DE3740995A1 - Greifvorrichtung fuer einen industrie-roboter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Greifvorrichtung für einen Industrie-Roboter zum Aufnehmen und Zuführen von mit zwei Faltbö­ den versehenen Säcken oder Beuteln zu dem Füllstutzen eines Vor­ ratsbehälters, wobei einer der beiden Faltböden an seinem einen Stirnende mit einer Ventilöffnung zur Aufnahme des Füllstutzens vor dem Füllvorgang versehen ist.

Für die Automatisierung des Füllens von Säcken aus einem Vorratsbehälter, z. B. einem Silo, mangelt es bisher an einer brauchbaren Lösung, um die Säcke in eine reproduzierbare Lage zu bringen, in der sie auf den Füllstutzen des Vorratsbehäl­ ters geschoben werden, da die zusammengefalteten Säcke labil sind und sich daher nicht ohne weiteres von einer Greifvorrichtung ausrichten lassen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Greif­ vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, durch die sichergestellt wird, daß die Säcke, nachdem sie von der Greif­ vorrichtung erfaßt worden sind, in eine genau definierte und re­ produzierbare Lage zur Greifvorrichtung gebracht werden können, so daß das Aufschieben der Säcke auf den Füllstutzen mittels eines programmierten Industrie-Roboters problemlos durchgeführt werden kann.

Die gestellte Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Greifvorrichtung einen am Roboterarm angebrachten Träger enthält, an dem höhenverstellbar ein Saugrohr mit auf sei­ ner Unterseite so angeordneten Saugnäpfen angebracht ist, daß diese in ihrer ausgefahrenen unteren Lage mit dem mit der Ventil­ öffnung versehenen Boden des obersten Sackes eines Stapels von Säcken in Eingriff bringbar sind, und daß am Träger zwei schwenk­ bare Greifarme angeordnet sind, die aus einer Ausgangslage, in der sie sich oberhalb der Unterkante der beiderseits nach unten ausgefahrenen Saugnäpfe befinden, über eine Zwischenlage, in der sie den Boden des angehobenen Sackes umgreifen, ohne den Sack zwischen sich einzuklemmen, in eine Endlage schwenkbar sind, in der sie den Sack zwischen sich erfassen.

Durch die Erfindung ist es möglich, den Sack, nachdem er von den Saugnäpfen erfaßt worden ist, in der Zwischenlage der Greifarme innerhalb der Greifvorrichtung zu zentrieren.

Zu diesem Zweck sind vorzugsweise Steuermittel vorgese­ hen, durch die in der Zwischenlage der Greifarme die Saugnäpfe in ihre obere Lage zurückbewegbar und die Saugwirkung der Saug­ näpfe vorübergehend aufhebbar ist.

Es genügt, wenn die Saugnäpfe den Boden eines Sackes nur ungefähr richtig erfassen, wobei der Sack dann bei zunächst noch ausgefahrenen Greiferarmen angehoben wird, so daß sich der Sack senkrecht zu dem festgehaltenen Faltboden einstellt. In die­ ser angehobenen Lage werden die Saugnäpfe wieder hochgefahren und dann die Greifarme in ihre Zwischenlage gebracht, worauf die Saugwirkung der Saugnäpfe vorübergehend aufgehoben wird, so daß die Unterseite des Bodens auf die zueinander parallelen Greifarme fällt und der Sack sich damit automatisch ausrichtet.

Im Anschluß daran brauchen die Greifarme nur noch in ihre endgültige Lage zusammengefahren zu werden, in der sie den Sack zwischen sich einklemmen, worauf die inzwischen herunterge­ fahrenen und wieder wirksamen Saugnäpfe in ihre obere Lage bewegt werden, so daß dabei das Stirnende des Faltbodens geöffnet wird und nunmehr präzise über den Füllstutzen des Vorratsbehälters gefahren werden kann.

Da in der Regel die Füllstutzen an Silos oder Abfüll­ maschinen etwas nach unten geneigt angeordnet sind, ist in weite­ rer Ausgestaltung der Erfindung die Greifvorrichtung am Roboter­ arm schwenkbar um eine Achse gelagert, die senkrecht zur Ebene des zusammengefalteten Sacks verläuft. Hierdurch ist es möglich, die Neigung des Faltbodens an die Neigung des Füllstutzens anzu­ passen, so daß dieser dichtend in die Ventilöffnung eingefahren werden kann.

Ferner ist es zweckmäßig, den Träger mit den Greifarmen relativ zum Saugrohr und dem Roboterarm in Richtung der Achse des Saugrohres verschiebbar anzuordnen. Hierdurch ist es möglich, den Sack ohne Bewegung des Roboterarms aufzuschieben, was wesentlich weniger zeitaufwendig ist als den Roboterarm entsprechend zu steuern, da die Relativ-Verschiebung nur in einer Richtung zu er­ folgen braucht, der Roboterarm hingegen für eine räumliche Bewe­ gung programmiert werden müßte.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 die Greifvorrichtung beim Aufnehmen eines Sackes,

Fig. 2 die Greifvorrichtung mit einem aufgenommenen und inzwischen angehobenen Sack,

Fig. 3 die Greifvorrichtung mit geöffnetem Faltboden,

Fig. 4 eine Seitenansicht des Greifers entsprechend Fig. 2,

Fig. 5 eine Seitenansicht des Greifers in geneigter Lage und

Fig. 6 eine Seitenansicht des Greifers beim Auf­ schieben eines Sackes auf den Füllstutzen eines Behälters.

Fig. 1 zeigt den Arm 1 eines Industrie-Roboters, der von beliebiger Ausbildung sein kann und in der Lage ist, den Arm 1 in den erforderlichen Freiheitsgraden zu bewegen. Am unteren Ende des Arms 1 befindet sich ein Fuß 2, an dem ein Träger 3 für eine Greifvorrichtung angebracht ist. Am Träger 3 ist ein Saug­ rohr 4 angebracht, das durch nicht dargestellte Mittel um einen vorgegebenen Weg in seiner Höhe verstellbar ist. Das Saugrohr 4 ist über nicht dargestellte, ein Ventil enthaltende Steuermittel mit einer Saugvorrichtung verbunden, so daß in den auf der Unter­ seite des Saugrohres 4 angebrachten Saugnäpfen 5 ein Unterdruck erzeugt werden kann. Die Saugnäpfe 5 dienen zum Erfassen des jeweils obersten Sackes 6 eines Stapels 7 von Säcken, die an ihren beiden Enden mit je einem Faltboden versehen sind, wobei der Faltboden an dem einen Ende stirnseitig mit einer Ventilöff­ nung versehen ist.

Am Träger 3 sind ferner zwei Greifarme 9 um jeweils etwa 90° schwenkbar angebracht, wobei die Greifarme 9 in Fig. 1 ihre Ausgangsstellung einnehmen, in der sie sich beiderseits der Saugnäpfe 5 befinden. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Betriebs­ zustand, bei dem die Saugnäpfe 5 auf den Faltboden 8 aufgesetzt sind, befindet sich das Saugrohr 4 in seiner unteren Lage, und die Greifarme 9 sind so bemessen bzw. so weit ausgeschwenkt, daß sie sich oberhalb der Unterkante der nach unten ausgefahrenen Saugnäpfe 5 befinden.

Nachdem der oberste Sack 6 von den Saugnäpfen 5 erfaßt worden ist, wird gemäß Fig. 2 der Roboterarm 1 aufwärts bewegt, so daß der Faltboden 8 in bezug auf den Sack 6 eine senkrechte Position einnimmt.

Nach Anheben der Sackes 6 wird das Saugrohr wieder in seine obere Lage zurückgefahren, und es werden zwei den Greifar­ men 9 zugeordnete Kolben/Zylinder-Einheiten 10 betätigt, durch die die Greifarme 9 einwärts geschwenkt werden, bis sie den Falt­ boden 8 umgreifen. Sie nehmen zunächst aber erst eine Zwischenla­ ge ein, in der ihre einander zugekehrten Enden einen Abstand von­ einander aufweisen.

Wenn nun die Saugwirkung in den Saugnäpfen 5 aufgehoben wird, kann der Sack 6 nach unten fallen, bis der Faltboden 8 zur Anlage auf den Seitenflächen der Greifarme 9 kommt. Hierdurch er­ folgt eine automatische Zentrierung des Sackes 6 zwischen den parallelen Stirnenden der Greifarme 9, so daß unabhängig davon, ob die Saugnäpfe beim Erfassen des Sackes gerade oder schräg auf den Faltboden 8 aufgesetzt worden sind, der Sack 6 stets eine gleiche Lage in bezug auf die Greifvorrichtung einnimmt.

Im Anschluß an die Zentrierung des Sackes 6 wird das Saugrohr 4 wieder in seine untere Lage bewegt, so daß die Saug­ näpfe 5 wieder auf dem Faltboden 8 zur Auflage kommen.

Steuermittel sorgen dann dafür, daß die Greifarme 9 in ihre Endlage zusammengefahren werden, in der sie den Sack 6 zwi­ schen sich einklemmen. Wenn nun die Druckluft wieder eingeschal­ tet wird und das Saugrohr 4 aufwärts bewegt wird, öffnet sich automatisch gemäß Fig. 3 der Mund 11 der Ventilöffnung, so daß nunmehr der Sack mit dieser Öffnung bei unwirksamen Saugnäpfen allein mittels der Greifarme auf den Füllstutzen eines Silos oder einer Abfüllmaschine aufgeschoben werden kann.

Fig. 4 zeigt nochmals in Seitenansicht den Betriebszu­ stand von Fig. 2.

Um eine Füllung des Sackes 6 mittels eines schräg nach unten geneigten Füllstutzens vornehmen zu können, ist die Greif­ vorrichtung gemäß Fig. 5 um eine Achse schwenkbar, die senkrecht zur Ebene des zusammengefalteten Sackes 6 verläuft. Die Mittel zur Ausführung dieser Schwenkbewegung können beliebig ausgebildet sein. Zum Beispiel ist es möglich, den Fuß 2 so auszubilden, daß der Träger 3 mit der Greifvorrichtung um eine Kante 12 des Fußes 2 kippbar ist, wobei der Winkel zwischen den die Kante 12 verbin­ denden Flächen des Fußes den Kippwinkel bestimmt, der in der Regel bei etwa 20° liegt.

Nachdem die Greifvorrichtung in die gekippte Lage ge­ bracht worden ist, wäre es verhältnismäßig kompliziert, das Auf­ schieben der Ventilöffnung des Sackes auf den Füllstutzen 13 (Fig. 6) des Silos 14 mittels des Roboterarms 1 durchzuführen, weil dieser hierbei in mehreren Freiheitsgraden gesteuert werden müßte. Es ist einfacher, gemäß Fig. 6 den Träger mit den Greif­ armen 8 relativ zum Saugrohr 4 und dem Roboterarm 1 in Richtung der Achse des Saugrohres 4 verschiebbar anzuordnen, so daß ledig­ lich eine Linearbewegung erforderlich ist, um die Ventilöffnung des Sackes 6 auf den Füllstutzen 13 aufzuschieben.

Claims (5)

1. Greifvorrichtung für einen Industrie-Roboter zum Auf­ nehmen und Zuführen von mit zwei Faltböden versehenen Säcken oder Beuteln zu dem Füllstutzen eines Vorratsbehälters, wobei einer der beiden Faltböden an seinem einen Stirnende mit einer Ventil­ öffnung zur Aufnahme des Füllstutzens vor dem Füllvorgang verse­ hen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Greifvorrichtung einen am Roboterarm (1) angebrachten Träger (3) enthält, an dem höhen­ verstellbar ein Saugrohr (4) mit auf seiner Unterseite so ange­ ordneten Saugnäpfen (5) angebracht ist, daß diese in ihrer ausge­ fahrenen unteren Lage mit dem mit der Ventilöffnung versehenen Boden (8) des obersten Sackes (6) eines Stapels (7) von Säcken in Eingriff bringbar sind, und daß am Träger (3) zwei schwenkbare Greifarme (9) angeordnet sind, die aus einer Ausgangslage, in der sie sich oberhalb der Unterkante beiderseits der nach unten ausgefahrenen Saugnäpfe (5) befinden, über eine Zwischenlage, in der sie den Boden (8) des angehobenen Sackes (6) umgreifen, ohne den Sack zwischen sich einzuklemmen, in eine Endlage schwenkbar sind, in der sie den Sack (6) zwischen sich erfassen.

2. Greifvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß Steuermittel vorgesehen sind, durch die die Saugnäpfe (5) in ihre obere Lage zurückbewegbar und in der Zwischenlage der Greifarme (9) die Saugwirkung der Saugnäpfe (5) vorübergehend aufhebbar ist.

3. Greifvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß durch die Steuermittel nach Aufhebung der Saugwirkung die Greifarme (9) in ihre Endlage zusammenfahrbar sowie die Saug­ näpfe (5) erneut in ihre Endlage bewegbar, anschließend mit Unterdruck beaufschlagbar und dann in ihre obere Lage zurückbe­ wegbar sind.

4. Greifvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß diese am Roboterarm (1) schwenk­ bar um eine Achse gelagert ist, die senkrecht zur Ebene des zu­ sammengefalteten Sackes (6) verläuft.

5. Greifvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (3) mit den Greifarmen (9) relativ zum Saugrohr (4) und dem Roboterarm (1) in Richtung der Achse des Saugrohres (4) verschiebbar ist.