DE102022124898A1

DE102022124898A1 - Device and method for monitoring an arrangement of objects

Info

Publication number: DE102022124898A1
Application number: DE102022124898.4A
Authority: DE
Inventors: Tijl Schwartzkopff; Thomas Rappold
Original assignee: Sick AG
Current assignee: Sick AG
Priority date: 2022-09-28
Filing date: 2022-09-28
Publication date: 2024-03-28

Abstract

Es sind eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Überwachen einer Anordnung eines Satzes von Gegenständen bezogen auf eine Trägereinrichtung vorgesehen, die zum Aufnehmen des Satzes von Gegenständen ausgebildet ist. Zumindest ein Sensor ermittelt eine Neigung einer Abdeckung, die mit dem Satz von Gegenständen in Kontakt steht. Eine Auswertungseinheit ist ausgebildet, um anhand der Neigung der Abdeckung einen Bereich der Trägereinrichtung zu ermitteln, in welchem die Anordnung zumindest eines Gegenstands des Satzes von Gegenständen von einer gewünschten Position abweicht, wenn der Satz von Gegenständen von der Trägereinrichtung aufgenommen wird oder aufgenommen ist.A device and a method are provided for monitoring an arrangement of a set of objects with respect to a carrier device which is designed to receive the set of objects. At least one sensor detects an inclination of a cover in contact with the set of objects. An evaluation unit is designed to use the inclination of the cover to determine an area of the carrier device in which the arrangement of at least one object of the set of objects deviates from a desired position when the set of objects is or is picked up by the carrier device.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren, die zum Überwachen einer Anordnung eines Satzes von Gegenständen, z. B. Flaschen oder Behältern, bezogen auf eine Trägereinrichtung vorgesehen sind.The invention relates to a device and a method for monitoring an arrangement of a set of objects, e.g. B. bottles or containers, based on a carrier device are provided.

Wenn Flaschen oder Behälter in einer entsprechenden Anlage abgefüllt werden sollen, ist es meistens erforderlich, die Flaschen bzw. Behälter aus Kisten oder Gebinden zu entnehmen und/oder in solche Kisten oder Gebinde zu verpacken. Die Einrichtungen, die jeweils dafür vorgesehen sind, sind bezüglich ihrer Funktionsweise ähnlich und werden als Ein- und Auspacker bezeichnet.If bottles or containers are to be filled in a corresponding facility, it is usually necessary to remove the bottles or containers from boxes or containers and/or pack them into such boxes or containers. The devices provided for this purpose are similar in their functioning and are referred to as packers and unpackers.

Solche Ein- und Auspacker sind häufig als Portalroboter ausgebildet und umfassen einen oder mehrere so genannte Packköpfe, die jeweils mit so genannten Packtulpen versehen sind, mit denen die Flaschen oder Behälter beim Entnehmen oder Einpacken bewegt werden. Die Anzahl und die Gestaltung der Packköpfe hängen von der Anzahl von Flaschen oder Behältern pro Kiste bzw. Gebinde sowie von der Größe und dem Format der jeweiligen Flaschen oder Behälter ab.Such packers and unpackers are often designed as gantry robots and include one or more so-called packing heads, each of which is provided with so-called packing tulips with which the bottles or containers are moved when they are removed or packed. The number and design of the packing heads depend on the number of bottles or containers per box or container as well as on the size and format of the respective bottles or containers.

Wenn die Kisten oder Gebinde jedoch beschädigt oder deformiert sind oder wenn Fremdkörper wie beispielsweise Scherben in die Kiste bzw. in das Gebinde gelangen, kann es zu einem so genannten Ausheben des Packkopfes bei der Entnahme bzw. dem Einbringen von Flaschen oder Behältern in die Kiste bzw. in das Gebinde kommen. Beispielsweise kann eine Flasche oder ein Behälter durch die Fremdkörper wie etwa Scherben zu weit aus der Kiste bzw. dem Gebinde herausstehen, sodass die vorgegebene Eintauchtiefe des Packkopfes bewirkt, dass der Packkopf aufsetzt und aushebt. Ferner können Flaschen oder Behälter möglicherweise nicht abgesetzt werden, wenn ein Widerstand beim Eintauchen eines Packkopfs beispielsweise aufgrund einer deformierten Kiste zu groß wird.However, if the boxes or containers are damaged or deformed or if foreign bodies such as shards get into the box or container, the packing head can be lifted out when bottles or containers are removed or placed in the box or container . come into the container. For example, a bottle or container can protrude too far from the box or container due to foreign bodies such as shards, so that the specified immersion depth of the packing head causes the packing head to touch down and lift out. Furthermore, bottles or containers may not be able to be deposited if resistance to immersing a packing head becomes too great, for example due to a deformed box.

Um ein solches Ausheben eines oder mehrere Packköpfe zu erkennen, sind die Packköpfe der Ein- und Auspacker bei bekannten Portalrobotern jeweils mit einem Blech abgedeckt, das mit Finnen versehen ist. Ferner sind eine oder mehrere Überwachungslichtschranken vorgesehen, deren Lichtstrahl jeweils unmittelbar oberhalb der Finnen verläuft. Beim Ausheben des Packkopfs werden entsprechende Zylinder, an denen eine jeweilige Packtulpe befestigt ist, nach oben gedrückt, wodurch das Blech, mit dem der Packkopf abgedeckt ist und das mit dem Zylinder in Kontakt steht, zusammen mit einer oder mehreren Finnen ebenfalls nach oben gedrückt wird. Dadurch gelangt mindestens eine Finne in den Lichtstrahl der Überwachungslichtschranke und unterbricht diese. Eine entsprechende Steuerungseinheit löst anschließend eine Störungsmeldung an dem Ein- und Auspacker aus.In order to detect such lifting of one or more packing heads, the packing heads of the packers and unpackers in known gantry robots are each covered with a sheet that is provided with fins. Furthermore, one or more monitoring light barriers are provided, the light beam of which runs directly above the fins. When the packing head is lifted out, corresponding cylinders, to which a respective packing tulip is attached, are pressed upwards, as a result of which the sheet metal with which the packing head is covered and which is in contact with the cylinder is also pressed upwards together with one or more fins . This means that at least one fin comes into the light beam of the monitoring light barrier and interrupts it. A corresponding control unit then triggers a fault message on the packer and unpacker.

Bei einer solchen Installation mit Finnen auf einem Blech, das den jeweiligen Packkopf abdeckt, ist es jedoch nicht möglich, denjenigen Bereich innerhalb der Kiste oder des Gebindes, der das Ausheben des Packkopfs verursacht hat, unterhalb des Packkopfs zu ermitteln. Dies ist dadurch bedingt, dass die Überwachung mittels Lichtschranke den gesamten Bereich des Blechs umfasst, das den Packkopf abdeckt. Die genaue Identifikation beispielsweise eines Fachs eines Gebindes, in welchem die Störung aufgetreten ist, ist folglich mit erhöhtem Aufwand verbunden, da beispielsweise ein Bediener die Kiste oder das Gebinde nach dem Abschalten des Portalroboters vollständig untersuchen muss, um die Ursache der Störung zu lokalisieren und diese beheben zu können.However, with such an installation with fins on a sheet that covers the respective packing head, it is not possible to determine the area within the box or container that caused the packing head to lift out, below the packing head. This is due to the fact that the monitoring using a light barrier covers the entire area of the sheet that covers the packing head. The exact identification, for example, of a compartment of a container in which the malfunction occurred, is therefore associated with increased effort, since, for example, an operator has to completely examine the box or the container after switching off the gantry robot in order to localize the cause of the malfunction and this to be able to fix.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Überwachen einer Anordnung eines Satzes von Gegenständen, wie z. B. Flaschen oder Behältern, bezogen auf eine Trägereinrichtung zu schaffen, mit denen der Bereich einer Störung beim Aufnehmen und Entnehmen der Gegenstände lokalisiert werden kann.An object of the invention is to provide an apparatus and method for monitoring an arrangement of a set of objects, such as. B. bottles or containers, based on a carrier device, with which the area of a problem when picking up and removing the objects can be localized.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung und ein Verfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen angegeben.This task is solved by a device and a method with the features of the independent claims. Advantageous developments of the invention are specified in the subclaims, the description and the drawings.

Eine erfindungsgemäßeVorrichtung ist zum Überwachen einer Anordnung eines Satzes von Gegenständen bezogen auf eine Trägereinrichtung vorgesehen, die zum Aufnehmen des Satzes von Gegenständen ausgebildet ist. Die Vorrichtung umfasst eine Abdeckung, die mit dem Satz von Gegenständen in Kontakt steht, zumindest einen Sensor zum Ermitteln einer Neigung der Abdeckung und eine Auswertungseinheit. Die Auswertungseinheit ist ausgebildet, um anhand der Neigung der Abdeckung einen Bereich der Trägereinrichtung zu ermitteln, in welchem die Anordnung zumindest eines Gegenstands des Satzes von Gegenständen von einer gewünschten Position abweicht, wenn der Satz von Gegenständen von der Trägereinrichtung aufgenommen wird oder aufgenommen ist.A device according to the invention is provided for monitoring an arrangement of a set of objects with respect to a carrier device which is designed to receive the set of objects. The device comprises a cover that is in contact with the set of objects, at least one sensor for determining an inclination of the cover and an evaluation unit. The evaluation unit is designed to use the inclination of the cover to determine an area of the carrier device in which the arrangement of at least one object of the set of objects deviates from a desired position when the set of objects is or is picked up by the carrier device.

Der Satz von Gegenständen kann beispielsweise eine Gruppe von Behältern oder Flaschen umfassen, während die Trägereinrichtung ein Gebinde, eine Kiste oder einen Kasten umfassen kann. Zum Aufnehmen und/oder Entnehmen des Satzes von Gegenständen kann beispielsweise ein Packkopf einer Einrichtung wie etwa eines Portalroboters verwendet werden.The set of objects can, for example, comprise a group of containers or bottles, while the carrier device can comprise a container, a box or a box. For example, a packing head of a device such as a gantry robot can be used to pick up and/or remove the set of objects.

Die Abdeckung kann mit dem Satz von Gegenständen indirekt in Kontakt stehen, beispielsweise dann, wenn sich ein Packkopf einer Einrichtung zum Bewegen der Gegenstände zwischen den Gegenständen und der Abdeckung befindet. Ferner kann die Abdeckung beispielsweise ein Blech sein, das auf dem Packkopf einer solchen Einrichtung angeordnet ist. Die Auswertungseinheit kann als speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) oder eine ähnliche elektronische Einrichtung ausgebildet sein.The cover may be in indirect contact with the set of items, for example when a packing head of a device for moving the items is located between the items and the cover. Furthermore, the cover can, for example, be a sheet metal which is arranged on the packing head of such a device. The evaluation unit can be designed as a programmable logic controller (PLC) or a similar electronic device.

Die Anordnung zumindest eines Gegenstands wie beispielsweise einer Flasche kann dadurch von der gewünschten Position abweichen, dass dieser Gegenstand beispielsweise über eine Oberseite der Trägereinrichtung hinausragt. Die Abweichung von der gewünschten Position kann jedoch auch bereits für die Anordnung zumindest eines Gegenstands auftreten, bevor dieser in der Trägereinrichtung aufgenommen ist. Beispielsweise kann eine beschädigte oder deformierte Trägereinrichtung verhindern, dass der Gegenstand in der Trägereinrichtung aufgenommen wird und dadurch von der gewünschten Position beispielsweise innerhalb des Satzes von Gegenständen abweicht, wenn der Satz von Gegenständen noch nicht vollständig in der Trägereinrichtung aufgenommen ist. Die gewünschte Position der jeweiligen Gegenstände des Satzes kann folglich eine statische Position, beispielsweise bezogen auf die Trägereinrichtung, oder eine dynamische Position während des Einbringens oder Entnehmens der Gegenstände sein, die beispielsweise bezogen auf die weiteren Gegenstände des Satzes oder bezogen auf einen Packkopf einer Einrichtung zum Einbringen und/oder Entnehmen der Gegenstände definiert ist.The arrangement of at least one object, such as a bottle, can deviate from the desired position in that this object, for example, protrudes over a top side of the carrier device. However, the deviation from the desired position can also occur for the arrangement of at least one object before it is received in the carrier device. For example, a damaged or deformed carrier device may prevent the object from being received in the carrier device and thereby deviate from the desired position, for example within the set of objects, if the set of objects is not yet completely received in the carrier device. The desired position of the respective objects of the set can therefore be a static position, for example in relation to the carrier device, or a dynamic position during the insertion or removal of the objects, for example in relation to the other objects of the set or in relation to a packing head of a device Insertion and/or removal of the objects is defined.

Die Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass anhand der Neigung der Abdeckung derjenige Bereich der Trägereinrichtung ermittelt werden kann, der eine Störung beim Einbringen der Gegenstände in die Trägereinrichtung oder beim Entnehmen der Gegenstände aus dieser hervorruft und verhindert, dass der Satz von Gegenständen wie gewünscht in der Trägereinrichtung aufgenommen oder aus dieser entnommen werden kann. Die Vorrichtung stellt also nicht nur fest, dass eine Störung auftritt, sondern es wird darüber hinaus derjenige Bereich der Trägereinrichtung lokalisiert, der für die Störung verantwortlich ist. Beispielsweise kann derjenige Bereich einer Kiste oder eines Gebindes identifiziert werden, in welchem ein Packkopf zum Einbringen von Flaschen oder Behältern als Gegenstände durch Beschädigungen oder Fremdkörper ausgehoben hat, da der Gegenstand über die Trägereinrichtung hinaussteht.The device is characterized in that, based on the inclination of the cover, that area of the carrier device can be determined which causes a disruption when introducing the objects into the carrier device or when removing the objects from it and prevents the set of objects from being placed in the carrier device as desired the carrier device can be picked up or removed from it. The device therefore not only determines that a malfunction occurs, but also locates the area of the carrier device that is responsible for the malfunction. For example, the area of a box or container can be identified in which a packing head for inserting bottles or containers has excavated objects due to damage or foreign bodies, since the object protrudes beyond the carrier device.

Der lokalisierte Bereich mit Störung kann in der Form eines oder mehrerer elektrischer Signale von der Auswertungseinheit ausgegeben werden, um den identifizierten Bereich beispielsweise auf einer Anzeige zu visualisieren. Durch die Lokalisierung des Bereichs mit Störung kann diese auf einfachere Weise beseitigt werden als beispielsweise bei Vorrichtungen, die lediglich das Vorhandensein einer Störung angeben können. Dadurch wird der gesamte Prozess zum Einbringen und/oder Entnehmen von Gegenständen, beispielsweise von Flaschen oder anderen Behältern in Kisten oder Gebinde, effizienter im Vergleich zu den bisherigen Vorrichtungen.The localized area with disturbance can be output by the evaluation unit in the form of one or more electrical signals in order to visualize the identified area, for example on a display. By locating the area of interference, it can be eliminated more easily than, for example, devices that can only indicate the presence of interference. This makes the entire process for introducing and/or removing objects, for example bottles or other containers into boxes or containers, more efficient compared to previous devices.

Gemäß einer Ausführungsform kann die Auswertungseinheit ferner ausgebildet sein, um einen erhöhten Flächenbereich der Abdeckung zu ermitteln, wenn der Absolutbetrag der Neigung der Abdeckung größer als ein vorbestimmter Neigungsschwellenwert ist, und um den Bereich der Trägereinrichtung, in welchem die Anordnung zumindest eines Gegenstands des Satzes von Gegenständen von der gewünschten Position abweicht, anhand des erhöhten Flächenbereichs zu bestimmen. Einem jeweiligen Bereich in der Trägereinrichtung, beispielsweise unterhalb der Abdeckung und unterhalb eines Packkopfs zum Einbringen und/oder Entnehmen der Gegenstände, kann somit auf eindeutige Weise ein erhöhter Flächenbereich der Abdeckung zugeordnet werden, und umgekehrt. Durch das Ermitteln des erhöhten Flächenbereichs kann das Identifizieren des jeweiligen Bereichs der Trägereinrichtung erleichtert werden, der für eine Störung beim Einbringen oder Entnehmen der Gegenstände verantwortlich ist.According to one embodiment, the evaluation unit can further be designed to determine an increased surface area of the cover when the absolute amount of the inclination of the cover is greater than a predetermined inclination threshold, and to determine the area of the carrier device in which the arrangement of at least one object of the set of Objects deviate from the desired position can be determined based on the increased surface area. A respective area in the carrier device, for example below the cover and below a packing head for inserting and/or removing the objects, can thus be clearly assigned an increased surface area of the cover, and vice versa. By determining the raised surface area, it can be made easier to identify the respective area of the carrier device that is responsible for a disruption when inserting or removing the objects.

Die Auswertungseinheit kann ferner ausgebildet sein, um ein Signal auszugeben, das den Bereich der Trägereinrichtung angibt, in welchem die Anordnung zumindest eines Gegenstands des Satzes von Gegenständen von der gewünschten Position abweicht. Die Auswertungseinheit kann ferner ausgestaltet sein, das Signal nur dann auszugeben, wenn der Absolutbetrag der Neigung der Abdeckung für eine Zeitdauer, die länger als eine vorbestimmte Zeitdauer ist, größer als der vorbestimmte Neigungsschwellenwert ist.The evaluation unit can further be designed to output a signal that indicates the area of the carrier device in which the arrangement of at least one object of the set of objects deviates from the desired position. The evaluation unit can further be designed to output the signal only if the absolute amount of the inclination of the cover is greater than the predetermined inclination threshold value for a period of time that is longer than a predetermined period of time.

Es wird folglich eine minimale Zeitdauer festgelegt, für welche die Neigung der Abdeckung den Neigungsschwellenwert beispielsweise bezogen auf eine horizontale Ebene in positiver oder negativer Richtung, z.B. nach oben oder unten, überschreiten muss, damit das von der Auswertungseinheit auszugebende Signal als gültiges Signal akzeptiert wird. Dadurch kann verhindert werden, dass kurzzeitige elektrische oder mechanische Schwankungen, beispielsweise beim Hochfahren oder Herunterfahren der gesamten Einrichtung zum Einbringen und/oder Entnehmen der Gegenstände, ein fehlerhaftes Signal der Auswertungseinheit auslösen, das einen bestimmten Bereich der Trägereinrichtung identifiziert, obwohl sich in diesem ein oder mehrere Gegenstände korrekt an der gewünschten Position befinden.A minimum period of time is therefore defined for which the inclination of the cover must exceed the inclination threshold value, for example in relation to a horizontal plane in a positive or negative direction, for example upwards or downwards, so that the signal to be output by the evaluation unit is accepted as a valid signal. This can prevent short-term electrical or mechanical fluctuations, for example when starting up or shutting down the entire device for inserting and/or removing the objects, from triggering an incorrect signal from the evaluation unit, which identifies a specific area of the carrier device, even though there is one or more objects in it several Objects are correctly in the desired position.

Der Sensor kann ausgebildet sein, um die Neigung der Abdeckung in zwei voreinander unabhängigen Richtungen zu ermitteln. Die Abdeckung kann ferner mehrere Segmente umfassen, die jeweils zumindest einem Gegenstand des Satzes von Gegenständen zugeordnet sind. Dementsprechend kann die Auswertungseinheit ferner ausgebildet sein, um zumindest ein erhöhtes Segment zu ermitteln, wenn die Neigung der Abdeckung in zumindest einer der zwei Richtungen größer als ein positiver Schwellenwert oder kleiner als ein negativer Schwellenwert ist, und den Bereich der Trägereinrichtung, in welchem die Anordnung zumindest eines Gegenstands des Satzes von Gegenständen von der gewünschten Position abweicht, anhand des zumindest einen erhöhten Segments zu ermitteln.The sensor can be designed to determine the inclination of the cover in two independent directions. The cover may further comprise multiple segments, each associated with at least one item of the set of items. Accordingly, the evaluation unit can further be designed to determine at least one elevated segment if the inclination of the cover in at least one of the two directions is greater than a positive threshold or less than a negative threshold, and the area of the carrier device in which the arrangement at least one object of the set of objects deviates from the desired position, to be determined based on the at least one raised segment.

Ein oder mehrere Bereiche oder Fächer innerhalb der Trägereinrichtung, in die eine bestimmte Anzahl von Gegenständen wie beispielsweise Flaschen oder Behälter aufgenommen werden soll, können somit umgekehrt einem bestimmten Segment der Abdeckung zugeordnet sein. Diese Zuordnung kann derart erfolgen, dass sich die Segmente, die verschiedenen Gegenständen bzw. dem jeweiligen für diese Gegenstände vorgesehenen Bereich in der Trägereinrichtung zugeordnet sind, nicht überlagern. Die Zuordnung der jeweiligen Segmente und Gegenstände erleichtert das Identifizieren des Bereichs innerhalb der Trägereinrichtung, der bzw. die für die Störung beim Einbringen oder Entnehmen der Gegenstände verantwortlich ist.One or more areas or compartments within the carrier device, in which a certain number of objects such as bottles or containers are to be accommodated, can thus be assigned to a certain segment of the cover. This assignment can be done in such a way that the segments that are assigned to different objects or to the respective area in the carrier device intended for these objects do not overlap. The assignment of the respective segments and objects makes it easier to identify the area within the carrier device that is responsible for the disruption when inserting or removing the objects.

Das Überschreiten oder Unterschreiten des positiven bzw. negativen Schwellenwerts für die Neigung der Abdeckung für eine oder beide der zwei Richtungen kann einem bestimmten Segment oder einer Gruppe von Segmenten zugeordnet sein, in denen beispielsweise ein jeweiliger Packkopf aushebt, da sich ein oder mehrere Gegenstände nicht in die korrekte Position in der Trägereinrichtung bringen lassen oder sich nicht in der korrekten Position befinden. Der positive und der negative Schwellenwert können den gleichen Betrag aufweisen, insbesondere auch für beide Richtungen. Alternativ können die jeweiligen positiven und negativen Schwellenwerte für die gleiche Richtung verschieden sein, und es können sich die jeweiligen positiven und negativen Schwellenwerte für die zwei Richtungen unterscheiden. Dies hängt unter anderem von der konkreten Ausgestaltung der Gegenstände und der Trägereinrichtung sowie von der gewünschten Position der Gegenstände in der Trägereinrichtung ab.Exceeding or falling below the positive or negative threshold value for the inclination of the cover for one or both of the two directions can be assigned to a specific segment or a group of segments in which, for example, a respective packing head excavates because one or more objects are not in can be brought into the correct position in the carrier device or is not in the correct position. The positive and negative threshold values can have the same amount, in particular for both directions. Alternatively, the respective positive and negative thresholds for the same direction may be different, and the respective positive and negative thresholds may differ for the two directions. This depends, among other things, on the specific design of the objects and the carrier device as well as on the desired position of the objects in the carrier device.

Darüber hinaus können ferner ein oder mehrere erhöhte Segmente den vorstehend beschriebenen erhöhten Flächenbereich bilden, der dem Bereich zugeordnet ist, in welchem der Packkopf ausgehoben hat, da die Anordnung zumindest eines Gegenstands von der gewünschten Position abweicht. Wenn die Neigung der Abdeckung jedoch für beide Richtungen zwischen dem positiven und dem negativen Schwellenwert liegt, kann umgekehrt angenommen werden, dass kein Ausheben des Packkopfs aufgetreten ist.In addition, one or more raised segments may further form the above-described raised surface area associated with the area in which the packing head has excavated since the placement of at least one object deviates from the desired position. However, if the tilt of the cover is between the positive and negative thresholds for both directions, it can be conversely assumed that no packing head lift has occurred.

Die Auswertungseinheit kann ferner ausgebildet sein, um eine Position eines höchsten Punktes der Abdeckung bezogen auf eine Referenzposition zu ermitteln und die Position des höchsten Punktes einem oder mehreren Segmenten der Abdeckung zuzuordnen. Die Position des höchsten Punktes der Abdeckung kann wiederum beispielsweise dadurch ermittelt werden, dass die Neigung der Abdeckung beispielsweise in zwei Richtungen mittels des Sensors erfasst wird. Der Position des höchsten Punktes der Abdeckung ist ferner über die Zuordnung zu einem oder mehreren Segmenten der Abdeckung derjenige Bereich der Trägereinrichtung zugeordnet, der für die Störung beim Einbringen oder Entnehmen der Gegenstände verantwortlich ist. Darüber hinaus kann die Position des höchsten Punktes der Abdeckung mittels entsprechender elektrischer Signale und einer Anzeige visualisiert werden, wodurch das Lokalisieren und Beheben der Störung vereinfacht werden kann.The evaluation unit can further be designed to determine a position of a highest point of the cover in relation to a reference position and to assign the position of the highest point to one or more segments of the cover. The position of the highest point of the cover can in turn be determined, for example, by detecting the inclination of the cover, for example in two directions, using the sensor. The position of the highest point of the cover is further assigned to the area of the carrier device which is responsible for the disruption when inserting or removing the objects via the assignment to one or more segments of the cover. In addition, the position of the highest point of the cover can be visualized using appropriate electrical signals and a display, making it easier to locate and resolve the fault.

Der Sensor kann zumindest einen Neigungssensor umfassen, der mit der Abdeckung in Kontakt steht und beispielsweise an deren Oberseite angeordnet ist. Darüber hinaus kann ein jeweiliger Neigungssensor einem bestimmten Packkopf der Einrichtung zum Einbringen und/oder Entnehmen der Gegenstände zugeordnet sein, wenn diese Einrichtung mehrere Packköpfe für eine jeweilige Trägereinrichtung umfasst.The sensor can comprise at least one inclination sensor which is in contact with the cover and is arranged, for example, on the top thereof. In addition, a respective inclination sensor can be assigned to a specific packing head of the device for inserting and/or removing the objects if this device comprises several packing heads for a respective carrier device.

Der Neigungssensor kann ferner als zweiachsiger Neigungssensor ausgebildet sein, bei welchem zwei Achsen, bezüglich derer der zweiachsige Neigungssensor die Neigung der Abdeckung ermittelt, unter einem Winkel zueinander angeordnet sind. Vorzugsweise sind die zwei Achsen rechtwinklig zueinander angeordnet. Ein solcher zweiachsiger Neigungssensor kann zwei jeweilige Signale für die Neigung bzw. eine Drehung um eine jeweilige der zwei Achsen ausgeben. Anhand jeweiliger Grenzwerte für die zwei Signale kann identifiziert werden, ob der Absolutwert der Neigung der Abdeckung größer als der vorbestimmte Neigungsschwellenwert bzw. in zumindest einer von zwei Richtungen größer als der jeweilige positive Schwellenwert oder kleiner als der jeweilige negative Schwellenwert ist.The inclination sensor can also be designed as a two-axis inclination sensor, in which two axes, with respect to which the two-axis inclination sensor determines the inclination of the cover, are arranged at an angle to one another. Preferably the two axes are arranged at right angles to one another. Such a two-axis inclination sensor can output two respective signals for inclination or rotation about a respective one of the two axes. Based on respective limit values for the two signals, it can be identified whether the absolute value of the inclination of the cover is greater than the predetermined inclination threshold or in at least one of two directions greater than the respective positive threshold or smaller than the respective negative threshold.

Alternativ kann der Sensor mehrere Distanzsensoren umfassen, die einen jeweiligen Abstand bezüglich der Abdeckung erfassen, um anhand der Abstände die Neigung der Abdeckung zu ermitteln. Beispielsweise kann anhand einer Tastweite eines Distanzsensors ein von einer Störung betroffener Packkopf und damit der von der Störung betroffene Bereich in der Trägereinrichtung ermittelt und ausgewiesen werden. Ein Distanzsensor kann zwar kostengünstiger als ein Neigungssensor sein, ein einzelner Distanzsensoren gestattet jedoch nicht, ein entsprechendes Segment mit Störung innerhalb eines Packkopfs zu identifizieren, wenn mehrere Gegenstände und somit Segmente einem Packkopf zugeordnet sind.Alternatively, the sensor can include several distance sensors that have a respective distance with respect to the cover in order to determine the inclination of the cover based on the distances. For example, a packing head affected by a malfunction and thus the area in the carrier device affected by the malfunction can be determined and identified using a scanning range of a distance sensor. Although a distance sensor can be more cost-effective than an inclination sensor, a single distance sensor does not allow a corresponding segment with interference to be identified within a packing head if several objects and thus segments are assigned to a packing head.

Weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Portalroboter zum Einbringen und/oder Entnehmen eines Satzes von Gegenständen in eine Trägereinrichtung oder aus dieser, wobei der Portalroboter eine Vorrichtung zum Überwachen einer Anordnung des Satzes von Gegenständen bezogen auf die Trägereinrichtung umfasst, wie diese vorstehend beschrieben ist. Somit gelten die vorstehenden Ausführungen zu der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch für den erfindungsgemäßen Portalroboter, insbesondere auch hinsichtlich der Offenbarung, der Vorteile und der bevorzugten Ausführungsformen.A further subject of the invention is a gantry robot for introducing and/or removing a set of objects into or from a carrier device, the gantry robot comprising a device for monitoring an arrangement of the set of objects in relation to the carrier device, as described above. The above statements regarding the device according to the invention also apply to the gantry robot according to the invention, in particular with regard to the disclosure, the advantages and the preferred embodiments.

Der Portalroboter kann einen oder mehrere Packköpfe umfassen, die einer jeweiligen Trägereinrichtung zugeordnet sind. Bei einem Portalroboter mit mehreren Packköpfen kann jedem Packkopf eine eigene erfindungsgemäße Vorrichtung zugeordnet sein. Die Auswertungseinheit kann bei einem solchen Portalroboter dann zusätzlich dazu ausgebildet sein, denjenigen Packkopf zu identifizieren, in welchem zumindest ein Gegenstand von der gewünschten Position abweicht, wenn dieser Packkopf ausgehoben hat. Dadurch kann also auch bestimmt werden, im Bereich welchen Packkopfes die Störung auftritt.The gantry robot can include one or more packing heads that are assigned to a respective carrier device. In the case of a gantry robot with several packing heads, each packing head can be assigned its own device according to the invention. In such a gantry robot, the evaluation unit can then additionally be designed to identify the packing head in which at least one object deviates from the desired position when this packing head has been lifted. This also makes it possible to determine in which packing head the malfunction occurs.

Außerdem ist ein weiterer Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zum Überwachen einer Anordnung eines Satzes von Gegenständen bezogen auf eine Trägereinrichtung, die zum Aufnehmen des Satzes von Gegenständen ausgebildet ist. Gemäß dem Verfahren wird mittels zumindest eines Sensors eine Neigung einer Abdeckung ermittelt, die mit dem Satz von Gegenständen in Kontakt steht. Anschließend wird anhand der Neigung der Abdeckung ein Bereich der Trägereinrichtung ermittelt, in welchem die Anordnung zumindest eines Gegenstands des Satzes von Gegenständen von einer gewünschten Position abweicht, wenn der Satz von Gegenständen von der Trägereinrichtung aufgenommen wird oder aufgenommen ist.Furthermore, a further subject of the invention is a method for monitoring an arrangement of a set of objects relative to a carrier device which is designed to receive the set of objects. According to the method, an inclination of a cover that is in contact with the set of objects is determined by means of at least one sensor. Subsequently, based on the inclination of the cover, an area of the carrier device is determined in which the arrangement of at least one object of the set of objects deviates from a desired position when the set of objects is or is picked up by the carrier device.

Die Schritte des Verfahrens können somit mittels der vorstehend beschriebenen Vorrichtung ausgeführt werden, welche die Abdeckung, den Sensor zum Ermitteln der Neigung der Abdeckung und die Auswerteeinheit umfasst. Die vorstehenden Ausführungen zu der erfindungsgemäßen Vorrichtung gelten somit auch für das erfindungsgemäße Verfahren, insbesondere auch hinsichtlich der Offenbarung, der Vorteile und der bevorzugten Ausführungsformen.The steps of the method can thus be carried out using the device described above, which includes the cover, the sensor for determining the inclination of the cover and the evaluation unit. The above statements regarding the device according to the invention therefore also apply to the method according to the invention, in particular with regard to the disclosure, the advantages and the preferred embodiments.

Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft anhand einer vorteilhaften Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben. Es zeigen, jeweils schematisch:

1 einen Ein- und Auspacker in der Form eines Portalroboters, der eine erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst,
2 eine Vorrichtung gemäß dem Stand der Technik,
3 eine erfindungsgemäße Vorrichtung und
4 und 5 Veranschaulichungen von Ergebnissen, welche die erfindungsgemäße Vorrichtung ausgibt.

The invention is described below by way of example using an advantageous embodiment with reference to the attached figures. Show it schematically:

1 a packer and unpacker in the form of a gantry robot, which comprises a device according to the invention,
2 a device according to the prior art,
3 a device according to the invention and
4 and 5 Illustrations of results that the device according to the invention outputs.

1 zeigt einen Ein- und Auspacker, der als Portalroboter 10 ausgebildet ist. Der Portalroboter 10 ist dafür vorgesehen, Gegenstände 11 in eine Trägereinrichtung 13 einzubringen bzw. in dieser abzusetzen und/oder aus der Trägereinrichtung 13 zu entnehmen. Bei den Gegenständen 11 handelt es sich im vorliegenden Beispiel um Flaschen oder andere Behälter, während die Trägereinrichtung 13 eine Kiste oder ein Gebinde zum Aufnehmen der Flaschen oder Behälter ist. 1 shows a packer and unpacker that is designed as a gantry robot 10. The gantry robot 10 is intended to place objects 11 in a carrier device 13 or to place them in it and/or to remove them from the carrier device 13. In the present example, the objects 11 are bottles or other containers, while the carrier device 13 is a box or a container for holding the bottles or containers.

Im vorliegenden Beispiel laufen die Flaschen oder Behälter 11 von links in den Portalroboter 10 ein, wie dies durch den Pfeil 12 veranschaulicht ist. Die Gebinde oder Kisten 13 laufen seitlich in den Portalroboter 10 ein, d. h. in einer Richtung senkrecht zur Zeichenebene von 1. Die jeweilige Trägereinrichtung 13 in der Form eines Gebindes oder einer Kiste wird durch einen Zentrierrahmen bezüglich des Portalroboters 10 positioniert und anschließend über diesen mit den Gegenständen 11 in der Form von Behältern oder Flaschen gefüllt. Zu diesem Zweck ist ein oberer Abschnitt des Portalroboters 10 in derjenigen Richtung und umgekehrt bewegbar, in der die Gegenstände 11 in den Portalroboter 10 einlaufen, wie dies durch den Doppelpfeil 14 veranschaulicht ist.In the present example, the bottles or containers 11 enter the gantry robot 10 from the left, as illustrated by the arrow 12. The containers or boxes 13 enter the portal robot 10 from the side, ie in a direction perpendicular to the drawing plane 1 . The respective carrier device 13 in the form of a container or a box is positioned by a centering frame with respect to the portal robot 10 and then filled with the objects 11 in the form of containers or bottles. For this purpose, an upper section of the gantry robot 10 is movable in the direction and vice versa in which the objects 11 enter the gantry robot 10, as illustrated by the double arrow 14.

Zum Bewegen eines Satzes von Gegenständen 11, d. h. zum Anheben und anschließenden Absetzen des Satzes von Gegenständen 11 in die Trägereinrichtung 13, weist der Portalroboter 10 einen Packkopf 15 auf. der Packkopf 15 umfasst so genannte Packtulpen 16, die zum Greifen eines jeweiligen Gegenstands 11 vorgesehen sind, und jeweilige Zylinder 17, die mit jeweiligen Packtulpen 16 in Verbindung stehen. Zum Anheben und Absetzen der Gegenstände 11 ist der Packkopf 15 in Aufwärts- und Abwärtsrichtung bewegbar, wie dies durch den Doppelpfeil 18 veranschaulicht ist. Der Portalroboter 10 kann ferner mehrere Packköpfe 15 aufweisen, die in der Ansicht von 1, d.h. in der Richtung senkrecht zur Zeichenebene, hintereinander angeordnet sind. In diesem Fall laufen mehrere Reihen von Gegenständen 11 parallel in der Richtung des Pfeils 12 in den Portalroboter 10 ein. Grundsätzlich können auch mehrere Reihen von Packköpfen in der Zeichenebene nebeneinander zur gleichzeitigen Befüllung oder Entleerung mehrerer Reihen von Trägereinrichtungen vorgesehen sein, die in der Zeichenebene nebeneinander angeordnet sind (nicht dargestellt).To move a set of objects 11, ie to lift and then place the set of objects 11 into the carrier device 13, the gantry robot 10 has a packing head 15. the packing head 15 comprises so-called packing tulips 16, which are intended for gripping a respective object 11, and respective cylinders 17, which are provided with respective packing tulips 16 are connected. To lift and set down the objects 11, the packing head 15 can be moved in the upward and downward directions, as illustrated by the double arrow 18. The gantry robot 10 can also have several packing heads 15, which are shown in the view of 1 , ie in the direction perpendicular to the drawing plane, are arranged one behind the other. In this case, several rows of objects 11 enter the gantry robot 10 in parallel in the direction of arrow 12. In principle, several rows of packing heads can also be provided next to one another in the drawing plane for the simultaneous filling or emptying of several rows of carrier devices, which are arranged next to one another in the drawing plane (not shown).

Zusätzlich ist an der Oberseite des jeweiligen Packkopfs 15 eine Abdeckung 19 vorgesehen, die ein Teil einer Vorrichtung 20 oder 30 (vgl. 2 und 3) zum Überwachen einer Anordnung des Satzes von Gegenständen 11 bezogen auf die Trägereinrichtung 13 ist, wie dies nachstehend ausführlich beschrieben wird.In addition, a cover 19 is provided on the top of the respective packing head 15, which is part of a device 20 or 30 (cf. 2 and 3 ) for monitoring an arrangement of the set of objects 11 relative to the carrier device 13, as will be described in detail below.

2 veranschaulicht eine Vorrichtung 20 gemäß dem Stand der Technik, die zum Überwachen des korrekten Betriebs des Portalroboters 10 von 1 vorgesehen ist. Die Vorrichtung 20 umfasst die Abdeckung 19, die sich in dem in 1 dargestellten Portalroboter 10 an der Oberseite eines Packkopfs 15 befindet. Ferner umfasst die Vorrichtung 20 jeweilige Finnen 21, die an der Oberseite der Abdeckung 19 angebracht sind. 2 illustrates a prior art device 20 used to monitor the correct operation of the gantry robot 10 of 1 is provided. The device 20 includes the cover 19, which is located in the in 1 Portal robot 10 shown is located on the top of a packing head 15. Furthermore, the device 20 includes respective fins 21 which are attached to the top of the cover 19.

Wenn die Gegenstände 11 wie beispielsweise Flaschen mittels des Packkopfs 15 in der Trägereinrichtung 13 abgesetzt oder aus dieser entnommen werden, kann es zu einem so genannten Ausheben des Packkopfs 15 kommen, bei dem ein Teil des Packkopfs 15, d.h. ein oder mehrere Zylinder 17 mit einer oder mehreren jeweiligen Packtulpen 16, in vertikaler Richtung nach oben verschoben wird (vgl. 1). Ein solches Ausheben tritt dann auf, wenn die Trägereinrichtung 13 deformiert oder beschädigt ist oder wenn sich Fremdkörper wie etwa Scherben in der Trägereinrichtung 13 befinden. Ein oder mehrere Gegenstände 11 können in diesem Fall nicht korrekt in der Trägereinrichtung 13 abgesetzt werden oder stehen vor der Entnahme über die Trägereinrichtung 13 hinaus. Dadurch wird die entsprechende Packtulpe 16 zusammen mit dem Zylinder 17 vertikal nach oben verschoben.If the objects 11, such as bottles, are placed in or removed from the carrier device 13 by means of the packing head 15, a so-called lifting of the packing head 15 can occur, in which a part of the packing head 15, ie one or more cylinders 17, with a or several respective packing tulips 16, is moved upwards in the vertical direction (cf. 1 ). Such lifting occurs when the carrier device 13 is deformed or damaged or when there are foreign bodies such as shards in the carrier device 13. In this case, one or more objects 11 cannot be placed correctly in the carrier device 13 or protrude beyond the carrier device 13 before being removed. As a result, the corresponding packing tulip 16 is moved vertically upwards together with the cylinder 17.

Die Vorrichtung 20 gemäß dem Stand der Technik ist zum Erkennen eines solchen Aushebens eines Packkopfs 15 des Portalroboters 10 vorgesehen. Die Finnen 21 (vgl. 2) bilden einen Teil einer Lichtschrankenüberwachung, bei welcher ein Lichtstrahl der Lichtschranke (nicht gezeigt) unmittelbar oberhalb der Finnen 21 verläuft. Beim Ausheben eines oder mehrerer Packköpfe 15 werden die Finnen 21 durch die vertikale Verschiebung der Packtulpe 16 und des Zylinders 17 und eine entsprechende Neigung der Abdeckung 19 ebenfalls derart verschoben, dass mindestens eine Finne 21 den Lichtstrahl der Lichtschranke unterbricht. Bei Unterbrechung der Lichtschranke durch eine oder mehrere Finnen 21 gibt eine elektronische Steuereinheit, die mit der Lichtschrankenüberwachung funktional verbunden ist, eine Störungsmeldung aus. Bei Auftreten der Störungsmeldung wird der Portalroboter durch einen Bediener gestoppt, um die Störung mittels eines manuellen Eingriffs zu beseitigen.The device 20 according to the prior art is intended for detecting such lifting of a packing head 15 of the gantry robot 10. The Finns 21 (cf. 2 ) form part of a light barrier monitoring, in which a light beam from the light barrier (not shown) runs directly above the fins 21. When lifting one or more packing heads 15, the fins 21 are also displaced by the vertical displacement of the packing tulip 16 and the cylinder 17 and a corresponding inclination of the cover 19 in such a way that at least one fin 21 interrupts the light beam of the light barrier. If the light barrier is interrupted by one or more fins 21, an electronic control unit, which is functionally connected to the light barrier monitoring, issues a fault message. When the fault message occurs, the gantry robot is stopped by an operator in order to eliminate the fault through manual intervention.

Wenn die in 2 dargestellte Vorrichtung 20 eine Störungsmeldung auslöst, ist jedoch nicht erkennbar, an welcher Stelle unter der Abdeckung 19 der Packkopf 15 ausgehoben hat, da nur bekannt ist, dass zumindest eine der Finnen 21 bewegt wurde und dadurch den Lichtstrahl der Lichtschranke unterbrochen hat. Dies bedeutet, dass die gesamte Trägereinrichtung 13 bezüglich Beschädigung, Deformation oder Fremdkörpern in dieser untersucht werden muss, um die Störung beheben zu können. Dies verringert die Verfügbarkeit und die Effizienz des Portalroboters 10.If the in 2 Device 20 shown triggers a fault message, but it is not clear at which point under the cover 19 the packing head 15 has lifted, since it is only known that at least one of the fins 21 was moved and thereby interrupted the light beam of the light barrier. This means that the entire carrier device 13 must be examined for damage, deformation or foreign bodies in it in order to be able to eliminate the fault. This reduces the availability and efficiency of the gantry robot 10.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung 30, wie sie in 3 schematisch dargestellt ist, vermeidet dieses Problem. Mithilfe der Vorrichtung 30 kann ermittelt werden, in welchem oder welchen von mehreren Segmenten 33 (vgl. 3) bzw. in welchem Flächenbereich 41 (vgl. 4) der Abdeckung 19 ein Ausheben zumindest eines Packkopfs 15 aufgetreten ist.A device 30 according to the invention, as shown in 3 shown schematically avoids this problem. With the help of the device 30 it can be determined in which or which of several segments 33 (cf. 3 ) or in which area 41 (cf. 4 ) of the cover 19 at least one packing head 15 has been lifted out.

Die Vorrichtung 30 umfasst einen zweiachsigen Neigungssensor 31, dem eine x-Achse 35 und eine y-Achse 36 fest zugeordnet sind (vgl. 3A und 3B). Die y-Achse 36 ist entlang einer elektrischen Leitung 37 des Neigungssensors 31 ausgerichtet, und die x-Achse 35 verläuft rechtwinklig zu der Leitung 37 durch die längere Seite des Neigungssensors 31. Der Neigungssensor 31 ist ferner an der Oberseite der Abdeckung 19 angeordnet, sodass die x-Achse 35 und die y-Achse 36 die Abdeckung 19 in die Segmente 33 unterteilen, die mit Q1, Q2, Q3 und Q4 bezeichnet sind (vgl. 3A und 4). Über die Leitung 37 ist der Neigungssensor 31 mit einer Auswertungseinheit 38 verbunden, welche Signale in der Form vom Drehwinkeln des Neigungssensors 31 auswertet, wie dies nachstehend beschrieben ist. Die Auswertungseinheit 38 ist als speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) ausgebildet.The device 30 comprises a two-axis inclination sensor 31, to which an x-axis 35 and a y-axis 36 are permanently assigned (cf. 3A and 3B) . The y-axis 36 is aligned along an electrical line 37 of the inclination sensor 31, and the x-axis 35 runs perpendicular to the line 37 through the longer side of the inclination sensor 31. The inclination sensor 31 is also arranged on the top of the cover 19, so that the x-axis 35 and the y-axis 36 divide the cover 19 into the segments 33, which are designated Q1, Q2, Q3 and Q4 (cf. 3A and 4 ). The inclination sensor 31 is connected via the line 37 to an evaluation unit 38, which evaluates signals in the form of the angle of rotation of the inclination sensor 31, as described below. The evaluation unit 38 is designed as a programmable logic controller (PLC).

Die Neigung der Abdeckung 19 wird mittels des Neigungssensors 31 anhand einer jeweiligen Drehung um die x-Achse 35 und um die y-Achse 36 erfasst (vgl. 3B). Die Drehung um die jeweilige Achse wird als positiver oder negativer Drehwinkel dargestellt und von dem Neigungssensor 31 an die Auswertungseinheit 38 ausgegeben. Ein Nullpunkt für die jeweilige Drehung um die x-Achse 35 bzw. um die y-Achse 36 wird in einem Zustand ermittelt, in welchem sichergestellt ist, dass kein Ausheben der Packköpfe 15 auftritt.The inclination of the cover 19 is detected by means of the inclination sensor 31 based on a respective rotation around the x-axis 35 and around the y-axis 36 (cf. 3B) . The rotation around the respective Axis is represented as a positive or negative angle of rotation and output by the inclination sensor 31 to the evaluation unit 38. A zero point for the respective rotation about the x-axis 35 or about the y-axis 36 is determined in a state in which it is ensured that no lifting of the packing heads 15 occurs.

In 4 sind vier Beispiele einer jeweiligen Ermittlung eines erhöhten Flächenbereichs 41 der Abdeckung 19 dargestellt, unter welchem jeweils ein Ausheben eines Packkopfs 15 aufgetreten ist. Durch das Ausheben des Packkopfs 15 wird die Abdeckung 19 um die x-Achse 35 und/oder um die y-Achse 36 gedreht bzw. geneigt, sodass ein Teil der Abdeckung 19 bezogen auf die restliche Fläche der Abdeckung 19 erhöht ist. Dieser Teil der Abdeckung ist der erhöhte Flächenbereich 41, der in den Beispielen von 4 jeweils schraffiert dargestellt ist. Die jeweilige Drehung der Abdeckung 19 um die x-Achse 35 und/oder um die y-Achse 36, die durch ein jeweiliges Ausheben des Packkopfs 15 bedingt ist, ist in den Beispielen von 4 durch entsprechende Drehpfeile veranschaulicht.In 4 Four examples of a respective determination of an elevated surface area 41 of the cover 19 are shown, under which a packing head 15 was lifted out. By lifting the packing head 15, the cover 19 is rotated or tilted about the x-axis 35 and/or about the y-axis 36, so that part of the cover 19 is raised relative to the remaining surface of the cover 19. This part of the cover is the raised surface area 41, which is shown in the examples of 4 each is shown hatched. The respective rotation of the cover 19 about the x-axis 35 and / or about the y-axis 36, which is caused by a respective lifting of the packing head 15, is in the examples of 4 illustrated by corresponding rotation arrows.

Der erhöhte Flächenbereich 41 wird anhand der Drehwinkel des Neigungssensors 31 um die x-Achse 35 und/oder um die y-Achse 36 ermittelt. Für die Drehwinkel der Drehungen um die x-Achse 35 und um die y-Achse 36 werden jeweilige Grenzwerte festgelegt, beispielsweise als Absolutbetrag eines bestimmten Drehwinkels. Bei Überschreiten zumindest eines dieser Grenzwerte befindet sich zumindest eines der Segmente 33 bezogen auf die weiteren Segmente 33 in einer erhöhten Position und wird als erhöhtes Segment 34 bezeichnet. Ferner wird angenommen, dass unter dem zumindest einen erhöhten Segment 34 ein Ausheben des Packkopfs 15 aufgetreten ist.The increased surface area 41 is determined based on the angle of rotation of the inclination sensor 31 about the x-axis 35 and/or about the y-axis 36. Respective limit values are defined for the rotation angles of the rotations around the x-axis 35 and around the y-axis 36, for example as the absolute amount of a specific rotation angle. If at least one of these limit values is exceeded, at least one of the segments 33 is in an elevated position relative to the other segments 33 and is referred to as an elevated segment 34. Furthermore, it is assumed that the packing head 15 has been lifted out under the at least one raised segment 34.

Im Beispiel von 4A ist der Drehwinkel des Neigungssensors 31 von 3 und somit die Neigung der Abdeckung 19 um die x-Achse 35 größer als ein positiver Grenzwert bzw. Schwellenwert. Gleichzeitig ist der Winkel für die Drehung um die y-Achse 36 kleiner als ein entsprechender negativer Grenzwert, sodass die Neigung der Abdeckung 19 um die y-Achse 36 einen negativen Schwellenwert überschreitet..In the example of 4A is the angle of rotation of the inclination sensor 31 from 3 and thus the inclination of the cover 19 about the x-axis 35 is greater than a positive limit or threshold value. At the same time, the angle for rotation about the y-axis 36 is smaller than a corresponding negative limit value, so that the inclination of the cover 19 about the y-axis 36 exceeds a negative threshold value.

Durch das Ausheben des Packkopfs 15 ist die Abdeckung 19 für das Beispiel von 4A entsprechend diesen Drehwinkeln um die x-Achse 35 und die y-Achse 36 geneigt, wie dies durch die beiden Drehpfeile angedeutet ist. Dadurch ist das Segment 34 mit der Bezeichnung Q1 um die x-Achse 35 und die y-Achse 36 aus der Zeichenebene nach oben herausgedreht und im Vergleich zu den weiteren Segmenten 33 mit der Bezeichnung Q2, Q3 und Q4 erhöht. Das erhöhte Segment 34 mit der Bezeichnung Q1 wird folglich Im Beispiel von 4A als der erhöhte Flächenbereich 41 identifiziert, unter welchem das Ausheben des entsprechenden Packkopfs 15 aufgetreten ist.By lifting out the packing head 15, the cover 19 for the example of 4A corresponding to these angles of rotation about the x-axis 35 and the y-axis 36, as indicated by the two rotation arrows. As a result, the segment 34 with the designation Q1 is rotated upwards from the drawing plane around the x-axis 35 and the y-axis 36 and is increased in comparison to the other segments 33 with the designation Q2, Q3 and Q4. The raised segment 34 with the designation Q1 is therefore in the example of 4A identified as the elevated surface area 41 under which the lifting of the corresponding packing head 15 occurred.

Im Beispiel von 4B sind wiederum beide Grenzwerte für die Drehungen um die x-Achse 35 und um die y-Achse 36 überschritten, die Drehwinkel weisen jedoch bezogen auf das Beispiel von 4A jeweils das entgegengesetzte Vorzeichen auf, wie dies durch die entsprechenden Drehpfeile angedeutet ist. Konkret ist im Beispiel von 4B der Drehwinkel um die x-Achse 35 kleiner als ein negativer Grenzwert, während der entsprechende Drehwinkel um die y-Achse 36 größer als ein entsprechender positiver Grenzwert ist. Folglich überschreitet die Neigung der Abdeckung 19 um die x-Achse 35 bzw. um die y-Achse 36 einen entsprechenden negativen bzw. positiven Schwellenwert. Die Abdeckung 19 ist im Bereich des Segments 34, das mit Q3 bezeichnet ist, aus der Zeichenebene nach oben herausgedreht und erhöht. Folglich wird das erhöhte Segment 34 mit der Bezeichnung Q3 als der erhöhte Flächenbereich 41 identifiziert, unter welchem das Ausheben des entsprechenden Packkopfs 15 aufgetreten ist.In the example of 4B Both limit values for the rotations around the x-axis 35 and around the y-axis 36 are again exceeded, but the rotation angles are based on the example of 4A each has the opposite sign, as indicated by the corresponding rotation arrows. Specifically, in the example of 4B the angle of rotation about the x-axis 35 is smaller than a negative limit value, while the corresponding angle of rotation about the y-axis 36 is larger than a corresponding positive limit value. Consequently, the inclination of the cover 19 about the x-axis 35 or about the y-axis 36 exceeds a corresponding negative or positive threshold value. The cover 19 is turned upwards and raised from the plane of the drawing in the area of the segment 34, which is designated Q3. Consequently, the raised segment 34 designated Q3 is identified as the raised surface area 41 under which the lifting of the corresponding packing head 15 occurred.

Im Beispiel von 4C ist hingegen der Drehwinkel um die x-Achse 35 bezüglich des Betrags kleiner als die entsprechenden positiven und negativen Grenzwerte, sodass die Neigung der Abdeckung 19 um die x-Achse 35 weder den positiven noch den negativen Schwellenwert überschreitet. Der Drehwinkel um die y-Achse 36 überschreitet in diesem Beispiel jedoch den entsprechenden negativen Grenzwert, wie dies durch die Drehpfeile angedeutet ist, sodass die Abdeckung 19 seitlich nach links geneigt und im Bereich der Segmente 34 mit der Bezeichnung Q1 und Q4 erhöht ist. Daher wird im Beispiel von 4C ermittelt, dass das Ausheben des Packkopfs 15 unter dem erhöhten Flächenbereich 41 aufgetreten ist, der die beiden erhöhten Segmente 34 mit der Bezeichnung Q1 und Q4 umfasst.In the example of 4C On the other hand, the angle of rotation about the x-axis 35 is smaller in magnitude than the corresponding positive and negative limit values, so that the inclination of the cover 19 about the x-axis 35 does not exceed either the positive or the negative threshold value. In this example, however, the angle of rotation about the y-axis 36 exceeds the corresponding negative limit value, as indicated by the rotation arrows, so that the cover 19 is inclined laterally to the left and is raised in the area of the segments 34 labeled Q1 and Q4. Therefore, in the example of 4C determines that the lifting of the packing head 15 has occurred under the raised surface area 41, which includes the two raised segments 34 labeled Q1 and Q4.

4D veranschaulicht ein weiteres Beispiel, bei dem im Gegensatz zum Beispiel von 4C die Grenzwerte für den Drehwinkel um die y-Achse 36 nicht überschritten sind, während der Drehwinkel um die x-Achse 35 kleiner als der entsprechende negative Grenzwert ist. Folglich ist die Abdeckung 19 im Beispiel von 4D um die x-Achse 35 geneigt, wie dies wiederum durch die Drehpfeile angedeutet ist, sodass die vorderen Segmente 34 mit der Bezeichnung Q3 und Q4 angehoben sind. Daher wird im Beispiel von 4D ermittelt, dass das Ausheben der Packköpfe 15 in einem erhöhten Flächenbereich 41 aufgetreten ist, der die beiden erhöhten Segmente 34 mit den Bezeichnungen Q3 und Q4 umfasst. 4D illustrates another example where, in contrast to the example of 4C the limit values for the angle of rotation around the y-axis 36 are not exceeded, while the angle of rotation around the x-axis 35 is smaller than the corresponding negative limit value. Consequently, the cover is 19 in the example of 4D inclined about the x-axis 35, as again indicated by the rotation arrows, so that the front segments 34 labeled Q3 and Q4 are raised. Therefore, in the example of 4D determines that the lifting of the packing heads 15 occurred in a raised area 41, which includes the two raised segments 34 designated Q3 and Q4.

Bei einem Ausheben zumindest eines Packkopfs 15 des Portalroboters 10 (vgl. 1) lässt sich darüber hinaus ein höchster Punkt 51 der Abdeckung 19 anhand der Verhältnisse der Drehwinkel bezüglich der x-Achse 35 und der y-Achse 36 ermitteln. Dies ist in 5 dargestellt. Da der höchste Punkt 51 der Abdeckung 19 im Bereich des Segments 34 mit der Bezeichnung Q1 liegt, entspricht die in 5 dargestellte Situation dem Beispiel von 4A.When lifting at least one packing head 15 of the portal robot 10 (cf. 1 ) a highest point 51 of the cover 19 can also be determined based on the ratios of the rotation angles with respect to the x-axis 35 and the y-axis 36. This is in 5 shown. Since the highest point 51 of the cover 19 is in the area of the segment 34 with the designation Q1, the in 5 The situation presented follows the example of 4A .

Zusätzlich wird eine Zeitdauer festgelegt, beispielsweise 300 ms, für die zumindest einer der Grenzwerte für die Drehung um die x-Achse 35 und/oder um die y-Achse 36 überschritten sein muss, bevor ein Ausheben zumindest eines der Packköpfe 15 identifiziert und eine entsprechende Störungsmeldung ausgegeben wird. Dies dient dazu, eventuell auftretende, kurzzeitige Spitzen in den Signalen der Drehwinkel, die beispielsweise beim Hoch- und Herunterfahren des Portalroboters 10 auftreten können, derart zu unterdrücken, dass diese keine Störungsmeldung auslösen.In addition, a period of time is defined, for example 300 ms, for which at least one of the limit values for the rotation about the x-axis 35 and/or about the y-axis 36 must be exceeded before lifting at least one of the packing heads 15 is identified and a corresponding one Fault message is issued. This serves to suppress any short-term peaks in the rotation angle signals, which can occur, for example, when the gantry robot 10 is raised and lowered, in such a way that they do not trigger a fault message.

Insgesamt gestattet die Vorrichtung 30, die schematisch in 3 dargestellt ist, denjenigen erhöhten Flächenbereich 41 zu identifizieren, unter welchem ein Ausheben des Packkopfs 15 stattgefunden hat. Dadurch ist der Bereich in der Trägereinrichtung 13 festgelegt, der das Ausheben des Packkopfs bewirkt hat. Folglich ist es möglich, die Störung in den identifizierten Bereichen zu beheben und beispielsweise Fremdkörper aus der Trägereinrichtung 13 zu entfernen, während die übrigen Bereiche der Trägereinrichtung unbeachtet bleiben können. Dadurch lässt sich die Behebung der Störung vereinfachen.Overall, the device allows 30, which is shown schematically in 3 is shown to identify that raised surface area 41 under which the packing head 15 was lifted out. This defines the area in the carrier device 13 that caused the packing head to be lifted out. Consequently, it is possible to eliminate the fault in the identified areas and, for example, to remove foreign bodies from the carrier device 13, while the remaining areas of the carrier device can remain unattended. This makes it easier to fix the problem.

Bestehende Portalroboter 10, die bisher mit der Vorrichtung 20 mit den Finnen 21 (vgl. 2) ausgestattet sind, können ferner mit der Vorrichtung 30 nachgerüstet werden, die in 3 dargestellt ist und den Neigungssensor 31 umfasst. Außerdem können bei einem neuen Portalroboter 10 diejenigen Fertigungsschritte entfallen, die mit dem Herstellen und Anbringen der Finnen 21 verbunden sind.Existing portal robots 10, which have previously been equipped with the device 20 with the fins 21 (cf. 2 ) can also be retrofitted with the device 30, which is located in 3 and includes the inclination sensor 31. In addition, with a new gantry robot 10, those manufacturing steps associated with the manufacture and attachment of the fins 21 can be omitted.

BezugszeichenlisteReference symbol list

1010: PortalroboterGantry robot
1111: GegenstandObject
1212: PfeilArrow
1313: TrägereinrichtungCarrier facility
1414: DoppelpfeilDouble arrow
1515: Packkopfpacking head
1616: PacktulpePack tulip
1717: Zylindercylinder
1818: DoppelpfeilDouble arrow
1919: Abdeckungcover
2020: Vorrichtung gemäß dem Stand der TechnikDevice according to the prior art
2121: Finnefin
3030: erfindungsgemäße VorrichtungDevice according to the invention
3131: NeigungssensorTilt sensor
3333: Segmentsegment
3434: erhöhtes Segmentelevated segment
3535: x-AchseX axis
3636: y-Achsey axis
3737: elektrische Leitungelectrical line
3838: AuswertungseinheitEvaluation unit
4141: erhöhter Flächenbereichincreased surface area
5151: höchster Punkt der Abdeckunghighest point of coverage

Claims

Device (30) for monitoring an arrangement of a set of objects (11) relative to a carrier device (13) which is designed to accommodate the set of objects (11), comprising: a cover (19) which is in contact with the set of objects (11), at least one sensor (31) for determining an inclination of the cover (19), an evaluation unit (38) which is designed to use the inclination of the cover (19) to determine an area of the carrier device (13) in which the arrangement of at least one object (11) of the set of objects (11) is from a desired position deviates when the set of objects (11) is picked up or is picked up by the carrier device (13).

Device (30) according to Claim 1 , characterized in that the evaluation unit (38) is further designed to: determine an elevated surface area (41) of the cover (19) if the absolute value of the inclination of the cover (19) is greater than a predetermined inclination threshold value, and to determine the area of the carrier device (13) in which the arrangement of at least one object (11) of the set of objects (11) deviates from the desired position, based on the elevated surface area (41).

Device (30) according to Claim 2 , characterized in that the evaluation unit (38) is further designed to output a signal which indicates the range of Carrier device (13) in which the arrangement of at least one object (11) of the set of objects (11) deviates from the desired position, the evaluation unit (38) outputs the signal only if the absolute value of the inclination of the cover (19) is greater than the predetermined inclination threshold value for a period of time which is longer than a predetermined period of time.

Device (30) according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor (31) is designed to determine the inclination of the cover (19) in two mutually independent directions (35, 36), the cover (19) has several segments (33), each of which is assigned to at least one object (11) of the set of objects (11), and the evaluation unit (38) is further designed to: determine at least one raised segment (33) when the inclination of the cover (19) is greater than a positive threshold value or smaller than a negative threshold value in at least one of the two directions, and the area of the carrier device (13) in which the arrangement of at least one object (11) of the set of objects (11) depends on the desired position deviates from the at least one raised segment (33).

Device (30) according to Claim 4 , characterized in that the evaluation unit (38) is further designed to determine a position (51) of a highest point of the cover (19) relative to a reference position and to assign the position (51) of the highest point to one or more segments (33) of the cover (19).

Device (30) according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor comprises at least one inclination sensor (31).

Device (30) after Claim 6 , characterized in that the inclination sensor is designed as a two-axis inclination sensor (31), in which two axes, with respect to which the two-axis inclination sensor (31) determines the inclination of the cover (19), are arranged at an angle to one another, preferably at right angles to one another.

Device (30) according to one of Claims 1 until 5 , characterized in that the sensor (31) comprises a plurality of distance sensors which detect a respective distance relative to the cover (19) in order to determine the inclination of the cover (19) based on the distances.

Gantry robot (10) for introducing and/or removing a set of objects (11) into or from a carrier device (13), comprising a device (30) according to one of the preceding claims.

Method for monitoring an arrangement of a set of objects (11) relative to a carrier device (13) which is designed to accommodate the set of objects (11), the method comprising determining an inclination of a cover by means of at least one sensor (31). (19) is determined which is in contact with the set of objects (11), and based on the inclination of the cover (19), an area of the carrier device (13) is determined in which the arrangement of at least one object (11) of the set of objects (11) deviates from a desired position when the set of objects (11) of the carrier device (13) is recorded or is recorded.