DE3517955C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur automatischen Entnahme von einzelnen oder mehreren Gegenständen aus oben offenen Behältern, bei der ein Gestell vorgesehen ist, in dessen unterem Teil wenigstens ein austauschbarer Behälter mit den zu entnehmenden Gegenständen abstellbar ist, und wel­ ches im Bereich oberhalb des abstellbaren Behälters eine Schlittenführung für eine hin- und herverfahrbare Hubeinrich­ tung abstützt mit einer Hubstange, deren unteres Ende eine in das Behälterinnere absenk- und aus dem Behälter heraus­ bewegbare, wenigstens einen Entnahmekopf aufweisende Greif­ einrichtung trägt.

Es sind Vorrichtungen der beschriebenen Art bekannt, bei denen an dem unteren Ende der Hubstange eine quer zur Verfahrbewe­ gung der Hubeinrichtung verlaufende Traverse angeordnet ist, welche im Abstand voneinander gehaltene, nach unten gerichtete Tragstangen aufweist, an denen jeweils ein Entnahmekopf be­ festigt ist.

Diese bekannte Ausbildung der Entnahmevorrichtung bietet die Möglichkeit, gleichzeitig mit mehreren Entnahmeköpfen die Gegenstände aus den Behältern zu entnehmen und sie einer Auf­ nahmestation für die Weiterförderung oder Weiterbehandlung zu­ zuleiten.

Die bekannte Vorrichtung kann zwar mit relativ hoher Leistung betrieben werden, solange der Behälter gut gefüllt ist, jedoch wirkt sich in vielen Fällen die jeweilig große Menge der ent­ nommenen Gegenstände dann nachteilig aus, wenn die Gegenstände nach der Entnahme und vor ihrer Weiterförderung sortiert werden müssen. Bei schwierigen Sortiervorgängen kann eine zu große Anhäufung der entnommenen Gegenstände in der Sortier­ einrichtung auftreten, durch welche der Sortiervorgang ungünstig beeinflußt wird.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Vorrichtung besteht darin, daß eine vollständige Entleerung der Behälter praktisch nicht möglich ist. Zum einen können in den Bereichen zwischen den benachbarten Entnahmeköpfen gegen Ende der Behälterentleerung Gegenstände auf dem Behälterboden liegen bleiben, die nicht erfaßt werden. Zum anderen ist es praktisch nicht möglich, die Ecken und Randbereiche des Behälterbodens mit der bekannten Vorrichtung zu bestreichen, um eine vollständige Entleerung des Behälters zu gewährleisten.

Um hier Abhilfe zu schaffen, sind Vorrichtungen bekannt ge­ worden (DE-GM 83 25 646), bei denen ein einzelner Entnahmekopf an dem unteren Ende einer Hubstange gehalten ist, die ihrer­ seits teleskopartig in einer an oberen Querträgern des Ge­ stelles ortsfest, jedoch kardanisch aufgehängten Trageinrich­ tung geführt ist. Durch einen Antrieb zur Längsverschiebung der Hubstange sowie durch weitere Antriebe zur Verschwenkung der Halterung in verschiedene im Winkel zueinander stehende Ebenen, ist bei kardanischer Aufhängung des Entnahmekopfes an der Hubstange jede Stelle des Behälterinneren auch im Bodenbereich zu erreichen, so daß mit dieser bekannten Vorrich­ tung eine vollständige Entleerung der Behälter möglich ist.

Die bekannte Anordnung erfordert im Hinblick auf die kardani­ sche Aufhängung der Halterung in Verbindung mit der teleskop­ artig in der Halterung geführten Hubstange eine außerordentlich große Bauhöhe der Vorrichtung, ist im Hinblick auf die erforder­ lichen Antriebe für die Hub- und Schwenkbewegungen baulich aufwendig und benötigt einen großen Steuerungsaufwand, da nicht nur die Hubbewegung der Hubstange, sondern auch der Grad ihrer Schwenkbewegung von dem jeweiligen Füllungsgrad des Behälters abhängig ist. Es muß also mit fortlaufender Entnahme der Gegen­ stände aus dem Behälter eine Umsteuerung erfolgen, ohne daß dabei Leerwege der Hubeinrichtung mit Sicherheit ausgeschlossen werden können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der einleitend beschriebenen Art bei gedrungener Bauweise so auszubilden, daß eine vollständige Entleerung der Behälter bei einfacher und vom Füllungsgrad unabhängiger Steuerung und einer geringen Anzahl von Antriebseinrichtungen erreicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Hubstange mit einem sie um ihre Mittellängsachse antreib­ baren Schwenkantrieb verbunden ist, daß am unteren Ende der Hubstange ein Schwenkarm angreift, der drehsicher mit der Hubstange verbunden ist und an seinem freien Ende eine nach unten weisende Achse mit einem daran befestigten Ent­ nahmekopf aufnimmt, und daß der Entnahmekopf zusammen mit der ihn tragenden Achse zwischen Anschlägen höhenverschiebbar, jedoch drehsicher an dem Schwenkarm gehalten ist.

Es sind zwar Vorrichtungen, in Form von Industrie­ robotern, bekannt (US-Zeitschrift "Automation" November 1971 Seite 13), die mit einem Greifarm ausgerüstet sind, welcher Bewegungen in drei senkrecht zueinander stehenden Ebenen ausführen kann, jedoch ist bei dieser Ausführung der Schwenkarm nicht an einer Hubstange angeordnet, son­ dern an einer lotrecht verlaufenden Tragstange gleitend geführt. Die Tragstange ist dabei zwischen einem Sockel­ teil, welches auf einem hin und her verfahrbaren Schlitten gehalten ist und einem am anderen Ende vorgesehenen Füh­ rungsteil gehalten, das sich seinerseits über einen parallel zu der Tragstange verlaufenden Stützarm auf der mit dem Schlitten verbundenen Konsole abstützt. Alternativ kann die bekannte Vorrichtung auch am Schlitten hängend angeordnet sein.

Die bekannte Vorrichtung ist offensichtlich für den Zweck vorliegender Erfindung, nämlich die automatische Entnahme einzelner oder mehrerer Gegenstände aus einem oben offenen Behälter und zur vollständigen Leerung dieses Behälters, nicht geeignet. Sie gehört einer anderen Gattung als die Vorrichtung gemäß vorliegender Erfindung an.

Bei der Lösung nach der vorstehenden Erfindung ist es ledig­ lich erforderlich, neben dem Antrieb für die Schlittenbewe­ gung einen Hub- und Schwenkantrieb für die Hubstange bzw. den Schwenkarm vorzusehen. Allein durch die jeweilige Ein­ stellung des Schlittens und des Schwenkwinkels ist es möglich, mit dem Entnahmekopf die gesamte Querschnittsfläche des Behälters in jeder Höhenlage, also unabhängig vom Füllungsgrad des Behälters, abzutasten. Die durch die Schlitten- und Schwenkbewegung bestimmte Folge der Entnahmeschritte kann somit über die gesamte Dauer der Entleerung des Behälters auch bei sich veränderndem Füllungsgrad gleich bleiben, wodurch sich eine besonders einfache Steuerung der Anordnung ergibt.

Dabei können die Bewegungsschritte des Entnahmekopfes kleiner gewählt werden, als es der Querschnittsfläche des Entnah­ mekopfes entspricht. Hierdurch ergeben sich überschneidende Entnahmebewegungen des Kopfes von Schritt zu Schritt, die insbesondere für die Restentleerung des Behälters von Bedeu­ tung sind, wenn nur noch der Boden des Behälters mit Gegen­ ständen gerade bedeckt ist oder nur noch teilweise von den Gegenständen abgedeckt wird.

Dadurch, daß am unteren Ende der Hubstange der Schwenkarm angreift und drehsicher mit der Hubstange verbunden ist, können die Antriebe für die Hub- wie auch für die Schwenk­ bewegung an der Hubstange unmittelbar angeordnet sein. Es ergibt sich auf diese Weise eine sehr kompakte Bauform und übersichtliche Antriebsanordnung.

Die Anordnung des Entnahmekopfes an einer nach unten wei­ senden Achse am freien Ende des Schwenkarmes und die Höhen­ verschiebbarkeit des Entnahmekopfes mit der ihn tragen­ den Achse zwischen Anschlägen verhindert, daß der Entnahme­ kopf bei seiner Abwärtsbewegung auf die in dem Behälter befindlichen Gegenstände bis zum Abschalten des Hubantriebes einen zu großen Druck ausübt. Die Hubstange kann auf diese Weise nach dem Aufsetzen des Entnahmekopfes auf die Gegen­ stände in dem Behälter relativ zu dem Entnahmekopf einen Leerweg ausführen, welcher für die Betätigung von Schaltern ausgenutzt werden kann, um den Hubantrieb stillzusetzen. Hierzu ist es zweckmäßig, in dem Hubweg des Entnahmekopfes, welchen dieser bezogen auf den Schwenkarm ausführt, wenig­ stens einen mit dem Hubantrieb zusammenwirkenden Schalter zur Begrenzung der abwärts gerichteten Hubbewegung vor­ zusehen. Die Aufwärtsbewegung der Hubstange kann demgegenüber mittels eines ortsfesten Endschalters begrenzt werden, da die obere Endstellung der Hubstange während des gesamten Entnahmevorganges nicht verändert werden muß.

Die Einstellung der verschiedenen Schwenkwinkel in Abhängig­ keit von den verschiedenen Schlittenstellungen zur Erzielung eines lückenlosen Abtastens der Querschnittsfläche des Behälters mittels des Entnahmekopfes kann dadurch sehr einfach gestaltet werden, daß zwischen einem von dem Schwenk­ antrieb der Hubstange mitbewegten Teil und dem ortsfesten Gestell einstellbare berührungslose, elektrische Schalter zur wahlweisen Begrenzung der Schwenkbewegungen der Hubstan­ ge vorgesehen sind. Mit Hilfe der vorgenannten einstell­ baren Schalter zur wahlweisen Begrenzung der Schwenkbe­ wegungen der Hubstange läßt sich die Anordnung ohne Schwie­ rigkeiten den verschiedensten Behälterabmessungen anpassen. Der Schwenkarm muß lediglich eine solche Länge aufweisen, daß er in Richtung quer zur Schlittenbewegung bis in den Bereich der seitlichen Behälterwandungen ragt.

Bei der Entleerung von Behältern, die relativ kleine Gegenstände wie Schrauben oder dgl. aufnehmen, bereitet die vollständige Entleerung der Bodenecken besondere Schwierigkeiten. Um hier Abhilfe zu schaffen, kann bei einer besonderen Ausführungsform der Erfindung, die zwischen dem Schwenkarm und dem Entnahmekopf vorgesehene, den Entnahmekopf tragende Achse zwischen einer lotrechten und einer in Verlängerung des Schwenkarmes weisenden geneigten Stellung bewegbar gehalten sein. Wenn in Verbindung mit einer solchen Ausbildung ein Entnahmekopf mit kegeliger unterer Begrenzungswand verwendet wird, ist es möglich, den Entnahmekopf mit der Entnahmefläche bis sehr weit in die boden­ seitigen Behälterecken hineinzuführen und dort die auf dem Boden vorhandenen Teile zu entnehmen.

Um die genannte geneigte Stellung des Entnahmekopfes in ein­ facher Weise zu erreichen, kann die den Entnahmekopf tragende Achse in allen Stellungen des Entnahmekopfes den Schwenkarm nach oben überragen und mit einem in Längsrichtung des Schwenk­ armes wirkenden Antrieb verbunden sein. Als Antrieb zur Über­ führung der den Entnahmekopf tragenden Achse in die Schräg­ stellung, kann z. B. ein hydraulischer Antrieb dienen, oder aber auch ein Spindelantrieb vorgesehen sein.

Der Entnahmekopf kann für die Entnahme magnetisierbarer Teile in üblicher Weise als Magnetkopf ausgebildet sein, der mit einem er- und entregbaren Elektromagneten ausgerüstet ist.

Für nichtmagnetische Teile kann statt des Magnetkopfes auch ein Saugkopf mit zugehöriger Saugeinrichtung oder ein Greifer­ kopf mit Greifern verwendet werden.

Die Zeichnung gibt in schematischer Darstellung ein Ausführungs­ beispiel der Erfindung wieder.

Es zeigen:

Fig. 1 die Seitenansicht einer Anordnung gemäß der Erfindung mit nur teilweise wiedergegebenem Elevator für die Weiterförderung der entnommenen Gegenstände,

Fig. 2 die Anordnung nach Fig. 1 mit Blick in Richtung des Pfeiles X der Fig. 1,

Fig. 3 eine Draufsicht auf die Anordnung nach den Fig. 1 und 2.

Die in der Zeichnung wiedergegebene Vorrichtung zur automa­ tischen Entnahme von Gegenständen aus offenen Behältern weist ein insgesamt mit 1 bezeichnetes Gestell auf, in dessen unterem Teil ein austauschbarer Behälter 2 mit den zu entnehmenden Ge­ genständen aufgenommen ist. Der Behälter ruht in dem dargestell­ ten Beispiel auf Füßen 3 und befindet sich unmittelbar benach­ bart von einem Auffangbehälter 4, welcher eine trichterförmige Aufnahmemulde 4a aufweist, die zu der einen Seite hin durch einen Schrägaufzug 5 begrenzt ist, welcher die aus dem Behälter 2 entnommenen Gegenstände über eine Sortiereinrichtung 6 einem Weiterförderer 6a zuführt.

Seitlich neben dem Gestell 1 ist ein Schaltschrank 7 mit den für die Vorrichtung erforderlichen Schalt- und Steuerungsein­ richtungen angeordnet.

Das Gestell 1 ist von Schutzgittern 8 umschlossen, die in der Zeichnung nur teilweise angedeutet sind. Die Schutzgitter 8 umschließen dabei auch eine Tür 8a, durch welche die Behälter 2 in das Gestell überführt bzw. aus dem Gestell herausgenommen werden können.

Das Gestell 1 weist parallel und horizontal verlaufende Träger 9 und darauf angeordnete Fahrschienen 9a auf, welche eine Schlittenführung bilden und zur Abstützung einer verfahrbaren Hubeinrichtung 10 dienen. Die Hubeinrichtung 10 weist eine Plattform 11 auf und ist auf einem aus zwei Achsen bestehenden Fahrwerk 12 montiert, das seinerseits auf den Laufschienen 9a ruht und über einen Elektromotor 13 antreibbar ist.

Durch die Plattform 11 hindurch erstreckt sich eine Hubstange 18, an der ein elektromotorisch betriebener Hubantrieb 14 an­ greift. Am unteren Ende der Hubstange 18 ist ein Schwenkarm 19 angeordnet, welcher an seinem freien Ende einen nach unten wei­ senden Entnahmekopf 15 aufnimmt.

In dem dargestellten Beispiel ist der Schwenkarm 19 drehsicher mit der Hubstange 18 verbunden und die Hubstange 18 mit einem Schwenkantrieb ausgerüstet, der in dem dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiel aus einem mit der Hubstange 18 drehsicher ver­ bundenen und auf der Konsole 11 gelagerten Zahnkranz 20 und einem Getriebemotor 21 besteht, dessen Getriebe mit einem Ritzel oder einer Schnecke in den Zahnkranz 21 eingreift.

Der Entnahmekopf 15 ist an dem freien Ende des Schwenkarmes 19 über eine nach unten weisende Achse 22 hängend befestigt und stützt sich mit seinem Eigengewicht auf dem Schwenkarm ab. Dabei ist der Entnahmekopf 15 zwischen Anschlägen 23 und 24 gegenüber dem Schwenkarm 19 höhenverschiebbar gehalten jedoch durch die Achse 22 drehsicher in dem Schwenkarm geführt.

An dem Schwenkarm 19 ist in dem Hubweg des Entnahmekopfes 15, welchen dieser bezogen auf den Schwenkarm 19 ausführen kann, ein elektrischer Schalter 25 vorgesehen, welcher bei entspre­ chender Hubbewegung des Entnahmekopfes 15 betätigt wird und der mit dem Hubantrieb 14 in dem Sinne zusammenwirkt, daß bei seiner Betätigung der Hubantrieb stillgesetzt wird. Wenn durch Absen­ kung der Hubstange 18 der Entnahmekopf auf die in dem Behälter 2 befindlichen Gegenstände oder auch auf den Boden des Behälters gelangt, wird durch die Relativbewegung des Schwenkarmes 19, bezogen auf den Entnahmekopf 15, der Schalter 25 betätigt und damit der Hubantrieb 14 stillgesetzt bzw. umgesteuert.

In dem dargestellten Beispiel ist die zwischen dem Schwenkarm 19 und dem Entnahmekopf 15 vorgesehene und den Entnahmekopf 15 tragende Achse 22 zwischen einer in der Fig. 1 in ausgezogenen Linien wiedergegebenen lotrechten Stellung in eine in Verlän­ gerung des Schwenkarmes 19 weisenden geneigten Stellung beweg­ bar, wie dies strichpunktiert in der unteren linken Hälfte des Behälters 2 bei abgesenkter Hubstange 18 dargestellt ist.

Zu diesem Zweck ist der Entnahmekopf 15 über Gelenkverbindungen 27 und 28 an dem Schwenkarm 19 gehalten und im Bereich der oberen Gelenkverbindung 28 über eine Antriebseinrichtung 26 mit dem Schwenkarm 19 verbunden. Die Antriebseinrichtung 26 kann dabei aus einer hydraulisch oder pneumatisch betätigten Kolbenzylinderanordnung, oder aber auch aus einer Spindel­ anordnung bestehen.

In dem Beispiel ist angenommen, daß es sich bei den aus dem Behälter 2 zu entnehmenden Gegenständen um ferromagnetische Gegenstände handelt und der Entnahmekopf 15 als er- und ent­ regbarer Magnetkopf ausgebildet. Die eigentliche nach unten weisende Entnahmefläche des Entnahmekopfes wird dabei von einem kegelstumpfförmigen Teil 15a gebildet, welches in der geneigten Stellung des Entnahmekopfes besonders günstig ist, um die Behälterecken zu entleeren, wie die in dem Behälter unten links gestrichelt wiedergegebene Position des Entnahme­ kopfes deutlich zeigt.

Zur Einstellung der jeweiligen Position des Schwenkarmes 19 können in einfacher Weise an dem Drehkranz 20 vorgesehene radial gegeneinander verschiebbare und somit einstellbare Schalter 30 vorgesehen sein, welche als berührungslose elek­ trische Schalter mit einem ortsfesten Schaltelement 31 zu­ sammenwirken (Fig. 3).

Die beschriebene Vorrichtung ermöglicht es mit einfacheren Steuerungsmitteln und einem sehr einfachen für alle Höhenlagen der Gegenstände in dem Behälter gleichbleibenden Steuerungs­ programm die vollständige Entleerung des Behälters zu errei­ chen. Der Entnahmekopf kann dabei in räumlich so engen Folge­ schritten in das Behälterinnere abgesenkt werden, daß eine Überschneidung der Entnahmezonen erreicht und hierdurch eine sichere und vollständige Entleerung des Behälters gewährleistet wird.

Die oben beschriebene Abschaltung des Hubantriebes durch die Relativbewegung des Entnahmekopfes 15 in bezug auf den Schwenk­ arm 19, kann gleichzeitig auch zur Begrenzung der Abwärtsbewe­ gung des Entnahmekopfes 15 in den Auffangbehälter 4a dienen.

In Fig. 1 ist die Position des Entnahmekopfes 15 oberhalb und während der Absenkbewegung in die Aufnahmemulde 4a in gestrichelten Linien angedeutet. Um den Entnahmekopf in diese gestrichelt dargestellte Position zu überführen, wird die Hubeinrichtung 10, welche in Richtung des Doppelpfeiles 28 auf den Schienen 9a verfahrbar ist, in ihre in Fig. 1 äußerst linke gestrichelt angedeutete Position der Hubstange 18 ver­ fahren und der Schwenkarm 19 in Richtung zum Schrägaufzug 5 verschwenkt und dann die Hubstange 18 abgesenkt, bis die oben beschriebene Stillsetzung des Hubantriebes durch die Relativ­ bewegung des Entnahmekopfes 15, bezogen auf den Schwenkarm 19 durch den Schalter 25 erfolgt. Durch Entregung des im Entnahme­ kopf 15 befindlichen Elektromagneten werden die an dem Entnahme­ kopf durch die Magnetkräfte gehaltenen Gegenstände freigegeben, ehe die Rückführung des Entnahmekopfes in das Behälterinnere in umgekehrter Bewegungsrichtung erfolgt.

Da bei der Entnahme der Gegenstände mittels eines magnetischen Entnahmekopfes eine Magnetisierung dieser Gegenstände erfolgt, ist in dem Ausführungsbeispiel im Zuge des Weiterförderers 6, welcher sich an den Schrägaufzug anschließt, ein Entmagneti­ sierungsgerät 30 vorgesehen.

Claims (5)

1. Vorrichtung zur automatischen Entnahme von einzelnen oder mehreren Gegenständen aus oben offenen Behäl­ tern, bei der ein Gestell vorgesehen ist, in dessen unterem Teil wenigstens ein austauschbarer Behälter mit den zu entnehmenden Gegenständen abstellbar ist, und welches im Bereich oberhalb des abstell­ baren Behälters eine Schlittenführung für eine hin- und herverfahrbare Hubeinrichtung abstützt mit einer Hubstange, deren unteres Ende eine in das Behälterinnere absenk- und aus dem Behälter herausbewegbare, wenigstens einen Entnahmekopf aufweisende Greifeinrichtung trägt, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubstange (18) mit einem sie um ihre Mittellängsachse an­ treibbaren Schwenkantrieb (21) verbunden ist, daß am unteren Ende der Hubstange ein Schwenkarm (19) angreift, der drehsicher mit der Hubstange ver­ bunden ist und an seinem freien Ende eine nach unten weisende Achse (22) mit einem daran befestig­ ten Entnahmekopf (15) aufnimmt, und daß der Ent­ nahmekopf zusammen mit der ihn tragenden Achse zwischen Anschlägen (23, 24) höhenverschiebbar, jedoch drehsicher an dem Schwenkarm gehalten ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Hubweg des Entnahmekopfes (15), welchen dieser bezogen auf den Schwenkarm (18) ausführt, wenigstens ein mit dem Hubantrieb (14) der Hubstange (18) zusam­ menwirkender Schalter (25) zur Begrenzung der ab­ wärts gerichteten Hubbewegung der Hubstange vor­ gesehen ist.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einem von dem Schwenkantrieb (21) der Hubstange (18) mitbewegten Teil (20) und dem Gestell (1) einstellbare berührungslose elektrische Schalter (30) zur wahlweisen Begrenzung der Schwenk­ bewegungen der Hubstange vorgesehen sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen dem Schwenkarm (19) und dem Ent­ nahmekopf (15) vorgesehene, den Entnahmekopf tra­ gende Achse (22) zwischen einer lotrechten und einer in Verlängerung des Schwenkarmes (19) wei­ senden geneigten Stellung bewegbar gehalten ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die den Entnahme­ kopf (15) tragende Achse (22) in allen Stellungen des Entnahmekopfes den Schwenkarm (19) nach oben überragt und mit einem in Längsrichtung des Schwenk­ armes wirkenden Antrieb (28) verbunden ist.