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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet von Industrierobotern zum Kommissionieren von Artikeln und betrifft ein Robotermodul sowie einen Industrieroboter mit einem Robotermodul zum Kommissionieren von Waren bzw. Artikeln für ein Kommissioniersystem.
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Heutzutage verfügen Roboter über Greifmodul um die zu bearbeitenden Produkte oder Artikel entsprechend aufnehmen zu können. Die Roboterhersteller bieten hierfür unterschiedliche Greifvorrichtungen an, mit denen große oder kleine Produkte bzw. Artikel befördert werden können.
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Aus der
DE 10 2007 001 263 A1 ist ein Roboter zur Beladung von lademitteln mit Stückguteinheiten bekannt. Der Roboter umfasst dabei eine Greifeinheit zum Greifen von Stückgut, wobei die Greifeinheit insbesondere dazu ausgelegt ist größere Waren bzw. Kartons einzeln zu ergreifen und weiterzutransportieren.
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Ein ähnlicher Roboter ist aus der
DE 10 2017 121 163 A1 bekannt. Der Kommissionierroboter dient zum automatischen Kommissionieren von Objekten in einem Warenlager. Auch hier weist der Roboter ein Greifmodul auf, mittels dem die Waren innerhalb des Warenlagers transportiert bzw. kommissioniert werden können.
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Nachteilig bei dem bekannten Stand der Technik ist es nunmehr, dass die Modul bzw. die Roboter nur für einzelne, insbesondere sehr große, Waren oder Artikel geeignet sind. Kleine Artikel oder Aufträge mit mehreren Artikeln lassen sich nur kompliziert und langsam abarbeiten.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die technische Aufgabe zugrunde, zumindest teilweise diese Nachteile des Standes der Technik zu beheben. Insbesondere ist es die Aufgabe der Erfindung, die Kommissioniergeschwindigkeit zu erhöhen und/oder die Automatisierung zu verbessern.
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Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch ein Robotermodul mit den Merkmalen gemäß dem unabhängigen Anspruch 1. Darüber hinaus wird die Aufgabe gelöst durch einen Industrieroboter gemäß dem unabhängigen Anspruch 10.
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Weitere Merkmale, Details, vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei können die in den Schutzansprüchen, der Beschreibung, den Zeichnungen und den Unteransprüchen beschriebenen Merkmale in beliebiger, technologisch sinnvoller, Weise miteinander kombiniert bzw. variiert werden und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Es wird darauf hingewiesen, dass die im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele zur Erläuterung der Erfindung nicht beschränkend sind.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Robotermodul für einen Industrieroboter, insbesondere einen Kommissionierorboter, gelöst. Das Robotermodul umfasst ein Grundgerüst mit einer Schnittstelle für einen Roboterarm, sodass ein Roboterarm mit dem Grundgerüst verbunden werden kann. Damit kann erfindungsgemäß gemeint sein, dass eine mechanische und/oder elektrische/elektronische Verbindung hergestellt wird. An dem Grundgerüst ist eine drehbare Fördertrommel gelagert, die antreibbar insbesondere motorisch angetrieben, ist bzw. werden kann. Unter einem Grundgerüst soll im Rahmen der Erfindung eine Konstruktion verstanden werden, die sowohl eine Schnittstelle für einen Roboterarm aufweist und die Lagerung für die Fördertrommel aufweist bzw. ermöglicht. Dabei kann es sich um eine Art Gehäuse handeln, dass die genannten Bauteile aufnimmt. Des Weiteren kann das Grundgerüst z.B. eine eckige oder runde Grundform aufweisen. Bevorzugt handelt es sich um eine Trägerkonstruktion, umfassend zwei Seitenteile sowie ein Oberteil und optional ein Unterteil. Das Oberteil ist dabei bevorzugt mit einem Roboterarm verbindbar. Die Seitenteile dienen dabei insbesondere zur Lagerung der Fördertrommel.
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Erfindungsgemäß ist weiter vorgesehen, dass die Fördertrommel eine Mehrzahl, bevorzugt acht, Artikelfächer aufweist, wobei die Artikelfächer zur Aufnahme von Artikeln bzw. Waren dienen. Die Artikelfächer können somit eine Ablage oder Aufnahme für die Artikel bilden, sodass die Artikel mithilfe des Robotermoduls bzw. des Roboters befördert werden können. Insbesondere können die Artikel somit von einer ersten Kommissionierzone in eine weitere Kommissionierzone innerhalb eines Kommissioniersystem befördert werden. Besonders bevorzugt werden die Artikel von einem Förderband oder einer Sortiervorrichtung eines Kommissioniersystems abtransportiert bzw. weitertransportiert. Dadurch kann u.a. die Kommissioniergeschwindigkeit deutlich gesteigert werden.
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Vorteilhafterweise kann die Fördertrommel zumindest ein Trommellager zur drehbaren Lagerung der Fördertrommel an dem Grundgerüst aufweisen, wobei das Trommellager mehrere, insbesondere vier, Arme umfasst und die Artikelfächer an den Armen des Trommellagers angeordnet bzw. gelagert sind. Das Trommellager bildet somit eine Art Aufhängung für die Artikelfächer an dem Grundgerüst. Das Trommellager ist um die Achse X drehbar an dem Grundgerüst gelagert, sodass die Trommel sich um die Achse in zumindest eine, vorzugsweise zwei Richtungen drehen kann. Das Trommellager mit seinen Armen ist folglich an der Achse X aufgehängt und drehbar gelagert. Die somit gebildete Fördertrommel rotiert entsprechend um die Achse X, sodass die Artikelfächer an unterschiedlichen Positionen positionierbar sind. Damit kann erreicht werden, dass die Artikelfächer nacheinander beladen/befüllt werden können, indem die Trommel sich dreht und die Fächer nacheinander an eine Sortiervorrichtung oder ein Förderband positioniert werden um Artikel aufzunehmen oder abzugeben. Die Geschwindigkeit zur Bearbeitung der Artikel kann somit deutlich gesteigert werden.
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Erfindungsgemäß ist es denkbar, dass die Arme des Trommellagers x-förmig oder sternförmig angeordnet sind. Das bedeutet, dass jeweils zwei Arme sich vorzugsweise gegenüberstehen bzw. gegenüberliegend angeordnet sind. In der Mitte befindet sich die Achse X und davon weg erstrecken sich die Arme des Trommellagers. Somit wird eine kompakte Bauform erzielt, wobei gleichzeitig genügend Bauraum für die Mehrzahl der Artikelfächer zur Verfügung gestellt wird.
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Weiterhin kann zumindest ein Antrieb für die Fördertrommel vorgesehen sein, sodass die Fördertrommel mittels des Antriebs um die Achse/Drehachse drehbar bzw. antreibbar ist. Besonders bevorzugt ist der Antrieb als Riemenantrieb ausgebildet und weist zumindest einen Elektromotor und zumindest einen Antriebsriemen auf, wobei der Antriebsriemen von dem Elektromotor beaufschlagt wird und dann das Trommellager entsprechend antreibt, sodass sich die Fördertrommel um die Achse drehen kann. Je nach Antriebsrichtung des Elektromotors kann die Fördertrommel entsprechend in eine erste Drehrichtung oder eine zweite von der ersten sich unterscheidende Drehrichtung angetrieben werden. Der Antrieb kann vorzugsweise an dem Grundgestell angeordnet sein. Insgesamt wird somit die Möglichkeit geschaffen, die Fördertrommel motorisch anzutreiben bzw. zu drehen, insbesondere mit entsprechend hoher Geschwindigkeit, sodass die Artikelfächer be- oder entladen werden können.
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Besonders bevorzugt ist es, wenn zumindest eine Steuerungseinheit für den Antrieb vorgesehen ist. Mittels der Steuerungseinheit, kann bspw. die Rotationsgeschwindigkeit und/oder -richtung gesteuert werden.
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Vorteilhafterweise sind die Artikelfächer drehbeweglich an den Armen des Trommellagers angeordnet, sodass die Artikelfächer auch bei Rotation der Fördertrommel im Wesentlichen waagerecht ausgerichtet sind.
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Vorzugsweise sind die Artikelfächer als plattformartige Aufnahmen ausgebildet. Unter dieser Annahme ist es also vorteilhaft, wenn die Artikelfächer auch während einer Rotation der Fördertrommel waagerecht ausgerichtet sind. Dementsprechend sind die Artikelfächer entsprechend drehbeweglich gelagert, sodass diese immer waagerecht stehen bzw. ausgerichtet sind. Zusätzlich kann es vorgesehen sein, dass die Artikelfächer fixierbar sind. Darunter soll insbesondere verstanden werden, dass trotz der drehbaren Lagerung, die Artikelfächer derart fixiert oder gehalten werden können, dass diese nicht schwenken oder schaukeln, wenn sich die Trommel bewegt/dreht.
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Insgesamt sind die Artikelfächer somit immer derart positioniert, dass Artikel aufgenommen oder abgeladen werden können. Die Artikelfächer sind folglich derart ausgelegt, dass diese immer waagerecht ausgerichtet sind. Insbesondere sind die Artikelfächer also ausbalanciert und/oder können in ihrer waagerechten Position fixiert werden.
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Erfindungsgemäß kann es vorgesehen sein, dass die Artikelfächer jeweils eine Ladefläche und jeweils zumindest einen beweglich ausgebildeten, insbesondere translatorisch bewegbaren, Auswerfer aufweisen. Wie bereits erläutert, sind die Artikelfächer plattformartig ausgebildet. Nunmehr wird weiter definiert, dass die Artikelfächer eine Ladefläche aufweisen, wobei die Artikel entsprechend auf der Ladefläche anordbar sind. Die Ladefläche dient somit als einer Art Aufnahme für die Artikel. Die Ladefläche ist dafür vorzugsweise plan bzw. flach ausgebildet. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Ladefläche eine Vertiefung aufweist und somit eher einer Wanne ähnelt. Besonders vorteilhaft ist jeder Ladefläche zumindest ein Auswerfer zugeordnet, der die Artikel von der Ladefläche wegbefördern kann. Damit kann die Ladefläche entsprechend entladen werden. Die Auswerfer sind vorzugsweise translatorisch bewegbar. Dementsprechend sind die Auswerfer derart dimensioniert, dass sie an die Größe (insbesondere Breite bzw. Länge) der Ladefläche angepasst sind. Somit können die Auswerfer die Ladefläche auch mit Sicherheit entladen, also die Artikel weiterbefördern.
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Es kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass ein Auswerferantrieb für den Auswerfer (jeden Auswerfer) vorhanden ist, sodass die Artikel mittels des Auswerfers motorisch angetrieben von der Ladefläche der Artikelfächer beförderbar sind. Somit kann eine besonders schnelle Bearbeitungszeit erzielt werden. Der Antrieb für den Auswerfer kann insbesondere als Elektromotor mit einem entsprechenden Getriebe und/oder Riemen ausgebildet sein. Der Antrieb arbeitet folglich auf den Auswerfer, sodass dieser insbesondere translatorisch entlang der Ladefläche bewegt werden, sodass der/die Artikel von der Ladefläche entfernt werden können. Dafür ist der Auswerferantrieb vorzugsweise an dem Artikelfach, insbesondere an einer Unterseite der Ladefläche angeordnet.
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Im Rahmen der Erfindung können zwei sich gegenüberliegend angeordnete Trommellager vorgesehen sein, wobei die Artikelfächer zwischen dem ersten Trommellager und dem gegenüberliegend angeordneten zweiten Trommellager angeordnet sind. Damit ist gemeint, dass die Lager an den jeweiligen Enden der Achse/Drehachse angeordnet sind. Also im Wesentlichen die Breite des Grundgerüstes aufweisen. Zwischen den beiden Trommellagern sind die Artikelfächer angeordnet. Diese können bspw. ebenfalls auf einer Achse angeordnet sein. Vorzugsweise sind somit zwischen den Trommellager und jeweils an einem Arm bzw. den gegenüberliegenden Armen der Trommellager die Artikelfächer angeordnet bzw. gelagert.
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Weiterhin kann es vorteilhaft sein, dass zumindest zwei Artikelfächer nebeneinander an einem Arm bzw. zwei sich gegenüberliegend angeordneten Armen der Trommellager angeordnet sind. Besonders bevorzugt sind an jedem Trommellager dabei vier Arme vorgesehen, sodass insgesamt acht Artikelfächer an einer Fördertrommel und somit an dem Robotermodul angeordnet sind. Hierdurch kann die Bearbeitungszeit, insbesondere die Kommissionierzeit verachtfacht werden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe mit einem Industrieroboter, insbesondere einem Kommissionierroboter gelöst. Der Industrieroboter, insbesondere Kommissionierroboter, umfasst einen Sockel zum Befestigen des Roboters, zumindest zwei Hebelarme, die beweglich miteinander verbunden sind, wobei zumindest der eine Hebelarm an dem Sockel angeordnet ist und wobei der zweite Hebelarm einen Flansch zur Verbindung mit einem Modul aufweist, weiterhin zumindest einen Antrieb für die Hebelarme und eine Steuereinheit, wobei zumindest ein erfindungsgemäßes Robotermodul vorgesehen ist, wobei das Robotermodul mit dem Flansch verbunden ist.
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Das erfindungsgemäße Robotermodul kommt somit bei einem Industrieroboter, vorzugsweise einem Kommsisionierroboter zum Einsatz. Folglich ergeben sich für den Industrieroboter, insbesondere Kommissionierroboter, die gleichen Vorteile wie sie bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Robotermodul erläutert worden sind. Dementsprechend wird auf die Ausführungen verwiesen.
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Die Erfindung betrifft gemäß einem weiteren Aspekt ein Kommissioniersystem. Das Kommissioniersystem weist dabei einen Kommissionierautomaten, insbesondere einen A-Frame, eine Sortier- und/oder Fördereinrichtung und einen erfindungsgemäßen Industrieroboter mit erfindungsgemäßen Robotermodul auf. Folglich ergeben sich für den Industrieroboter, insbesondere Kommissionierroboter, die gleichen Vorteile wie sie bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Robotermodul erläutert worden sind. Dementsprechend wird auf die Ausführungen verwiesen.
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Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zu einigen Ausführungsbeispielen der Erfindung, welche in den Figuren schematisch dargestellt sind. Dabei ist zu beachten, dass die Figuren nur beschreibenden Charakter haben und nicht dazu gedacht sind, die Erfindung in irgendeiner Form einzuschränken. Es sind somit auch Ausführungen als von der Erfindung umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt oder erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind. In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Komponenten, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.
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Es zeigen:
- 1 eine mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Robotermoduls in seitlicher Ansicht,
- 2 die mögliche Ausführungsform aus 1 in Frontansicht,
- 3 eine mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Industrieroboters und
- 4 ein Kommissioniersystem mit einem erfindungsgemäßen Industrieroboter.
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Die 1 zeigt eine mögliche Ausführungsform des erfindungsgemäßen Robotermoduls 10. Das Robotermodul 10 umfasst dabei ein Grundgerüst 11 mit einer Schnittstelle 12 für einen Roboterarm. Das Grundgerüst 11 in im Wesentlichen ein rechteckiges Konstrukt mit zumindest zwei Seitenteilen und einem Oberteil (in 2 erkennbar). Das Robotermodul 10 ist in 1 in seitlicher Draufsicht gezeigt, wobei das Seitenteil teilweise aufgeschnitten gezeigt ist, damit man die Bauteile der Fördertrommel 20 sehen kann.
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Die Schnittstelle 12 ist in Form eines Flansches oder als Anschraubpunkte für einen Roboterarm ausgebildet. Neben der mechanischen Schnittstelle kann es sich aber auch zusätzliche um eine elektrische bzw. elektronische Schnittstelle zu einem Industrieroboter handeln.
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Es ist weiterhin erkennbar, dass das Robotermodul 10 eine Fördertrommel 20 aufweist. Die Fördertrommel 20 weist dabei eine Mehrzahl an Artikelfächern 30 auf, wobei die Artikelfächer 30 zur Aufnahme von Artikeln A oder Waren dienen, die auf der Ladefläche 31 angeordnet werden können. Die Fördertrommel 20 umfasst an dem Trommellager die Arme 22. In 1 weist das Trommellager insgesamt vier Arme 22 auf. Das Trommellager ist an der Drehachse X des Grundgerüstes 11 gelagert und kann sich um die Achse X entsprechend drehen. Insbesondere in der Ansicht der 1 im Uhrzeigersinn und/oder im Gegenuhrzeigersinn. Der Bewegungsradius ist in der 1 ebenfalls gestrichelt dargestellt. Die Arme 22 sind in hierbei jeweils gegenüberliegend, also im Wesentlichen x-förmig bzw. als Kreuz angeordnet. Im Bereich des jeweiligen äußeren Endes eines Arms 22 sind die Artikelfächer jeweils gelagert. Vorzugsweise sind die Artikelfächer 30 hierbei an einer Drehachse drehbeweglich gelagert.
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Die Artikelfächer 30 sind hierbei an den Armen 22 an der Fördertrommel angeordnet. Jedes Artikelfach 30 weist dabei eine Ladefläche 31 zur Aufnahme von Artikeln und einen Auswerfer 32 zum wegbefördern der auf der Ladefläche 31 angeordneten Artikel A auf. Die Auswerfer 32 werden mittels der Auswerferantriebe 33 angetrieben und insbesondere translatorisch bewegt. Die Auswerferantriebe 33 sind wie gezeigt an einer Unterseite der Artikelfächer 30, insbesondere der Ladefläche 31, angeordnet. Die Auswerferantriebe 33 sind dann wirkverbunden mit den Auswerfern 32. Dafür können bspw. Getriebe und/oder Riemen vorgesehen sein. Dadurch können die Auswerfer 32 mit hoher Geschwindigkeit bewegt werden und somit die Artikel A von der Ladefläche 31 befördert werden.
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In der 2 ist das Robotermodul aus 1 in einer Frontalansicht gezeigt. Hierbei wird deutlich, dass jeweils zwei Artikelfächer 30 zwischen den beiden Trommellagern 21.1 und 21.2 angeordnet sind. Somit sind insgesamt sechs Artikelfächer 30 gezeigt, wobei die weiteren zwei Fächer nicht erkennbar sind.
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Weiterhin kann der 2 entnommen werden, dass das Grundgerüst 11 des Robotermoduls 10 eine Oberseite mit einer Schnittstelle 12 für einen Industrieroboter und zwei Seitenteile aufweist. An den Seitenteilen sind die Drehachse X und dementsprechend die Trommellager 21.1 und 21.2 angeordnet. Darüber hinaus ist der Antrieb 23 für die Fördertrommel 20 erkennbar. Der Antrieb 23 besteht aus einem Elektromotor 23, der an der Oberseite des Grundgerüsts angeordnet ist und einem Riemen 23 der an der rechten Seite des Grundgerüsts angeordnet und mit der Achse X wirkverbunden ist. Der Elektromotor kann somit über den Riemen die Fördertrommel 20 in Rotation versetzen. Insgesamt ist zu erkennen, dass das Robotermodul 10 äußerst kompakt gebaut ist und gleichzeitig viel Möglichkeiten zur Aufnahme von Artikeln A, insbesondere Artikelaufträgen, bietet. Dementsprechend ist insbesondere ein Kommissionieren mit einem erfindungsgemäßen Robotermodul 10 schneller und hoch automatisiert möglich.
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In der 3 ist ein mögliches Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Industrieroboters 100 gezeigt. Der Industrieroboter 100 weist einen Sockel 101 zur Befestigung an einem Boden und/oder einem Fahrgestell o.Ä. auf. Weiterhin weist der Industrieroboter einen ersten Roboterarm 102 und einen zweiten Roboterarm 103 auf, wobei der zweite Roboterarm 103 mittels eines Flansches 104 mit der Schnittstelle 12 des Robotermoduls 10 verbunden ist. Der Industrieroboter 100 weist darüber hinaus noch einen Antrieb 105 und eine Steuereinheit 106 auf. Mittels der Steuereinheit 106 kann der Industrieroboter 100, insbesondere die Roboterarme 102, 103 und insbesondere auch die Artikelfächer 30 und/oder die Auswerfer 32 gesteuert werden.
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Der 3 kann auch die bevorzugte Ausführungsform des Robotermoduls 10 entnommen werden, bei der acht Artikelfächer 30 vorhanden sind. Somit kann die Bearbeitungsgeschwindigkeit der Artikel, insbesondere die Kommissioniergeschwindigkeit verachtfacht werden. Der Industrieroboter 100, insbesondere in Form eines Kommissionerroboters, kann die Artikel von einem ersten Abgabe-/Entnahmeort zu einem weiteren bzw. von einer ersten Kommissionierzone an eine andere Kommissionierzone befördern. Die Artikelfächer 30 ermöglichen es dabei bspw.. Auch, dass ein Auftrag auf eine Ladefläche 31 des Moduls 10 abgelegt werden. So kann der Roboter 100 acht Aufträge parallel be-/abarbeiten.
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In der 4 ist ein Kommissioniersystem 200 gezeigt. Das Kommissioniersystem 200 dient bspw. für ein Warenlager zur Kommissionierung von Artikeln, insbesondere aus dem Bereich Pharma, Kosmetik, Drogerie o.Ä.. Das System 200 umfasst einen Kommissionierautomaten in Form eines A-Frames 120. DerA-Frame ist mit den Artikel befüllt und wirft die auftragsgemäßen Artikel auf die Sortiervorrichtung 130. Die Sortiervorrichtung dient dazu, die Artikel von dem A-Frame zu einem Entnahme-/Abgabeort bzw. eine andere Kommissionierzone zu befördern. Die Sortiervorrichtung 130 weist in 4 eine ovale Transportroute auf, entlang der die Artikel befördert bzw. sortiert werden. An einer Stelle die gegenüberliegend zum A-Frame angeordnet ist, befindet sich bei dem gezeigten System 200 ein erfindungsgemäßer Kommissionierroboter 100 mit einem erfindungsgemäßen Robotermodul 10. Die Sortiervorrichtung kann die Artikel des A-Frames entsprechend in Richtung Roboter 100 befördern. Dabei weist das gezeigte System 200 eine erste Ebene I und eine zweite Ebene II auf, auf der die Artikel weiterbefördert werden können.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Robotermodul
- 11
- Grundgerüst
- 12
- Schnittstelle
- 20
- Fördertrommel
- 21.1,21.2
- Trommellager
- 22
- Arme
- 23
- Antrieb
- 30
- Artikelfächer
- 31
- Ladefläche
- 32
- Auswerfer
- 33
- Auswerferantrieb
- 100
- Industrie-/Kommissionierroboter
- 101
- Sockel
- 102
- Roboterarm
- 103
- Roboterarm
- 104
- Flansch
- 105
- Antrieb für Roboter
- 106
- Steuereinheit
- 120
- A-Frame
- 130
- Sortiervorrichtung
- 140
- Förderband
- 150
- Förderrollen
- 200
- Kommissioniersystem
- I
- erste Ebene
- II
- zweite Ebene
- A
- Artikel
- X
- Drehachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007001263 A1 [0003]
- DE 102017121163 A1 [0004]
