimmte Drehrichtung 24 rotiert, sodass die kontaktvermittelnde Struktur 9 bzw. die haftungserhöhende Oberfläche 20 die einzelnen Objekte bzw. hier Leersäcke 300 des Leersackstapels 350 bzw. der Einzeleinheit 200 sozusagen durchblättert und dadurch anhebt. Dabei ist die bevorzugte Drehrichtung 24 derart vorgesehen, dass eine nach oben gerichtete Wirkrichtung erfolgt, derart, dass die Einzelheit 200 nach oben bewegt wird und der Auflageabschnitt 4 unter die Einzelheit 200 verlagert werden kann.
In 6 ist zu erkennen, dass nach dem Anheben und je nach Ausgestaltung auch während des Anhebens der Roboterarm 61 die Greifereinrichtung 1 in dem gezeigten Ausführungsbeispiel nach rechts bewegt, wodurch der Auflageabschnitt 4 unter die zu ergreifende Einzeleinheit 200 verlagert wird. Das Verlagern wird dabei hier dadurch unterstützt bzw. vereinfacht, dass das Halteelement 5 eine Halterolle 13 umfasst, welche entsprechend der Verlagerung der Greifereinrichtung 1 mittels des Roboterarms 61 über die zu ergreifende Einzeleinheit rollt.
Wie zu erkennen ist, ist die Einzeleinheit 200, hier der Leersackstapel 350 bevorzugt wenigstens geringfügig flexibel, sodass er sich durch das Herunterdrücken mittels des Halteelements 5 bzw. der Halterolle 13 und das Anheben mittels der Anhebeeinrichtung leicht durchbiegt.
Je nach Ausgestaltung kann die Anhebeeinrichtung 7 bzw. die Rolle 8 auch während der Verlagerung des Auflageabschnitts 4 unter die zu ergreifenden Einzeleinheit zur 100 weiter rotiert bzw. angetrieben werden, sollte dies notwendig sein. Dies unterstützt die Aufnahme der Einzeleinheit 200 auf den Auflageabschnitt 4.
In 7 ist wie schon in 6 gezeigt, dass der Auflageabschnitt 4 unter die zu greifende Einzeleinheit 200 verlagert wurde, sodass die Einzeleinheiten 200 bzw. der Randabschnitt davon auf dem Auflageabschnitt 4 der Greifeinheit 2 aufliegt.
Damit die Greifereinrichtung 1 die Einzeleinheit 200 bzw. hier den Leersackstapel 350 auch anheben kann, ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel eine Fixiereinrichtung 14 mit einem Fixierstempel 15 vorgesehen, welcher hier die Einzeleinheit 200 auf dem Auflageabschnitt 4 festklemmt.
In 8 ist gezeigt, dass der Roboterarm 61 die Greifereinrichtung 1 mit der ergriffenen Einzeleinheit 200 anhebt, wodurch die Einzeleinheit 200 nun an dem Auflageabschnitt 4 hängt. So kann die Einzeleinheit 200 überführt werden.
Durch das Anheben der Greifereinrichtung 1 wird in dem gezeigten Ausführungsbeispiel erneut die erste Endlage 17 von Greifeinheit 2 und Halteeinheit 3 eingenommen. Nun kann der Roboterarm 61 bzw. die Greifereinrichtung 1 derart bewegen und/oder drehen, dass die ergriffene Einzeleinheit 200 in einer vorbestimmten Orientierung an eine weitere Anlage 400 übergeben wird.
In den 9 bis 11 sind eine seitliche Schnittansicht und zwei perspektivische Ansichten von Ausführungsbeispielen erfindungsgemäßer Greifereinrichtungen 1 rein schematisch dargestellt, um eine mögliche Ausgestaltung erfindungsgemäßer Greifereinrichtungen 1 noch detaillierter darzustellen.
In 12 ist rein schematisch dargestellt, dass die Greifereinrichtung 1 eine Referenzierungseinrichtung 19 umfassen kann, welche dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel als Stab 23 ausgeführt ist.
Diese Referenzierungseinrichtung 19 dient dabei hier der initialen Installation des Systems 100, wobei mittels der Referenzierungseinrichtung 19 ein initialer Abgleich insbesondere zwischen Höhenerfassung 75 bzw. 3D-Kamera 71 und Handlingeinrichtung 50 erfolgen kann. So kann insbesondere mittels der auf eine vorbestimmte Oberfläche aufgesetzten Referenzierungseinrichtung 19 mittels der Steuereinrichtung 80 erfasst werden, welche Höhe die Greifereinrichtung 1 eingenommen hat, wenn die Höhenerfassung 75 eine bestimmte Höhe erkennt
Zudem kann mittels einer Referenzierungseinrichtung 19 ein Bewegungsabgleich bzw. eine Störkontur bei der Drehung der Greifereinrichtung 1 abgeglichen werden, sodass die Steuereinrichtung 80 beim Bewegen und auch beim Drehen, insbesondere beim gleichzeitigen Verfahren und Drehen, eine Kollision mit anderen Bauteilen, Einzeleinheiten und/oder Objekten verhindern kann.
Bezugszeichenliste

1: Greifereinrichtung
2: Greifeinheit
3: Halteeinheit
4: Auflageabschnitt
5: Halteelement
6: freies Ende
7: Anhebeeinrichtung
8: Rolle
9: kontaktvermittelnde Struktur
10: Aufnahmeeinheit
11: Aktuator
12: Pneumatikzylinder
13: Halterolle
14: Fixiereinrichtung
15: Fixierstempel
16: Endlagenschalter
17: erste Endlage
18: zweite Endlage
19: Referenzierungseinrichtung
20: haftungserhöhende Oberfläche
21: Motor
22: Druckluftmotor
23: Stab
24: Drehrichtung
25: Zahnriemen
50: Handlingeinrichtung
60: Roboter
61: Roboterarm
70: Kameraeinrichtung
71: 3D-Kamera
75: Höhenerfassung
80: Steuereinrichtung
100: System
200: Einzeleinheit
201: Rand
300: Leersack
350: Leersackstapel
400: Anlage
401: Ablegeunterstützung
402: Förderband
500: Ablagefläche
600: Bündel/Stapel

Claims

Greifereinrichtung (1) zum Greifen von Einzeleinheiten (200), insbesondere zum Greifen eines Leersackes (300) oder eines Leersackstapels (350), umfassend wenigstens eine Greifeinheit (2) und wenigstens eine Halteeinheit (3), wobei die Greifeinheit (2) wenigstens einen Auflageabschnitt (4) für eine zu greifende Einzeleinheit (200) aufweist und wobei die Halteeinrichtung (3) wenigstens ein Halteelement (5) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein freies Ende (6) des Auflageabschnitts (4) wenigstens eine Anhebeeinrichtung (7) umfasst, um eine zu greifende Einzeleinheit (200) wenigstens abschnittsweise anzuheben, sodass der Auflageabschnitt (4) wenigstens abschnittsweise unter die zu greifende Einzeleinheit (200) verlagerbar ist.
Greifereinrichtung (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Anhebeeinrichtung (7) wenigstens eine Rolle (8) umfasst.
Greifereinrichtung (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Rolle (8) antreibbar ist.
Greifereinrichtung (1) nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei die Rolle (8) wenigstens abschnittsweise wenigstens eine kontaktvermittelnde Struktur (9) und/oder wenigstens abschnittsweise wenigstens eine haftungserhöhende Oberfläche (20) aufweist.
Greifereinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Greifeinheit (2) und die Halteeinheit (3) gelenkig zueinander vorgesehen sind.
Greifereinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Greifeinheit (2) und die Halteeinheit (3) relativ zueinander bewegbar sind.
Greifereinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstens eine Aufnahmeeinheit (10) vorgesehen ist, mit welcher die Greifeinheit (2) und die Halteeinheit (3) verbunden sind.
Greifereinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Greifeinheit (2), dem Auflageabschnitt (4), der Halteeinheit (2) und/oder dem Halteelement (5) wenigstens ein Aktuator (11) zugeordnet ist.
Greifereinrichtung (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Aktuator (11) wenigstens einen Pneumatikzylinder (12) oder dergleichen umfasst.
Greifereinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Halteelement (5) wenigstens eine Halterolle (13) umfasst.
Greifereinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Greifeinheit wenigstens eine Fixiereinrichtung (14) umfasst.
Greifereinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstens ein Endlagenschalter (16) vorgesehen ist.
Greifereinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstens eine Referenzierungseinrichtung (19) vorgesehen ist.
Handlingeinrichtung (50) umfassend wenigstens eine Robotereinrichtung (60) mit wenigstens einem Roboterarm (61) und wenigstens eine dran angeordnete Greifereinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
System (100) zum Greifen und Überführen wenigstens einer Einzeleinheit (200), insbesondere wenigstens eines Leersacks (300) oder wenigstens eines Leersackstapels (350), umfassend wenigstens eine Handlingeinrichtung (50) nach dem vorhergehenden Anspruch und wenigstens eine Steuereinrichtung (80).
System nach dem vorhergehenden Anspruch, umfassend wenigstens eine Kameraeinrichtung (70) und/oder wenigstens eine Höhenerfassung (75).
System nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, umfassend wenigstens eine weitere Anlage (400), wenigstens eine Ablegeunterstützung (401) und/oder wenigstens eine Ablagefläche (500) für wenigstens einen Vorrat von Einzeleinheiten (200).
Verfahren zum Greifen von wenigstens einer Einzeleinheit (200), insbesondere wenigstens eines Leersacks (300) oder wenigstens eines Leersackstapels (350), mit einem System (100) nach einem der drei vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte in geeigneter Reihenfolge: - Heranführen der Greifeinheit (2) der Greifereinrichtung (1) mittels der Handlingeinrichtung (50) an einen Rand (201) der zu greifenden Einzeleinheit (200), sodass der Auflageabschnitt (4) neben der Einzeleinheit vorliegt und das Halteelement (5) der Halteinheit (3) wenigstens abschnittsweise oberhalb der Einzeleinheit (200) vorliegt; - weiteres Absenken der Greifereinrichtung (1), sodass der Auflageabschnitt (4) der Greifeinheit (2) neben der zu greifenden Einzeleinheit (200) vorliegt oder aufliegt und dass das Halteelement (5) auf der Einzeleinheit aufliegt; - wenigstens abschnittsweises Anheben wenigstens des Randes (201) der zu greifenden Einzeleinheit (200) mittels der Anhebeeinrichtung (7); - wenigstens abschnittsweises Verlagern wenigstens des Auflageabschnitts (4), sodass dieser unter die zu greifende Einzeleinheit (200) verlagert wird und die zu greifende Einzeleinheit (200) wenigstens abschnittsweise auf dem Auflageabschnitt (4) aufliegt.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das wenigstens abschnittsweise Anheben und das wenigstens abschnittsweise Verlagern wenigstens abschnittsweise parallel erfolgt.
Verfahren nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verlagern wenigstens des Auflageabschnitts (4) wenigstens teilweise durch eine Bewegung des Roboterarms (61) erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 18 bis 20, wobei das Verlagern wenigstens des Auflageabschnitts (4) wenigstens teilweise durch eine Relativbewegung zwischen Greifeinheit (2) und Halteeinheit (3) erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 18 bis 21, wobei die Greifeinheit (2) und die Halteeinheit (3) gelenkig zueinander vorgesehen sind und wobei die Greifeinheit (2) und die Halteeinheit (3) im angehobenen Zustand der Greifereinrichtung (1) in einer ersten Endlage (17) vorliegenden und wobei die Greifeinheit (2) und die Halteeinheit (3) im aufgesetzten Zustand der Greifereinrichtung (1) in einer zweiten Endlage (18) vorliegen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 18 bis 22, wobei wenigstens eine Fixiereinrichtung (14) vorgesehen ist, welche die zu greifende Einzeleinheit (200) auf dem Auflageabschnitt (4) fixiert.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 18 bis 23, wobei die Anhebeeinrichtung (7) wenigstens eine Rolle (8) umfasst, wobei das Anheben der Einzeleinheit (200) durch die Rotation der Rolle (8) bewirkt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 18 bis 24, wobei wenigstens eine Kameraeinrichtung (70) vorgesehen ist, mittels welcher die Lage und/oder die Orientierung der zu ergreifenden Einzeleinheit (200) erkannt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 18 bis 25, wobei wenigstens eine Höhenerfassung (75) vorgesehen ist, um die Anfahrhöhe der Greifereinrichtung (1) zu ermitteln.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 18 bis 25, wobei wenigstens eine KI-Anwendung die Anfahrgenauigkeit der Greifereinrichtung (1) an eine zu ergreifende Einzeleinheit (200) verbessert.