DE202005011756U1

DE202005011756U1 - Continually operated industrial mechanical handling assembly for bulk solids has conveyer belt under computer-camera and industrial sorting robot

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Publication number: DE202005011756U1
Application number: DE200520011756
Authority: DE
Original assignee: Kratzmaier Konstruktionen GmbH
Current assignee: Kratzmaier Konstruktionen GmbH
Priority date: 2004-07-30
Filing date: 2005-07-22
Publication date: 2005-11-17
Anticipated expiration: 2015-07-23

Abstract

A continually-operated industrial mechanical handling assembly has a conveyer system for different types of bulk solid object and a camera directed at the passing objects. The camera is linked to a computer and recognises and distinguishes between the different types of object and is coupled to a pick-up system. The camera distinguishes between the bulk solid objects on the conveyer as they pass with no relative motion between the bulk solids. The pick-up system subsequently releases the bulk solid objects into sorted or classified groups.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Greifen und Manipulieren von Schüttgutteilen mit einem angetriebenen Greifwerkzeug. Die Erfindung bezieht sich dabei insbesondere auf das Sortieren solcher Schüttgutteile, wenn diese in irgendeiner Weise vermischt sind.The The present invention relates to a device for gripping and manipulating bulk material parts with a powered gripping tool. The invention relates in particular, the sorting of such bulk material parts, if this in any Way are mixed.

In der gewerblichen und industriellen Praxis tritt häufig das Problem auf, einzelne Massenwareteile mit angetriebenen Greifwerkzeugen zu greifen und zu manipulieren. Im Folgenden wird von Schüttgutteilen gesprochen, womit gemeint ist, dass kleinere und mittelgroße Teile in relativ großen Mengen verarbeitet werden. Die Teile müssen dabei nicht notwendigerweise untereinander gleich sein. Vielmehr richtet sich ein wichtiger Teilaspekt der Erfindung darauf, solche Schüttgutteile zu sortieren. Insbesondere kann es dabei um ein Sortieren nach Gruppenzugehörigkeit gehen, wobei also in solcher Weise vermischtes Schüttgut sortiert wird, dass diese Gruppen zunächst nicht getrennt sind, nach dem Sortieren jedoch jeweils bestimmte Gruppen voneinander getrennt sind. Dabei müssen auch in den sortierten Gruppen die Teile nicht notwendigerweise untereinander gleich sein, sondern nur in irgendeiner Weise gemeinsame Kriterien erfüllen.In This often occurs in commercial and industrial practice Problem on, single mass parts with driven gripping tools to grab and manipulate. The following is of bulk materials spoken, by which is meant that smaller and medium sized parts in relatively large Quantities are processed. The parts do not necessarily have to be be equal to each other. Rather, an important aspect is addressed the invention thereon, such bulk material parts to sort. In particular, it can be a sorting by group membership go, so sorted in such a way mixed bulk will that groups first are not separated, but after sorting each specific Groups are separated. It must also in the sorted groups the parts are not necessarily equal to each other, but only in some way meet common criteria.

Mit dem Begriff Schüttgut ist ferner gemeint, dass die betrachteten Teile in einer relativ ungeordneten, also nicht auf Position und Orientierung des einzelnen Teils ausgerichteten Weise vorliegen bzw. antransportiert werden. Dabei sollen durchaus auch solche Teile inbegriffen sein, die eine gewisse mechanische Empfindlichkeit zeigen und deswegen nicht bedenkenlos "geschüttet" werden können, aber mit einer gewissen Vorsicht durchaus in Mengen und ungeordnet gelagert und transportiert werden können.With the term bulk material is further meant that the considered parts in a relative disorderly, so not on position and orientation of the individual Partially aligned way present or be transported. It should also be included parts that have a show some mechanical sensitivity and therefore can not be thoughtlessly "poured", but with a certain caution in quantities and stored disorderly and can be transported.

Es ist insbesondere bekannt, solche Teile in der im Folgenden grob skizzierten Weise zu sortieren: Die Teile werden in einem Schüttgutbehälter haufenweise, d.h. ungeordnet auch in die Höhe gestapelt, gelagert, aus diesem Behälter in dessen unterem Bereich entnommen und über einen Vibrationstisch gefördert. Dieser Vibrationstisch führt dabei gerichtete Schwingungen aus, was die Schüttgutteile zu einer Bewegung längs des Tisches veranlasst. Wenn eine bestimmte Zahl von Teilen auf dem Tisch verteilt ist, werden die Vibrationen unterbrochen und ein angetriebenes Greifwerkzeug, konkret ein Roboterarm, greift die einzelnen Teile heraus. Dabei geht der Roboterarm sortierend vor, manipuliert die gegriffenen Teile also in Abhängigkeit von ihrer Gruppenzugehörigkeit oder führt die Teile je nach Gruppenzugehörigkeit verschiedenen Transporteinrichtungen zum Weitertransport zu.It is particularly known, such parts in the following roughly The parts are sorted in a bulk container in heaps, i.e. disorderly also in the air stacked, stored, from this container in its lower area taken and over promoted a vibrating table. This vibration table leads thereby directed vibrations, what the bulk material to a movement along the Tables arranged. If a certain number of parts on the table is distributed, the vibrations are interrupted and a powered Gripping tool, specifically a robot arm, engages the individual parts out. The robotic arm is sorting, manipulating the gripped parts so depending from their group affiliation or leads the parts according to group affiliation various transport facilities for onward transport too.

Dabei wird der Roboterarm von einem Kamerasystem gesteuert, das die Teile auf dem Tisch mit einer Kamera optisch erfasst und programmtechnisch deren Gruppenzugehörigkeit, Position und Orientierung bestimmt. Damit wird also gesteuert, welche Position der Roboterarm anfährt, wo also Teile welcher Gruppe liegen, und wie er die Teile richtig greift. Wenn der durch den Roboterarm bediente Bereich des Transporttisches leer ist oder dort noch Teile liegen, die entweder nicht gegriffen werden sollen oder von dem Kamerasystem nicht richtig erkannt werden konnten, so wird der Tisch gegebenenfalls leer geräumt und in der beschriebenen Weise mit weiteren Teilen gefüllt.there The robot arm is controlled by a camera system that controls the parts optically recorded on the table with a camera and programmatically their group affiliation, Position and orientation determined. So it is controlled, which Position of the robot arm starts, So where parts of which group are, and how he handles the parts properly. When the area of the transport table operated by the robot arm is empty or there are still parts that are either not used should be or are not recognized correctly by the camera system If necessary, the table may be vacated and empty filled in the manner described with other parts.

Vorteile liegen darin, dass Teile einer bestimmten Größenklasse nach Umprogrammierung des Kamerasystems mit derselben Vorrichtung sortiert werden können, auch wenn sich die Teilegeometrie grundsätzlich ändert.advantages are that parts of a certain size class after reprogramming the Camera system can be sorted with the same device, too if the part geometry changes fundamentally.

Es ist ferner bekannt, Schüttgutteile über geometrisch geschickt gestaltete Transportvorrichtungen mittels Schikanen zu sortieren. Solche Schikanen sind so gestaltet, dass sie die Teile zum einen in eine bestimmte Orientierung zum Weitertransport bringen bzw. falsch orientierte Teile "aussortieren", d.h. in den Prozess an früherer Stelle zurück bringen. Gleiches gilt bei denselben oder anderen Schikanen für Teile bestimmter Gruppen, d.h. es wird gruppenabhängig weiter transportiert oder nicht. Die Transportvorrichtungen sind in der Regel Vibrationsbahnen.It is also known, bulk material over geometric cleverly designed transport devices by means of harassment sort by. Such chicanes are designed to hold the parts on the one hand bring in a certain orientation for onward transport or "mis-orienting" misaligned parts, i. in the process at earlier Place back bring. The same applies to the same or other chicanes for parts certain groups, i. it is transported further depending on the group or Not. The transport devices are usually vibration paths.

Die Vorteile solcher Lösungen liegen vor allem in dem großen erzielbaren Durchsatz und dem geringen steuerungstechnischen Aufwand.The Advantages of such solutions lie mainly in the big one achievable throughput and low control engineering effort.

Der vorliegenden Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, eine vorteilhafte Vorrichtung zum Greifen und Manipulieren vereinzelter Schüttgutteile anzugeben, die einerseits flexibel sind und andererseits einen günstigen Durchsatz gestatten.Of the The present invention is based on the technical problem, a advantageous device for gripping and manipulating isolated bulk parts on the one hand flexible and on the other hand a favorable Allow throughput.

Die Erfindung richtet sich auf eine Vorrichtung zum Greifen vereinzelter Schüttgutteile mit einem angetriebenen Greifwerkzeug, welche Vorrichtung eine Fördereinrichtung zum Fördern der Teile, ein Kamerasystem zur optischen Erkennung der auf der Fördereinrichtung befindlichen Teile, das Greifwerkzeug zum Greifen und Manipulieren der optisch erfassten und auf der Fördereinrichtung befindlichen Teile, welches Greifwerkzeug von dem Kamerasystem gesteuert ist, aufweist und dadurch gekennzeichnet ist, dass die Vorrichtung dazu ausgelegt ist, Schüttgutteile mit der Fördereinrichtung in relativer Ruhelage zusammen geförderter Teile untereinander zu fördern, dabei zu erkennen und dabei zu greifen.The Invention is directed to a device for gripping isolated bulk parts with a driven gripping tool, which device is a conveyor to promote the parts, a camera system for optical detection of the on the Conveyor located parts, the gripping tool for gripping and manipulating the optically detected and located on the conveyor parts, which gripping tool is controlled by the camera system has and characterized in that the device is designed to do so is, bulk parts with the conveyor in relative rest position together promoted parts to each other promote, to recognize and grab it.

Bevorzugte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben und werden im Folgenden näher erläutert.Preferred embodiments are in the specified pending claims and are explained in more detail below.

Der wesentliche Aspekt der Erfindung liegt darin, die Fördereinrichtung so auszubilden, dass die Schüttgutteile in einer bestimmten Phase relativ zueinander in Ruhelage gefördert werden. Dies erlaubt es dem Kamerasystem, die optische Erfassung während des Förderns durchzuführen. Wenn die Teile jedoch auf einem Vibrationstisch oder ähnlichem relativ zueinander bewegt würden, wäre dies nicht oder nur mit größtem Aufwand möglich. Ferner sollen die Teile während dieser kollektiven Bewegung, in der sie sich zwar relativ zu der Vorrichtung als solche bewegen, aber nicht relativ zueinander, mit dem Greifwerkzeug gegriffen werden. Damit kann also eine gewisse Gleichzeitigkeit von Fördern, Erkennen und Greifen erzielt werden.Of the essential aspect of the invention lies therein, the conveyor to train so that the bulk material parts be promoted at rest in a certain phase relative to each other. This allows the camera system to capture optically during the process conveying perform. However, if the parts are on a vibration table or similar would be moved relative to each other, would this not or only with the greatest effort possible. Furthermore, the parts should during This collective movement, in which it is relative to the Move device as such, but not relative to each other, with gripping the gripping tool. So that can be a certain simultaneity from promoting, Recognition and gripping are achieved.

Diese Gleichzeitigkeit soll zumindest zu wesentlichen Teilen der Verarbeitung vorliegen. Die Erfindung schließt jedoch nicht aus, dass die Fördereinrichtung in bestimmten Situationen angehalten wird, etwa wenn so viele in einer zum Greifen geeigneten Position liegende und/oder (bei der Anwendung der Erfindung zum Sortieren) zu der zu greifenden Gruppe gehörende Teile erfasst worden sind, dass das Greifwerkzeug in Anbetracht der Zahl dieser Teile mit der bei Weiterlaufen der Förderung zur Verfügung stehenden Zeit nicht auskommt.These Simultaneity should be at least essential to the processing available. The invention concludes However, that does not mean that the conveyor is stopped in certain situations, such as when so many in a gripping suitable position and / or (in the Application of the invention for sorting) to the group to be gripped belonging Parts have been detected that the gripping tool in consideration the number of these parts with the continuation of the promotion available Time does not work out.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann zumindest das Greifwerkzeug kontinuierlich betrieben werden, kommt es also allenfalls zu Unterbrechungen der Förderbewegung. Dies ist im Unterschied zu dem geschilderten Stand der Technik gemeint, bei dem das Greifwerkzeug bzw. der Roboter in den Zeitphasen pausieren muss, in denen der Vibrationstisch geleert und/oder neu befüllt wird. In dieser Hinsicht bietet die Erfindung also Effizienzvorteile.at In a preferred embodiment of the invention, at least the Gripping tool operated continuously, it comes at best to interruptions of the conveyor movement. This is in contrast to the described prior art, in which the gripping tool or the robot pauses in the time phases in which the vibration table is emptied and / or refilled. In this regard, the invention thus provides efficiency benefits.

Wie bei dem geschilderten Stand der Technik ist es auch im Rahmen dieser Erfindung bevorzugt, als angetriebenes Greifwerkzeug einen Roboter zu verwenden. Besonders günstig können Gelenkarmroboter mit einer gewissen Zahl rotatorischer Roboterachsen sein. Eine weitere sehr günstige Möglichkeit sind Vielarmroboter, insbesondere Hexapoden. Bei diesen sind die Arme mit einem Greiferteil verbunden und können dieses durch Expansion und Kontraktion der Arme sehr schnell und dreidimensional bewegen. Im allgemeinen Sinn meint hier der Begriff "Greifwerkzeug" aber jede Form eines angetriebenen oder motorischen Greifwerkzeugs einschließlich hydraulischer und pneumatischer Zylinderantrieb.As in the described prior art, it is also within the scope of this Invention preferred as a powered gripping tool a robot to use. Very cheap can Articulated robot with a certain number of rotary robot axes be. Another very cheap option are multiarm robots, especially hexapods. These are the Arms connected to a gripper part and can do this by expansion and move the arms very quickly and three-dimensionally. In the general sense, however, the term "gripping tool" here means any form of a driven one or motorized gripping tool including hydraulic and pneumatic Cylinder drive.

Ferner ist es bevorzugt, wie in dem geschilderten Stand der Technik die Teile von einem Schüttgutbehälter ausgehend zu fördern, d.h. einem Behälter, in dem die Teile ungeordnet auch in der Höhe übereinander liegend, also sozusagen haufenartig gelagert sind.Further it is preferred, as in the described prior art the Starting from a bulk container to promote, i.e. a container, in which the parts are disordered even in height above each other, so to speak stored in heaps.

Ferner kann die Fördereinrichtung so ausgestaltet sein, dass sie von dem Greifwerkzeug nicht gegriffene Teile "wieder zurück fördert", also in einen anderen Bereich der Fördereinrichtung zurück bringt, aus dem sie erneut in den Bereich gefördert werden, in dem das Greifwerkzeug greift. Dies kann dazu dienen, zunächst zum Greifen oder zum Erkennen ungünstig liegende Teile ein weiteres Mal in neuer Position anzufördern. Es kann auch dazu dienen, die bereits geschilderten Unterbrechungen der Förderung wegen momentan zu großer Zahl zu greifender Teile zu vermeiden oder zu reduzieren. Schließlich kann dies auch Teil eines Sortiervorgangs sein, können also systematisch Teile bestimmter Gruppen liegen gelassen und zurück gefördert werden.Further can the conveyor be designed so that they are not gripped by the gripping tool Parts "back promoting", ie in another Area of the conveyor back from which they are again promoted to the area where the gripping tool attacks. This can serve, first to grasp or to recognize unfavorable to move parts lying in a new position one more time. It can also serve the already described interruptions because of the promotion currently too big To avoid or reduce the number of parts to be gripped. Finally, this can be can also be part of a sorting process, so can systematically parts certain groups are left behind and promoted back.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Fördereinrichtung ist ein Bandförderer oder weist einen Bandförderer auf. Ein solcher Bandförderer hat den Vorteil einer großen Flexibilität im Hinblick auf Größe, Gestalt und Gewicht der zu fördernden Teile. Das Förderband kann auch strukturiert sein, beispielsweise Oberflächenstrukturen wie Noppen oder Rillen aufweisen, um die Lage der Teile etwas zu stabilisieren und damit für die Erkennung nachteilige Bewegungen zu unterdrücken. Z.B. könnten seitlich auf einem runden Kopf liegende Schrauben auf einem glatten Förderband leicht ins Rollen geraten, auf Noppen oder Rillen jedoch eine stabile Position finden. Es kann aber auch andere oder ergänzende Strukturen geben, vor allem wenn das Förderband nicht horizontal läuft, etwa Rippen, Anschlagleisten, bürstenartige Abschnitte oder eine durchgehend bürstenartige Struktur und ähnliches. Damit kann eine Bewegung in Folge der Neigung des Bandes verhindert werden und auch die Übernahme der Teile von einer anderen Fördereinrichtung oder aus einem Behälter unterstützt werden. Die Haftung lässt sich auch mit einer Siliconbeschichtung erhöhen.A preferred embodiment of the conveyor is a belt conveyor or has a belt conveyor on. Such a belt conveyor has the advantage of a big one flexibility in terms of size, shape and weight of the to be promoted Parts. The conveyor belt can also be structured, for example surface structures like pimples or grooves have something to the location of the parts too stabilize and thus for to suppress the detection of adverse movements. For example, could be sideways on a round head lying screws on a smooth conveyor belt easy to roll, but on knobs or grooves, but a stable Find a position. But there may also be other or complementary structures especially if the conveyor belt not running horizontally, such as ribs, stop strips, brush-like sections or a continuous brush-like structure and similar. This can prevent movement due to the inclination of the band and also the takeover the parts from another conveyor or from a container supports become. The liability leaves also increase with a silicone coating.

Bei einer Ausgestaltung kann ein solcher Bandförderer die erwähnten nicht gegriffenen und zurück zu fördernden Teile einfach abwerfen, etwa auf einen anderen Bandförderer (oder eine andere Fördereinrichtung) oder in den ursprünglichen Schüttgutbehälter. Dies ist besonders einfach, weil lediglich dafür gesorgt werden muss, dass unter dem entsprechenden Ende des Bandförderers die andere Fördereinrichtung oder der Behälter angeordnet ist. Übrigens kann statt des Endes des Bandförderers zum Abwerfen auch eine Stelle verwendet werden, an der der Bandförderer um eine parallel zu seiner Transportrichtung liegende Achse gedreht wird und die Teile seitlich abwirft. Dies kann vor allem aus Platzgründen von Vorteil sein.at In one embodiment, such a belt conveyor not mentioned gripped and back to be promoted Just throw off parts, such as another belt conveyor (or another conveyor) or in the original one Bulk containers. This is particularly easy, because only has to be taken care of that under the corresponding end of the belt conveyor the other conveyor or the container is arranged. by the way can instead of the end of the belt conveyor also be used for dropping a spot at which the belt conveyor to rotated an axis lying parallel to its transport direction is and the parts thrown off to the side. This can be mainly due to space constraints Be an advantage.

Eine weitere Ausgestaltung geht von zwei Bandförderern der Fördereinrichtung aus, wobei der erste Bandförderer die Teile von dem Schüttgutbehälter aus fördert, dann auf den zweiten Bandförderer übergibt, auf welchem die Teile erkannt und gegriffen werden. Vorzugsweise ist dabei zumindest der Abschnitt des ersten Bandförderers, der die Teile an dem Schüttgutbehälter aufnimmt (vorzugsweise schräg) aufwärts laufend angeordnet und läuft dabei durch das Schüttgut in dem Behälter hindurch. Die Teile können dann beispielsweise durch Anschlagleisten oder andere der erwähnten Strukturen aufgenommen werden.A Another embodiment is of two belt conveyors of the conveyor out, being the first belt conveyor the parts of the bulk material container promotes, then passes to the second belt conveyor, on which the parts are recognized and grasped. Preferably is at least the section of the first belt conveyor, which receives the parts on the bulk material container (preferably oblique) up constantly arranged and running through the bulk material in the container therethrough. The parts can then for example by stop bars or other of the mentioned structures be recorded.

Auch die Übergabe von dem ersten auf den zweiten Bandförderer kann durch einfaches Abwerfen erfolgen. Das Abwerfen hat hier, und übrigens auch bei dem Abwerfen der nicht gegriffenen Teile etwa am Ende des zweiten Bandförderers, neben der Einfachheit auch den Vorteil, dass ein Abwerfen der Teile mit höherer Wahrscheinlichkeit dazu führt, dass diese sich in eine Position begeben, in der der Schwerpunkt tief liegt. Zum einen sind solche Positionen bevorzugt, weil die Teile dann stabiler liegen. Zum zweiten liegt damit eine kleinere Zahl von möglichen Positionen vor. Zum Beispiel könnten das Kamerasystem und das Greifwerkzeug auch so ausgelegt sein, dass sie nur Teile in solchen Positionen erkennen und/oder greifen können. Es können aber auch Anschlagleisten oder ähnliches verwendet werden, um solche Positionen hervorzurufen, beispielsweise längere aufrecht stehende Teile umzukippen. Letztlich wird daran deutlich, dass die Verwendung von Schikanen bei der Erfindung durchaus nicht ausgeschlossen ist. Schikanen haben aber bei spezifischerer Ausgestaltung den grundsätzlichen Nachteil, die Flexibilität der Vorrichtung zu reduzieren. Es ist dann also möglicherweise nicht mehr ohne weiteres möglich, bei im Prinzip ähnlicher Teilegröße mit derselben Vorrichtung eine ganz andere Teilegeometrie zu verarbeiten und dabei lediglich die Programmierung des Kamerasystems und der Greifwerkzeugsteuerung anzupassen.Also the handover from the first to the second belt conveyor can by simple Discard done. The throwing has here, and by the way also with the throwing off the non-gripped parts at the end of the second belt conveyor, in addition to the simplicity also the advantage that a discarding of the parts with higher Likelihood leads to that they go into a position where the center of gravity lies deep. For one such positions are preferred because the Parts are then more stable. The second is a smaller one Number of possible Positions ahead. For example, could the camera system and the gripping tool also be designed so that they can only recognize and / or grasp parts in such positions. It can but also stop bars or the like used to cause such positions, for example longer overturn upright parts. Ultimately it becomes clear that the use of harassment in the invention not at all is excluded. However, harassment has a more specific design the fundamental Disadvantage, the flexibility to reduce the device. So it may be no longer easily possible, in principle more similar Part size with the same Device to process a completely different parts geometry and thereby only the programming of the camera system and the gripping tool control adapt.

Schließlich hat das Abwerfen häufig auch den Sinn, Teile stärker zu vereinzeln oder zu trennen, die beispielsweise beim Abfördern aus dem Behälter in noch miteinander verhakter oder zumindest aufeinander liegender Weise gefördert werden.Finally has throwing off frequently also the sense, parts stronger to singulate or separate, for example, in the removal of the container in still interlocked or at least more superimposed Promoted way become.

Aus ähnlichen Gründen kann vor oder an dem zweiten Bandförderer oder grundsätzlich vor oder unter einem Bandförderer eine Vibrationsplatte vorgesehen sein. Diese wird auf der den Teilen abgewandten, also unteren Seite des Bandes angeordnet und bringt das Band zum Vibrieren. Die Vibrationen sollen dabei nicht oder nicht nur zum Fördern dienen wie im Stand der Technik sondern zur Vereinzelung und zur Herstellung relativ stabiler Lagen der Teile. Die Vibrationsplatte kann beispielsweise eine Saugeinrichtung beinhalten, mit der das Band auf ihr angesaugt wird, um eine effiziente Schwingungsübertragung zu gewährleisten. Die Saugeinrichtung kann aber auch in der Umgebung der Vibrationsplatte vorgesehen sein.From similar establish may be before or at the second belt conveyor or in principle before or under a belt conveyor be provided a vibration plate. This will be on the parts facing away, so arranged and brings the lower side of the tape the band to vibrate. The vibrations should not or not just to promote serve as in the prior art but for separation and Production of relatively stable layers of the parts. The vibration plate For example, it may include a suction device with which the Tape is sucked on her for efficient vibration transmission to ensure. The suction device can also in the vicinity of the vibrating plate be provided.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung kann grundsätzlich auch eine Mehrzahl Fördereinrichtungen, Kamerasysteme und/oder Greifwerkzeuge aufweisen. Im Einzelnen ist zu beurteilen, welcher Bestandteil der Vorrichtung zeitlich begrenzend wirkt. Beispielsweise kann es von Vorteil sein, mit zwei oder mehr Kameras zu arbeiten, um den Vorgang der Erfassung effizienter zu gestalten. Dabei kann zwischen den Kamerasystemen auch eine Aufgabenteilung vorliegen, etwa indem jedes auf eine bestimmte Gruppe oder eine bestimmte Zahl von Gruppen ausgerichtet ist. Wenn das Greifwerkzeug, insbesondere der Roboter, besonders schnell arbeitet oder Teile greifen, insbesondere sortieren soll, die sinnvollerweise, etwa wegen einer Vorsortierung, mit verschiedenen Fördereinrichtungen angefördert werden, so können sich eine Mehrzahl Fördereinrichtungen "ein Greifwerkzeug teilen". Dabei ist besonders eine radiale Anordnung um ein Greifwerkzeug, insbesondere einen Gelenkroboter oder Hexapoden, herum bevorzugt, die man sich ähnlich wie einen Lokschuppen mit Drehweiche vorstellen kann, die also vor allem nicht sternförmig geschlossen sein muss.A inventive device can basically also a plurality of conveyors, Have camera systems and / or gripping tools. In detail is to assess which component of the device is time-limited acts. For example, it may be beneficial to use two or more Cameras work to make the process of capture more efficient shape. It can also be a division of tasks between the camera systems by putting each one on a particular group or one certain number of groups is aligned. If the gripping tool, especially the robot, works very fast or parts grab, especially sort, which makes sense, about because of a Pre-sorting, with different conveyors be promoted, so can a plurality of conveyors "a gripping tool It is especially a radial arrangement around a gripping tool, in particular a Articular robots or hexapods, preferably around, which are similar to one another imagine a locomotive shed with a rotary switch, that is, especially not star shape must be closed.

Schließlich kann es auch bevorzugt sein, eine Mehrzahl Greifwerkzeuge einzusetzen, um den Gesamtdurchsatz zu erhöhen oder eine bessere Anpassung an bestimmte Gruppen in programmtechnischer oder geometrischer Hinsicht vorzunehmen.Finally, can it may also be preferable to use a plurality of gripping tools, to increase the overall throughput or better adaptation to specific groups in programming or geometrically.

Wie bereits zuvor angeklungen, kann es bei der Erfindung von Vorteil sein, eine Vorsortierung vorzunehmen. Die Erfindung kann also mit einfachen Schikanevorrichtungen verbunden sein, so dass die erfindungsgemäße Sortierung nur noch unter solchen Gruppen erfolgt, die sich mit Schikanen schlecht unterscheiden lassen. Vor allem aber ist es im Stand der Technik verbreitet gewesen, Teile verschiedener Gruppen in ein und denselben Schüttgutbehälter zusammen zu schütten und damit eine hinsichtlich der Anlieferung ursprünglich bestehende Vorsortierung wieder aufzuheben, also die Teile zu vermischen. Hier schlägt die Erfindung vor, stattdessen von einer entsprechenden Zahl Schüttgutbehälter auszugehen bzw. eine entsprechende Zahl Fördereinrichtungen zu verwenden, um die Vorsortierung beizubehalten. Dabei würden die Fördereinrichtungen also mit Schüttgutteilen versorgt, die zwar noch insoweit vermischt sind, als eine Mehrzahl zu sortierender Gruppen vorliegt. Die Gruppenmischungen verschiedener Fördereinrichtungen sollen dabei jedoch nicht übereinstimmen. Es sollen also entweder keine gemeinsamen Gruppen vorkommen oder zumindest nicht alle Gruppen gemeinsam sein, damit die jeweiligen Vorrichtungen entsprechend spezialisiert ausgestaltet sein können.As already mentioned above, it may be advantageous in the invention to perform a presorting. The invention can thus be associated with simple chicanery devices, so that the sorting according to the invention takes place only among those groups which can be distinguished badly with chicanes. Above all, it has been common in the prior art to pour parts of different groups together in one and the same bulk goods container and thus to cancel a preselection originally existing with regard to the delivery, ie to mix the parts. Here, the invention proposes instead to start from a corresponding number of bulk containers or to use a corresponding number of conveyors to maintain the presorting. In this case, the conveyors would thus be supplied with bulk goods, which are still mixed insofar as there is a plurality of groups to be sorted. However, the group mixtures of different conveyors should not match. So there should either be no common groups or at least not all groups in common, so that the respective devices may be designed according to specialized.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand zweier Ausführungsbeispiele näher erläutert, die in den Figuren in Seitenansicht und stark schematisch dargestellt sind. Die dabei offenbarten Einzelmerkmale können auch in anderen Kombinationen erfindungswesentlich sein.in the The invention will be explained in more detail below with reference to two exemplary embodiments, which in the figures in side view and shown very schematically are. The individual features disclosed can also be used in other combinations be essential to the invention.

1 und 2 zeigen je ein Ausführungsbeispiel in schematischer Seitenansicht. 1 and 2 each show an embodiment in a schematic side view.

3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel als Ausschnitt und unter Bezugnahme auf 2. 3 shows a third embodiment as a detail and with reference to 2 ,

4 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel in stark schematischer Draufsicht. 4 shows a fourth embodiment in a highly schematic plan view.

5 zeigt eine Variante der 1 als fünftes Ausführungsbeispiel. 5 shows a variant of 1 as a fifth embodiment.

1 zeigt eine seitliche Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Mit 1 ist ein als einfacher Kasten dargestellter Schüttgutbehälter eingezeichnet, der an seiner Oberseite offen ist und mit hier nicht eingezeichnetem Schüttgut durch Einschütten befüllt wird. Im unteren rechten Bereich wird der Schüttgutbehälter 1 durchlaufen von einem ersten Bandförderer 2 mit einem Band 3, das auf seiner Außenseite schräg angestellte Anlagekanten 4 aufweist. Die Anlagekanten 4 greifen die Schüttgutteile aus dem Schüttgutbehälter 1 auf und fördern sie schräg nach oben. Dort wird das Förderband 3 des ersten Bandförderers 2 mit einer Rolle 5 in die Horizontale umgelenkt. Weiter rechts wird das Förderband 3 ein weiteres Mal von einer weiteren Rolle 6, die in der auf 1 senkrechten Richtung vor und hinter den Anlagekanten 4 anliegt, in die Vertikale umgelenkt, dann noch einmal bei der wie Rolle 6 ausgestalteten Rolle 7 weiter zurück umgelenkt und schließlich über weitere drei Umlenkrollen 8, 9 und 10 zurück geführt. 1 shows a side view of a first embodiment of a device according to the invention. With 1 is shown as a simple box bulk goods container is open at its top and is filled with not shown here bulk material by dumping. In the lower right area of the bulk material container 1 go through from a first belt conveyor 2 with a band 3 , the abutting edges on its outside 4 having. The abutment edges 4 grab the bulk material from the bulk material container 1 on and promote them diagonally upwards. There is the conveyor belt 3 of the first belt conveyor 2 with a roll 5 deflected into the horizontal. Further to the right is the conveyor belt 3 once again from another role 6 in the on 1 vertical direction in front of and behind the edges 4 rests, deflected to the vertical, then again at the like role 6 designed role 7 further deflected back and finally over another three pulleys 8th . 9 and 10 led back.

Die Teile werden somit bis zu dem Trum zwischen den Umlenkrollen 7 und 8 gefördert und dort in Folge des Winkels des Förderbandes 3 und der Anlagekanten 4 auf einen zweiten Bandförderer 11 abgeworfen. Der zweite Bandförderer 11 erstreckt sich horizontal und etwas oberhalb des horizontalen Trums des ersten Bandförderers 3 zwischen den Umlenkrollen 5 und 6. Er ist zwischen zwei Rollen 12 und 13 aufgespannt und trägt auf seiner Oberseite in 1 schematisch angedeutete Schüttgutteile in 1 von rechts nach links. In dem rechten Bereich des oberen Trums ist unter dem Band eine Vibrationsplatte 14 angebracht, die abgeworfene Teile durch Vibrationen vereinzelt und zufällig aufrecht stehende Teile umkippen lässt. Die Vibrationsplatte 14 weist dazu eine nicht eingezeichnete Ansaugeinrichtung auf, um die Vibrationen besser auf das Band übertragen zu können. In 1 links von der Vibrationsplatte 14 ist eine weitere feststehende Platte 15 angeordnet. Auch die Platte 15 enthält eine Ansaugeinrichtung und sorgt dafür, dass sich die Vibrationen nicht auf das übrige Trum erstrecken, so dass die einzelnen Teile im weiteren Verlauf ruhig transportiert werden.The parts are thus up to the strand between the pulleys 7 and 8th promoted and there in consequence of the angle of the conveyor belt 3 and the abutment edges 4 on a second belt conveyor 11 discarded. The second belt conveyor 11 extends horizontally and slightly above the horizontal run of the first belt conveyor 3 between the pulleys 5 and 6 , He is between two roles 12 and 13 spanned and carrying on its top in 1 schematically indicated bulk goods in 1 from right to left. In the right area of the upper run is a vibrating plate under the belt 14 attached, the separated parts separated by vibrations and accidentally overturn upright parts. The vibration plate 14 has a suction device not shown in order to better transfer the vibrations to the belt can. In 1 to the left of the vibration plate 14 is another fixed plate 15 arranged. Also the plate 15 contains a suction device and ensures that the vibrations do not extend to the rest of the strand, so that the individual parts are transported quietly in the course.

Das Trum ist auch im übrigen Bereich, wie mit der gestrichelten Linie 21 angedeutet, unterbaut und gestützt.The strand is also in the remaining area, as with the dashed line 21 indicated, supported and supported.

Über dem sich links an die feststehende Platte 15 mit der Ansaugeinrichtung anschließenden Teil des oberen Trums des zweiten Bandförderers 11 sind zwei Kameras 16 und 17 angeordnet, die die Teile auf diesem Trum von oben optisch erfassen. Die Kameras 16 und 17 bilden jeweils mit einer computerisierten Auswerteeinrichtung ein Kamerasystem, das einen weiter links symbolisch eingezeichneten Gelenkarmroboter 18 mit einem daran bewegten Greifwerkzeug 19 steuert. Das Greifwerkzeug 19 kann entlang einer Achse 20 auf und ab bewegt und gedreht werden und in einer nicht im Einzelnen dargestellten Weise die einzelnen Schüttgutteile greifen. Dazu wird es entsprechend angehoben und abgesenkt und gedreht. Im Übrigen wird es mit mindestens zwei weiteren Gelenkarmachsen, die hier nicht eingezeichnet sind, zweidimensional horizontal bewegt.Above the left to the fixed plate 15 with the suction subsequent part of the upper run of the second belt conveyor 11 are two cameras 16 and 17 arranged, which optically capture the parts on this strand from above. The cameras 16 and 17 each form a camera system with a computerized evaluation, the one left more symbolically drawn articulated arm 18 with a moving gripping tool 19 controls. The gripping tool 19 can along an axis 20 moved up and down and rotated and grab the individual bulk materials in a manner not shown in detail. It is raised and lowered accordingly and rotated. Incidentally, it is moved horizontally two-dimensionally with at least two other Gelenkarmachsen, which are not shown here.

Die Kamerasysteme der Kameras 16 und 17 teilen sich die Aufgabe der optischen Erfassung der Schüttgutteile im vorliegenden Fall in solcher Weise, dass jedes Kamerasystem für einen auftretenden Typus, also eine Gruppe, zuständig ist. Nach einer hinsichtlich der Größe vorgenommenen groben Vorsortierung bestimmt jedes Kamerasystem lediglich Position und Orientierung der jeweiligen Gruppe und steuert den Gelenkarmroboter 18 so, dass das Greifwerkzeug 19 in der richtigen Orientierung an der richtigen Stelle zugreift.The camera systems of the cameras 16 and 17 share the task of optical detection of the bulk material in the present case in such a way that each camera system for a type occurring, ie a group, is responsible. After a coarse presorting made in terms of size, each camera system merely determines the position and orientation of the respective group and controls the articulated arm robot 18 so that the gripping tool 19 in the right orientation in the right place.

Nicht gegriffene Teile werden weiter nach links transportiert und fallen links von der Umlenkrolle 12 auf das horizontale Trum des ersten Bandförderers 2 herab, so dass sie in der bereits beschriebenen Weise wieder auf den zweiten Bandförderer 11 geworfen werden.Ungripped parts are transported further to the left and fall to the left of the pulley 12 on the horizontal run of the first belt conveyor 2 down so they return to the second belt conveyor in the manner already described 11 to be thrown.

2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel. Dort ist rechts ein Schüttgutbehälter 30 eingezeichnet, der ebenfalls von einer offenen Oberseite her befüllt werden kann. Aus diesem Schüttgutbehälter 30 läuft etwa unter 45° schräg nach oben ein erster Bandförderer 31 heraus, der zwischen zwei Rollen 32 und 33 aufgespannt ist. Das Band des Bandförderers 31 trägt Querrippen 34, die das Schüttgut halten. Das Schüttgut wird im Bereich der Rolle 32 abgeworfen, und zwar auf einen zweiten Bandförderer, der dem zweiten Bandförderer 11 aus 1 entspricht und daher genauso bezeichnet ist. Er ist zwischen den Rollen 12 und 13 aufgespannt und weist in gleicher Weise die bereits erläuterten Platten 14 und 15 und die Stützstruktur 21 auf. Die Ausführungen zum ersten Ausführungsbeispiel gelten auch für die Kameras 16 und 17 der entsprechenden Kamerasysteme und den Gelenkarmroboter 18. 2 shows a second embodiment. There is a bulk container on the right 30 drawn, which can also be filled from an open top. From this bulk material container 30 runs about 45 ° obliquely upwards a first belt conveyor 31 out, between two roles 32 and 33 is stretched. The band of the belt conveyor 31 wears cross ribs 34 that hold the bulk goods. The bulk material is in the area of the roll 32 jettisoned on a second belt conveyor, the second belt conveyor 11 out 1 corresponds and therefore designated the same way. He is between the roles 12 and 13 spanned and has in the same way the already explained plates 14 and 15 and the support structure 21 on. The comments on the first embodiment also apply to the cameras 16 and 17 the corresponding camera systems and the articulated arm robot 18 ,

Die nicht gegriffenen Teile werden wiederum im Bereich der Rolle 12 abgeworfen, und zwar in diesem Fall auf einen dritten Bandförderer 35 zwischen zwei Rollen 36 und 37. Dieser dient ausschließlich zum Rücktransport dieser Teile in den Schüttgutbehälter 30, was durch Abwurf im Bereich der rechten Rolle 37 geschieht.The non-gripped parts turn in the area of the roll 12 dropped, in this case on a third belt conveyor 35 between two roles 36 and 37 , This is used exclusively for the return transport of these parts in the bulk material container 30 what by dropping off in the area of the right roll 37 happens.

Im Übrigen können die Bänder des zweiten Bandförderers 11 in den 1 und 2 beispielsweise genoppt sein, um eine stabile Lage kleinerer Teile zu ermöglichen. Im vorliegenden Fall sind eher flache Teile eingezeichnet, wo dies nicht nötig ist. Bei ohnehin stabil liegenden Teilen können solche strukturierten Bänder auch den Nachteil haben, dass sich eine Anzahl verkippter Positionsmöglichkeiten ergibt, die auf flachen Bändern nicht auftreten würden und das Greifen und die genaue Positionierung durch den Roboter erschweren. Die Förderbänder können, v. a. auch bei geneigtem Verlauf, wie bei den ersten Bandförderern 2 und 31 beschichtet sein, etwa mit Silicon.Incidentally, the bands of the second belt conveyor 11 in the 1 and 2 for example, be studded to allow a stable position of smaller parts. In the present case, rather flat parts are drawn where this is not necessary. In already stable parts, such structured tapes may also have the disadvantage of giving rise to a number of tilted positional possibilities that would not occur on flat tapes and complicate the gripping and accurate positioning by the robot. The conveyor belts can, especially with inclined course, as with the first belt conveyors 2 and 31 be coated, such as with silicone.

Unterhalb 2 ist in 3 schematisch eine Alternative bezüglich der Vibrationsplatte 14 als drittes Ausführungsbeispiel gezeichnet. Die Pfeile geben, wie auch in den 1 und 2, die Förderrichtung an. Bei diesem Ausführungsbeispiel wirft der erste Bandförderer 31 im Bereich der Rolle 32 die Schüttgutteile auf einen Vibrationstisch 38, auf dem die Teile erstens vereinzelt und zum Umkippen gebracht werden. Zum zweiten sind die Vibrationen des Vibrationstisches 38 gerichtet, so dass die Teile nach links transportiert werden, um im Bereich der Rolle 13 auf den zweiten Bandförderer 11 herab zu fallen. Der Einfachheit halber ist die Vorrichtung dieses dritten Ausführungsbeispiels im Übrigen nicht gezeichnet und entspricht insoweit 2. Eine entsprechende Variation des ersten Ausführungsbeispiels aus 1 ist natürlich auch ohne weiteres denkbar.Below 2 is in 3 schematically an alternative with respect to the vibrating plate 14 drawn as a third embodiment. The arrows give, as well as in the 1 and 2 , the direction of delivery. In this embodiment, the first belt conveyor throws 31 in the area of the role 32 the bulk material parts on a vibration table 38 on which the parts are first isolated and tipped over. The second is the vibration of the vibration table 38 directed so that the parts are transported to the left in the area of the roll 13 on the second belt conveyor 11 to fall down. For the sake of simplicity, the device of this third embodiment is otherwise not drawn and corresponds to that extent 2 , A corresponding variation of the first embodiment 1 Of course, it is also conceivable without further ado.

Links oben zeigt 4 in schematischer Draufsicht den Gelenkarmroboter aus 2 mit seinem Gelenkarm und der am distalen Ende des Gelenkarmes angebrachten Achse 20 mit dem nicht eingezeichneten Greifwerkzeug 19. Dieser Gelenkarmroboter sitzt als viertes Ausführungsbeispiel zentrisch in einer radialen Anordnung von vier Vorrichtungen des Typs aus 2, die sich lediglich einen gemeinsamen Roboter teilen. Die Vorrichtungen sind lediglich schematisch dargestellt, wobei am radial äußeren Ende jeweils die Schüttgutbehälter 30 beziffert sind.Shows top left 4 in a schematic plan view of the articulated arm robot 2 with its articulated arm and the axis attached to the distal end of the articulated arm 20 with the not shown gripping tool 19 , This articulated arm robot sits as a fourth embodiment of a centric in a radial arrangement of four devices of the type 2 who only share a common robot. The devices are shown only schematically, wherein at the radially outer end of each bulk material container 30 are numbered.

5 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel, das mit Ausnahme des Roboters vollständig dem ersten Ausführungsbeispiel entspricht. Insoweit wird auf die Beschreibung dazu verwiesen. 5 shows a fifth embodiment, which completely corresponds to the first embodiment except for the robot. In that regard, reference is made to the description.

Der Gelenkarmroboter 18 mit dem Greifwerkzeug 19 und der Achse 20 ist hier ersetzt durch einen Hexapoden 40, 41, bei dem eine Zahl von sechs (nur drei eingezeichnet) Schubarmen 40 mit einem gemeinsamen Greiferteil 41 verbunden sind. Das Greiferteil 41 kann in an sich bekannter Weise ähnlich dem Greifwerkzeug 19 aus 1 Teile manipulieren. Im Übrigen wird auf den Stand der Technik zu Hexapoden verwiesen. Es handelt sich hier um eine besonders schnelle, steuerungstechnisch aber anspruchsvolle Roboterklasse.The articulated arm robot 18 with the gripping tool 19 and the axis 20 here is replaced by a hexapod 40 . 41 in which a number of six (only three marked) push arms 40 with a common gripper part 41 are connected. The gripper part 41 can in a conventional manner similar to the gripping tool 19 out 1 Manipulate parts. Incidentally, reference is made to the prior art to hexapods. This is a particularly fast, control-technically demanding robot class.

Eine Kombination eines Hexapoden 40, 41 mit den in den 2 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispielen ist natürlich auch möglich.A combination of a hexapod 40 . 41 with the in the 2 to 4 illustrated embodiments is of course also possible.

Claims

Device for gripping isolated bulk material parts with a driven gripping tool ( 18 - 20 ), which device comprises: - a conveyor ( 2 . 11 . 35 ) for conveying the parts, - a camera system ( 16 . 17 ) for optically detecting the on the conveyor ( 2 . 11 . 35 ), - the gripping tool ( 18 - 20 ) for gripping and manipulating the optically detected and on the conveyor ( 2 . 11 . 35 ), which gripping tool ( 18 - 20 ) from the camera system ( 16 . 17 ) is controlled, characterized in that the device is designed to bulk goods with the conveyor ( 2 . 11 . 35 ) to promote each other in relative rest position of jointly promoted parts, thereby recognizing and grabbing it.

Device according to Claim 1, in which the driven gripping tool is a robot, in particular an articulated-arm robot ( 18 - 20 ) or is a hexapod.

Apparatus according to claim 1 or 2 with a bulk material container ( 1 . 30 ), in which the bulk material parts are stored in heaps, wherein the conveyor ( 2 . 11 . 35 ) is adapted to convey the parts from the bulk material container.

Device according to one of the preceding claims, in which the conveying device ( 2 . 11 . 35 ) is adapted from the gripping tool ( 18 - 20 ) parts not grasped while gripping parts le into an area ( 2 . 35 ) of the conveyor ( 2 . 11 . 35 ) from which they pass through the conveyor ( 2 . 11 . 35 ) again for gripping by the gripping tool ( 18 - 20 ).

Device according to one of the preceding claims, in which the conveyor device comprises a belt conveyor ( 2 . 11 . 35 ) having.

Apparatus according to claim 4 and 5, which is adapted to the non-gripped parts by the belt conveyor ( 11 ).

Apparatus according to claim 3 in conjunction with claim 5 or 6 with a first belt conveyor ( 2 . 31 ) for conveying the parts of the bulk material container ( 1 . 30 ) and a second belt conveyor ( 11 ) on which the parts of the first belt conveyor ( 2 . 31 ) and on which the parts can be recognized and gripped.

Apparatus according to claim 7, wherein the first belt conveyor ( 2 . 31 ) is arranged so that it bulk material in the bulk container ( 1 . 30 ) can convey with the aid of abutment edges or brush-like structures on the belt conveyor out of the bulk material container, while the abutment edges ( 4 . 34 ) or brush-like structures along the parts in the bulk material container ( 1 . 30 ) are moved upwards.

Apparatus according to claim 7 or 8, wherein the first belt conveyor ( 2 . 31 ) is designed to transfer the parts to the second belt conveyor ( 2 . 31 ).

Apparatus according to claim 7, 8 or 9, wherein the second belt conveyor ( 2 . 31 ) arranged on the side facing away from the parts of the belt or the belt conveyor ( 11 ) upstream vibration plate ( 14 ) having.

Device according to one of the preceding claims with a plurality of conveyors ( 2 . 11 . 35 ), which radially around at least one central gripping tool ( 18 - 20 ) are arranged around.