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Die vorliegende Erfindung betrifft
ein Verfahren zum Wechseln von Behältern in einer Behälterwechselstation,
in welcher ein voller oder leerer Behälter von einer Zuführeinrichtung
einem Träger
einer Bereitstellungsstation zugeführt und entleert oder gefüllt wird,
anschließend
aus der Bereitstellungsstation entfernt und einer insbesondere oberhalb
der Zuführeinrichtung
angeordneten Abführeinrichtung
für leere Behälter zugeführt wird
sowie eine Behälterwechselstation
mit einer Zuführeinrichtung
zum Zuführen
voller oder leerer Behälter
zu einer Bereitstellungsstation, in welcher der Behälter auf
einem Träger
abgestellt ist und entleert oder gefüllt wird und einer insbesondere
oberhalb der Zuführeinrichtung
angeordneten Abführeinrichtung
für leere
oder volle Behälter
sowie einer Hubeinrichtung zum Heben des Behälters auf die Ebene der Abführeinrichtung.
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Aus der
DE 195 19 643 A1 ist eine
Behälterwechselvorrichtung
bekannt, bei welcher aus einer Beladestation volle Behälter einer
Entladestation zugeführt
werden. In der Entladestation wird der Behälter mit einem Roboter nach
und nach entleert. Der Behälter
befindet sich auf einem Heber, in der Bauteilewechselstation. Sobald
der Behälter
entleert ist, wird der Heber zusammen mit dem Behälter angehoben
und einer oberhalb der Beladestation angeordneten Entladestation
zugeführt.
Der Heber wird anschließend
wieder in seine Ausgangsposition bewegt und ist bereit erneut einen
vollen Behälter
aufzunehmen.
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Aus der
FR-A 2,369,188 ist ebenfalls
eine Behälterwechselstation
bekannt, in welcher ein Behälter
einem Heber in der Wechselstation zugeführt wird, dort entleert und
anschließend
auf die Ebene einer Entladestation angehoben wird. Der leere Behälter wird
dann in die Entladestation überführt. Anschließend wird
der Heber wieder auf das Niveau der Beladestation abgesenkt und
erneut mit einem vollen Behälter
gefüllt.
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Nachteilig bei dem Stand der Technik
ist es, daß ein
voller Behälter
erst zugeführt
werden kann, wenn der Heber den zuletzt entleerten Behälter in
die Entladestation abgegeben und wieder in seine Ausgangsposition
zurückgekehrt
ist. Hierdurch ist ein sehr zeitaufwendiger Zyklus erforderlich,
in welchem wertvolle Produktionszeit verlorengeht.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung
ist es daher, eine Behälterwechselvorrichtung
und ein Verfahren zum Wechseln von Behältern zu schaffen, wodurch
ein sehr schneller Behälterwechsel
durchführbar
ist und insbesondere die Zeitspanne zwischen Entnahme eines letzten
Werkstückes
aus einem ersten Behälter
und Entnahme eines ersten Werkstückes
aus einem nächsten
Behälter
sehr kurz ist.
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Die Aufgabe wird gelöst mit einem
Verfahren und einer Behälterwechselstation
mit den Merkmalen der unabhängigen
Ansprüche.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
zum Wechseln von Behältern
in einer Behälterwechselstation
wird ein beispielsweise voller Behälter von einer Zuführeinrichtung
einem Träger
einer Bereitstellungsstation zugeführt und dort entleert. Anschließend wird
der leere Behälter
aus der Bereitstellungsstation entfernt und einer Abführeinrichtung
für Behälter zugeführt. Um
einen möglichst
kurzen Wechselzyklus zu ermöglichen,
wird der Behälter
von dem Träger
abgehoben und auf eine Fördereinrichtung der
Abführeinrichtung
abgesetzt. Die Bereitstellungsstation steht somit sehr schnell wieder
der Aufnahme eines neuen Behälters
zur Verfügung,
da der Träger, auf
welchem der Behälter
abgesetzt ist, unmittelbar nach dem Abheben des leeren Behälters wieder
zur Aufnahme des vollen Behälter
zur Verfügung
steht. Indem der beispielsweise leere Behälter auf eine Fördereinrichtung
der Abführeinrichtung
abgesetzt wird, steht der Greifer, mit welchem der leere Behälter aus der
Bereitstellungsstation entfernt wird, ebenfalls sehr schnell für eine weitere
Wechselaktion bereit. Der Greifer wird nur kurzzeitig benötigt und
kann anschließend
die nächste
Hebeaktion vorbereiten. Die jeweilige Durchführung des Wechsels ist sehr
kurz, da die Vorbereitungsarbeiten bereits während der Entleerung des Behälters vorgenommen
werden kann.
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Vorteilhafterweise wird ein voller
Behälter dem
Träger
der Bereitstellungsstation zugeführt,
sobald der leere Behälter
genügend
hoch gehoben ist, so daß der
leere und der neue volle Behälter
nicht miteinander kollidieren. Das Entfernen des leeren Behälters aus
der Bereitstellungsstation und das Befüllen der Bereitstellungsstation
mit einem vollen Behälter
kann somit nahezu gleichzeitig stattfinden. Es ist hierdurch ein
besonders schneller Wechsel von Behältern durchführbar.
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Für
einen besonders schnellen und konstruktiv einfachen Behälterwechsel
ist es auch vorteilhaft, wenn die Fördereinrichtung der Abführeinrichtung
unter den leeren Behälter
geschoben wird, nachdem der Behälter über die
Ebene der Fördereinrichtung
angehoben worden ist. Es ist hierdurch eine sehr einfache Hubbewegung
des Greifers ausreichend, da die Hubeinrichtung den leeren Behälter lediglich
etwas über
die Höhe
der Fördereinrichtung anheben
muß, anschließend die
Fördereinrichtung unter
den leeren Behälter
geschoben wird und schließlich
der leere Behälter
auf die Fördereinrichtung
abgesetzt wird. Anschließend
läßt der Greifer den
Behälter
los, so daß die
Fördereinrichtung
den leeren Behälter
aus dem Hubbereich des Greifers entnehmen und der Abführeinrichtung
zuführen kann.
Der Raum unter der Hubeinrichtung ist danach wieder frei, so daß die Hubeinrichtung
sofort wieder abgesenkt werden kann auf den inzwischen in der Bereitstellungsstation
angeordneten vollen Behälter.
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Besonders vorteilhaft, da zeitsparend,
ist es, daß der
Greifer insbesondere während
der Entleerung des Behälters über den
Behälter
gefahren und mit dem Behälter
verriegelt wird. Sofort nachdem der Behälter vollständig entleert ist, kann der
Greifer den leeren Behälter
von dem Träger
abheben und ein neuer voller Behälter
dem Träger
zugeführt
werden.
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Vorteilhaft ist es, wenn in der Zuführeinrichtung
und der Abführeinrichtung
Behälter
gepuffert werden. Es entstehen hierdurch keine Pausen aufgrund des
Zu- oder Abführens
von Behältern
zu oder von der Behälterwechselstation.
Es ist ein reibungsloser Ablauf des Behälterwechsels hierdurch möglich. Aus
den Pufferstationen werden bei Bedarf die entsprechenden Behälter von
hierfür
vorgesehenen Vorrichtungen geholt.
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Eine erfindungsgemäße Behälterwechselstation
weist eine Zuführeinrichtung
zum Zuführen voller
oder leerer Behälter
zu einer Bereitstellungsstation auf, in welcher der Behälter auf
einem Träger abgestellt
ist und entleert oder gefüllt
wird. Außerdem ist
eine insbesondere oberhalb der Zuführeinrichtung angeordnete Abführeinrichtung
für leere
Behälter
sowie eine Hubeinrichtung zum Heben oder Senken des Behälters auf
die Ebene der Abführeinrichtung vorgesehen.
Die Hubeinrichtung weist einen Greifer zum Ergreifen des Behälters auf
und zum Abheben oder Absetzen des Behälters von dem bzw. auf den Träger der
Bereitstellungsstation. Die erfindungsgemäße Behälterwechselstation ist sehr
einfach aufgebaut und macht sich zu eigen, daß der Stellplatz für einen
Behälter
von der Hubeinrichtung sehr schnell frei gemacht oder befüllt wird,
indem der Behälter
von dem Stellplatz, d.h. dem Träger
des vollen Behälters entfernt
oder auf ihm abgesetzt wird.
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Vorteilhafterweise besteht die Zuführeinrichtung
und/oder die Abführeinrichtung
aus mindestens einem, vorzugsweise aus mehreren Fördereren.
Die einzelnen Förderer
können
getaktet werden, so daß sie
ein individuelles Zu- oder
Abführen
der Behälter erlauben.
Dies ist insbesondere in Verbindung mit einem Puffer von Vorteil,
welcher in der Zuführeinrichtung
und/oder der Abführeinrichtung
vorgesehen ist. Die einzelnen Behälter können durch mehrere Förderer relativ
zueinander bewegt werden, was den Ablauf beim Behälterwechseln
wesentlich vereinfacht.
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Als besonders einfache Konstruktion
hat sich die Verwendung von Kettenförderern erwiesen, auf denen
die Behälter
stehen. Die Kettenförderer
sind insbesondere in der Lage sehr unterschiedlich geformte Behälter zu
transportieren, ohne daß individuelle
Anpassungen an Mitnehmer für
die einzelnen Behälter
erforderlich sind.
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Ist in dem Träger der Bereitstellungsstation ein
Förderer
angeordnet, so ist auch hierdurch die Befüllung der Bereitstellungsstation
bzw. des Trägers sehr
einfach durchführbar.
Auch schwerere Behälter können so
auf einfache und schonende Weise dem Träger bzw. der Entnahmeposition
des vollen Behälters
zugeführt
werden.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn
zumindest der Förderer
der Abführeinrichtung,
welche der Hubeinrichtung am nächsten
angeordnet ist, auf einem Schiebeschlitten angeordnet ist. Der Schiebeschlitten
ist in der Lage den Förderer
unter den leeren Behälter
zu bewegen, wenn dieser über
die Ebene des Förderers
hinaus angehoben ist. Nachdem der leere Behälter auf den Förderer abgesetzt
worden ist, wird der Schiebeschlitten erneut aktiviert und bewegt
die leere Kanne und den Förderer
zurück
in die Abführeinrichtung,
in welcher der Förderer
zusammen mit ggf. einem weiteren Förderer der Abführeinrichtung für die weitere
Entsorgung des leeren Behälters
sorgen kann.
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Um eine stabile Lage des Behälters bei
der Entnahme von Werkstücken
aus dem Behälter
zu gewährleisten,
ist es vorteilhaft, wenn die Bereitstellungsstation Mittel zum Fixieren
des Behälters
aufweist.
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Als besonders vorteilhaft hat sich
erwiesen, wenn der Greifer Mittel zum seitlichen Erfassen des Behälters aufweist.
Der Behälter
kann hierdurch sehr einfach erfaßt werden. Außerdem sind
an die konstruktiven Anforderungen des Greifers relativ geringe Anforderungen
zu stellen.
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Weitere Vorteile der Erfindung sind
in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen
beschrieben. Es zeigt:
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1 die
schematische Darstellung einer Behälterwechselstation.
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Eine erfindungsgemäße Behälterwechselstation
ist in 1 dargestellt.
Die Behälterwechselstation
weist eine Zuführeinrichtung 1,
eine Bereitstellungsstation 2, eine Hubeinrichtung 3 sowie
eine Abführeinrichtung 4 auf.
In der Zuführeinrichtung 1 befinden
sich zwei volle Behälter 5 und 5'. Die vollen Behälter 5 und 5' stehen jeweils
auf einem Förderer 6 und 6', welche in
Reihe zueinander angeordnet sind. Die Behälter 5 und 5' können entweder
gemeinsam miteinander gefördert
werden, wenn beide Förderer 6 und 6' in Bewegung
gesetzt werden, oder relativ zueinander bewegt werden, wenn nur
einer der beiden Förderer 6 und 6' in Betrieb
ist. Die Zuführeinrichtung 1 dient
somit als Puffer für
mehrere, hier zwei volle Behälter 5 und 5'.
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In fortgesetzter Förderrichtung
der Förderer 6 und 6' ist ein Förderer 7 in
der Bereitstellungsstation 2 angeordnet. Der Förderer 7 dient
als Träger
für einen
Behälter 8,
welcher gerade entleert wird. Bauteile, welche sich in dem Behälter 8 befinden
können beispielsweise
von einem nicht dargestellten Roboter aus dem Behälter 8 entnommen
werden und in einer Fertigungsanlage verbaut werden. Um eine definierte Position
des Behälters 8 und
der darin enthaltenen Bauteile zu gewährleisten, sind an der Bereitstellungsstation 2 Fixiermittel 9 angeordnet,
welche beispielsweise mit einem pneumatischen Zylinder beaufschlagt
werden und den Behälter
in einer definierten Position halten. Dies ist insbesondere bei
der Entnahme mit Hilfe eines Roboters wichtig, um eine vorbestimmte
Position der zu entnehmenden Bauteile zu gewährleisten, an welcher der Roboter
das Bauteil erwartet.
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Sobald der Behälter 8 entleert ist,
wird er von der Hubeinrichtung 3 angehoben. Die Hubeinrichtung 3 kann
bereits während
der Entnahme der Bauteile aus dem Behälter 8 mit dem Behälter 8 verbunden
werden, so daß unmittelbar
nach Entleerung des Behälters 8 dieser
angehoben werden kann. Die Hubeinrichtung 3 weist hierfür Greifer 10 auf,
welche mittels Pneumatik- oder Hydraulikzylinder 11 angesteuert
werden. Die Greifer 10 greifen den leeren Behälter 12 und
heben ihn zuerst über
die Höhe
der Oberseite eines Förderers 13 an.
Der Förderer 13 ist auf
einem Schiebeschlitten 14 angeordnet, welcher den Förderer 13 unter
die Kanne 12 bewegt. Dies ist in gestrichelten Linien dargestellt.
Nachdem sich der Förderer 13 unter
der leeren Behälter 12 befindet, wird
die Hubeinrichtung 3 abgesenkt, so daß die Behälter 12 auf dem Förderer 13 zum
Stehen kommt. Anschließend
werden die Greifer 10 von dem Behälter 12 gelöst und der
Schiebeschlitten 14 wird zusammen mit der leeren Kanne 12 wieder
in seine Ausgangsstellung zurückbewegt.
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Die leeren Behälter 12 und 12' können anschließend einzeln
oder gemeinsam aus der Abführeinrichtung 4 entfernt
werden. Hierfür
ist ein weiterer Förderer 15 vorgesehen,
welcher gemeinsam oder individuell mit dem Förderer 13 betrieben
werden kann, um eine gemeinsame oder relativ zueinander erfolgende
Bewegung der Behälter 12 und 12' zu bewirken.
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Die Hubeinrichtung 3 wird
vorteilhafterweise unmittelbar nachdem der Behälter 12 aus ihr entfernt worden
ist entlang einer Führungsstange 16 in
die Bereitstellungsstation 2 bewegt und mit dem Behälter 8 gekoppelt.
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Die Förderer 6, 7, 13 und 15 sind
vorteilhafterweise Kettenförderer,
auf welchen die Behälter 5, 8, 12 und 12' stehen und
bei Bedarf gefördert
werden. Es können
aber selbstverständlich
auch andere geeignete Förderer,
wie beispielsweise Rollenförderer,
Schiebevorrichtungen, Förderbänder oder
mehrere Arten dieser Förderer
in einer Vorrichtung eingesetzt werden. Der Förderer 7, welcher
gleichzeitig den Träger
des Behälters 8 in
der Bereitstellungsstation 2 darstellt, dient insbesondere
zum Positionieren des Behälters
8,
um eine definierte Entnahme der Bauteile zu gewährleisten. Ist der Stellplatz
für den leeren
Behälter 12' ebenfalls auf
dem Schiebeschlitten 14 angeordnet, so kann es ausreichend
sein, wenn anstelle der beiden Förderer 13 und 15 nur
ein einziger Förderer
verwendet wird.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht
auf die dargestellten Ausführungen
beschränkt.
Insbesondere die Art des Ergreifens der leeren Kanne mit der Hubeinrichtung 3 kann
je nach Ausführung
der Behälter
unterschiedlich ausgeführt
werden. Ist eine stets gemeinsame Bewegung der Behälter erwünscht, so
kann es auch ausreichend sein auf die Vielzahl der einzelnen Förderer zu
verzichten und lediglich einen Förderer
für die
Zuführeinrichtung
und Bereitstellungsstation und einen Förderer für die Abführeinrichtung vorzusehen. Ein
besonderer Vorteil der Behälterwechselstation
ist, daß alle
möglichen Stellplätze der
Behälterwechselstation
mit jeweils einem Behälter
belegt sein können.
Dies ermöglicht insbesondere
eine sehr große
Auslastung und für den
Fall, daß die
Zuführung
oder Abführung
der Behälter
aus der Behälterwechselstation
gestört
ist, ein sehr großes
Puffervolumen.
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Die Behälter können ebenfalls vielfältiger Art sein.
So können
beispielsweise geschlossenen oder auch offen Behälter oder lediglich Traggestelle
verwendet werden, in welchen die zu verarbeitenden Bauteile befestigt
sind. Es kann auch die Hubvorrichtung zusätzlich in Richtung zur Abführeinrichtung
hin verschoben werden. Hierdurch kann evtl. auf einen Förderer in
der Abführeinrichtung
verzichtet werden. Auch wenn der gezeigte Ablauf der bevorzugte
und wichtigste, da vorteilhafteste Ablauf ist, kann der Ablauf auch
umgekehrt werden, d.h. die Zuführung
von oben und die Abführung
der Behälter
unten erfolgen. Die Hubvorrichtung stellt dabei den Behälter zur
Verfügung,
so daß der
Behälterwechsel
wiederum sehr schnell erfolgt.