DE4317283C1 - Manipulator (handling device), in particular gripper, for connection to the arm of an industrial robot - Google Patents
Manipulator (handling device), in particular gripper, for connection to the arm of an industrial robotInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Handhabungsgerät, insbesondere Grei fer, zum Anschluß an den Arm eines Industrieroboters gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a handling device, in particular Grei fer, for connection to the arm of an industrial robot according to the Preamble of claim 1.
Derartige auf Paletten angelieferte Gegenstände können bei spielsweise Bleche, flache Holzplatten, Kartonzuschnitte etc. sein. Die Gegenstände sind dazu bestimmt, maschinell weiter verarbeitet zu werden, sei es bei Blechen z. B. in Stanz- oder Biegemaschinen, sei es bei Kartonzuschnitten in Verpackungsma schinen. Auf jeden Fall muß dafür gesorgt sein, daß den Ma schinen stets eine genügende Anzahl dieser Vorprodukte zur Ver fügung gestellt wird, insbesondere dann, wenn die Maschinen einen besonders hohen Durchsatz haben.Such items delivered on pallets can for example sheets, flat wooden panels, cardboard blanks etc. his. The objects are intended to continue mechanically to be processed, be it in sheet metal z. B. in punching or Bending machines, be it for cardboard cuts in packaging seem. In any case, it must be ensured that the Ma always have a sufficient number of these preliminary products available is provided, especially if the machines have a particularly high throughput.
Es sind beispielsweise Handhabungsgeräte bekannt, die mit Hilfe von Saugeinrichtungen jeweils immer einen Gegenstand abheben und der Verarbeitungsmaschine zuführen. Die Geschwindigkeit derarti ger roboterbetätigter Handhabungsgeräte ist jedoch aus rein me chanischen Gründen schon begrenzt, so daß die Ent stapelgeschwindigkeit, insbesondere für Verpackungsmaschinen, zu gering ist. Daher sind obengenannten Verarbeitungsmaschinen Ma gazine vorgeschaltet, in die jeweils ein ganzer Stapel der oben genannten flachen Gegenstände eingefüllt werden. Diese Aufgabe oblag bisher einer Person, die die Stapel von der Palette abhob und in das Magazin bzw. auf Zuführbänder zu diesen Magazinen be wegte. Da mitunter die Palette mit den flachen Gegenständen sehr weit von der Verarbeitungsmaschine entfernt steht, da gleich zeitig mehrere Maschinen über Bändersystem beliefert werden müssen, besteht die Gefahr, daß bei Ausfall einer Maschine die Zuführvorrichtungen weiterhin beliefert werden, was dann zu ei nem Materialstau führt, der nach dem Erkennen des Maschinenstops in langwieriger Handarbeit wieder aufgelöst werden muß. Oder aber es kommt zuwenig Material nach, was dann zu einem Ma schinenstop führt.Handling devices are known, for example, with the help always lift off an object from suction devices and feed to the processing machine. The speed is such ger robot-operated handling devices is made of pure me chanic reasons already limited, so that the Ent stacking speed, especially for packaging machines is low. Therefore, the above processing machines Ma magazines upstream, each in a whole stack of the above mentioned flat objects can be filled. This task Previously, this was the responsibility of a person who lifted the stacks off the pallet and be in the magazine or on conveyor belts to these magazines left. Because sometimes the palette with the flat objects very much is far away from the processing machine, because the same multiple machines can be supplied simultaneously via a conveyor system there is a risk that if a machine fails, the Feeders continue to be supplied, resulting in egg material jam that occurs after the machine stop is detected must be dissolved again in lengthy manual work. Or but there is not enough material, which leads to a measure Schinenstop leads.
Aus der DD-PS 1 59 617 ist ein Handhabungsgerät der eingangs ge nannten Art bekannt, welches zum Entstapeln von übereinanderge stapelten Blechstreifen ausgebildet ist. Daher ist hier der Ab teiler stabil und klobig ausgebildet. Aus diesem Grunde müssen für den Entstapelvorgang bereits Teilstapel vorbereitet sein, die jeweils durch Distanzstücke, die im vorliegenden Fall als Reflektoren dienen, voneinander getrennt sind. Nur dann kann der Abteiler überhaupt in den Gesamtstapel eingefahren werden. Nach dem dieser Abteiler in den Zwischenraum zwischen zwei Teilsta peln eingefahren ist, hebt er diesen etwas an, wodurch der Zwi schenraum vergrößert wird, so daß zwei Tragarme links und rechts in die Lücke einfahren können. Bis das geschehen ist, trägt der Abteiler alleine die volle Last des Teilstapels.From DD-PS 1 59 617 is a handling device of the beginning called type known, which for unstacking one another stacked sheet metal strip is formed. Therefore here is the Ab divider sturdy and bulky. For this reason partial stacks have already been prepared for the unstacking process, each by spacers, which in the present case as Serve reflectors are separated from each other. Only then can he Compartments are moved into the entire stack at all. After which this divider into the space between two substations retracted, he lifts it up a little, which means that the twin is increased so that two support arms left and right can drive into the gap. Until that is done, he wears Divider alone the full load of the partial stack.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Handhabungs gerät der eingangs genannten Art so auszubilden, daß mit ihm die benötigten flachen Gegenstände packenweise von der Palette auf genommen und auf die Zuführvorrichtung einer Verar beitungsmaschine aufgelegt werden können, ohne daß vorbereitete Teilstapel vorgesehen zu sein brauchen.The invention is therefore based on the object of handling device of the type mentioned in such a way that with him needed flat items in packs from the pallet taken and on the feeder of a processing processing machine can be placed without prepared Partial stacks need to be provided.
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen des kenn zeichnenden Teils des Anspruchs 1.The invention solves this problem with the features of the kenn drawing part of claim 1.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Un teransprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the Un claims.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Handhabungsgerätes
ist es möglich, einen Teilstapel gezielt zu selektieren, was wie
folgt geschieht:
Das Handhabungsgerät wird seitlich an den auf einer Palette be
findlichen Gesamtstapel herangefahren. Die Tragarme sind dabei
in die Rahmenebene eingeschwenkt. Die Nadeln sind alle eingefah
ren, so daß die Nadelspitzen in der Rahmenebene liegen. Sodann
werden die Nadeln ausgefahren, wobei sie sich seitlich in den
Stapel bohren. Das Handhabungsgerät wird ein wenig nach oben
verfahren, wobei die beiden äußeren Nadeln die Hauptlast tragen.
Die mittlere, etwas tiefer angeordnete Nadel hebt dabei einige
wenige zusätzliche Gegenstände mit an. Auf jeden Fall sorgt sie
dafür, daß eine wohl definierte Lücke zwischen dem angehobenen
Stapel und dem verbleibenden Reststapel entsteht, in die nun die
Tragarme eingeschwenkt werden können. Sobald die Tragarme in ih
rer Tragposition sind, können die Nadeln wieder zurückgefahren
werden und der angehobene Stapel ruht sicher auf den Tragarmen.The inventive configuration of the handling device makes it possible to select a partial stack in a targeted manner, which is done as follows:
The handling device is moved laterally to the entire stack, which is on a pallet. The support arms are pivoted into the frame level. The needles are all retracted so that the needle tips are in the frame plane. The needles are then extended, drilling into the side of the stack. The handling device is moved up a little, with the two outer needles bearing the main load. The middle, slightly lower needle lifts a few additional objects. In any case, it ensures that a well-defined gap is created between the raised stack and the remaining stack, into which the support arms can now be pivoted. As soon as the carrying arms are in their carrying position, the needles can be moved back again and the raised stack rests securely on the carrying arms.
Durch die dreieckförmige Anordnung der Nadeln ist es völlig gleichgültig, wo und unter welchem Winkel zur Gegenstandsebene die Nadeln in den Stapel einstechen. Die mittlere, tiefer an gelegte Nadel sorgt in jedem Fall dafür, daß die für die Trag arme erforderliche Lücke gebildet wird.The triangular arrangement of the needles makes it complete no matter where and at what angle to the object plane insert the needles into the stack. The middle, deeper placed needle ensures in any case that the for the Trag poor required gap is formed.
In einer Ausführungsform gemäß Anspruch 2 ist vorgesehen, daß je ein Tragarm seitlich am Rahmen derart gelagert ist, daß er aus einer Stellung, in der seine Längsachse in der Rahmenebene liegt, um einen rechten Winkel in die Tragposition verschwenkbar ist. Das heißt, daß vor dem Verschwenken die Tragarme auf einander zuzeigen und das Anfahren an den Stapel nicht stören. Sobald durch die drei Nadeln die entsprechende Lücke im Stapel gebildet ist, schwenken die Tragarme in diese Lücke hinein.In one embodiment according to claim 2 it is provided that each a support arm is mounted on the side of the frame in such a way that it is made of a position in which its longitudinal axis in the frame plane is pivotable by a right angle into the carrying position is. This means that the support arms open before pivoting to show each other and not disturb the start of the stack. As soon as through the three needles the corresponding gap in the stack is formed, the support arms pivot into this gap.
Es ist jedoch auch möglich, daß gemäß Anspruch 3 die Tragarme parallel zueinander angeordnet sind und mit Hilfe eines am obe ren Träger angelenkten Gestänges unter dem Rahmen hindurch in die Tragposition verschwenkbar sind. Beim Anfahren an den Stapel ist das Gestänge nach hinten und oben weggeklappt, so daß die Enden der Tragarme in etwa in Rahmenebene liegen. Sobald durch die drei Nadeln die Lücke im Stapel gebildet ist, wird das Ge stänge mit den Tragarmen in diese Lücke eingefahren. Diese Aus führungsform ist dann von Vorteil, wenn die Längsabmessungen der flachen Gegenstände relativ klein sind, so daß sie bei einer Ausführungsform gemäß Anspruch 2 nicht von den Tragarmen erfaßt würden.However, it is also possible that the support arms according to claim 3 are arranged parallel to each other and with the help of one at the top the linkage of the linkage under the frame the carrying position can be pivoted. When starting to the stack the linkage is folded back and up so that the Ends of the support arms are approximately in the frame plane. Once through the three needles the gap is formed in the stack, the Ge rods with the support arms moved into this gap. This out leadership form is advantageous if the longitudinal dimensions of the flat objects are relatively small, so that they are at a Embodiment according to claim 2 is not covered by the support arms would.
Um den aufgenommenen Stapel sicher von der Palette zur Zuführ vorrichtung verschwenken zu können, ist gemäß Anspruch 4 vor gesehen, daß in Höhe des oberen Trägers an den Traversen je eine in Traversenlängsrichtung absenkbare, mit den Tragarmen zusam menwirkende Andruckplatte angeordnet ist. Sobald der Stapel von den Tragarmen aufgenommen worden ist, werden diese An druckplatten mit Hilfe von Druckmittelzylindern von oben auf den Stapel abgesenkt, so daß der Stapel zwischen den Tragarmen und den Andruckplatten eingeklemmt ist.To safely pick up the stack from the pallet to the feeder To be able to pivot the device is according to claim 4 seen that at the level of the upper girder on the trusses lowerable in the longitudinal direction of the truss, together with the support arms menu-acting pressure plate is arranged. Once the stack of the support arms has been added, these are pressure plates from above onto the pressure medium cylinders Stack lowered so that the stack between the support arms and the pressure plates is jammed.
Auf diese Weise wird der Gesamtstapel durch Entnehmen jeweils eines Packens langsam abgebaut. Wenn nur noch ein Teilstapel auf der Palette liegt, besteht die Schwierigkeit, auch diesen Stapel vollständig von der Palette abzuheben.In this way, the entire stack is removed by removal of a pack slowly degraded. If only a partial stack is still open the pallet lies, the difficulty is also this stack completely lift off the pallet.
Daher sieht der Anspruch 5 vor, daß die mittlere, tiefer ange legte Nadel in vertikaler Richtung verfahrbar ausgebildet ist.Therefore, claim 5 provides that the middle, deeper put needle is designed to be movable in the vertical direction.
Erkennt der Roboter, daß nur noch ein Reststapel auf der Palette liegt, wird die mittlere Nadel soweit nach unten verfahren, daß sie gezielt zwischen dem untersten Gegenstand und der Palette eingefahren werden kann. Das bereitet insbesondere bei normalen Holzpaletten keine Schwierigkeit, bei denen zwischen den paral lel zueinander aufgenagelten Palettenbrettern ohnehin Zwi schenräume vorhanden sind, in die die Nadel einfahren kann.The robot recognizes that there is only a remaining stack on the pallet the middle needle is moved down so far that targeted between the bottom item and the pallet can be retracted. This prepares especially for normal ones Wooden pallets with no difficulty between paral Pallet boards nailed to each other anyway there are spaces in which the needle can enter.
Gemäß Anspruch 6 ist alternativ vorgesehen, daß unterhalb der mittleren Nadel eine weitere mit ihrem Antrieb vertikal ver schiebbare Nadel vorgesehen ist. Diese weitere Nadel erfüllt den gleichen Zweck wie die in Anspruch 5 beschriebene.According to claim 6 it is alternatively provided that below the middle needle another vertically with its drive sliding needle is provided. This additional needle fulfills the same purpose as that described in claim 5.
Zum Antrieb der Greifelemente, also der Nadeln, der Tragarme und der Andruckplatten sowie zur vertikalen Verschiebung der mittle ren Nadel bzw. der weiteren vierten Nadel sind Pneumatikzylinder vorgesehen, da praktisch in jeder Produktionsstätte ein Druck luftnetz vorhanden ist.To drive the gripping elements, i.e. the needles, the support arms and of the pressure plates and for the vertical displacement of the middle Ren needle or the further fourth needle are pneumatic cylinders provided as there is a pressure in practically every production facility air network is available.
Gerade die Verwendung des erfindungsgemäßen Handhabungsgerätes bei Verpackungsmaschinen ist besonders angebracht, da beim Ver packen von Flaschen, Dosen etc. in sogenannte Tray-Verpackungen pro Minute 100 Zuschnitte und mehr benötigt werden. Es muß also sichergestellt sein, daß die Verpackungsmaschine über die Zu führvorrichtung immer genügend Material zur Verfügung gestellt bekommt. Dabei kann das Handhabungsgerät zentral aufgestellt sein und gleichzeitig mehrere Maschinen bedienen. Durch den vollautomatischen Betrieb des Roboters ist es darüber hinaus möglich, den Entstapelvorgang mit der Verpackungsmaschine zu koppeln, so daß gewährleistet ist, daß das Handhabungsgerät nur dann einen Stapel auf oder in die Zuführungsvorrichtung einlegt, wenn die Maschine signalisiert, daß ein neuer Stapel benötigt wird. Es ist zwar aus der DE-OS 37 18 601 bereits die Verwen dung eines Handhabungsgerätes zum Entstapeln von Kartonzuschnit ten bekannt. Bei der Verwendung des dort beschriebenen Gerätes ist es jedoch unumgänglich nötig, daß die aufzunehmenden Teil stapel durch Zwischenlagen voneinander getrennt sind, die quasi als Führung für die Greifwerkzeuge des Handhabungsgerätes dienen.Just the use of the handling device according to the invention in packaging machines is particularly appropriate, since Ver packing bottles, cans etc. in so-called tray packaging 100 cuts and more are required per minute. So it has to be sure that the packaging machine on the Zu guiding device always provided sufficient material gets. The handling device can be set up centrally be and operate several machines at the same time. By the It is also fully automatic operation of the robot possible to unstack the packaging machine couple so that it is ensured that the handling device only then place a stack on or in the feeder, when the machine signals that a new batch is needed becomes. It is indeed from US-OS 37 18 601 the use a handling device for unstacking cardboard blanks ten known. When using the device described there however, it is essential that the part to be recorded are separated from each other by intermediate layers, the quasi as a guide for the gripping tools of the handling device to serve.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Zeichnungen darge stellt und näher erläutert.The invention is illustrated below with reference to drawings provides and explained in more detail.
Es zeigtIt shows
Fig. 1 Handhabungsgerät in Vorderansicht, Fig. Handling device 1 in front view,
Fig. 2 Handhabungsgerät gemäß Fig. 1 in Seitenansicht und Fig. 2 handling device according to FIG. 1 in side view
Fig. 3 Handhabungsgerät gemäß Fig. 1 in Draufsicht. Fig. 3 handling device according to FIG. 1 in plan view.
In den Zeichnungen ist das als Greifer arbeitende Handhabungs gerät allgemein mit dem Bezugszeichen 1 versehen. Es wird bei spielsweise mit einer nicht dargestellten Schnellkupplung an einen ebenfalls nicht dargestellten Arm eines Industrieroboters angeschlossen. Das Handhabungsgerät 1 weist einen Rahmen 2 auf, der eine vertikale Ebene e aufspannt, die in der Fig. 2 strich punktiert dargestellt ist. Der Rahmen 2 besteht aus zwei hori zontalen Trägern 3 und 4, die über zwei seitliche Traversen 5 und 6 und eine mittlere Traverse 7 miteinander verbunden sind. An der Unterseite des Trägers 4 sind im gleichmäßigen Abstand zueinander drei Pneumatikzylinder 8 angeordnet, deren Kolbenstangen jeweils eine Nadel 9 antreiben. Die außen angeord neten Nadeln 9 liegen auf gleichem Niveau, während die mittlere Nadel in einem kleinen Abstand unterhalb dieses Niveaus angeord net ist. Seitlich an den Traversen 5 und 6 bzw. an den Enden des Trägers 4 sind zwei in einer horizontalen Ebene verschwenkbare Tragarme 10 und 11 in Lagern 12 und 13 gelagert. Die Ver schwenkwellen 14 sind über jeweils einen Hebel 15, an den die Kolbenstange 16 jeweils eines Pneumatikzylinders 17 angreift, die mittels einer Halterung 18 am Träger 4 befestigt sind, verdrehbar. In der Fig. 1 sind die Tragarme 10, 11 in der eingeklappten Stellung dargestellt, in der sie sich befinden, wenn das Handhabungsgerät an den zu greifenden Stapel herange fahren wird.In the drawings, the handling device operating as a gripper is generally provided with the reference number 1 . It is connected for example with a quick coupling, not shown, to an arm of an industrial robot, also not shown. The handling device 1 has a frame 2 which spans a vertical plane e, which is shown in dash-dotted lines in FIG. 2. The frame 2 consists of two horizontal supports 3 and 4 , which are connected to one another via two lateral cross members 5 and 6 and a central cross member 7 . On the underside of the carrier 4 , three pneumatic cylinders 8 are arranged at a uniform distance from one another, the piston rods of which each drive a needle 9 . The needles 9 on the outside are at the same level, while the middle needle is at a short distance below this level. Two support arms 10 and 11 which can be pivoted in a horizontal plane are mounted in bearings 12 and 13 laterally on the cross members 5 and 6 or at the ends of the carrier 4 . The Ver swivel shafts 14 are each rotatable via a lever 15 to which the piston rod 16 engages a pneumatic cylinder 17 , which are fastened to the carrier 4 by means of a holder 18 . In Fig. 1, the support arms 10 , 11 are shown in the folded position in which they are when the handling device will approach the stack to be gripped.
In der Fig. 2 ist die Stellung der Tragarme 10, 11 dargestellt, wenn sie sich in Tragposition befinden. Diese Stellung ist in Fig. 3 strichpunktiert angedeutet.In FIG. 2, the position of the support arms 10, 11 when they are in the carrying position. This position is indicated by dash-dotted lines in FIG. 3.
Seitlich an den Traversen 5 und 6 im Bereich des oberen Trägers 3 sind zwei weitere Pneumatikzylinder 19 befestigt, deren Kol benstangen jeweils eine Andruckplatte 20 verfahren. In der Fig. 1 sind die Andruckplatten in ihrer oberen, passiven Stellung be zeichnet, während sie in der Fig. 2 in ihrer ausgefahrenen, ak tiven Stellung dargestellt sind.Laterally on the cross members 5 and 6 in the area of the upper support 3 , two further pneumatic cylinders 19 are fastened, the piston rods of which each move a pressure plate 20 . In Fig. 1, the pressure plates in their upper, passive position be characterized, while they are shown in Fig. 2 in their extended, active position.
Die Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Handhabungsgerätes ist
folgende:
In dem in Fig. 1 dargestellten Zustand, d. h. mit eingeschwenkten
Tragarmen 10, 11, eingefahrenen Nadeln 9 und ebenfalls eingefah
renen Andruckplatten 20, wird das Handhabungsgerät 1 an einen
auf einer Palette befindlichen Stapel von beispielsweise Karton
zuschnitten herangefahren. Das Heranfahren wird von nicht darge
stellten Sensoren gesteuert. Liegt der Rahmen am Stapel an, wer
den die drei Nadeln 9 nach vorne ausgefahren, wobei sie sich in
den Stapel bohren. Daraufhin wird das Handhabungsgerät etwas
hochgefahren, wobei die beiden äußeren Nadeln 9 die Hauptlast
des zu greifenden Packens tragen, während die mittlere etwas
tiefer angelegte Nadel 9 bedingt durch ihren Abstand zum Niveau
der äußeren Nadeln 9 einige wenige weitere Zuschnitte mit hoch
nimmt. Diese eine mittlere Nadel 9 schafft somit eine definierte
Lücke zwischen dem zu greifenden Packen und dem Reststapel, in
die nun die Tragarme 10 und 11 eingeschwenkt werden. Danach wer
den die Druckplatten ausgefahren, die sich von oben auf den ge
griffenen Packen auflegen. Somit ist der Packen zwischen den
Tragarmen 10, 11 und den Andruckplatten 20 gehalten. Der gegrif
fene Packen wird nun vom Handhabungsgerät 1 gänzlich vom Rest
stapel abgehoben und durch Verschwenken des Handhabungsgerätes
seitlich auf ein Förderband oder direkt in ein Magazin einer
Verpackungsmaschine eingelegt. Von dem Magazin werden die
einzelnen Zuschnitte zur Bildung von Trayverpackungen nacheinan
der abgezogen. Weist das Magazin einen zu niedrigen Füllstand
auf, wird entweder mit Hilfe des Handhabungsgerätes ein neuer
Packen von Zuschnitten eingelegt, oder aber es wird ein vom För
derband kommender Packen über eine Absenkvorrichtung in das Ma
gazin eingelegt.The operation of the handling device according to the invention is as follows:
In the state shown in Fig. 1, ie with pivoted support arms 10 , 11 , retracted needles 9 and also retracted pressure plates 20 , the handling device 1 is brought up to a stack on a pallet of, for example, cut cardboard. The approach is controlled by sensors, not shown. Is the frame on the stack, who the three needles 9 extended forward, drilling into the stack. The handling device is then raised somewhat, the two outer needles 9 bearing the main load of the pack to be gripped, while the middle, somewhat lower needle 9, due to its distance from the level of the outer needles 9, takes a few additional blanks with it. This one central needle 9 thus creates a defined gap between the pack to be gripped and the remaining stack, into which the support arms 10 and 11 are now pivoted. Then who extended the pressure plates, which lay on top of the gripped packs. The packing is thus held between the support arms 10 , 11 and the pressure plates 20 . The gripped package is now completely lifted from the rest of the handling device 1 and inserted laterally onto a conveyor belt or directly into a magazine of a packaging machine by pivoting the handling device. The individual blanks for the formation of tray packaging are pulled off one after the other from the magazine. If the magazine is too low, either a new pack of blanks is inserted using the handling device, or a pack coming from the conveyor belt is inserted into the magazine via a lowering device.
Claims (8)
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Publication number | Publication date |
---|---|
ITMI932653A1 (en) | 1995-06-17 |
ITMI932653A0 (en) | 1993-12-17 |
IT1265409B1 (en) | 1996-11-22 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8100 | Publication of patent without earlier publication of application | ||
D1 | Grant (no unexamined application published) patent law 81 | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |