DE10347167B4

DE10347167B4 - Verfahren zur Entnahme und zum Ablegen eines Paketes, bestehend aus flachen Produkten

Info

Publication number: DE10347167B4
Application number: DE10347167A
Authority: DE
Inventors: Uwe Kietzmann
Original assignee: Wilhelm Bahmueller Maschinenbau Praezisionswerkzeuge GmbH
Current assignee: Wilhelm Bahmueller Maschinenbau Praezisionswerkzeuge GmbH
Priority date: 2003-10-06
Filing date: 2003-10-06
Publication date: 2006-07-27
Anticipated expiration: 2023-10-07
Also published as: DE10347167A1

Abstract

Vorrichtung zur Entnahme und zum Ablegen eines Paketes aus flachen Produkten (17), insbesondere Faltschachteln (19) aus einer Stapelvorrichtung (12) in eine Bündelvorrichtung (16), insbesondere in einer Faltschachtelfertigungsmaschine, wobei das Paket mittels eines an einem Roboterarm (20) befestigten Greifers (18) in der Stapelvorrichtung (12) ergriffen und in der Bündelvorrichtung (16) abgelegt wird, wobei ein vom Greifer (18) gegriffener Stapel (21) vor dem Ablegen in der Bündelvorrichtung (16) gedreht wird und ein nachfolgender Stapel (21) auf den zuvor abgelegten Stapel (21) aufgesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Greifer (18) des Roboterarms (20) das Drehen eines Stapels (21) nach dessen Aufnahme und vor dessen Ablage erfolgt und dass der Greifer (18) aufgestapelte flache Produkte (17) in der Stapelvorrichtung ergreift und in der Bündelvorrichtung (16) ablegt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Entnahme und zum Ablegen eines Paketes aus flachen Produkten, insbesondere Faltschachteln aus einer Stapelvorrichtung in eine Bündelvorrichtung, insbesondere in einer Faltschachtelfertigungsmaschine, wobei das Paket mittels eines an einem Roboterarm befestigten Greifers in der Stapelvorrichtung ergriffen und in der Bündelvorrichtung abgelegt wird, wobei ein vom Greifer gegriffener Stapel vor dem Ablegen in der Bündelvorrichtung gedreht wird und ein nachfolgender Stapel auf den zuvor abgelegten Stapel aufgesetzt wird.

Aus der EP 0 860 356 B1 ist eine Vorrichtung zum Stellen von Gruppen von Gegenständen auf Paletten bekannt. Diese Vorrichtung weist zum Transport und zum Verschwenken oder Drehen der Gruppen on Gegenständen mehrere Werkzeuge auf, die jeweils entsprechenden Bauraum oder Platz benötigen.

Aus der DE 100 13 417 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Palettieren von Kartonagen bekannt. Die Kartonagen werden dabei von einem Greifer, der an einem Roboterarm befestigt ist, von einer Transporteinrichtung abgehoben und auf eine Bündelstation aufgelegt. Zwischen der Transporteinrichtung und der Bündelstation befindet sich der Roboter, dessen Roboterarm nach dem Ergreifen des Pakets um 180° verschwenkt wird, so dass er das ergriffene Paket auf der Bündelstation ablegen kann. Auf der Bündelstation befindet sich eine Dopplerstation, mit der der abgelegte Stapel ergriffen, angehoben, gedreht und gegebenenfalls auf einen anderen Stapel aufgesetzt werden kann. Es hat sich gezeigt, dass eine derartige Einrichtung vom Roboterarm zugeführte Stapel nicht so schnell abtransportiert werden können, wie es der Materialfluss fordert.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass trotz kompakten Bauraums der Vorrichtung eine hohe Geschwindigkeit beim Ablegen erreicht wird.

Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass mit dem Greifer des Roboterarms das Drehen eines Stapels nach dessen Aufnahme und vor dessen Ablage erfolgt und dass der Greifer aufgestapelte flache Produkte in der Stapelvorrichtung ergreift und in der Bündelvorrichtung ablegt.

Bei dieser Vorrichtung wird der Vorteil erzielt, dass die Stapel bereits in einer Ausrichtung abgelegt werden, die für den Weitertransport beziehungsweise für die Weiterverarbeitung, z.B. Verschnürung erforderlich ist. Der vom Roboterarm abgelegte Stapel muss also nicht mehr nachträglich von einer zusätzlichen Einheit ergriffen und/oder gedreht werden, um ihn in die gewünschte Lage zu verbringen. Dadurch wird nicht nur die Geschwindigkeit des Abtransports erhöht, sondern der Produktstapel wird außerdem geschont, da er weniger gegriffen wird und daher die Oberfläche der abgestapelten flachen Produkte geringeren mechanischen Einwirkungen ausgesetzt sind.

Dabei können alle vom Greifer abgelegten Pakete in die jeweils gewünschte Richtung gedreht werden, es ist jedoch auch möglich, dass gezielt nur bestimmte Pakete gedreht werden.

Bei einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass ein nachfolgender Stapel auf einen zuvor abgelegten Stapel aufgesetzt wird. Auf diese Weise können höhere Pakete gebildet werden, als sie vom Greifer zum Beispiel aus einem Stapelschacht entnommen werden. Es ist also auch bei dieser Variante nicht mehr erforderlich, dass die zuvor abgelegten Pakete ergriffen und aufeinander gestapelt werden. Das Aufeinanderstapeln erfolgt bereits mittels des Greifers, so dass dadurch das aus mehreren Stapeln gebildete Paket zum Anlegen einer Verschnürung ohne weitere Handhabungen, wie Verschwenkungen, Stapelungen und so weiter, weitertransportiert werden kann.

In einem bevorzugten Verfahrensschritt wird der erste Stapel um +90° und der zweite Stapel um –90° gedreht. Bei einem anderen Verfahren wird lediglich der zweite Stapel um 180° gedreht. Auf diese Weise können jeweils die zweiten Stapel in um 180° zum ersten Stapel gedrehter Lage auf diesem abgelegt werden. Das auf diese Weise hergestellte Paket bietet den Vorteil, dass es auch bei ungleichförmigen flachen Produkten, die zum Beispiel eine dicke, bzw. hohe Längsseite und eine dünne Längsseite aufweisen, so dass die gebildeten Stapel nicht quader- sondern prismenförmig sind, im Wesentlichen eine gleichförmige, in der Regel quaderförmige Gestalt besitzen, so dass sie nach der Verschnürung sofort verpackt werden können.

Mit Vorzug erfolgt die Entnahme, die Drehung und die Ablage in zueinander parallelen Ebenen. Die Drehung des Stapels erfolgt also um eine vertikale Achse. Mit diesem Verfahrensschritt können sowohl große als auch schwere Pakete zur Bündelvorrichtung transportiert werden, ohne dass die Gefahr besteht, dass die den Stapel bildenden flachen Produkte verrutschen oder dass allzu hohe Momente auf den Greifer einwirken.

Bei einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass der zweite Stapel um eine horizontale Achse gedreht wird. Dadurch wird die Oberseite des Stapels nach unten gedreht, bevor dieser in der Bündelvorrichtung abgelegt wird. Auf diese Weise können zum Beispiel empfindliche Oberflächen der flachen Produkte zur Schonung nach innen gekehrt werden.

Dabei weist die Stapelvorrichtung zwei Entnahmeebenen für die Stapel auf und der Greifer entnimmt die Stapel aus beiden Entnahmeebenen. In der einen Entnahmeebene wird ein Stapel durch Nach-unten-Stapeln und in der anderen Entnahmeebene wird ein Stapel durch Nach-oben-Stapeln gebildet, wobei beide Stapel vom Greifer gegriffen und auf den dafür vorgesehenen Platz in der Bündelvorrichtung abgelegt werden können. Es muss also nicht eine spezielle Greifervorrichtung für einen unten oder für einen oben bereitgestellten Stapel zur Verfügung gestellt werden.

Dabei durchführt der Greifer beim Transport des Stapels von der Stapelvorrichtung zur Bündelvorrichtung eine Schwenkbewegung mit einem von 180° abweichenden Winkel. Die Stapelvorrichtung und die Bündelvorrichtung müssen also nicht in Linie hintereinander angeordnet sein, sie können auch in einem Winkel zueinander oder sie können versetzt zueinander stehen. Sie können aber auch parallel nebeneinander stehen, so dass der Greifer das gegriffene Paket parallel zur Längsachse der Stapelvorrichtung ablegt. Auf diese Weise kann die Gesamtlänge der Produktionsanlage gekürzt werden.

Vorzugsweise nimmt der Roboterarm einen an das Format der Faltschachtel angepassten Greifer selbst auf, wobei der jeweilige Greifer in einem speziellen Magazin abgelegt ist. Die Rüstzeiten werden dadurch auf ein Minimum reduziert.

Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung sind anhand der nachfolgenden Beschreibung, erläutert in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung beschrieben ist.
In der Zeichnung zeigen:
1 eine Draufsicht auf eine Ausführungsform der Vorrichtung;
2 eine Seitenansicht der Vorrichtung; und
3 eine Ansicht in Richtung des Pfeils III gemäß 2 auf die Greifergabel.
In der 1 ist mit dem Bezugszeichen 10 das Ende einer Zuführeinheit, welche eine Stapelvorrichtung 12 aufweist, bezeichnet. An diese Zuführeinheit 10 schließt sich ein versetzt angeordneter Roboter 14 und an diesen eine insgesamt mit 16 bezeichnete Bündelvorrichtung an. In der Zuführeinheit 10 werden einzelne flache Produkte 17 (2), insbesondere Faltschachteln 19, herangeführt, und in der Stapelvorrichtung 12 zu einem Stapel 21 aufgestapelt. Sobald dieser Stapel 21 die erforderliche Anzahl an Faltschachteln 19 aufweist, wird er von einem Greifer 18 gegriffen, der am Ende eines Roboterarms 20 befestigt ist. Durch Verschwenken des Roboterarms 20 um eine vertikale Achse 22 des Roboters 14 und Verlagerung des Greifers 18 nach unten kann der ergriffene Stapel 21 auf einen Ablagetisch 24 der Bündelvorrichtung 16 abgelegt werden.
Hervorzuheben ist, dass der in der Stapelvorrichtung 12 sich befindende Stapel 21 unabhängig davon, wo er gestapelt wird, vom Greifer 18 ergriffen werden kann. Falls die Faltschachteln 19 nach unten gestapelt werden, steht der fertige Stapel 21 in einem unteren Bereich der Stapelvorrichtung 12 zur Abholung bereit, wohingegen beim Nach-oben-Stapeln der fertige Stapel 21 in einem oberen Bereich vom Greifer 18 ergriffen werden muss. Beim Ergreifen des Stapels 21 fahren zwei Zinken 26 einer Greifergabel 28 unter den Stapel 21, wobei die Oberseite des Stapels 21 ein Niederhalter 30 niederdrückt. Der Stapel 21 wird auf diese Weise sicher festgehalten, so dass die einzelnen flachen Produkte 17 während des Transports von der Stapelvorrichtung 12 zur Bündelvorrichtung 16 nicht verrutschen. Dies ist auch dann der Fall, wenn der Stapel 21 keine quaderförmige, sondern eine prismenförmige Gestalt aufweist, insbesondere wenn flache Produkte 17 abgestapelt worden sind, die einen im Wesentlichen keilförmigen Querschnitt mit einem dickeren und einem dünneren Ende besitzen.
Wie aus 3 ersichtlich, kann der Abstand der beiden Zinken 26 durch ein Handrad 32 und die Entfernung des Niederhalters 30 von den Zinken 26 mittels eines Handrads 34 eingestellt werden. Auf diese Weise ist die Greifergabel 28 problemlos an die Kontur des zu greifenden Stapels 21 anpassbar. Zum Ergreifen von Stapeln 21 mit gänzlich anderen Konturen kann die Greifergabel 28 mittels einer Schnellkupplung 36 gegen eine andere Greifergabel ausgetauscht werden. In 3 ist außerdem erkennbar, dass ein Antrieb 38 vorgesehen ist, der die Greifergabel 28 um eine vertikale Achse 40 dreht.
Nach dem Ergreifen des fertigen Stapels 21 in der Stapelvorrichtung 12 wird dieser durch Verschwenken des Roboterarmes 20 dem Ablagetisch 24 zugeführt. Außerdem wird die Greifergabel 28 um +90° oder –90° gedreht, so dass der von der Greifergabel 28 festgehaltene Stapel 21 entweder eine Ausrichtung gemäß Pfeil 42 oder eine Ausrichtung gemäß Pfeil 44 aufweist. Der Stapel 21 kann dann entweder direkt auf den Ablagetisch 24 oder auf einen zuvor abgelegten Stapel 21 aufgelegt werden. Dies hat den Vorteil, dass bei prismenförmigen Stapeln 21 durch Aufeinandersetzen zweier Stapel 21 ein im Wesentlichen quaderförmiges Paket gebildet werden kann, welches anschließend vom Ablagetisch 24 in eine Bündelstation 46 verbracht werden kann, in welcher ein Paketband um das Paket geschnürt wird.
Es ist jedoch auch denkbar, dass der erste Stapel 21 ohne Drehung um die vertikale Achse 40 auf dem Ablagetisch 24 abgelegt wird, wobei dann der zweite Stapel 21 nach einer Drehung um 180° auf diesen ersten Stapel 21 aufgesetzt wird.
Eine weitere Variante sieht vor, dass die Greifergabel 28 um eine zur Zeichenebene der 3 orthogonale Achse drehbar ist, so dass der ergriffene Stapel 21 mit seiner Oberseite nach unten auf den Ablagetisch 24 oder einen zuvor darauf abgelegten Stapel 21 abgelegt werden kann.
In der 1 sind die Stapelvorrichtung 12 und die Bündelvorrichtung 16 zwar seitlich versetzt, aber achsparallel hintereinander angeordnet. Es ist auch denkbar, dass die Stapelvorrichtung 12 und die Bündelvorrichtung 16 einen Winkel einschließen, der auch von 90° verschieden sein kann. Die Stapelvorrichtung 12 und die Bündelvorrichtung 16 können auch parallel nebeneinander angeordnet sein, so dass der Produktfluss in der Bündelvorrichtung 16 entgegengesetzt zum Produktfluss in der Stapelvorrichtung 12 verläuft. Durch geeignete Platzierung des Roboters 14 am Ende der Zuführeinheit 10 beziehungsweise im Bereich der Stapelvorrichtung 12 kann die Bündelvorrichtung 16 problemlos mit den aus der Stapelvorrichtung 12 entnommenen Stapeln 21 beschickt werden. Dies erfolgt in der von der Stapelvorrichtung 12 vorgegebenen Taktzeit, so dass keine Stillstandzeiten innerhalb der Stapelvorrichtung 12 entstehen.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung können also auch Pakete aus prismenförmigen Stapeln 21 gebildet werden, ohne dass die einzelnen Stapel 21 nach dem Absetzen vom Roboterarm 20 nochmals ergriffen und umgesetzt werden müssen. Sobald die erforderliche Anzahl an Stapeln 21 aufeinander gesetzt wurde, kann das fertige Paket in der Bündelstation 46 gebunden werden.

Claims

Vorrichtung zur Entnahme und zum Ablegen eines Paketes aus flachen Produkten (17), insbesondere Faltschachteln (19) aus einer Stapelvorrichtung (12) in eine Bündelvorrichtung (16), insbesondere in einer Faltschachtelfertigungsmaschine, wobei das Paket mittels eines an einem Roboterarm (20) befestigten Greifers (18) in der Stapelvorrichtung (12) ergriffen und in der Bündelvorrichtung (16) abgelegt wird, wobei ein vom Greifer (18) gegriffener Stapel (21) vor dem Ablegen in der Bündelvorrichtung (16) gedreht wird und ein nachfolgender Stapel (21) auf den zuvor abgelegten Stapel (21) aufgesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Greifer (18) des Roboterarms (20) das Drehen eines Stapels (21) nach dessen Aufnahme und vor dessen Ablage erfolgt und dass der Greifer (18) aufgestapelte flache Produkte (17) in der Stapelvorrichtung ergreift und in der Bündelvorrichtung (16) ablegt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass gekennzeichnet, dass der erste Stapel (21) um +90° und der zweite Stapel (21) um –90° gedreht wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Stapel (21) um 180° gedreht wird.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Entnahme, die Drehung und die Ablage in zueinander parallelen Ebenen erfolgt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Stapel (21) um eine horizontale Achse gedreht wird.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stapelvorrichtung (12) zwei Entnahmeebenen für die Stapel (21) aufweist und der Greifer (18) die Stapel (21) aus beiden Entnahmeebenen entnimmt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Roboterarm (20) beim Transport des Stapels (21) von der Stapelvorrichtung (12) zur Bündelvorrichtung (16) eine Schwenkbewegung mit einem von 180° abweichenden Winkel durchführt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Greifer (18) den gegriffenen Stapel (21) parallel zur Längsachse der Stapelvorrichtung (12) oder neben die Stapelvorrichtung (12) in die Bündelvorrichtung (16) ablegt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Roboterarm (20) einen an das Format der Faltschachtel (19) angepassten Greifer (18) aufnimmt.