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Die Erfindung betrifft ein mit einer Aufnahme für Gegenstände ausgestattetes Auszugselement eines Schubbodenregals, insbesondere eines Schwerlast-Schubbodenregals, wobei das Auszugselement mittels seitlicher Laufschienen translatorisch beweglich angeordnet ist. Weiterhin betrifft die Erfindung eine automatisierte Materialflusseinrichtung mit einem Handhabungsautomaten und/oder einem Roboter und mit zumindest einem Sauggreifer zur Entnahme und/oder zum Füllen einer Aufnahme eines Schubbodenregals mit flachen Gegenständen.
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Ein derartiges mit einer Aufnahme für flache Gegenstände, beispielsweise Bleche oder Blechzuschnitte, ausgestattetes Auszugselement sowie eine unter Einbeziehung eines solchen Auszugselementes realisierte automatisierte Materialflusseinrichtung wird in der Praxis bereits für unterschiedliche Einsatzzwecke vielfach eingesetzt und zählt daher bereits aufgrund offenkundiger Vorbenutzung zum Stand der Technik.
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Die möglichen Anwendungsgebiete eines solchen Schubbodenregals sind vielfältig und erstrecken sich beispielsweise auch auf den Bereich der Lagersysteme und Lagertechniken für nahezu beliebige flache Stückgüter, beispielsweise für den innerbetrieblichen Materialfluss oder für Distributionszentren.
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Grundsätzlich finden bei der Lagerung solcher Gegenstände verschiedene Lagerungskonzepte Anwendung. Hierbei wird zwischen der Lagerung auf Ladungsträgern und der Lagerung ohne Ladungsträger unterschieden.
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Die
DE 298 06 895 U1 beschreibt bereits ein Schubbodenregal, dessen mit Laufrädern versehene Schubböden insbesondere mittels einer Hebevorrichtung eingelagert bzw. aus dem Regal entnommen werden können.
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Bei der Handhabung und Lagerung von flachen Stückgütern mittels einzelner Ladungsträger werden die flachen Gegenstände oftmals in einer Lagervorzone auf die einzelnen Ladungsträger aufgesetzt und mit diesen Ladungsträgern zu der entsprechenden Lagerzone transportiert. In der Lagerzone werden die Ladungsträger mit den darauf befindlichen Gegenständen dann in den vorgesehenen Lagermitteln, beispielsweise Regalen, abgestellt.
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Weiterhin ist aus der
DE 20 2008 011 335 U1 ein Schwerlast-Schubbodenregal mit seitlichen Laufschienen bekannt, auf denen Schubböden mittels Laufrädern verfahrbar angeordnet sind. Das Schubbodenregal dient der insbesondere vorübergehenden Lagerung von flachen Gegenständen, bei der jeweils ein oder mehrere Gegenstände auf einen einzelnen Schubboden geladen und gemeinsam mit dem Schubboden transportiert oder gelagert werden. Der Schubboden hat eine entnehmbare Kassette, welche einen Rahmen mit zwei Seitenwangen und jeweils einen nach außen weisenden Vorsprung aufweist, sowie eine mit den Laufrädern und zwei Seitenprofilen ausgestattete Aufnahme für die Kassette.
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Bei der Herstellung von verschiedenen Produkten aus Metallblech werden häufig Bleche oder Platinen bzw. deren Zuschnitte verwendet, die in Stapeln aufeinander geschichtet sind, sodass die einzelnen Objekte direkt aufeinander liegen. Um einzelne Gegenstände bereitzustellen, ist daher zunächst eine Vereinzelung und weiterhin der Transport derselben zur Weiterverarbeitung erforderlich.
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In der Praxis erfolgt das Entstapeln und Vereinzeln von bogen- oder plattenförmigen Objekten, wie insbesondere Blechen oder Platinen, vorrangig mittels eines auch als Sauggreifer bezeichneten Vakuumhebers, welcher auf das oberste Objekt des Stapels aufgesetzt wird, um dieses vom Stapel abheben und einer weiteren Bearbeitungsstation zuführen zu können.
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Hierzu schlägt die
DE 20 2012 100 255 U1 eine Hebevorrichtung für bogen- oder plattenförmige, im Wesentlichen ebene Objekte mit zumindest einem an einem höhenverstellbaren Träger angeordneten Vakuumheber vor.
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Mit dem Gegenstand der
DE 42 22 355 A1 ist eine Greifvorrichtung zum Greifen, insbesondere Ansaugen und Anheben eines Stückgutes bekannt geworden, bei dem ein auf das Stückgut aufsetzbarer Saugkasten verwendet wird, der mit einer Unterdruckeinrichtung verbunden ist.
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Als nachteilig bei diesem Stand der Technik erweist sich, dass das jeweilige Auszugselement zur Entnahme eines darin befindlichen flachen Gegenstandes zunächst in die vollständig geöffnete Position gebracht werden muss, um so die erforderliche Zugänglichkeit für den Sauggreifer zu erreichen. Hierzu ist in der Praxis ein manueller Eingriff erforderlich, sodass eine vollumfängliche Automatisierung nicht realisierbar ist. Zudem ist die Verkettung manueller und automatisiert ablaufender Prozesse in der Praxis nur mit hohem Aufwand zu realisieren.
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Es ist bereits daran gedacht worden, das Auszugselement mit einem Antrieb zum Öffnen und Schließen auszustatten, welcher mit einer zentralen Steuereinheit verbunden ist. Dass dieser Vorschlag in der Praxis bisher keine Realisierung erfahren hat, liegt vor allem an den damit verbundenen erheblichen Zusatzkosten für den Antrieb, welcher für jedes der Auszugselemente gesondert zu realisieren ist. Zudem erfordert ein solcher Antrieb den Anschluss an eine elektrische Energieversorgung. Weiterhin entsteht dadurch ein zusätzlicher Raumbedarf für die Unterbringung des Antriebes.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zu schaffen, das Öffnen bzw. Schließen des beispielsweise als eine Schublade ausgeführten Auszugselementes eines Schubbodenregals wesentlich zu vereinfachen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Vorrichtung gemäß den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche betreffen besonders zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung.
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Erfindungsgemäß ist also eine Vorrichtung vorgesehen, bei der das Auszugselement mit zumindest einer gegenüber einer vorderen Abschlussebene der Aufnahme vorspringenden Auflagefläche, beispielsweise einer Ausformung, für zumindest einen Sauggreifer ausgestattet ist. Hierdurch wird in einfacher Weise eine automatisierte Entnahmemöglichkeit geschaffen, bei welcher auf einen separaten Antrieb für das Auszugselement oder einen manuellen Eingriff verzichtet werden kann. Indem nämlich das Auszugselement frontseitig gegenüber einer Vorderkante bzw. einer Abschlusskante des Auszugselementes hervorsteht, kann diese als Auflage für den Sauggreifer genutzt werden. Durch die Betätigung des Sauggreifers wird daher in einem ersten Schritt zunächst die formschlüssige Verbindung zwischen dem Sauggreifer und der Auflagefläche hergestellt. In einem zweiten Schritt wird dann mittels des den Sauggreifer führenden Automaten oder Roboters eine Bewegung in Auszugsrichtung durch eine entsprechende Krafteinleitung erzeugt, sodass das Auszugselement mit der gewünschten Geschwindigkeit in die vorbestimmte Auszugsposition gebracht werden kann, in welcher die Entnahme mittels desselben Sauggreifers erfolgt. Aufgrund der erfindungsgemäß vorgesehenen Auflagefläche wird es so erstmals möglich, die zur Handhabung und zum Transport der flachen Gegenstände vorhandenen Sauggreifer zugleich auch zum Öffnen des Auszugselementes zu nutzen. Das Schließen des Auszugselementes kann auf dieselbe Weise oder aber durch Übertragung einer Schubkraft eines mit dem Automaten verbundenen Kontaktelementes eingeleitet werden, sodass eine Beaufschlagung des Sauggreifers mit dem entsprechenden Unterdruck lediglich beim Öffnen des Auszugselementes, nicht hingegen beim Einschieben des Auszugselementes erforderlich ist.
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Selbstverständlich kann die Anzahl der zum Öffnen des Auszugselementes eingesetzten Sauggreifer in Abhängigkeit der verfügbaren Sauggreifer an die jeweiligen Einsatzzwecke angepasst sein, wobei in der Praxis ein einzelner Sauggreifer zur Übertragung der erforderlichen Auszugskraft als ausreichend angesehen werden kann. Dabei hat es sich als praxisgerecht erwiesen, wenn die äußeren Abmessungen der Auflagefläche mindestens so groß sind wie der Sauggreifer, sodass hier eine sichere Auflage des Sauggreifers gewährleistet werden kann. Insbesondere haben sich rechteckige oder quadratische Flächen mit einer Abmessung der Auflagefläche zwischen 10 und 25 cm bereits als vollkommen ausreichend für die erfindungsgemäße Nutzung erwiesen.
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Die Auflagefläche könnte schwenkbeweglich ausgeführt, beispielsweise kardanisch gelagert sein, um Positionierungenauigkeiten und Abweichungen von der beispielsweise vertikalen Soll-Orientierung ausgleichen zu können. Weiterhin ist es auch denkbar, dass die Auflagefläche vertikal ausgerichtet ist und der Sauggreifer mit einer entsprechenden Orientierung ausgerichtet wird.
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Besonders vorteilhaft ist es hingegen, wenn die Auflagefläche im Wesentlichen vertikal oder schräg geneigt angeordnet ist, um so eine schnelle Fixierung des Sauggreifers auf der Auflagefläche von oben zu ermöglichen. Hierzu eignen sich somit auch solche Ausführungen des Handhabungsgerätes, bei denen mehrere Sauggreifer zu einer Einheit durch ein Rahmengestell verbunden sind, indem ein benachbart zu einer Ecke des Rahmengestelles angeordneter Sauggreifer an der Auflagefläche fixiert werden kann, ohne dass es dabei zu einer Beeinträchtigung der übrigen Auszugselemente durch weitere Sauggreifer kommt.
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Weiterhin erweist es sich als besonders zweckmäßig, wenn die Auflagefläche eben ist bzw. wenn die Aufnahme und die Auflagefläche in derselben Ebene angeordnet sind, sodass die Auflagefläche mit einer geringen, insbesondere vertikalen Erstreckung orthogonal zu der Auflagefläche realisierbar ist, sodass beispielsweise auch Auszugselemente geringer Höhe problemlos mit der erfindungsgemäßen Auflagefläche ausgestattet werden können.
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Weiterhin kann die Auflagefläche lösbar und/oder zwischen einer vorspringenden Gebrauchsposition und einer nicht bzw. nicht wesentlich vorspringenden Nichtgebrauchsposition beweglich sein, falls das Auszugselement für die automatisierte Nutzung nicht verwendet werden soll. Hierzu kann die Auflagefläche beispielsweise manuell eingeklappt werden.
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Durch das Einklappen der Auflagefläche ist die Betätigung des Auszugselementes ausschließlich manuell möglich. Gemäß einer anderen, ebenfalls besonders praxisgerechten Ausgestaltung der Erfindung ist die Auflagefläche als ein wahlweise manuell betätigbarer Handgriff ausgeführt und besitzt beispielsweise eine ergonomische Gestaltung, insbesondere an einer der Kontaktfläche für den Sauggreifer abgewandten Unterseite.
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Grundsätzlich eignet sich jede ebene, glatte und weitgehend luftundurchlässige Oberflächenbeschaffenheit für die erfindungsgemäße Auflagefläche. Diese kann beispielsweise auch elastische Eigenschaften aufweisen und aus einem geschlossenzelligen Schaumstoff bestehen oder eine der Kontur des Sauggreifers angepasste Formgebung haben.
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Weiterhin erweist es sich als besonders vielversprechend, wenn zumindest ein ringförmiger, insbesondere kreisförmiger Auflagebereich für den Sauggreifer in einer einzigen Ebene angeordnet ist, wobei ein von dem Auflagebereich eingeschlossener Bereich beispielsweise eine Ausformung, insbesondere eine Erhebung, oder auch eine Ausnehmung oder Durchbrechung aufweisen kann. Die Auflagefläche ist somit nicht auf geschlossene, ebene Flächen beschränkt.
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Bei einer anderen, ebenfalls besonders vielversprechenden Ausgestaltung der Erfindung ist die Auflagefläche mit einem Sensor ausgestattet, durch den eine mögliche Abweichung der Ist-Position des Sauggreifers von einer Soll-Position des Sauggreifers auf der Auflagefläche erfassbar ist. Hierdurch kann die Krafteinleitung aufgrund eines zuvor von dem Sensor abgegebenen Signals erfolgen, sodass eine Fehlfunktion zuverlässig ausgeschlossen werden kann.
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Mehrere, insbesondere baugleiche Auszugselemente können übereinander angeordnet und in einem Regalsystem integriert sein. Dabei hat es sich bereits als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn mehrere der Auflageflächen relativ zueinander einen horizontalen Versatz aufweisen, sodass die jeweilige Auflagefläche der verschiedenen Auszugselemente in einer Draufsicht auf das Regalsystem zumindest nicht vollständig überdeckt sind, insbesondere also keine oder eine lediglich geringfügige Überlappung für eine optimale Zugänglichkeit von oben aufweisen.
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Bei einer anderen, ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist zumindest eine Auflagefläche symmetrisch in Bezug auf eine zur Auszugsrichtung parallele Mittelachse angeordnet. Dadurch lässt sich eine symmetrische Krafteinleitung in der Auszugsrichtung während der Auszugsbewegung sicherstellen und ein unerwünschtes Drehmoment beim Öffnen vermeiden.
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Das Auszugselement könnte mittels Gleitlagern beweglich ausgeführt sein. Besonders sinnvoll ist hingegen eine Ausführung, bei welcher die Aufnahme mittels Rollen translatorisch beweglich ausgeführt ist. Selbstverständlich eignen sich hierzu auch an sich bekannte Linearlager, um so die zur Betätigung des Auszugselementes erforderlichen Kräfte auch bei hohen Lasten gering zu halten.
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Das Auszugselement kann in einem Rahmengestell weitgehend offen ausgeführt sein. Vorzugsweise ist das Auszugselement als eine Schublade ausgeführt, sodass die darin enthaltenen Gegenstände vor Umwelteinflüssen optimal geschützt angeordnet sind.
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Die erfindungsgemäße Aufgabe wird weiterhin noch mit einer automatisierten Materialflusseinrichtung mit einem Handhabungsautomaten oder einem Roboter sowie mit zumindest einem ein Handhabungselement aufweisenden Sauggreifer zur Entnahme und/oder zum Füllen einer Aufnahme eines Schubbodenregals mit flachen Gegenständen gelöst, wobei der Sauggreifer durch eine kraftschlüssige Verbindung mit der Auflagefläche die Übertragung von Zugkräften zum Öffnen eines Auszugselementes des Schubbodenregals gestattet, um so das Auszugselement von der Nichtgebrauchsposition in die Gebrauchsposition zu bringen. Umgekehrt kann das Einschieben des Auszugselementes entsprechend oder alternativ durch Anlegen einer Kontaktfläche des Handhabungsautomaten oder Roboters erfolgen.
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Dabei ist beispielsweise die Materialflusseinrichtung mit einer Transportvorrichtung zum Transport der flachen Gegenstände, beispielsweise zu einer Verarbeitungsstation, ausgestattet.
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Die Erfindung lässt verschiedene Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt jeweils in einer perspektivischen Darstellung in
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1 einen mit einem Sauggreifer ausgestatteten Handhabungsautomaten und ein mit mehreren Auszugselementen ausgestattetes Schubbodenregal;
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2 den in 1 gezeigten Handhabungsautomaten und das Schubbodenregal aus einer weiteren Perspektive;
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3 den Handhabungsautomaten mit einer Variante eines Handhabungselementes und das Auszugselement;
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4 das in 3 gezeigte Handhabungselement und ein Auszugselement des Schubbodenregals aus einer weiteren Perspektive;
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5 den Handhabungsautomaten mit einer weiteren Variante eines Handhabungselementes und das Auszugselement.
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Eine erfindungsgemäße automatisierte Materialflusseinrichtung wird nachstehend anhand der 1 und 2 erläutert, die jeweils aus unterschiedlichen Perspektiven einen mit einem Roboterarm ausgestatteten Handhabungsautomaten 1 mit einem mehrere Sauggreifer 2 aufweisenden Handhabungselement 3 sowie ein Schubbodenregal 4 zeigen. Wie zu erkennen, hat das Schubbodenregal 4 eine Vielzahl in unterschiedlichen Ebenen angeordneter Auszugselemente 5, die im gezeigten Beispiel der Lagerhaltung dünner Blechplatinen oder ähnlicher flacher Gegenstände 6 dienen. Die Blechplatinen werden in einer an sich bekannten Weise zum Transport mittels des Handhabungselementes 3 dadurch vorübergehend fixiert, dass an allen oder zumindest einzelnen der insgesamt acht Sauggreifer 2 ein Unterdruck angelegt wird. Die dadurch erzeugbare Haltkraft übersteigt das Eigengewicht einer einzelnen Blechplatine bei weitem, sodass eine problemlose Handhabung möglich ist und eine Übergabe an eine nicht gezeigte Bearbeitungsstation durchgeführt werden kann.
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Die erfindungsgemäße Besonderheit liegt hingegen nicht in der Handhabung der Gegenstände 6 an sich, sondern in der Eigenschaft, zugleich mittels des Handhabungselementes 3 ein ausgewähltes Auszugselement 5 in die in den Figuren dargestellte geöffnete Position zu bewegen. Hierzu ist nach dem Stand der Technik für jedes Auszugselement 5 ein separates Betätigungselement, beispielsweise also ein separater Auszugsantrieb erforderlich. Demgegenüber ist erfindungsgemäß jedes Auszugselement 5 mit zumindest einer gegenüber der in Auszugsrichtung 7 vorderen Abschlussebene 14 einer für die Blechplatinen bestimmten Aufnahme 8 vorspringenden Auflagefläche 9 ausgestattet. Diese Auflagefläche 9 lässt sich nun in verblüffend einfacher Weise von dem Handhabungselement 3 betätigen. Hierzu hat das Handhabungselement 3 zusätzlich zu den bereits beschriebenen Sauggreifern 2, die in einer Orientierung parallel zu der Ebene der Blechplatinen angeordnet sind, einen einzelnen weiteren Sauggreifer 10 zur Anlage gegen die Auflagefläche 9 des Auszugselementes 5, welcher eine gegenüber den zum Transport bestimmten Sauggreifern 2 um 90° verschwenkte Orientierung aufweist. Indem dieser Sauggreifer 10 einen wesentlich geringeren Durchmesser aufweist als die übrigen Sauggreifer 2 desselben Handhabungselementes 3, wird eine zuverlässige Betätigung auch bei einer vergleichsweise geringen Bauhöhe H des betreffenden Auszugselementes 5 sichergestellt. Zudem erfordert die Betätigung des Auszugselementes 5 keine Schwenkbewegung des Handhabungselementes 3. Vielmehr wird dieses nach dem Ausziehen des Auszugselementes 5 in die vollständig geöffnete Position lediglich um einen geringen Betrag nach oben und anschließend in Richtung des Schubbodenregals 4 bewegt und mittig über den Blechplatinen positioniert, um dann durch Absenken und Anlegen der Sauggreifer 2 die gewünschte Halteverbindung herzustellen. Nach der Entnahme und gegebenenfalls nach der Übergabe der Blechplatine an eine nachfolgende Bearbeitungsstation erfolgt der Schließvorgang des Auszugselementes 5 durch eine Bewegung in umgekehrter Richtung entgegen der Auszugsrichtung 7, wobei wiederum der weitere Sauggreifer 10 gegen die Auflagefläche 9 angelegt wird. In der Praxis ist es dabei im Allgemeinen nicht erforderlich, den weiteren Sauggreifer 10 mit Unterdruck zu beaufschlagen, weil das Schließen des Auszugselementes 5 lediglich die Übertragung einer Druckkraft erfordert. Selbstverständlich sind auch solche Auszugselemente 5 realisierbar, die nach Ablauf einer beispielsweise auch einstellbaren Zeit selbsttätig oder unter dem Einfluss eines zuvor gespannten Federelementes in die eingezogene Nichtgebrauchsstellung zurückkehren.
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Ergänzend ist in den 3 und 4 noch ein Variante des Handhabungselementes 3 dargestellt, bei welcher zwei weitere Sauggreifer 10 zur Betätigung des Auszugselementes 5 an einem Träger 11 mit einem einstellbaren Abstand a relativ zueinander beweglich angeordnet sind. Hierdurch lässt sich die in der Praxis erzielbare Auszugskraft problemlos erhöhen und damit an die Belastung des Auszugselementes 5 durch unterschiedlich schwere Gegenstände 6 und die dementsprechend zu beschleunigende Masse anpassen. Mehr noch lassen sich so weitere Sauggreifer 10 bedarfsweise ergänzen, sodass das Handhabungselement 3 modular erweitert und an unterschiedliche Auszugselemente 5 angepasst werden kann.
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Es ist aber auch möglich, das Auszugselement 5 mittels an sich handelsüblicher Sauggreifer zu betätigen, indem eine vergrößerte Auflagefläche 12 genutzt wird, wie dies in 5 zu erkennen ist. Dabei ist die Auflagefläche 12 gegenüber der Vertikalen mit ca. 45° geneigt und ermöglicht dadurch die Realisierung einer wesentlich vergrößerten nutzbaren Fläche, ohne die vertikale Bauhöhe H zu erhöhen. Dadurch kann die Betätigung des Auszugselementes 5 auch mit den ersten, zum Transport der Gegenstände 6 bestimmten Sauggreifern 2 erfolgen, indem das Handhabungselement 3 entsprechend parallel zu der Auflagefläche 9 verschwenkt und anschließend in Auszugsrichtung 7 bewegt wird. Dieser zusätzliche Schwenkvorgang ist entbehrlich, wenn zwei Sauggreifer 10 eingesetzt werden, die an einem Träger 13 mit kreisförmigen Querschnitt nicht nur mit unterschiedlichem Abstand a zueinander, sondern auch mit unterschiedlichen Orientierungen α positioniert werden können.
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Der Vorteil liegt neben der vergrößerten und damit zum Einsatz verschiedener Sauggreifer 2, 10 geeigneten Auflagefläche 9 vor allem auch in der Nutzung der Auflagefläche 9 zur manuellen Bedienung als Handgriff. Obwohl es in der Praxis möglich ist, eine oder mehrere Auflageflächen 9 im Randbereich des Auszugselementes 5 anzuordnen, ist es dennoch im Interesse einer gleichmäßigen Krafteinleitung von Vorteil, wenn die Auflagefläche 9 in Bezug auf die Gesamtbreite des Auszugselementes 5 in der Mitte angeordnet ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 29806895 U1 [0005]
- DE 202008011335 U1 [0007]
- DE 202012100255 U1 [0010]
- DE 4222355 A1 [0011]
