DE2601027B2 - Verfahren und Vorrichtung zum Aufnehmen einer vorbestimmten Anzahl von Gegenstanden aus einem Vorrat - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufnehmen einer vorbestimmten Anzahl von Gegenständen aus einem Vorrat mit Hilfe von Saugköpfen, die von oben über den Vorrat bewegt werden, bis sie die Gegenstände berühren, worauf die Gegenstände angesaugt werden und deren Anzahl bestimmt wird, worauf gegebenenfalls überzählige Gegenstände nicht mehr angesaugt werden und die gezählt angesaugten und aus dem Vorrat abgehobenen Gegenstände weiter transportiert werden. Fernerhin bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens mit Saugköpfen, die einzeln mit Saugluft beaufschlagbar sind, und die in lotrechter Richtung über d<em Vorrat bewegbar sind.

Ein derartiges Verfahren und eine solche Vorrichtung beschreibt die US-PS 37 16 147. Dort werden in einer Matrix geordnete Artikel von Saugköpfen angehoben, worauf das Gewicht gemessen wird, welches an der Saugplatte hängt. Jedem der Saugköpfe ist ein Gegenstand zugeordnet. Anschließend werden über eine komplizierte und störanfällige Steuerung diejenigen Saugköpfe von der Saugquelle abgeschaltet, an denen überzählige Gegenstände hängen. Die an der Saugplatte verbleibenden Gegenstände werden dann weiter transportiert.

Nachteilig daran ist es insbesondere, daß bei einer größeren Anzahl von Gegenständen auch bei einer sehr genau durchgeführten Wägung die damit herbeigeführte Zählung der an der Saugplatte hängenden Gegenstände notwendigerweise ungenau ist Jeder Gegenstand hat notwendigerweise eine gewisse Gewichtstoleranz. Bei einer größeren Anzahl von Gegenständen können sich diese Toleranzen derart addieren, daß diese summierte Toleranz größer wird als das Gewicht eines Gegenstandes. Ferner ist es nachteilig, daß die erwähnte Steuerung sehr aufwendig und störanfällig ist Wenn die Saugplatte bestimmte der angehobenen Gegenstände lösläßt, fallen diese nicht mehr zurück in ihre Ausgangsposition und beim nächsten Verfahrensablauf können sie nicht mehr ordnungsgemäß angesaugt werden. Auch können mit dem dort beschriebenen Verfahren nur in einer Matrix angeordnete Gegenstände gezählt weiter transportiert werden. Ungeordnete Gegenstände können nicht behandelt werden.

Die deutsche Gebrauchsmusterschrift 17 05 147 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Abheben von Blechen aus einem Stapel mittels von oben über den Blechstapel verfahrbaren Saugtellern. Über ferngesteuerte Ventile können die Saugteller einzeln oder gruppenweise zu- oder abgeschaltet werden. Hierbei tritt nicht das Problem auf, die Anzahl der angesaugten Gegenstände zu bestimmen, weil diese durch die Größe des jeweils den Stapel bildenden Blechzuschnitts vorher festgelegt ist.

Der Erfindung liegt ausgehend von einem Verfahren und einer Vorrichtung der eingangs genannten Art die Aufgabe zugrunde, dieses Verfahren und die Vorrichtung dahingehend weiter zu bilden, daß auch ungeordnete Gegenstände in einem wirtschaftlichen Verfahren und mit einer einfachen Vorrichtung gezählt weiter transportiert werden können.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist das Verfahren nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß eine Optik den jeweils obersten Gegenstand aus dem Vorrat bestimmt, worauf die Saugköpfe über diesen obersten Gegenstand gebracht werden, und daß die Zählung der angesaugten Gegenstände über die Druckdifferenz erfolgt, die die angesaugten Gegenstände durch das Verschließen der Saugköpfe bewirken.

Der Vorrat kann somit größer sein als die von den Saugköpfen eingenommene Fläche. Die Zählung der angesaugten Gegenstände über die Druckdifferenz ist sehr sicher.

Eine sehr einfache Bestimmung des jeweils obersten Gegenstandes des Vorrates ist dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Vorrat ein Streifenmuster projiziert wird, und daß der Abstand von Abschnitten des Streifenmusters zu einer Soll-Linie gemessen wird. Der jeweils höchste Gegenstand des Vorrats hat nämlich den größten Abstand einer auf diesen Gegenstand projizierten Linie des Streifenmusters von der Soll-Linie. Die Soll-Linie ist diejenige Linie, die das Streifenmuster hätte, wenn es auf eine ebene Fläche projiziert würde. Die erwähnten Abstände können über einen einfach strukturierten Rechner miteinander verglichen werden. Zur Messung der Abstände bertachtet eine Kamera die Streifenmuster unter einem Winkel zur Projektionsrichtung der Streifen. Diese Winkel liegt optimal bei zirka 30°. Bei größeren oder kleineren Winkeln wird der gesuchte Abstand wieder kleiner.

Zur Lösung der erwähnten Erfindungsaufgabe ist die eingangs angegebene Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß die Saugköpfe in unterschiedlicher Höhe zueinander einstellbar sind. Dadurch wird auf einfache Art und Weise sichergestellt, daß der jeweils oberste

Gegenstand des Vorrates als erstes Kontakt mit dem oder den Saugköpfen erhält und dann nach Verschließen der Saugöffnungen gezählt weiter transportiert wird.

Um eine Anpassung der Saugköpfe an die Kontur der Gegenstände in dem Vorrat zu erreichen, gibt es mehrere Möglichkeiten. Eine bevorzugte Möglichkeit ist dadurch gekennzeichnet, daß die Saugköpfe an einer allseitig schwenkbaren Platte befestigt sind. Eine andere bevorzugte Möglichkeit ist dadurch gekennzeichnet, daß die Saugköpfe einzeln an biegsamen, länglichen Elementen aufgehängt sind. Die unteren Enden der Saugköpfe sind dabei allseitig schwenkbar und können sich so sehr einfach der Kontur des betreffenden Gegenstandes anpassen, an den sich die Saugköpfe anlegen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert Es zei^t

F i g. 1 eine Seitenansicht einer Vorrichtug zur Durchführung des Verfahrens mit den wesentlichen Bauelementen dieser Vorrichtung;

F i g. 2 eine Ansicht der Vorrichtung nach F i g. 1 in Pfeilrichtung A;

F i g. 3 in größerem Maßstab die eigentliche Greifanordnung bei einer anderen Ausführungsform in einer Ansicht entsprechend F i g. 1;

Fig.4 eine Ansicht entsprechend Fig.3 bei einer weiteren Ausführungsform;

F i g. 5 schematisch ein Bild, wie es die in F i g. 1 gezeigte Kamera beim Blick in den Vorratsbehälter sieht, in dem sich mehrere quaderförmige Gegenstände befinden, wobei ein Streifenmuster auf die Gegenstände projiziert wird, zur Messung derjenigen Gegenstände, die im betrachteten Vorrat am höchsten liegen.

Eine Vielzahl von Gegenständen 1, die beim nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel quaderförmige Schachteln sein sollen, liegen zumindest ungeordnet in einem oben offenen Vorratsbehälter 2. Der Vorratsbehälter 2 liegt an einem Anschlag 3 auf einer leicht geneigten Förderbahn 4 mit Rollen 5 an.

Eine Greifanordnung zum Anheben und Transportieren jeweils eines der Gegenstände 1 hat eine Platte 6, an deren Unterseite eine Vielzahl von in Zeilen und Spalten angeordneten Saugköpfen 7 sitzt. Diese sind jeweils einzeln über eigene Leitungen und Schaltelemente mit einer Vakuumquelle verbunden. Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 sitzt die Platte 6 an einem Faltenbalg 8, so daß sie mit ihren Saugköpfen 7 aus der in F i g. 1 gezeigten abgesenkten Stellung, in der sie zusätzlich gegenüber der Horizontalen geneigt sein kann, in die gestrichelt eingezeichnete und angehobene Stellung bewegt werden kann. In dieser angehobenen Stellung liegt sie an einer oberen Platte 9 an. Diese wiederum ist über einen Anschlußkopf 10 am freien Ende eines ausziehbaren Arms 11 befestigt. Der Arm 11 wird über geeignete herkömmliche Mittel in Längsrichtung ausgezogen und eingefahren, beispielsweise über eine Zahnstange 12, die mit einem angetriebenen Zahnrad 13 zusammenwirkt.

Das andere Ende des Armes Il sitzt an einem Kopf 14, der längs Führungen 15 in lotrechter Richtung verfahrbar ist. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel haben die Führungen 15 Zahnstangen, mit denen nicht gezeigte und ebenfalls angetriebene Zahnräder zusammenwirken. Durch diese Anordnung wird erreicht, daß die Greifanordnung für mehrere übereinander befindliche Vorräte von Gegenständen 1 eingesetzt werden kann.

Die Führungen 15 mit dem Kopf 14 und der gesamten Greifanordnung kann auch in Richtung quer vom Arm 11 verfahren werden, beispielsweise über eine untere und eine obere Schiene 16, wobei hierfür ebenfalls ein geeigneter und herkömmlicher Antrieb vorgesehen ist

Zum zumindest groben Positionieren der Saugköpfe 7 über dem jeweils obersten Gegenstand 1 des Vorrats ist ein Erkennungssystem mit einer Kamera 17 vorgesehen, die das Innere des Vorratsbehälters 2 betrachtet Ftrner wird auf den Vorrat der Gegenstände 1 ein Streifenmuster projiziert, welches aus einander abwechselnden hellen Streifen 18 und dunklen Streifen 19 besteht Die Breite der hellen Streifen 18 sollte untereinander gleich sein, ebenfalls die Breite der dunklen Streifen 19. Die hellen Streifen 18 brauchen aber nicht gleich breit mit den dunklen Streifen 19 zu sein (vgL F i g. 5).

Betrachtet man die Gegenstände 1 mit dem Streifenmuster in Projektionsrichtung 30, so gehen die Streifen 18, 19 gerade durch. Betrachtet man die Gegenstände 1 aber bezogen auf die Streifen 18,19 von der Seite (Aufnahmerichtung 32), so verlaufen die Streifen 18, 19 wegen der Gegenstände 1 mehrfach abgeknickt Jeder der Gegenstände 1, auf die die Streifen 18, 19 projiziert werden, ergibt derartige Abknickungen, es sei denn, zwei Gegenstände 1 liegen dicht aneinander. Das bedeutet, daß die Streifen 18 und 19 einen Abstand 20 von einer Soll-Linie 31 haben, sobald sie nicht mehr auf den flachen Boden 21, sondern auf einen Gegenstand 1 fallen. Diese Abstände 20 sind umso größer, je höher die beleuchtete Oberseite des betreffenden Gegenstandes 1 sich über dem Boden 21 befindet In Fig.5 ist dieser höchste Abstand mit Position 22 bezeichnet Er gibt eine zumindest grobe Positionierung für diesen höchsten Gegenstand 1. Position 33 bezeichnet die Rückwand des Vorratsbehäiters 2 und Position 34 die Kante zwischen der Rückwand und dem Boden 21. Der Winkel zwischen der Position 34 und der Projektionsrichtung 30 beträgt ca. 90°.

Zum Aufnehmen des jeweils höchsten Gegenstandes 1 des Vorrats wird somit der Arm 11 vom Erkennungssystem mit Kamera 17 gesteuert so weit ausgefahren, bis sich die Saugköpfe 7 über dem erkannten höchsten Gegenstand 1 befinden. Dies können auch mehrere höchste Gegenstände 1 sein. Die Steuerung kann auch so erfolgen, daß die Saugköpfe 7 nicht nur in der Papierebene der Fig. 1, sondern auch senkrecht dazu gesteuert positioniert werden.

Anschließend werden die Saugköpfe 7 abgesenkt, was bei der Ausführungsform nach F i g. 1 dadurch geschieht, daß Überdruck in den Faltenbalg 8 gegeben wird. Die untere Platte 6 kann sich dabei je nach Anordnung der jeweils obersten Gegenstände 1 neigen, wie dies in F i g. 1 angedeutet ist Sobald die Saugköpfe 7 auf den Oberseiten der Gegenstände 1 aufliegen, werden sie mit Überdruck beaufschlagt und saugen dabei zumindest einen der Gegenstände 1 an. Im folgenden sei angenommen, daß mehrere Gegenstände 1 angesaugt worden sind. Anschließend werden die Saugköpfe 7 wenige Millimeter nach oben verfahren, wobei die Gegenstände 1 mit angehoben werden. Über eine geeignete Logik wird festgestellt, welche der Saugköpfe 7 einen Gegenstand 1 halten. Es kann sein, daß die Saugöffnungen einiger dieser Saugköpfe 7 durch einen Gegenstand 1 nur teilweise abgedeckt ist, so daß Luft über eine Drossel angesaugt wird. Auch dies kann die Logik feststellen. Sie beendet in einem weiteren Schritt die Haltekraft aller Sauekönfe 7 mit Ausnahme

eines Saugkopfes 7 oder einer Gruppe von Saugköpfen 7, die fest ansaugen, d. h. die volle Haltekraft ausüben. Die Haltekraft der anderen Saugköpfe 7 wird abgeschaltet, so daß andere mit angehobene Gegenstände 1 nach unten in den Vorratsbehälter 2 zurückfallen.

Anschließend wird die Platte 6 in die in F i g. 1 gestrichelte Position verfahren, dann der Arm 11 eingezogen, bis er sich über einem weiteren Sammelbehälter 23 befindet, wie dies in F i g, 1 strichpunktiert angedeutet ist. Der vereinzelte Gegenstand 1 wird durch Abschalten der Haltekraft in diesem Sammelbehälter 23 abgelegt, wobei vorher die Saugköpfe 7 noch in den Sammelbehälter 23 abgesenkt worden sein können.

Sofern mit der beschriebenen Vorrichtung verpackte Arzneimittel auftragsgebunden abgesandt werden sollen, kann nach dem Transportieren von Gegenständen, die sich im Bereich der gezeigten Anlage befinden, der Sammelbehälter 23 in einen nicht gezeigten auftragsgebundenen, Haupt-Sammelbehälter entleert werden, beispielsweise indem der Sammelbehälter 23 zu einer Schütte gekippt wird, unter der sich der Hauptsammelbehälter befindet. Das Abkippen des Sammelbehälters 23 ist in F i g. 2 angedeutet.

Die F i g. 3 und 4 zeigen andere Ausführungsformen der Greifanordnung. In Fig.3 wird die Hub- und Senkbewegung der unteren Platte 6 mit den an ihr befestigten Saugköpfen 7 über einen Teleskoparm 24 durchgeführt. Außerdem ist in F i g. 3 gezeigt, daß jeder Saugkopf 7 eine eigene Saugleitung 25 hat, über die der betreffende Saugkopf 7 mit Haltekraft beaufschlagt werden kann. Die Platte 6 hängt an einem Kugelgelenk 26 und ist daher in Pfeilrichtung 27 schwenkbar.

Bei der Ausführungsform nach Fig.4 hängen die Saugköpfe 7 an Drähten 28, um die die Saugleitungen 25 spiralig gewickelt sind. Die Platte 6 kommt zum Fortfall. Stattdessen befindet sich über jedem Saugkopf 7 ein Gewicht 29.

Die Verpackung der Gegenstände 1 oder die Gegenstände selbst brauchen keine ebenen Flächen aufzuweisen. Die Steuerung kann so ausgeführt sein, daß nicht nur einer, sondern eine vorbestimmte Anzahl von angehobenen Gegenständen 1 an den Saugköpfen 7 verbleibt.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Aufnehmen einer vorbestimmten Anzahl von Gegenständen aus einem Vorrat mit Hilfe von Saugköpfen, die von oben über den Vorrat bewegt werden, bis sie die Gegenstände berühren, worauf die Gegenstände angesaugt werden und deren Anzahl bestimmt wird, worauf gegebenenfalls überzählige Gegenstände nicht mehr angesaugt werden und die gezählt angesaugten und aus dem Vorrat abgehobenen Gegenstände weiter transportiert werden, dadurch gekennzeichnet, daß eine Optik den jeweils obersten Gegenstand aus dem Vorrat bestimmt, worauf die Saugköpfe über diesen obersten Gegenstand gebracht werden, und daß die Zählung der angesaugten Gegenstände über die Druckdifferenz erfolgt, die die angesaugten Gegenstände durch das Verschließen der Saugköpfe bewirken.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Vorrat ein Streifenmuster (18, 19) projiziert wird, und daß der Abstand (20,22) von Abschnitten des Streifenmusters zu einer Soll-Linie (31) gemessen wird.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2 mit Saugköpfen, die einzeln mit Saugluft beaufschlagbar sind, und die in lotrechter Richtung über dem Vorrat bewegbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugköpfe (7) in unterschiedlicher Höhe zueinander einstellbar sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugköpfe (7) an einer allseitig schwenkbaren Platte (6) befestigt sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugköpfe (7) einzeln an biegsamen, länglichen Elementen (Draht 28) aufgehängt sind.