EP4337431A1 - Handhabungsvorrichtung und verfahren zu ihrem betreiben - Google Patents

Handhabungsvorrichtung und verfahren zu ihrem betreiben

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Publication number
EP4337431A1
EP4337431A1 EP22727828.0A EP22727828A EP4337431A1 EP 4337431 A1 EP4337431 A1 EP 4337431A1 EP 22727828 A EP22727828 A EP 22727828A EP 4337431 A1 EP4337431 A1 EP 4337431A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
transport
clamping
gripping
flat object
handling device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22727828.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Leif Pudewills
Markus Singer
Tobias Waibel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Festo SE and Co KG
Original Assignee
Festo SE and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Festo SE and Co KG filed Critical Festo SE and Co KG
Publication of EP4337431A1 publication Critical patent/EP4337431A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • B25J15/0028Gripping heads and other end effectors with movable, e.g. pivoting gripping jaw surfaces
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/02Gripping heads and other end effectors servo-actuated
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    • B25J15/0213Gripping heads and other end effectors servo-actuated comprising articulated grippers actuated by gears
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    • B25J15/08Gripping heads and other end effectors having finger members
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    • B65H2701/00Handled material; Storage means
    • B65H2701/10Handled articles or webs
    • B65H2701/17Nature of material
    • B65H2701/174Textile; fibres

Definitions

  • the invention relates to a handling device for repositioning dimensionally unstable flat objects, with at least one gripping device that can be moved in space and has a central imaginary vertical axis, which has at least one gripping unit that allows flat objects to be seized and held in place.
  • the invention also relates to a method for operating such a handling device.
  • a handling device of this type known from DE 102018 216 393 A1 contains at least one gripping device that can be moved spatially by means of a positioning unit formed, for example, by a robot and has one or more gripping units that enable flat objects to be gripped and held in place.
  • Each gripping unit is equipped with an adhesive tape that can be attached to a flat object by positioning the gripping device accordingly, so that the same adheres to the gripping unit.
  • the flat object can be repositioned by means of the gripping device and put down again at a different location.
  • the known handling device dimensionally unstable flat objects can be handled reliably even if they are permeable to air.
  • the adhesive band When used in a dusty environment or when handling textile objects that tend to fluff, the adhesive band, however, quickly become soiled, which can result in a reduction in the holding forces.
  • the invention is based on the object of creating a handling device with which dimensionally unstable, air-permeable flat objects can be reliably gripped even after a longer period of use and can be easily set down again after repositioning has taken place. Furthermore, an effective method for operating such a handling device is to be proposed.
  • a handling device in connection with the features mentioned above provides that the gripping device has a support structure which is provided on an underside of the gripping device with a contact surface pointing downwards in the axial direction of the vertical axis , with which the gripping device can be attached to take a gripping position on a flat object to be gripped, and that the at least one gripping unit has a clamping gap that extends between a clamping surface of the supporting structure and a clamping arm arranged on the supporting structure, which has a The object insertion opening is open towards the underside of the gripping device and in which a flat object section of the flat object to be repositioned can be releasably clamped, the clamping arm having a transport structure which can be pressed onto the flat object to be gripped in the gripping position of the gripping device and passed through a rotary drive unit direction can be driven to perform a revolving transport movement, by means of which a flat object section acted upon by it can be transported through the object insertion
  • the measures according to the invention offer the advantageous possibility of securely grasping dimensionally unstable flat objects such as textiles or foils, often referred to as limp, and temporarily holding them for the purpose of relocation, even if the flat objects have an air-permeable structure.
  • Holding is based on clamping the flat object, although not the entire flat object is clamped, but only a certain flat object section of the flat object to be repositioned per gripping unit of the gripping device.
  • the gripping direction has one or more gripping units, each of which defines a clamping gap in which the flat object section to be held can be releasably clamped.
  • the clamping gap is defined between a clamping surface formed on a support structure of the gripping device and a clamping arm arranged on the support structure.
  • a change in the position of the gripping device leads to a corresponding change in the position of each gripping unit, so that the clamped flat object is taken along for repositioning.
  • the gripping device can be placed with a contact surface formed on the support structure in front of the flat object to be gripped, in particular with surface contact, in such a way that the flat object section to be held is not covered by the contact surface, but is located next to the Contact surface extends in the area of a gap opening of the clamping gap referred to as the object insertion opening.
  • This flat object section can be brought into the clamping gap by means of the clamping arm, for which purpose the clamping arm has a transport structure which can be driven to perform a revolving transport movement by means of a rotary drive device preferably designed as part of the gripping device.
  • a rotary drive device preferably designed as part of the gripping device.
  • the nip is transported or rolled into it.
  • the clamping of the flat object section in the clamping gap can depend on the design of the existing clamping mechanism be combined directly with the function of rolling into the clamping gap or take place subsequently.
  • it is usually sufficient to unclamp the flat object section located in the clamping gap so that the flat object can fall off the gripping device due to its weight.
  • the flat object section can also be actively pushed out of the clamping gap by a reversing transport movement of the transport structure.
  • the handling device even those limp flat objects can be held securely whose base area is significantly larger than that of the gripping device, in which case the clamped flat object section is not folded over in one layer but in two layers.
  • the transport structure expediently consists of a material with rubber-elastic properties that has a high coefficient of friction.
  • the transport structure preferably consists of an elastomer material and in particular of silicone rubber. In this way, the material of the flat object can stick to the transport structure in an easily detachable manner and can be reliably transported into the clamping gap.
  • the bearing surface of the support structure provided for laying against a flat object to be picked up expediently extends in a bearing plane at right angles to the vertical axis of the gripping device.
  • the contact surface is preferably flat overall.
  • the clamping gap of the gripping unit extends in a plane referred to as the gap plane, which is expediently inclined with respect to the vertical axis of the gripping device in such a way that its distance, and consequently also the distance of the clamping gap from the vertical axis, increases towards the underside of the gripping device becomes.
  • the contact plane and the gap plane preferably enclose an acute angle, which is preferably of the order of 45 degrees.
  • the clamping of the flat object section in the clamping gap can be based, for example, on the resilience of the flat object material and/or the transport structure, without an active clamping movement having to take place.
  • a clamping mechanism is also possible, for example, which has a clamping plunger that is movable with respect to the support arm or the support structure.
  • an embodiment is considered to be particularly advantageous in which the releasable clamping of the flat object section is effected by means of a clamping arm that is movable overall with respect to the supporting structure.
  • the clamping arm of the at least one gripping unit is pivotably arranged on the support structure and can perform a pivoting movement referred to as a clamping arm pivoting movement with respect to the supporting structure, during which a gap height of the clamping gap measured between the clamping surface and the clamping arm changes.
  • the clamping gap preferably has a contour that tapers from the object insertion opening to the opposite inner end of the gap, with an acute-angled gap angle that changes during the pivoting movement of the clamping arm.
  • the transport structure has a section assigned in particular to the free end of the clamping arm, which in the gripping position tion of the gripping device can be pressed or pressed onto the flat object section to be taken.
  • This section of the support structure is referred to as the transport initialization section, since it is responsible for initially taking along the flat object section during the circulating transport movement.
  • the gripping device is expediently equipped with a pivoting drive device.
  • the pivoting drive device preferably has a linear drive unit which is arranged on the support structure and which is in force-transmitting engagement with the clamping arm via a toothed gear.
  • the linear drive unit is preferably motor-driven and contains in particular an electric motor, which is preferably a servomotor.
  • the linear drive unit can also be of manual design and, for example, via a
  • the linear drive unit has a drive element which can be driven to a linear drive movement in the axial direction of the vertical axis and which has a rack-like drive toothing of the toothed gearing, which is in toothing engagement with an arc-shaped output gearing of the toothed gearing arranged on the clamping arm of the gripping unit, so that a clamping arm pivoting movement of the clamping arm clockwise or counterclockwise can be caused depending on the linear direction of movement of the drive member.
  • a clamping arm suitable for performing a pivoting movement, to cause the processes of clamping and releasing the flat object section in the clamping gap by the pivoting movement of the clamping arm and the resulting change in the gap height of the clamping gap.
  • the gap height of the clamping gap is determined by the distance between the clamping surface of the support section and the opposite transport structure of the clamping arm.
  • the clamping arm can preferably be pivoted downwards by means of the clamping arm pivoting movement so far that the transport initialization section of the transport structure is lower in the axial direction of the vertical axis than the contact surface of the support structure.
  • an advantageous procedure provides that the method step (a) mentioned further above is only carried out with regard to the uppermost flat object of the flat object stack and then while maintaining the At the gripping position adjacent to the uppermost flat object, a flat object section of one or more underlying flat objects is also transported into the clamping gap by repeating the process steps (b) and (c) again once or multiple times, so that flat object sections of several Flat objects are arranged one on top of the other in the clamping gap.
  • the transport structure expediently belongs to a transport device of the clamping arm, which is arranged movably in relation to an arm base body of the clamping arm that is connected to the support structure.
  • the arm base body and the transport structure can carry out the clamping arm pivoting movement together, although the transport structure is able to carry out the circulating transport movement relative to the arm base body. It is favorable if the transport device has a
  • Transport roller arrangement has, which has at least one rotatable transport roller and around which the transport port structure extends in a ring-shaped closed manner. At least one and possibly the only transport roller of the transport roller arrangement can be driven in rotation to generate the circulating transport movement of the transport structure. Only that transport structure section that is arranged in the area of the clamping gap is active on the part of the transport structure in terms of transport.
  • the clamping gap has a longitudinal axis extending between the object insertion opening and the opposite end of the gap in this regard, which together with the
  • the transport roller arrangement expediently contains several transport rollers which are spaced apart from one another in the axial direction of the longitudinal axis of the gap and are arranged in a rotatable manner on the arm base body, around which the transport structure is wound and one of which can be driven in rotation by means of the rotary drive device in order to achieve the circulating transport movement of the to create a transport structure.
  • Two of the existing transport rollers form deflection rollers for the transport structure arranged at the ends on the transport roller arrangement, and these can be the only transport rollers.
  • the transport rollers designed as deflection rollers are at a slightly greater distance from one another, it is advantageous if at least one further transport roller is arranged between them, which is designed as a support roller serving only to support and not to deflect the transport structure .
  • the transport roller arrangement contains only a single transport roller, which is supported all around by the rotating movement of the single transport roller and thus the surrounding fending transport movement executing transport structure is enclosed.
  • That longitudinal section of the transport structure which is currently wrapped around a transport roller assigned to the object insertion opening expediently forms a transport roller that can be pressed against the flat object to be gripped.
  • the rotary drive device available for generating the transport movement of the transport structure which is expediently a component of the gripping device, expediently has a rotary drive unit which is coupled in terms of drive to the transport structure of the at least one gripping unit via a gear designed in particular as a toothed wheel drive.
  • the design of the gear allows an optimal transmission and consequently a preferred rotational speed of the transport structure to be generated.
  • the transmission can also be designed as a belt transmission. If the gripping device has several gripping units, the rotary drive unit is expediently responsible for driving the transport structures of both clamping arms.
  • the rotary drive unit is motorized and contains, for example, an electric motor and in particular a servo motor.
  • the rotary drive unit can also be designed manually and, for example, have a hand crank for torque introduction.
  • the transport structure expediently consists of at least one ring-shaped, self-contained flexible strand element.
  • the strand element can, for example, be in the form of a strip or a cord.
  • the transport structure can consist of just a single line element, for example a sufficiently wide conveyor belt, or it can be composed of a plurality of line elements arranged next to one another at a mutual distance, which can be in the form of narrow belts or in the form of ring bodies with a round and are designed in particular with a circular material cross-section.
  • the gripping device not only has just one gripping unit--which is also possible in principle--but is equipped with several gripping units.
  • the gripping device preferably has exactly two gripping units arranged next to one another transversely to the vertical axis of the gripping device, which are in particular mirror-inverted with respect to this vertical axis and which can both be used to grip and hold one and the same flat object at different flat object sections.
  • the multiple gripping units can preferably be operated synchronously. In this case, it is useful if a linear drive unit is used to generate the clamping arm
  • Pivoting movements of all clamping arms and a rotary drive unit for the transport movements of all transport structures are provided.
  • a fastening interface is expediently formed on the support structure of the gripping device the gripping device can be fixed to a positioning unit which preferably also belongs to the handling device and which is, for example, a robot or some other manipulator and which allows mechanical spatial movement of the gripping device.
  • the handling device can be equipped with only a single gripping device or with several gripping devices.
  • a plurality of gripping devices are preferably distributed transversely to their vertical axis at a mutual distance.
  • a plurality of gripping devices can be attached uniformly to one and the same positioning unit.
  • Several gripping devices are particularly recommended for handling very large, dimensionally unstable flat objects, for example textile webs or foil webs. In this case, the large-area flat object can be held in place at the same time by means of the multiple gripping devices for subsequent transport.
  • the handling device expediently has a base frame on which the several gripping devices are attached at mutually variable distances, so that an adaptation to the base area of the flat object to be handled is possible.
  • the base frame can have a fastening interface for attachment to a positioning unit.
  • the handling device is expediently equipped with an electronic control device with which the operation of the at least one gripping device and its components can be controlled and in particular also automated.
  • FIG. 1 shows a preferred embodiment of the handling device according to the invention in a perspective view, with a preferred design of a gripping device being illustrated in the state attached to a positioning unit indicated only in dot-dash lines,
  • FIG. 2 shows the gripping device from FIG. 1 in a side view looking in the direction of arrow II from FIG.
  • FIG. 3 is a top view of the gripping device looking in the direction of arrow III from FIG. 1,
  • FIG. 4 shows a bottom view of the gripping device looking in the direction of arrow IV from FIG. 1,
  • FIG. 5 is a front view of the gripping device looking in the direction of arrow V from FIGS. 1 and 2
  • FIG. 6 is a rear view of the gripping device looking in the direction of arrow VI from FIGS. 1 and 2
  • FIG. 7 shows a section through the gripping device parallel to a vertical axis of the gripping device according to section plane VII-VII from FIGS. 2 and 9, 8 shows a further section through the gripping device in a sectional plane VIII-VIII from FIG. 6 at right angles to the vertical axis,
  • FIG. 9 shows a section through the gripping device in a sectional plane IX-IX from FIG. 6 that is parallel to the vertical axis and runs perpendicularly with respect to the sectional plane of FIG. 7, and FIGS
  • the drawing shows a handling device 1 which can be used to reposition one or more flat objects 2 between a starting point and a destination.
  • the flat objects 2 have dimensionally unstable, or in other words limp properties, which can be found, for example, in layers of textiles or in plastic films or in thin rubber mats.
  • the flat objects 2 are objects with a two-dimensional extent and with a relatively small thickness transverse to their plane of extent.
  • the flat object 2 to be repositioned in each case is made available at the starting point, for example, by a provision device 3 of any type for its repositioning.
  • the provision device 3 is a base, such as a table.
  • the provision device 3 can be part of a production machine, through which the flat objects 2 in be provided with a desired contour cut form.
  • the handling device 1 contains at least one gripping device 4 as the main component, with the illustrated handling device 1 being equipped with exactly one such gripping device 4 . More complex designs of the handling device 1 contain a plurality of gripping devices 4 distributed as required, it being advantageous if all of the gripping devices 4 are distributed in one working plane. Such a handling device 1 is expediently equipped with adjustment means that make it possible to change the relative position between the multiple gripping devices 4 and to fix them in a detachable manner in different patterns. When used as intended, the exemplary gripping device 1 is fastened to a positioning unit 5, indicated only schematically in dot-dash lines, which also expediently forms part of the handling device 1, but can also be available as an external component.
  • the gripping device 4 has a fastening interface 6 which is designed, for example, as a fastening flange suitable for screw fastening to the positioning unit 5 .
  • the positioning unit 5 is, for example, a robot or a movable robot arm.
  • the positioning unit 5 is driven, for example, electrically and/or by means of fluid power.
  • the gripping device 4 can be moved spatially as required by performing a handling movement.
  • the handling movement is preferably a three-dimensional movement tion, although any other degree of freedom of movement can also be made available.
  • the gripping device 4 has an imaginary vertical axis 9, the axial direction 9a of which is also referred to below as the vertical direction 9a.
  • the vertical axis 9 extends between an upper side 18 and an underside 13 of the gripping device 4.
  • FIG. 3 shows a view of the upper side 18 and FIG 9 aligned vertically.
  • the gripping device 4 also has a longitudinal axis 8 at right angles to the vertical axis 9, which extends between a front side 15 and a rear side 16 of the gripping device 4, with FIG. 5 showing a view of the front side 15 and FIG the back 16 of the gripping device 4 offers.
  • An imaginary transverse axis 10 of the gripping device 4 runs orthogonally to both the longitudinal axis 8 and the vertical axis 9 and extends between two opposite lateral device areas 7a, 7b.
  • the gripping device 4 has a stable and in particular rigid support structure 14.
  • the optional fastening interface 6 is formed on the support structure 14 and there in particular on the upper side 18.
  • the support structure 14 has a contact surface 19 pointing downwards in the height direction 9a. It has a rectangular contour, for example, and extends in a contact plane 22 at right angles to the vertical axis 9.
  • the flat object 2 acted upon by the contact surface 22 is in turn supported on the supply device 3 in the vertical direction, so that it is frictionally held between the contact surface 22 and the supply device 2 and is in particular clamped.
  • the gripping device 4 is equipped with two gripping units 24a, 24b, which are also referred to below as first and second gripping units 24a, 24b and which are each located on one of the two lateral device areas 7a, 7b.
  • the two gripping units 24a, 24b are arranged at the same height in the vertical direction 9a and at a mutual distance next to one another in the axial direction of the transverse axis 10. They are preferably at least essentially mirror-symmetrical to a plane of symmetry spanned by the vertical axis 9 and the longitudinal axis 8 .
  • Each of the two gripping units 24a, 24b defines a clamping gap 25, which has a gap opening 26 facing the underside 13, which is also referred to as object insertion opening 25 below.
  • the two object insertion openings 26 each adjoin one of the two outer end sections 19a, 19b of the contact surface 19 in the axial direction of the transverse axis 10, also referred to below as transverse direction 10a, which are assigned to the two lateral device regions 7a, 7b .
  • Each object insertion opening 26 preferably extends at least essentially in the contact plane 22.
  • Each object insertion opening 26 has a longitudinal extension parallel to the longitudinal axis 8, which is less than one in the Width of the relevant object insertion opening 26 measured in the transverse direction 10a.
  • Each clamping gap 25 extends continuously from the front 15 to the rear 16 in the axial direction of the longitudinal axis 8, also referred to below as the longitudinal direction 8a, being continuously open both on the front 15 and on the rear 16.
  • Each clamping gap 25 has a longitudinal gap axis 27 which runs in a common plane with the vertical axis 9 and expediently also with the transverse axis 10 and which extends from the object insertion opening 26 to an inner gap end 28 which is closer to the upper side 18 than the object insertion opening 26.
  • Each clamping gap 25 extends in a gap plane 31 which coincides with the longitudinal axis 26 of the gap, which is aligned parallel to the longitudinal axis 8 and which is inclined with respect to the vertical axis 9 in such a way that it moves away from the object on its way -Introduction opening 26 to the inner column end 28 approaches the central vertical axis 9 of the gripping device 4.
  • the two object insertion openings 26 are arranged at a greater distance from one another in relation to the transverse direction 10a than the two inner gap ends 28.
  • Each gap plane 31 preferably encloses an acute angle with the contact plane 22 on the inside facing the vertical axis 9.
  • Each clamping gap 25 is delimited on the one hand by a clamping surface 32 arranged or formed on the supporting structure 14, which is formed in particular by a side surface section of the supporting structure 14 facing the lateral device area 7a, 7b.
  • a lower end section 33 of the support structure 14 assigned to the underside 13 has a trapezoidal shape that is clearly visible.
  • the outer contour of this lower end section 33 is at the bottom from the contact surface 19 and at the transverse sides from the clamping surfaces 32 converging upwards limited.
  • Each clamping surface 32 is preferably a flat surface.
  • Each clamping gap 25 is delimited in a region opposite the clamping surface 32 by a clamping arm 34 arranged on the support structure 4 which, like the clamping surface 32 lying opposite at a distance, is a component of the associated gripping unit 24a, 24b.
  • Each clamping arm 24 has an inner end section 35, which is fastened to the support structure 14 in a region above the inner column end 28 in the height direction 9a and, starting from there, extends downwards in the direction of the underside 13 at an incline with respect to the vertical axis 9 extends and ends freely with an outer end section 36 opposite the inner end section 35 .
  • the inner end sections 35 of the two clamping arms 34 are therefore closer together than the two outer end sections 36.
  • Each clamping arm 34 is preferably pivotably mounted on the support structure 14 to enable a clamping arm pivoting movement 37 indicated by double arrows.
  • the pivot axis 38 for the pivoting movement of the clamping arm 37 runs in the longitudinal direction 8a of the gripping device 4.
  • the pivoting axis 38 is preferably located in the area of the inner end section 35 of the clamping arm 35 the clamping surface 32 and the clamping arm 34 measured gap height of the clamping gap 35.
  • Each clamping arm 34 is preferably positioned between an inner pivoting end position pivoted towards the assigned clamping surface 32, which can be seen in FIG as can be seen from FIG. 10, can be pivoted relative to the supporting structure 14. In the outer pivot end position, the gap height of the clamping gap 25 has a maximum. At least in all pivot positions of the clamping arm 34 that deviate from the inner pivot end position
  • Clamping gap 25 expediently has a course that tapers, starting from the object insertion opening 26 towards the inner end 28 of the gap.
  • a limp flat object 2 can be held and transported by means of the gripping device 4 by temporarily clamping one of two sections 42 of the flat object 2 in each of the two clamping gaps 25, which are also referred to below as flat object section 42.
  • the clamping mechanism used for this purpose comprises, per gripping unit 24a, 24b, the clamping surface 32 fixed to the support structure 14 and the clamping arm 34, which can be pivoted in this regard Swivel position that deviates from the inner swivel end position and is used as a swivel
  • the open position can be pivoted in accordance with the arrows 43 in the direction of the inner pivot end position until the desired clamping force is exerted on the flat object section 42 located in the clamping gap 25 .
  • the above-mentioned outer pivot end position represents a
  • each clamping arm 34 makes it possible to convey the flat object section 42 to be held of the flat object 2 to be repositioned through the object insertion opening 26 into the clamping gap 25 .
  • This special design of the clamping arm 34 includes a
  • Transport structure 44 which, in the gripping position of gripping device 4 shown in FIGS. 5, 10 to 12 and 14, can be pressed according to arrows 47 in FIG a rotary drive device 45 of the gripping device 4 can be driven to perform a revolving transport movement 46 indicated by arrows in Figures 12 and 14, by means of which the applied flat object section 42 is carried along due to friction and through the object insertion opening 26 according to the arrows 48 in Figures 12 and 14 is transported into the associated clamping gap 25. Since the transport movement 46 is a circular movement, it can also be said that the flat object section 42 to be held is thereby rolled into the adjacent clamping gap 25 .
  • the transport structure 44 is a component of a transport device 49 of the clamping arm 34 in question, which is arranged in a movable manner on an arm base body 52 of the clamping arm 34, which is attached to the support structure to maintain the pivoting mobility of the clamping arm 34 14 is pivotally mounted.
  • the above statements on the pivot mounting of the clamping arms 34 thus relate to the respective arm base body 42 as an example.
  • the support structure 14 has two lateral device areas 7a, 7b in each case Side walls 53 protruding in the transverse direction 10a and spaced apart from one another in the longitudinal direction 8a, between which the associated clamping arm 34 enters with its inner end section 35 and between which a bearing shaft 54 extends, which also supports the inner end section of the arm base body 52 in a Way interspersed that the same is pivotable about the bearing shaft 54, the longitudinal axis of which defines the pivot axis 38 for the pivoting movement 37 of the clamping arm, for example.
  • Each clamping arm 34 is thus pivotably mounted on the supporting structure 14 via the associated arm base body 52 in order to enable the clamping arm pivoting movement 37 .
  • the transport device 49 has a transport roller arrangement 55 with a plurality of transport rollers 56, for example three, which are each mounted on the arm base body 52 such that they can rotate about their longitudinal axis 57, with their longitudinal axes 57 extending parallel to the longitudinal axis 8 of the gripping device 4.
  • the plurality of transport rollers 56 are arranged one after the other in the axial direction of the longitudinal axis 27 of the gap at a distance from one another.
  • the transport structure 44 is only wrapped around the transport roller arrangement 55 on the outside, with an inner transport roller 56a assigned to the inner end section 35 and an outer transport roller 56b assigned to the outer end section 36 acting as deflection rollers, while the middle transport roller 56b arranged in between only acts as the Function of a supporting role exerts.
  • the central transport roller 56c is omitted, while in another exemplary embodiment that is also not illustrated, a plurality of central transport rollers 56c are arranged as support rollers between the inner and the outer transport roller 56a, 56b.
  • One of the transport rollers 56 per clamping arm 34 which is, for example, the inner transport roller 56, acts as a drive roller 58, which is drivingly coupled to the rotary drive device 45 and which can be driven in rotation by the rotary drive device 45, around which the Transport roller assembly 55 to produce circulating transport movement 56 of the transport structure 44.
  • a drive force is transmitted between the drive roller 58 and the transport structure 44 due to friction due to a certain pretension with which the transport structure 44 is seated on the transport roller arrangement 55 .
  • the transport structure 44 which applies to the exemplary embodiment, consists of a material with rubber-elastic properties and in particular consists of an elastomeric material.
  • the transport structure 44 could also be designed in the manner of a toothed belt, for example, and engage with an externally toothed drive roller 58 .
  • the handling device 1 is expediently equipped with an electronic control device 59 to which the rotary drive device 45 is connected in order to bring about the transport movement 46 or to stop the transport movement 46 as required.
  • the transport movement 46 can preferably be brought about bidirectionally.
  • the gripping device 4 is suitably with a
  • Equipped pivoting drive device 62 through which the clamping arm pivoting movement 37 can be caused and through which each clamping arm 34 is expediently positioned in the different pivot positions already mentioned above.
  • the pivoting drive device 62 is also expediently connected to the electronic control device 59, by which the clamping arm pivoting movement 37 and the swivel angle moderate positioning of the clamping arms 34 is controllable.
  • the transport structure 44 of each clamping arm 34 has a section pointing downwards in the height direction 9a, which is referred to below as the transport initialization section 63 and which is in particular that section of the transport structure 44 , which defines the lowest position of the transport structure 44 in terms of height, independently of the pivoting position of the clamping arm 34 .
  • This is the distance of the transport structure 44 that produces the first contact between the transport structure 44 and the associated flat object section 42 when the clamping arms 34 are pivoted downwards according to the arrows 47 .
  • the transport initialization section 63 is formed by that length section of the transport structure 44 which currently wraps around the outer transport roller 56b associated with the object insertion opening 26 and which is also referred to below as the wrap-around section for better differentiation.
  • the transport initialization section 63 is preferably formed by that end area of the wrap-around section of the transport structure 44 which momentarily merges into the section of the transport structure 44 which is referred to below as the transport section 64 and delimits the clamping gap 25 .
  • the contact of the transport initialization section 63 with the flat object 2 starts the process, indicated by the arrow 48, of transporting or rolling the flat object section 42 into the associated clamping gap 25.
  • a preferred method for operating the handling device 1
  • several layers of flat objects 2 are first placed on a supply device 3, forming a flat object stack 65, as is illustrated in FIG.
  • the gripping device 4 is lowered onto the stack of flat objects 65 with its contact surface 19 in front until the contact surface 19 is seated on the uppermost flat object 2 of the stack 65 of flat objects.
  • the two clamping arms 34 are in the outer pivot end position.
  • Initialization section 63 is pressed against the flat object section 42 protruding beyond the contact surface 19 .
  • the transport structures 44 of the two clamping arms 34 are then driven by the rotary drive device 45 to carry out the transport movement 46 in which they revolve around the respectively assigned transport roller arrangement 56 .
  • the flat object sections 42 are carried along by the transport structure 44 in the region of the transport initialization section 63 due to friction and are moved into the associated clamping gap 25 as part of a folding process, as illustrated by the arrows 48.
  • the gap height of the clamping gap 25 is usually greater than the thickness of the flat object section 42, although there is contact between the unstable object material and the transport tower 63, so that the flat object section 42 is reliably conveyed sufficiently far into the clamping gap 25.
  • a constant driving force acting in the direction of the inner pivoting end position is expediently exerted on the clamping arms 34 by the pivoting drive device 62 .
  • the consequence of this is that the gap height of the clamping gaps 25 is reduced at the moment when the flat object section 42 has left the area of influence of the transport initialization section 63 .
  • the clamping arms 34 are then pivoted further downwards until they come to rest with their transport initialization section 63 on the flat object sections 42 of the flat object 2 of the flat object stack 65 lying underneath.
  • the transport movement 46 is stopped by the control device 59 as soon as the flat object section 42 has been rolled into the associated clamping gap 25 .
  • the gripping device 4 is then lifted off the remaining flat objects 8 of the flat object stack 65 according to the arrows 66 in FIG.
  • Arrows 43 are pivoted in the direction of the inner pivot end position until the flat object sections 42 located in the clamping gaps 25 are clamped.
  • the gripping device 4 can now be moved to the desired target position together with the flat object 2 held by it.
  • the clamping arms 34 are activated by appropriate control of the swivel drive device 62 is pivoted in the direction of the outer pivoting end position, as a result of which the clamping gaps 25 are widened.
  • the laying down of the flat object 2 can, if necessary, be supported by the transport structures 44 being driven by the rotary drive device 45 to perform a transport movement 46 which is directed in the opposite direction to that which drives the flat object sections 42 into the clamping gaps 25 had caused.
  • the flat object 2 can also be set down at the destination solely by the reversing transport movement 46 and without the accompanying widening of the clamping gaps 25 .
  • the revolving movement 46 that causes the flat object sections 42 to be conveyed into the clamping gaps 25 according to FIG. 12 can be started after the transport structure 44 has been pressed against the flat object section 42 or beforehand, so that a transport force is exerted on the flat object section 42 at the moment of attachment becomes.
  • FIG. 12 shows how the flat object sections 42 of the uppermost flat object 2 have already been moved completely into the clamping gaps 25 and how flat object sections 42 of the flat object 2 underneath are also being rolled into the clamping gaps 25 at the moment.
  • each clamping arm 34 is expediently within the scope of the clamping arm
  • Pivoting movement 37 can be pivoted downwards so far that the outer end section 36, including the transport initialization section 63 located there, assumes a position which is lower in the vertical direction 9a than the plant surface 19 or its plant level 22.
  • the Clamping arm 34 can be pivoted very close to the associated clamping surface 32, in particular even up to the point of contact with this clamping surface 32, which ensures a secure clamping function even with very thin flat objects 2. This also ensures the stack processing of flat objects 2 stacked on top of one another, as explained with reference to FIG.
  • the same process sequences can be carried out with a gripping device 4 which has only a single gripping unit 24a or 24b.
  • a single-acting gripping device 4 can be imagined as being formed in comparison to the double-acting gripping device 4 described so far, based on FIG first gripping unit 24a shown there are omitted.
  • the handling device 1 illustrated is equipped with a preferred embodiment of a swivel drive device 62 .
  • This pivoting drive device 62 contains a linear drive unit 68 arranged on the support structure 14 and a toothed gear 69, through which the linear drive unit 68 is coupled in a force-transmitting manner to the clamping arm 34 of each gripping unit 24a, 24b in order to generate the clamping arm pivoting movement 37. All components of the swivel drive device 62 are expediently arranged on the front side 15 of the gripping device 4 .
  • the linear drive unit 68 has, for example, a drive motor 72, which has a motor housing 73, via which it is attached to the front of the support structure 14, in particular in an area that is higher in the vertical direction 9a than the two clamping arms 34.
  • the linear drive unit 68 has furthermore, a drive member 75 which can be driven by the drive motor 72 to perform a linear drive movement 74 indicated by a double arrow and which is preferably guided in a linearly displaceable manner on a linear guide device 76 attached to the front of the support structure 14 .
  • the linear drive unit 68 is designed in such a way that the direction of movement of the linear drive movement 74 coincides with the vertical direction 9a.
  • the drive member 75 is expediently located in the vertical direction 9a below the drive motor 72, to which it is coupled for movement via a drive element 76.
  • the drive element 76 is a motor shaft that can be driven in rotation, which has a threaded section that is in threaded engagement with the drive member 75, so that a rotation of the drive element 76 that can be caused by the drive motor 72 causes the linear drive movement 74 of the bearing structure 14 anti-rotation drive member 75 result Has.
  • the drive motor 72 is, in particular, an electric motor and preferably a servomotor, which, if necessary, enables the rotational position of the drive element 76 and thus the linear position of the drive member 75 to be set precisely.
  • the drive motor 72 can also be a fluid motor, for example a pneumatic linear drive, in which case the drive element 76 is a linearly displaceable piston rod which acts on the drive member 75 .
  • the drive motor 72 can be or is connected to the electronic control device 59 via an electromechanical interface device 77 preferably arranged on the motor housing 73 of the drive motor 72 for its electrical control.
  • the drive member 75 has a rack-like drive toothing 78a, 78b, which belongs to the toothed gear 69 and extends in the vertical direction 9a.
  • These two drive toothings 78a, 78b are preferably arranged on opposite longitudinal sides of the drive member 75 in the transverse direction 10a.
  • Each gripping unit 24a, 24b has a pivoting lever 81 which is mounted on the support structure 14 such that it can pivot about a pivoting axis 82 which preferably coincides with the pivoting axis 38 of the associated clamping arm 34.
  • This is realized, for example, in that the bearing shaft 54 passes through the associated side cheek 53 and, in this regard, projects on the rear side 15 with a shaft end section onto which the pivoting lever 81 is slipped in a pivotingly movable manner.
  • Each pivoted lever 81 has a drive lever arm 83 on which convex arcuate output teeth 84a, 84b facing the drive member 75 are formed, which are in constant meshing engagement with the facing rack-like drive teeth 87a, 87b of the drive member 75.
  • each pivoted lever 81 has an output lever arm 85 which is connected to the arm base body 52 of the associated clamping arm 34 at a radial distance relative to the pivot axis 38 in such a way that the arm base body 52 and thus the entire clamping arm 34 support the pivoting movement of the pivoted lever 81 participates and thus performs a pivoting movement itself, which is the clamping arm pivoting movement 37 already explained above.
  • This driving connection is preferably realized in that the clamping arm 34 has a driver extension 86 protruding on the rear side 15 in the longitudinal direction 8a, which is fixed at a distance from the pivot axis 82 on the output lever arm 85 and is plugged into the output lever arm 85, for example.
  • the driver extension 86 is formed by the end section of a bearing shaft 87 of the clamping arm 34, which is used to pivot the central transport roller 56c.
  • This bearing shaft 87 expediently passes through both associated side cheeks 53 through an arcuate elongated hole 88 formed in the respective side cheek 53 .
  • the rotary drive device 45 responsible for generating the transport movement 46 of the transport structure 44 circulating around the transport roller arrangement 56 contains as a drive source a rotary drive unit 91 fixed to the support structure 14 and preferably arranged inside the support structure 14.
  • the rotary drive device 45 also expediently contains a gearbox 92 by which the rotary drive unit 91 is drivingly coupled to the transport structure 44 of each clamping arm 34 present.
  • the gear 92 is arranged, for example, outside the support structure 44 and is located in particular on its rear side 16.
  • the rotary drive unit 91 preferably contains an electric motor 93 with a drive shaft 94 which can be driven in a rotary drive movement 96 and protrudes over the support structure 14 on the rear side 16 and carries a drive gear wheel 95 of the gear mechanism 92, which is designed as a gear mechanism, for example.
  • the drive gear wheel 95 together with the drive shaft 94, carries out the rotary drive movement 96 indicated by a double arrow in the desired direction of rotation.
  • the drive roller 58 which is preferably formed by the inner transport roller 56, is connected in a rotationally fixed manner to the bearing shaft 54 that passes through it, with an output gear wheel 97 of the gear mechanism 92 being mounted on an end section of the bearing shaft 54 that protrudes beyond the side cheek 53 located there on the front side 15 is rotatably arranged.
  • the two output gears 97 are geared to the drive gear 95 in such a way that when the drive gear 95 rotates, both output gears 97 are set in rotation at the same time, in such a way that the sections of both transport structures 44 facing a clamping gap 34, i.e. for example the two Transport strands 64 are moved in the same direction, i.e.
  • the transmission 92 preferably contains a plurality of intermediate gears 98 which are interposed between the drive gear 95 and one of the two output gears 97 in the manner clearly evident from FIG.
  • These intermediate gears 98 also ensure in a simple manner that there is an uninterrupted rotary drive connection between the drive gear 95 and the two driven gears 97 during the pivoting movement of the clamping arm 37 and in every pivoting position of the clamping arms 34 .
  • the drive motor 91 of the rotary drive unit 91 can expediently also be connected or is connected to the electronic control device 59 via the above-mentioned electromechanical interface device 77 for its electrical control.
  • the transport structure 44 consists of a plurality of ring-shaped, self-contained flexible strand elements 99 which are arranged next to one another at a mutual distance transversely to a longitudinal axis 101 of the respective clamping arm.
  • the longitudinal axis 101 of the arm runs between the inner and outer end sections 35, 36 of the clamping arm 34 in a plane spanned by the vertical axis 9 and the transverse axis 10.
  • Each strand element 99 encloses the associated transport roller arrangement 55.
  • the strand elements 99 are preferably not only flexible in bending, but also rubber-elastic, and they sit on the transport roller arrangement 55 under pretension.
  • each transport roller 56 expediently has on its outer circumference a number of annular grooves corresponding to the number of strand elements 99, which are arranged one after the other in the longitudinal direction of the respective transport roller 56 and which each partially accommodate one of the strand elements 99 so that it circulating transport movement 46 is guided exactly.
  • the several strand elements 99 are designed in the form of strips with, in particular, a strand body that is rectangular in cross section.
  • the transport structure 44 consists of a single, ring-shaped, self-contained strand element 99 that is designed in the form of a belt, so that the transport structure 44 can be described as a uniform transport belt.

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Abstract

Es wird eine Handhabungsvorrichtung (1) vorgeschlagen, durch die formlabile Flachobjekte (2) umpositionierbar sind und die eine bewegbare Greifvorrichtung (4) aufweist, die über eine Tragstruktur (14) und mindestens eine Greifeinheit (24a, 24b) verfügt. Die Greifeinheit (24a, 24b) hat einen Klemmarm (34), der zusammen mit einer Klemmfläche (32) der Tragstruktur (14) einen Klemmspalt (25) begrenzt, in dem ein Flachobjektabschnitt (42) festklemmbar ist. Mittels einer zu einer umlaufenden Transportbewegung antreibbaren Transportstruktur (44) des Klemmarms (44) kann der Flachobjektabschnitt (42) zur anschließenden Klemmung in den Klemmspalt hineintransportiert werden.

Description

Handhabungsvorrichtung und Verfahren zu ihrem Betreiben
Die Erfindung betrifft eine Handhabungsvorrichtung zum Umpo- sitionieren von formlabilen Flachobjekten, mit mindestens ei- ner im Raum bewegbaren, eine mittige imaginäre Hochachse auf- weisenden Greifvorrichtung, die mindestens eine ein lösbares Ergreifen und Festhalten von Flachobjekten gestattende Grei- feinheit aufweist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfah- ren zum Betreiben einer solchen Handhabungsvorrichtung.
Eine aus der DE 102018 216 393 A1 bekannte Handhabungsvor- richtung dieser Art enthält mindestens eine Greifvorrichtung, die mittels einer beispielsweise von einem Roboter gebildeten Positioniereinheit räumlich bewegbar ist und über eine oder mehrere ein lösbares Ergreifen und Festhalten von Flachobjek- ten ermöglichende Greifeinheiten verfügt. Jede Greifeinheit ist mit einem Adhäsionsband ausgestattet, das durch entspre- chende Positionierung der Greifvorrichtung an ein Flachobjekt ansetzbar ist, sodass selbiges an der Greifeinheit haftet. Im derart ergriffenen Zustand kann das Flachobjekt mittels der Greifvorrichtung umpositioniert und an einem anderen Ort wie- der abgelegt werden. Zwar können mit der bekannten Handha- bungsvorrichtung formlabile Flachobjekte selbst dann zuver- lässig gehandhabt werden, wenn sie luftdurchlässig sind. Bei Einsätzen in staubiger Umgebung oder zur Handhabung von tex- tilen Objekten, die zum Fusseln neigen, kann das Adhäsions- band allerdings schnell verschmutzen, was ein Nachlassen der Festhaltekräfte zur Folge haben kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Handhabungs- vorrichtung zu schaffen, mit der sich formlabile, luftdurch- lässige Flachobjekte auch noch nach längerer Nutzungsdauer zuverlässig ergreifen und nach erfolgter Umpositionierung wieder einfach ablegen lassen. Ferner soll ein effektives Verfahren zum Betreiben einer solchen Handhabungsvorrichtung vorgeschlagen werden. Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Handhabungsvorrich- tung in Verbindung mit den eingangs genannten Merkmalen vor- gesehen, dass die Greifvorrichtung über eine Tragstruktur verfügt, die an einer Unterseite der Greifvorrichtung mit ei- ner in der Achsrichtung der Hochachse nach unten weisenden Anlagefläche versehen ist, mit der die Greifvorrichtung zur Einnahme einer Greifposition an ein zu ergreifendes Flachob- jekt ansetzbar ist, und dass die mindestens eine Greifeinheit einen sich zwischen einer Klemmfläche der Tragstruktur und einem an der Trags- truktur angeordneten Klemmarm erstreckenden Klemmspalt auf- weist, der mit einer Objekt-Einführöffnung zur Unterseite der Greifvorrichtung hin offen ist und in dem ein Flachobjektab- schnitt des umzupositionierenden Flachobjektes lösbar fest- klemmbar ist, wobei der Klemmarm über eine Transportstruktur verfügt, die in der Greifposition der Greifvorrichtung an das zu ergrei- fende Flachobjekt andrückbar und durch eine Drehantriebsein- richtung zu einer umlaufenden Transportbewegung antreibbar ist, mittels derer ein von ihr beaufschlagter Flachobjektab- schnitt reibungsbedingt durch die Objekt-Einführöffnung hin- durch in den Klemmspalt hineintransportierbar ist. Die Aufgabe wird ferner mittels eines Verfahrens gelöst, das ein Betreiben der vorgenannten Handhabungsvorrichtung unter Ausführung folgender Verfahrensschritte vorsieht:
(a) Positionieren der Greifvorrichtung in einer Greifpositi- on, in der die Tragstruktur mit ihrer Anlagefläche von vertikal oben her an ein umzupositionierendes formlabi- les Flachobjekt angesetzt ist,
(b) Andrücken der Transportstruktur jeder Greifeinheit an das zu ergreifende Flachobjekt während oder nach dem Po- sitionieren der Greifvorrichtung in der Greifposition,
(c) Ausführen der umlaufenden Transportbewegung der Trans- portstruktur und dadurch reibungsbedingtes Hineintrans- portieren eines von der Transportstruktur beaufschlagten Flachobjektabschnittes in den Klemmspalt, wobei die Transportbewegung vor oder nach dem Andrücken der Trans- portstruktur an das Flachobjekt gestartet wird,
(d) Festhalten des in den Klemmspalt hineinbewegten Flachob- jektabschnittes durch Festklemmen zwischen dem Klemmarm und der Klemmfläche der Tragstruktur, und (e) Verlagern der Greifvorrichtung einschließlich des fest- gehaltenen Flachobjektes zu einer Zielposition.
Die erfindungsgemäßen Maßnahmen bieten die vorteilhafte Mög- lichkeit, oft auch als biegeschlaff bezeichnete formlabile Flachobjekte wie beispielsweise Textilien oder Folien sicher zu ergreifen und zum Zwecke einer Verlagerung zeitweilig festzuhalten, und zwar selbst dann, wenn die Flachobjekte ei- ne luftdurchlässige Struktur haben. Das Festhalten basiert auf einer Klemmung des Flachobjektes, wobei allerdings nicht das gesamte Flachobjekt festgeklemmt wird, sondern pro Grei- feinheit der Greifvorrichtung nur ein gewisser Flachobjektab- schnitt des umzupositionierenden Flachobjektes. Die Greifvor- richtung hat eine oder mehrere Greifeinheiten, die jeweils einen Klemmspalt definieren, in dem eine lösbare Klemmung des festzuhaltenden Flachobjektabschnittes ausführbar ist. Der Klemmspalt ist definiert zwischen einer an einer Tragstruktur der Greifvorrichtung ausgebildeten Klemmfläche und einem an der Tragstruktur angeordneten Klemmarm. Eine Positionsände- rung der Greifvorrichtung führt zu einer entsprechenden Posi- tionsänderung jeder Greifeinheit, sodass das festgeklemmte Flachobjekt zur Umpositionierung mitgenommen wird. Zur Er- greifung des Flachobjektabschnittes kann die Greifvorrichtung mit einer an der Tragstruktur ausgebildeten Anlagefläche vo- raus derart an das zu ergreifende Flachobjekt mit insbesonde- re einem flächenhaften Kontakt angesetzt werden, dass der festzuhaltende Flachobjektabschnitt von der Anlagefläche nicht bedeckt ist, sondern sich neben der Anlagefläche im Be- reich einer als Objekt-Einführöffnung bezeichneten Spaltöff- nung des Klemmspaltes erstreckt. Dieser Flachobjektabschnitt kann mittels des Klemmarmes in den Klemmspalt hineinverbracht werden, zu welchem Zweck der Klemmarm über eine Trans- portstruktur verfügt, die mittels einer bevorzugt als Be- standteil der Greifvorrichtung ausgebildeten Drehantriebsein- richtung zu einer umlaufenden Transportbewegung antreibbar ist. Wenn die Greifvorrichtung in die Greifposition verbracht ist, oder schon während des Verbringens in die Greifposition, kann die Transportstruktur an den über die Anlagefläche hin- ausragenden Flachobjektabschnitt angedrückt werden, sodass die Transportbewegung der Transportstruktur aufgrund des zwi- schen der Transportstruktur und dem Flachobjekt vorhandenen Reibschlusses dazu führt, dass der flexible Flachobjektab- schnitt durch die Objekt-Einführöffnung hindurch in den
Klemmspalt hineintransportiert bzw. hineingewälzt wird. Das Festklemmen des Flachobjektabschnittes im Klemmspalt kann ab- hängig von der Ausgestaltung des vorhandenen Klemmmechanismus unmittelbar mit der Funktion des Hineinwälzens in den Klemm- spalt kombiniert sein oder zeitlich anschließend stattfinden. Um ein festgehaltenes Flachobjekt nach der Umpositionierung am Zielort abzulegen, genügt es meist schon, die Klemmung des im Klemmspalt befindlichen Flachobjektabschnittes aufzuheben, sodass das Flachobjekt aufgrund seiner Gewichtskraft von der Greifvorrichtung abfallen kann. Bei entsprechender Ausgestal- tung des Klemmarms kann der Flachobjektabschnitt allerdings auch durch eine reversierende Transportbewegung der Trans- portstruktur aktiv aus dem Klemmspalt hinausgeschoben werden. Mit der Handhabungsvorrichtung lassen sich selbst solche bie- geschlaffen Flachobjekte sicher festhalten, deren Grundfläche wesentlich größer ist als diejenige der Greifvorrichtung, wo- bei dann der festgeklemmte Flachobjektabschnitt nicht einla- gig, sondern zweilagig umgefaltet ist.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Un- teransprüchen hervor.
Die Transportstruktur besteht zweckmäßigerweise aus einem Ma- terial aus gummielastischen Eigenschaften, das über einen ho- hen Reibkoeffizienten verfügt. Bevorzugt besteht die Trans- portstruktur aus einem Elastomermaterial und insbesondere aus Silikongummi. Auf dieser Weise kann das Material des Flachob- jekts leicht lösbar an der Transportstruktur haften bleiben und kann zuverlässig in den Klemmspalt hineintransportiert werden.
Die zum Anlegen an ein aufzunehmendes Flachobjekt vorgesehene Anlagefläche der Tragstruktur erstreckt sich zweckmäßiger- weise in einer zur Hochachse der Greifvorrichtung rechtwinke- ligen Anlageebene. Bevorzugt ist die Anlagefläche insgesamt eben ausgebildet. Der Klemmspalt der Greifeinheit erstreckt sich in einer als Spaltebene bezeichneten Ebene, die zweckmäßigerweise bezüg- lich der Hochachse der Greifvorrichtung derart geneigt ist, dass ihr Abstand und folglich auch der Abstand des Klemmspal- tes zu der Hochachse in Richtung zur Unterseite der Greifvor- richtung größer wird. Bevorzugt schließen die Anlageebene und die Spaltebene einen spitzen Winkel ein, der bevorzugt in ei- ner Größenordnung von 45 Grad liegt.
Die Klemmung des Flachobjektabschnittes im Klemmspalt kann beispielsweise auf der Nachgiebigkeit des Flachobjektmateri- als und/oder der Transportstruktur basieren, ohne dass eine aktive Klemmbewegung stattzufinden hätte. Möglich ist bei- spielsweise auch ein Klemmmechanismus, der über einen bezüg- lich des Tragarmes oder der Tragstruktur beweglichen Klemm- Stempel verfügt. Als besonders vorteilhaft wird allerdings eine Ausgestaltung angesehen, bei der die lösbare Klemmung des Flachobjektabschnittes mittels eines insgesamt bezüglich der Tragstruktur beweglichen Klemmarmes bewirkt wird. In die- sem Fall ist zweckmäßigerweise vorgesehen, dass der Klemmarm der mindestens einen Greifeinheit schwenkbeweglich an der Tragstruktur angeordnet ist und bezüglich der Tragstruktur eine als Klemmarm-Schwenkbewegung bezeichnete Schwenkbewegung ausführen kann, bei der sich eine zwischen der Klemmfläche und dem Klemmarm gemessene Spalthöhe des Klemmspaltes verän- dert. Bevorzugt hat der Klemmspalt zumindest im nicht festge- klemmten Zustand eines Flachobjektabschnittes eine sich aus- gehend von der Objekt-Einführöffnung zum gegenüberliegenden inneren Spaltende hin verjüngende Kontur, mit einem spitzwin- keligen Spaltwinkel, der sich bei der Klemmarm- Schwenkbewegung verändert.
Die Transportstruktur hat einen insbesondere dem freien Ende des Klemmarmes zugeordneten Abschnitt, der in der Greifposi- tion der Greifvorrichtung an den zu ergreifenden Flachobjekt- abschnitt andrückbar oder angedrückt ist. Dieser Abschnitt der Tragstruktur wird als Transport-Initialisierungsabschnitt bezeichnet, da er bei der umlaufenden Transportbewegung für die anfängliche Mitnahme des Flachobjektabschnittes verant- wortlich ist. Bei der bezüglich der Tragstruktur erfolgenden Klemmarm-Schwenkbewegung des Klemmarmes verändert sich die in der Achsrichtung der Hochachse der Greifvorrichtung eingenom- mene Höhenposition des Transport-Initialisierungsabschnittes mit Bezug zur Tragstruktur und somit auch mit Bezug zu der
Anlagefläche. Dies bietet die Möglichkeit zur Auferlegung ei- nes eine sichere Mitnahme des Flachobjektabschnittes gewähr- leistenden Anpressdruckes.
Zum Hervorrufen der Klemmarm-Schwenkbewegung und zur Positio- nierung des Klemmarmes in bezüglich der Tragstruktur unter- schiedlichen Schwenkpositionen ist die Greifvorrichtung zweckmäßigerweise mit einer Schwenkantriebseinrichtung ausge- stattet. Die Schwenkantriebseinrichtung hat bevorzugt eine an der Tragstruktur angeordnete Linearantriebseinheit, die über ein Verzahnungsgetriebe mit dem Klemmarm kraftübertragend in Eingriff steht. Die Linearantriebseinheit ist bevorzugt moto- risch ausgebildet und enthält insbesondere einen Elektromo- tor, bei dem es sich bevorzugt um einen Servomotor handelt. Für einfache Anwendungen kann die Linearantriebseinheit auch von manueller Bauart sein und beispielsweise über eine von
Hand betätigbare Handhabe verfügen, die mit einem einen manu- ellen Transport der Greifvorrichtung gestattenden Tragegriff kombiniert sein kann.
Ob motorisch oder manuell, jedenfalls ist es zweckmäßig, wenn die Linearantriebseinheit über ein zu einer linearen An- triebsbewegung in der Achsrichtung der Hochachse antreibbares Antriebsglied verfügt, das eine zahnstangenartige Antriebs- Verzahnung des Verzahnungsgetriebes aufweist, die mit einem am Klemmarm der Greifeinheit angeordneten bogenförmigen Ab- triebsverkahnung des Verzahnungsgetriebes in Verzahnungsein- griff steht, sodass abhängig von der linearen Bewegungsrich- tung des Antriebsgliedes eine Klemmarm-Schwenkbewegung des Klemmarmes im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn hervorrufbar ist.
Wie schon angesprochen ist es zweckmäßig, bei einem zur Aus- führung einer Schwenkbewegung geeigneten Klemmarm die Vorgän- ge des Klemmens und des wieder Loslassens des im Klemmspalt befindlichen Flachobjektabschnittes durch die Klemmarm- Schwenkbewegung des Klemmarmes und die daraus resultierende Veränderung der Spalthöhe des Klemmspaltes hervorzurufen. Die Spalthöhe des Klemmspaltes ist vom Abstand zwischen der Klemmfläche des Tragabschnittes und der gegenüberliegenden Transportstruktur des Klemmarmes bestimmt.
Bevorzugt ist der Klemmarm mittels der Klemmarm- Schwenkbewegung so weit nach unten schwenkbar, dass der Transport-Initialisierungsabschnitt der Transportstruktur in der Achsrichtung der Hochachse tiefer liegt als die Anlage- fläche der Tragstruktur. Dies ermöglicht auf besonders einfa- cher Weise das aufeinanderfolgende Ergreifen und anschließend gleichzeitige Festhalten mehrerer Flachobjekte in ein und demselben Klemmspalt. Es können auf dieser Weise mehrere in aufeinandergestapelter Form als Flachobjektstapel bereitge- stellte formlabile Flachobjekte gemeinsam umpositioniert wer- den.
In diesem Zusammenhang sieht eine vorteilhafte Verfahrenswei- se vor, dass der weiter oben erwähnte Verfahrensschritt (a) nur bezüglich des obersten Flachobjektes des Flachobjektsta- pels ausgeführt wird und anschließend unter Beibehaltung der an dem obersten Flachobjekt anliegenden Greifposition durch neuerliche ein- oder mehrfache Ausführung der ebenfalls wei- ter oben genannten Verfahrensschritte (b) und (c) ein Flach- objektabschnitt eines oder mehrerer darunter liegender Flach- Objekte ebenfalls in den Klemmspalt hineintransportiert wird, sodass Flachobjektabschnitte mehrerer Flachobjekte aufeinan- derliegend in dem Klemmspalt angeordnet sind. Da sich bei diesen Vorgängen die Stapelhöhe des Flachobjektstapels unter- halb der Anlagefläche der Tragstruktur nicht verändert, dies jedoch aufgrund der in den Klemmspalt hineingewälzten Flach- objektabschnitte in dem dem Einführspalt zugeordneten Stapel- abschnitt der Fall ist, kann durch ein nach unten Schwenken des Klemmarmes der für eine zuverlässige Mitnahme eines Flachobjektabschnittes erforderliche Anpressdruck beibehalten werden. Wenn die Flachobjektabschnitte sämtlicher zu greifen- der Flachobjekte aufeinanderliegend in dem Klemmspalt ange- ordnet sind, können gemäß den oben erwähnten Verfahrens- schritten (d) und (e) sämtliche im Klemmspalt befindlichen Flachobjektabschnitte gemeinsam festgeklemmt und durch eine Verlagerung der Greifvorrichtung zu einer Zielposition verla- gert werden.
Die Transportstruktur gehört zweckmäßigerweise zu einer Transporteinrichtung des Klemmarmes, die an einem mit der Tragstruktur verbundenen Armgrundkörper des Klemmarmes dies- bezüglich beweglich angeordnet ist. Der Armgrundkörper und die Transportstruktur können bei verschwenkbarem Klemmarm die Klemmarm-Schwenkbewegung gemeinsam ausführen, wobei aller- dings die Transportstruktur in der Lage ist, relativ zu dem Armgrundkörper die umlaufende Transportbewegung auszuführen. Es ist günstig, wenn die Transporteinrichtung über eine
Transportrollenanordnung verfügt, die mindestens eine drehba- re Transportrolle aufweist und um die herum sich die Trans- portstruktur in einer ringförmig in sich geschlossenen Weise erstreckt. Mindestens eine und gegebenenfalls die einzige Transportrolle der Transportrollenanordnung ist zur Erzeugung der umlaufenden Transportbewegung der Transportstruktur rota- tiv antreibbar. Transportmäßig aktiv seitens der Trans- portstruktur ist stets nur derjenige Transportstrukturab- schnitt, der im Bereich des Klemmspaltes angeordnet ist.
Der Klemmspalt hat eine sich zwischen der Objekt- Einführöffnung und dem diesbezüglich gegenüberliegenden Spal- tende erstreckende Spaltlängsachse, die zusammen mit der
Hochachse in einer gemeinsamen Ebene liegt. Die Transportrol- lenanordnung enthält zweckmäßigerweise mehrere in der Achs- richtung der Spaltlängsachse zueinander beabstandete, in drehbarer Weise an dem Armgrundkörper angeordnete Transport- rollen, um die die Transportstruktur herumgeschlungen ist und von denen eine mittels der Drehantriebseinrichtung rotativ antreibbar ist, um die umlaufende Transportbewegung der Transportstruktur zu erzeugen. Zwei der vorhandenen Trans- portrollen bilden endseitig an der Transportrollenanordnung angeordnete Umlenkrollen für die Transportstruktur, wobei es sich dabei um die einzigen Transportrollen handeln kann. Ins- besondere wenn die als Umlenkrollen ausgebildeten Transport- rollen einen etwas größeren Abstand zueinander haben, ist es vorteilhaft, wenn dazwischen mindestens eine weitere Trans- portrolle angeordnet ist, die als nur zur Abstützung und nicht zur Umlenkung der Transportstruktur dienende Abstütz- rolle ausgebildet ist.
Bei einer sehr einfachen Ausgestaltung der HandhabungsVor- richtung enthält die Transportrollenanordnung nur eine einzi- ge Transportrolle, die ringsum von der die Drehbewegung der einzigen Transportrolle mitmachenden und dadurch die umlau- fende Transportbewegung ausführenden Transportstruktur um- schlossen ist.
Derjenige Längenabschnitt der Transportstruktur, der momentan eine der Objekt-Einführöffnung zugeordnete Transportrolle um- schlingt, bildet zweckmäßigerweise einen an das zu ergreifen- de Flachobjekt andrückbaren Transport-
Initialisierungsabschnitt der Transportstruktur, wie er wei- ter oben schon erläutert wurde.
Die zur Erzeugung der Transportbewegung der Transportstruktur vorhandene Drehantriebseinrichtung, die zweckmäßigerweise ein Bestandteil der Greifvorrichtung ist, verfügt zweckmäßiger- weise über eine Drehantriebseinheit, die über ein insbesonde- re als Zahnradgetriebe ausgebildetes Getriebe antriebsmäßig mit der Transportstruktur der mindestens einen Greifeinheit gekoppelt ist. Über die Ausgestaltung des Getriebes lässt sich eine optimale Übersetzung und folglich eine bevorzugte Umlaufgeschwindigkeit der Transportstruktur generieren. Das Getriebe kann alternativ auch als Riemengetriebe ausgeführt sein. Wenn die Greifvorrichtung über mehrere Greifeinheiten verfügt, ist die Drehantriebseinheit zweckmäßigerweise für den Antrieb der Transportstrukturen beider Klemmarme verant- wortlich.
Vor allem im Zusammenhang mit einem automatisierten Betrieb ist es vorteilhaft, wenn die Drehantriebseinheit motorisch ausgebildet ist und beispielsweise einen Elektromotor und insbesondere einen Servomotor enthält. Für einfache Anwendun- gen kann die Drehantriebseinheit auch manuell ausgeführt sein und beispielsweise über eine Handkurbel zur Drehmomenteinlei- tung verfügen. Die Transportstruktur besteht zweckmäßigerweise aus mindes- tens einem ringförmig in sich geschlossenen biegeflexiblen Strangelement. Das Strangelement kann beispielsweise bandför- mig oder schnurförmig ausgeführt sein. Die Transportstruktur kann aus nur einem einzigen Strangelement bestehen, bei- spielsweise aus einem ausreichend breiten Transportband, oder sie kann sich aus einer Mehrzahl mit gegenseitigem Abstand nebeneinander angeordneter Strangelemente zusammensetzen, die beispielsweise in Form schmaler Bänder oder in Form von Ring- körpern mit rundem und insbesondere kreisrundem Materialquer- schnitt ausgeführt sind.
Damit ein ergriffenes Flachobjekt beim Verlagern der Greif- vorrichtung nicht unkontrolliert von der Greifvorrichtung herunterhängt, ist es vorteilhaft, wenn die Greifvorrichtung nicht nur - was prinzipiell auch möglich ist - über nur eine einzige Greifeinheit verfügt, sondern mit mehreren Greifein- heiten ausgestattet ist. Bevorzugt hat die Greifvorrichtung genau zwei quer zur Hochachse der Greifvorrichtung nebenei- nander angeordnete Greifeinheiten, die bezüglich dieser Hoch- achse insbesondere spiegelbildlich ausgebildet sind und die beide zum Ergreifen und Festhalten ein und desselben Flachob- jektes an unterschiedlichen Flachobjektabschnitten nutzbar sind.
Bevorzugt sind die mehreren Greifeinheiten synchron betreib- bar. In diesem Fall ist es zweckmäßig, wenn eine Linearan- triebseinheit für die Erzeugung der Klemmarm-
Schwenkbewegungen sämtlicher Klemmarme und eine Drehantriebs- einheit für die Transportbewegungen sämtlicher Trans- portstrukturen vorgesehen ist. An der Tragstruktur der Greifvorrichtung ist zweckmäßiger- weise eine Befestigungsschnittstelle ausgebildet, über die die Greifvorrichtung an einer bevorzugt ebenfalls zu der Handhabungsvorrichtung gehörenden Positioniereinheit fixier- bar ist, bei der es sich beispielsweise um einen Roboter oder um einen sonstigen Manipulator handelt und die ein maschinel- les räumliches Bewegen der Greifvorrichtung gestattet.
Die Handhabungsvorrichtung kann mit nur einer einzigen Greif- Vorrichtung oder mit mehreren Greifvorrichtungen ausgestattet sein. Mehrere Greifvorrichtungen sind bevorzugt quer zu ihrer Hochachse unter gegenaeitigem Abstand verteilt angeordnet, Mehrere Greifvorrichtungen können einheitlich an ein und der- selben Positioniereinheit angebracht sein. Mehrere GreifVor- richtungen empfehlen sich insbesondere zur Handhabung sehr großflächiger formlabiler Flachobjekte, beispielsweise von Textilbahnen oder Folienbahnen. Hierbei kann das großflächige Flachobjekt mittels der mehreren Greifvorrichtungen zum an- schließenden Transport an mehreren Stellen gleichzeitig fest- gehalten werden. Die Handhabungsvorrichtung hat zweckmäßiger- weise ein Grundgestell, an dem die mehreren GreifVorrichtun- gen mit gegenseitig veränderbarem Abstand angebracht sind, sodass eine Anpassung an die Grundfläche des handzuhabenden Flachobjektes möglich ist. Das Grundgestell kann eine Befes- tigungsschnittstelle zur Anbringung an einer Positionierein- heit aufweisen.
Die Handhabungsvorrichtung ist zweckmäßigerweise mit einer elektronischen Steuereinrichtung ausgestattet, mit der sich der Betrieb der mindestens einen Greifvorrichtung und deren Bestandteile steuern und insbesondere auch automatisieren lässt.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeich- nung näher erläutert. In dieser zeigen: Figur 1 eine bevorzugte Ausgestaltung der erfin- dungsgemäßen Handhabungsvorrichtung in einer perspektivischen Ansicht, wobei ei- ne bevorzugte Bauform einer Greifvorrich- tung im an einer nur strichpunktiert an- gedeuteten Positioniereinheit befestigten Zustand illustriert ist,
Figur 2 die Greifvorrichtung aus Figur 1 in einer Seitenansicht mit Blickrichtung gemäß Pfeil II aus Figur 1,
Figur 3 eine Draufsicht der Greifvorrichtung mit Blickrichtung gemäß Pfeil III aus Figur 1,
Figur 4 eine Unteransicht der Greifvorrichtung mit Blickrichtung gemäß Pfeil IV aus Fi- gur 1,
Figur 5 eine Vorderansicht der Greifvorrichtung mit Blickrichtung gemäß Pfeil V aus Figu- ren 1 und 2, Figur 6 eine Rückansicht der Greifvorrichtung mit Blickrichtung gemäß Pfeil VI aus Figuren 1 und 2,
Figur 7 einen Schnitt durch die Greifvorrichtung parallel zu einer Hochachse der Greifvor- richtung gemäß Schnittebene VII-VII aus Figuren 2 und 9, Figur 8 einen weiteren Schnitt durch die Greif- vorrichtung in einer zur Hochachse recht- winkeligen Schnittebene VIII-VIII aus Fi- gur 6,
Figur 9 einen Schnitt durch die Greifvorrichtung in einer zur Hochachse parallelen Schnittebene IX-IX aus Figur 6, die be- züglich der Schnittebene der Figur 7 senkrecht verläuft, und Figuren 10 bis 14 in einer der Figur 7 entsprechenden
Schnittdarstellung mehrere Betriebsphasen der Greifvorrichtung beim Ergreifen eines oder mehrerer Flachobjekte.
In der Zeichnung ist eine Handhabungsvorrichtung 1 gezeigt, die verwendbar ist, um ein oder mehrere Flachobjekte 2 zwi- schen einem Ausgangsort und einem Zielort umzupositionieren. Die Flachobjekte 2 haben formlabile, beziehungsweise mit an- deren Worten biegeschlaffe Eigenschaften, die beispielsweise bei Lagen von Textilien oder bei Kunststofffolien oder bei dünnen Gummimatten anzutreffen sind. Die Flachobjekte 2 sind Objekte mit flächenhafter Ausdehnung und mit quer zu ihrer Ausdehnungsebene relativ geringer Dicke.
Das jeweils umzupositionierende Flachobjekt 2 wird am Aus- gangsort beispielsweise durch eine Bereitstellungsvorrichtung 3 beliebiger Art zu seiner Umpositionierung bereitgestellt.
Im einfachsten Fall handelt es sich bei der Bereitstellungs- vorrichtung 3 um eine Unterlage, wie beispielsweise einen Tisch. Die Bereitstellungsvorrichtung 3 kann Bestandteil ei- ner Fertigungsmaschine sein, durch die die Flachobjekte 2 in mit einer Wunschkontur zugeschnittener Form bereitgestellt werden.
Als Hauptkomponente enthält die Handhabungsvorrichtung 1 min- destens eine Greifvorrichtung 4, wobei die illustrierte Hand- habungsvorrichtung 1 mit genau einer solchen Greifvorrichtung 4 ausgestattet ist. Komplexere Bauformen der Handhabungsvor- richtung 1 enthalten mehrere Greifvorrichtungen 4 in einer bedarfsgemäßen Verteilung, wobei es vorteilhaft ist, wenn sämtliche Greifvorrichtungen 4 in einer Arbeitsebene verteilt platziert sind. Eine solche Handhabungsvorrichtung 1 ist zweckmäßigerweise mit Verstellmitteln ausgestattet, die es ermöglichen, die Relativposition zwischen den mehreren Greif- Vorrichtungen 4 zu verändern und in unterschiedlichem Muster lösbar zu fixieren. Bei ihrem bestimmungsgemäßen Gebrauch ist die beispielhafte Greifvorrichtung 1 an einer nur schematisch strichpunktiert angedeuteten Positioniereinheit 5 befestigt, die zweckmäßi- gerweise ebenfalls einen Bestandteil der Handhabungsvorrich- tung 1 bildet, durchaus aber auch als eine externe Komponente zur Verfügung stehen kann. Die Greifvorrichtung 4 hat eine Befestigungsschnittstelle 6, die beispielsweise als ein zur Schraubbefestigung an der Positioniereinheit 5 geeigneter Be- festigungsflansch ausgebildet ist.
Bei der Positioniereinheit 5 handelt es sich beispielsweise um einen Roboter beziehungsweise um einen beweglichen Robo- terarm. Die Positioniereinheit 5 ist beispielsweise elektrisch und/oder mittels Fluidkraft angetrieben. Durch entsprechende Ansteuerung der Positioniereinheit 5 kann die Greifvorrichtung 4 unter Ausführung einer Handhabungsbewegung nach Bedarf im Raum bewegt werden. Bei der Handhabungsbewe- gung handelt es sich bevorzugt um eine dreidimensionale Bewe- gung, wenngleich auch beliebige andere Bewegungsfreiheitsgra- de zur Verfügung gestellt sein können.
Die Greifvorrichtung 4 hat eine imaginäre Hochachse 9, deren Achsrichtung 9a im Folgenden auch als Höhenrichtung 9a be- zeichnet wird. Die Hochachse 9 erstreckt sich zwischen einer Oberseite 18 und einer Unterseite 13 der Greifvorrichtung 4. Die Figur 3 zeigt einen Blick auf die Oberseite 18 und die Figur 4 einen Blick auf die Unterseite 13. Bei einer zwar nicht ausschließlichen, jedoch üblichen Betriebsweise ist die Hochachse 9 vertikal ausgerichtet.
Die Greifvorrichtung 4 hat ferner eine zu der Hochachse 9 rechtwinkelige Längsachse 8, die sich zwischen einer Vorder- seite 15 und einer Rückseite 16 der Greifvorrichtung 4 er- streckt, wobei die Figur 5 einen Blick auf die Vorderseite 15 und die Figur 6 einen Blick auf die Rückseite 16 der Greif- vorrichtung 4 bietet.
Eine imaginäre Querachse 10 der Greifvorrichtung 4 verläuft orthogonal zu sowohl der Längsachse 8 als auch der Hochachse 9 und erstreckt sich zwischen zwei einander entgegengesetzten seitlichen Vorrichtungsbereichen 7a, 7b.
Die Greifvorrichtung 4 hat eine stabile und insbesondere starre Tragstruktur 14. Die optionale Befestigungsschnitt- stelle 6 ist an der Tragstruktur 14 und dort insbesondere an der Oberseite 18 ausgebildet. An der Unterseite 13 hat die Tragstruktur 14 eine in der Hö- henrichtung 9a nach unten weisende Anlagefläche 19. Exempla- risch ist sie rechteckig konturiert und erstreckt sich in ei- ner zu der Hochachse 9 rechtwinkeligen Anlageebene 22. Bei der bestimmungsgemäßen Nutzung kann die Greifvorrichtung 4 mit der Anlagefläche 19 gemäß den Pfeilen 23 in Figur 10 von oben her an ein umzupositionierendes formlabiles Flachobjekt 2 angesetzt werden. Das von der Anlagefläche 22 beaufschlagte Flachobjekt 2 stützt sich dabei seinerseits auf der Bereit- Stellungsvorrichtung 3 in vertikaler Richtung ab, sodass es zwischen der Anlagefläche 22 und der Bereitstellungsvorrich- tung 2 reibschlüssig festgehalten und insbesondere festge- klemmt ist.
Die Greifvorrichtung 4 ist mit zwei Greifeinheiten 24a, 24b ausgestattet, die im Folgenden auch als erste und zweite Greifeinheiten 24a, 24b bezeichnet werden und die sich je- weils an einem der beiden seitlichen Vorrichtungsbereiche 7a, 7b befinden. Die beiden Greifeinheiten 24a, 24b sind in der Höhenrichtung 9a auf gleicher Höhe und in der Achsrichtung der Querachse 10 unter gegenseitigem Abstand nebeneinander angeordnet. Bevorzugt sind sie zumindest im Wesentlichen spiegelsymmetrisch zu einer von der Hochachse 9 und der Längsachse 8 aufgespannten Symmetrieebene ausgebildet.
Jede der beiden Greifeinheiten 24a, 24b definiert einen Klemmspalt 25, der eine der Unterseite 13 zugewandte Spalt- öffnung 26 aufweist, die im Folgenden auch als Objekt- Einführöffnung 25 bezeichnet wird. Die beiden Objekt- Einführöffnungen 26 schließen sich jeweils in der im Folgen- den auch als Querrichtung 10a bezeichneten Achsrichtung der Querachse 10 an einen der beiden äußeren Endabschnitte 19a, 19b der Anlagefläche 19 an, die den beiden seitlichen Vor- richtungsbereichen 7a, 7b zugeordnet sind. Jede Objekt- Einführöffnung 26 erstreckt sich vorzugsweise zumindest im Wesentlichen in der Anlageebene 22. Jede Objekt-Einführöffnung 26 hat eine Längserstreckung pa- rallel zu der Längsachse 8, die geringer ist als eine in der Querrichtung 10a gemessene Breite der betreffenden Objekt- Einführöffnung 26.
Jeder Klemmspalt 25 erstreckt sich in der im Folgenden auch als Längsrichtung 8a bezeichneten Achsrichtung der Längsachse 8 durchgehend von der Vorderseite 15 zu der Rückseite 16, wo- bei er sowohl an der Vorderseite 15 als auch an der Rückseite 16 durchgängig offen ist. Entsprechendes gilt für die Objekt- Einführöffnung 26, insbesondere schlitzförmig ausgebildet ist. Jeder Klemmspalt 25 hat eine Spaltlängsachse 27, die in einer gemeinsamen Ebene mit der Hochachse 9 und zweckmäßigerweise auch der Querachse 10 verläuft und die sich ausgehend von der Objekt-Einführöffnung 26 bis zu einem inneren Spaltende 28 erstreckt, das näher bei der Oberseite 18 liegt als die Ob- jekt-Einführöffnung 26. Jeder Klemmspalt 25 erstreckt sich in einer mit der Spaltlängsachse 26 zusammenfallenden Spaltebene 31, die parallel zu der Längsachse 8 ausgerichtet ist und die bezüglich der Hochachse 9 derart geneigt ist, dass sie sich auf ihrem Weg von der Objekt-Einführöffnung 26 zum inneren Spaltende 28 an die mittige Hochachse 9 der Greifvorrichtung 4 annähert. Mit anderen Worten sind die beiden Objekt- Einführöffnungen 26 bezogen auf die Querrichtung 10a in einem größeren Abstand zueinander angeordnet als die beiden inneren Spaltenden 28. Bevorzugt schließt jede Spaltebene 31 mit der Anlageebene 22 an der der Hochachse 9 zugewandten Innenseite einen spitzen Winkel ein.
Jeder Klemmspalt 25 ist einerseits von einer an der Trags- truktur 14 angeordneten oder ausgebildeten Klemmfläche 32 be- grenzt, die insbesondere von einem dem seitlichen Vorrich- tungsbereich 7a, 7b zugewandten Seitenflächenabschnitt der Tragstruktur 14 gebildet ist. Daraus resultiert zweckmäßiger- weise eine aus den Figuren 5 bis 7 gut ersichtliche trapez- förmige Gestalt eines der Unterseite 13 zugeordneten unteren Endabschnittes 33 der Tragstruktur 14. Die Außenkontur dieses unteren Endabschnittes 33 ist unten von der Anlagefläche 19 und an den Querseiten von den nach oben hin konvergierenden Klemmflächen 32 begrenzt. Jede Klemmfläche 32 ist bevorzugt eine ebene Fläche.
Jeder Klemmspalt 25 ist in einem der Klemmfläche 32 gegen- überliegenden Bereich von einem an der Tragstruktur 4 ange- ordneten Klemmarm 34 begrenzt, der ebenso wie die mit Abstand gegenüberliegende Klemmfläche 32 ein Bestandteil der zugeord- neten Greifeinheit 24a, 24b ist.
Jeder Klemmarm 24 hat einen inneren Endabschnitt 35, der in einem in der Höhenrichtung 9a oberhalb des inneren Spaltendes 28 liegenden Bereich an der Tragstruktur 14 befestigt ist und sich ausgehend von dort mit einem bezüglich der Hochachse 9 geneigten Verlauf nach unten in Richtung zu der Unterseite 13 erstreckt und mit einem dem inneren Endabschnitt 35 entgegen- gesetzten äußeren Endabschnitt 36 frei endet. Die inneren Endabschnitte 35 der beiden Klemmarme 34 liegen somit näher beieinander als die beiden äußeren Endabschnitte 36.
Bevorzugt ist jeder Klemmarm 34 an der Tragstruktur 14 zur Ermöglichung einer durch Doppelpfeile angedeuteten Klemmarm- Schwenkbewegung 37 verschwenkbar gelagert. Die Schwenkachse 38 für die Klemmarm-Schwenkbewegung 37 verläuft in der Längs- richtung 8a der Greifvorrichtung 4. Die Schwenkachse 38 be- findet sich bevorzugt im Bereich des inneren Endabschnittes 35 des Klemmarms 35. Bei der Klemmarm-Schwenkbewegung 37 ver- ändert sich eine zwischen der Klemmfläche 32 und dem Klemmarm 34 gemessene Spalthöhe des Klemmspaltes 35. Bevorzugt ist jeder Klemmarm 34 zwischen einer an die zuge- ordnete Klemmfläche 32 herangeschwenkten inneren Schwenk- Endstellung, die aus Figur 13 ersichtlich ist und in der die Spalthöhe des Klemmspaltes 25 bevorzugt zumindest annähernd gleich Null ist, und einer ausgeschwenkten äußeren Schwenk- Endstellung, die aus Figur 10 ersichtlich ist, relativ zu der Tragstruktur 14 verschwenkbar. In der äußeren Schwenk- Endstellung hat die Spalthöhe des Klemmspaltes 25 ein Maxi- mum. Zumindest in allen von der inneren Schwenk-Endstellung abweichenden Schwenkstellungen des Klemmarmes 34 hat der
Klemmspalt 25 zweckmäßigerweise einen sich ausgehend von der Objekt-Einführöffnung 26 zum inneren Spaltende 28 hin ver- jüngenden Verlauf.
Ein biegeschlaffes Flachobjekt 2 lässt sich mittels der Greifvorrichtung 4 festhalten und transportieren, indem in jedem der beiden Klemmspalte 25 einer von zwei Abschnitten 42 des Flachobjektes 2, die im Folgenden jeweils auch als Flach- objektabschnitt 42 bezeichnet werden, vorübergehend festge- klemmt wird. Der dazu verwendete Klemmmechanismus umfasst pro Greifeinheit 24a, 24b die fest an der Tragstruktur 14 ange- ordnete Klemmfläche 32 und den diesbezüglich schwenkbewegli- chen Klemmarm 34. Das Festklemmen und folglich Festhalten ei- nes Flachobjektabschnittes 42 resultiert daraus, dass der Klemmarm 34 ausgehend von einer Schwenkstellung, die von der inneren Schwenk-Endstellung abweicht und als Schwenk-
Offenstellung bezeichnet wird, gemäß den Pfeilen 43 in Rich- tung der inneren Schwenk-Endstellung verschwenkt werden, bis die gewünschte Klemmkraft auf den im Klemmspalt 25 befindli- chen Flachobjektabschnitt 42 ausgeübt wird. Die weiter oben erwähnte äußere Schwenk-Endstellung repräsentiert eine
Schwenk-Offenstellung mit maximal aufgeweitetem Klemmspalt 25. Eine besondere Ausgestaltung jedes Klemmarmes 34 ermöglicht es, den festzuhaltenden Flachobjektabschnitt 42 des umzuposi- tionierenden Flachobjektes 2 durch die Objekt-Einführöffnung 26 hindurch in den Klemmspalt 25 hinein zu fördern. Diese be- sondere Ausgestaltung des Klemmarmes 34 beinhaltet eine
Transportstruktur 44, die in der aus den Figuren 5, 10 bis 12 und 14 ersichtlichen Greifposition der Greifvorrichtung 4 ge- mäß den Pfeilen 47 in Figur 11 an den über die Anlagefläche 19 vorstehenden Flachobjektabschnitt 42 des Flachobjektes 2 andrückbar ist und in diesem angedrückten Zustand durch eine Drehantriebseinrichtung 45 der Greifvorrichtung 4 zu einer in den Figuren 12 und 14 durch Pfeile angedeuteten umlaufenden Transportbewegung 46 antreibbar ist, durch die der beauf- schlagte Flachobjektabschnitt 42 reibungsbedingt mitgenommen und durch die Objekt-Einführöffnung 26 hindurch gemäß den Pfeilen 48 in den Figuren 12 und 14 in den zugeordneten Klemmspalt 25 hineintransportiert wird. Da es sich bei der Transportbewegung 46 um eine Umlaufbewegung handelt, kann man auch sagen, dass dadurch der festzuhaltende Flachobjektab- schnitt 42 in den benachbarten Klemmspalt 25 hineingewälzt wird.
Gemäß dem bevorzugten illustrierten Ausführungsbeispiel ist die Transportstruktur 44 ein Bestandteil einer Transportein- richtung 49 des betreffenden Klemmarmes 34, die in bewegli- eher Weise an einem Armgrundkörper 52 des Klemmarmes 34 ange- ordnet ist, der zum Erhalt der Schwenkbeweglichkeit des Klemmarmes 34 an der Tragstruktur 14 verschwenkbar gelagert ist. Die obigen Ausführungen zur Schwenklagerung der Klemmar- me 34 beziehen sich somit exemplarisch auf den jeweiligen Armgrundkörper 42.
Beispielhaft verfügt die Tragstruktur 14 an den beiden seit- lichen Vorrichtungsbereichen 7a, 7b jeweils über zwei in der Querrichtung 10a abstehende und in der Längsrichtung 8a zuei- nander beabstandete Seitenwangen 53, zwischen die der zuge- ordnete Klemmarm 34 mit seinem inneren Endabschnitt 35 ein- taucht und zwischen denen sich eine Lagerwelle 54 erstreckt, die auch den inneren Endabschnitt des Armgrundkörpers 52 in einer Weise durchsetzt, dass selbiger um die Lagerwelle 54 verschwenkbar ist, deren Längsachse beispielhaft die Schwenk- achse 38 für die Klemmarm-Schwenkbewegung 37 definiert. Somit ist jeder Klemmarm 34 zur Ermöglichung der Klemmarm- Schwenkbewegung 37 über den zugeordneten Armgrundkörper 52 an der Tragstruktur 14 verschwenkbar gelagert.
Die Transporteinrichtung 49 hat eine Transportrollenanordnung 55 mit mehreren und exemplarisch drei Transportrollen 56, die jeweils um ihre Längsachse 57 verdrehbar am Armgrundkörper 52 gelagert sind, wobei sich ihre Längsachsen 57 parallel zur Längsachse 8 der Greifvorrichtung 4 erstrecken. Die mehreren Transportrollen 56 sind in der Achsrichtung der Spaltlängs- achse 27 mit Abstand zueinander aufeinanderfolgend angeord- net. Die Transportstruktur 44 ist nur außen um die Transport- rollenanordnung 55 herumgeschlungen, wobei eine dem inneren Endabschnitt 35 zugeordnete innere Transportrolle 56a ebenso wie eine dem äußeren Endabschnitt 36 zugeordnete äußere Transportrolle 56b als Umlenkrolle fungiert, während die da- zwischen angeordnete mittlere Transportrolle 56b lediglich die Funktion einer Abstützrolle ausübt.
Bei einem nicht illustrierten Ausführungsbeispiel entfällt die mittlere Transportrolle 56c, während bei einem ebenfalls nicht illustrierten anderen Ausführungsbeispiel zwischen der inneren und der äußeren Transportrolle 56a, 56b mehrere mitt- lere Transportrollen 56c als Absützrollen angeordnet sind. Eine der Transportrollen 56 pro Klemmarm 34, bei der es sich exemplarisch um die innere Transportrolle 56 handelt, fun- giert als eine Antriebsrolle 58, die antriebsmäßig mit der Drehantriebseinrichtung 45 gekoppelt ist und die durch die Drehantriebseinrichtung 45 rotativ antreibbar ist, um die um die Transportrollenanordnung 55 umlaufende Transportbewegung 56 der Transportstruktur 44 zu erzeugen. Beispielhaft erfolgt die Übertragung einer Antriebskraft zwischen der Antriebsrol- le 58 und der Transportstruktur 44 reibungsbedingt aufgrund einer gewissen Vorspannung, mit der die Transportstruktur 44 auf der Transportrollenanordnung 55 sitzt. Insbesondere in diesem Zusammenhang ist es von Vorteil, wenn die Trans- portstruktur 44, was auf das Ausführungsbeispiel zutrifft, aus einem Material mit gummielastischen Eigenschaften besteht und insbesondere aus einem Elastomermaterial besteht. Alter- nativ könnte die Transportstruktur 44 beispielsweise auch zahnriemenartig ausgebildet sein und mit einer außen verzahn- ten Antriebsrolle 58 in Eingriff stehen.
Die Handhabungsvorrichtung 1 ist zweckmäßigerweise mit einer elektronischen Steuereinrichtung 59 ausgestattet, an die die Drehantriebseinrichtung 45 angeschlossen ist, um die Trans- portbewegung 46 oder bedarfsgemäß das Stoppen der Transport- bewegung 46 hervorzurufen. Die Transportbewegung 46 ist be- vorzugt bidirektional hervorrufbar. Die Greifvorrichtung 4 ist zweckmäßigerweise mit einer
Schwenkantriebseinrichtung 62 ausgestattet, durch die die Klemmarm-Schwenkbewegung 37 hervorrufbar ist und durch die jeder Klemmarm 34 zweckmäßigerweise in den weiter oben schon erwähnten unterschiedlichen Schwenkstellungen positionierbar ist. Auch die Schwenkantriebseinrichtung 62 ist zweckmäßiger- weise an die elektronische Steuereinrichtung 59 angeschlos- sen, durch die die Klemmarm-Schwenkbewegung 37 und die schwenkwinkelmäßige Positionierung der Klemmarme 34 steuerbar ist.
Die Transportstruktur 44 jedes Klemmarms 34 hat im Bereich des äußeren Endabschnittes 36 einen in der Höhenrichtung 9a nach unten weisendem Abschnitt, der im Folgenden als Trans- port-Initialisierungsabschnitt 63 bezeichnet wird und bei dem es sich insbesondere um denjenigen Abschnitt der Trans- portstruktur 44 handelt, der unabhängig von der Schwenkposi- tion des Klemmarmes 34 höhenmäßig die tiefste Position der Transportstruktur 44 definiert. Es handelt sich dabei um den- jenigen Abstand der Transportstruktur 44, der bei dem gemäß den Pfeilen 47 erfolgenden Abwärtsschwenken der Klemmarme 34 den ersten Kontakt zwischen der Transportstruktur 44 und dem zugeordneten Flachobjektabschnitt 42 herstellt. Beispielhaft ist der Transport-Initialisierungsabschnitt 63 von demjenigen Längenabschnitt der Transportstruktur 44 gebildet, der momen- tan die der Objekt-Einführöffnung 26 zugeordnete äußere Transportrolle 56b umschlingt und der im Folgenden zur besse- ren Unterscheidung auch als Umschlingungsabschnitt bezeichnet wird.
Bevorzugt ist der Transport-Initialisierungsabschnitt 63 von demjenigen Endbereich des Umschlingungsabschnittes der Trans- portstruktur 44 gebildet, der momentan in den im Folgenden als Transporttrum 64 bezeichneten Trum der Transportstruktur 44 übergeht, der den Klemmspalt 25 begrenzt.
Durch den Kontakt des Transport-Initialisierungsabschnittes 63 mit dem Flachobjekt 2 beginnt der durch die Pfeile 48 an- gedeutete Vorgang des Hineintransportierens beziehungsweise Hineinwälzens des Flachobjektabschnittes 42 in den zugeordne- ten Klemmspalt 25. Bei einem bevorzugten Verfahren zum Betreiben der Handha- bungsvorrichtung 1 werden zunächst mehrere Lagen von Flachob- jekten 2 unter Bildung eines Flachobjektstapels 65 auf einer Bereitstellungsvorrichtung 3 abgelegt, wie dies in Figur 10 illustriert ist. Sodann wird gemäß den Pfeilen 23 die Greif- vorrichtung 4 mit ihrer Anlagefläche 19 voraus auf den Flach- objektstapel 65 abgesenkt, bis die Anlagefläche 19 auf den obersten Flachobjekt 2 des Flachobjektstapels 65 aufsitzt.
Die beiden Klemmarme 34 befinden sich dabei in der äußeren Schwenk-Endstellung.
Hieran anschließend werden entsprechend der Illustration in Figur 11 die beiden Klemmarme 34 durch die Schwenkantriebs- einrichtung 62 zu einer Klemmarm-Schwenkbewegung 37 angetrie- ben, durch die sie gemäß den Pfeilen 47 abgesenkt werden, bis die Transportstruktur 44 mit dem Transport-
Initialisierungsabschnitt 63 an den über die Anlagefläche 19 hinausragenden Flachobjektabschnitt 42 angedrückt ist.
Anschließend werden die Transportstrukturen 44 der beiden Klemmarme 34 durch die Drehantriebseinrichtung 45 zu der Transportbewegung 46 angetrieben, bei der sie um die jeweils zugeordnete Transportrollenanordnung 56 umlaufen. Bei dieser in Figur 12 illustrierten Betriebsphase werden die Flachob- jektabschnitte 42 von der im Bereich des Transport- Initialisierungsabschnittes 63 anliegenden Transportstruktur 44 reibungsbedingt mitgenommen und im Rahmen eines Umfaltvor- ganges in den zugeordneten Klemmspalt 25 hineinbewegt, wie dies durch die Pfeile 48 illustriert ist. Die Spalthöhe des Klemmspaltes 25 ist in dieser Betriebsphase üblicherweise noch größer als die Dicke des Flachobjektabschnittes 42, gleichwohl gibt es einen Kontakt zwischen dem instabilen Ob- jektmaterial und dem Transporttum 63, sodass der Flachobjekt- abschnitt 42 zuverlässig ausreichend weit in den Klemmspalt 25 hineinbefördert wird.
Zweckmäßigerweise wird durch die Schwenkantriebseinrichtung 62 eine ständige, in der Richtung der inneren Schwenk- Endstellung wirkende Antriebskraft auf die Klemmarme 34 aus- geübt. Dies hat zur Folge, dass sich die Spalthöhe der Klemm- spalte 25 in dem Moment verringert, in dem der Flachobjektab- schnitt 42 den Einflussbereich des Transport- Initialisierungsabschnittes 63 verlassen hat. Die Klemmarme 34 werden dann weiter nach unten geschwenkt, bis sie mit ih- rem Transport-Initialisierungsabschnitt 63 auf dem Flachob- jektabschnitten 42 des darunterliegenden Flachobjektes 2 des Flachobjektstapels 65 zur Anlage gelangen.
Soll nur ein einziges Flachobjekt 2 aufgenommen werden, wird durch die Steuereinrichtung 59 die Transportbewegung 46 ge- stoppt, sobald der Flachobjektabschnitt 42 in den zugeordne- ten Klemmspalt 25 hineingewälzt wurde. Anschließend wird dann die Greifvorrichtung 4 gemäß den Pfeilen 66 in Figur 13 von den verbliebenen Flachobjekten 8 des Flachobjektstapels 65 abgehoben, wobei gleichzeitig die Klemmarme 34 gemäß den
Pfeilen 43 in Richtung der inneren Schwenk-Endstellung ver- schwenkt werden, bis die in den Klemmspalten 25 befindlichen Flachobjektabschnitte 42 festgeklemmt sind.
Nun kann die Greifvorrichtung 4 zusammen mit dem von ihr festgehaltenen Flachobjekt 2 zur gewünschten Zielposition verlagert werden.
An der Zielposition wird das bis dahin festgehaltene Flachob- jekt 2 aus der Klemmung freigegeben, sodass es nach unten aus der Greifvorrichtung 4 herausfällt. Hierzu werden die Klemm- arme 34 durch entsprechende Ansteuerung der Schwenkantriebs- einrichtung 62 in der Richtung der äußeren Schwenk- Endstellung verschwenkt, wodurch die Klemmspalte 25 aufgewei- tet werden. Das Ablegen des Flachobjektes 2 kann bei Bedarf noch dadurch unterstützt werden, dass die Transportstrukturen 44 durch die Drehantriebseinrichtung 45 zu einer Transportbe- wegung 46 angetrieben werden, die entgegengesetzt zu derjeni- gen gerichtet ist, die das Hineinbefördern der Flachobjektab- schnitte 42 in die Klemmspalte 25 verursacht hatte.
Das Ablegen des Flachobjekts 2 am Zielort kann auch allein durch die reversierende Transportbewegung 46 und ohne beglei- tendes Aufweiten der Klemmspalte 25 hervorgerufen werden.
Die das Hineinfördern der Flachobjektabschnitte 42 in die Klemmspalte 25 bewirkende Umlaufbewegung 46 gemäß Figur 12 kann gestartet werden, nachdem die Transportstruktur 44 an den Flachobjektabschnitt 42 angedrückt wurde oder auch schon vorher, sodass schon im Moment des Ansetzens eine Transport- kraft auf den Flachobjektabschnitt 42 ausgeübt wird.
Wenn durch die Greifvorrichtung 4 mehrere Flachobjekte 2 des Flachobjektstapels 65 gleichzeitig gemeinsam umpositioniert werden sollen, wird die in Figur 12 illustrierte Betriebspha- se so lange wiederholt, bis die Flachobjektabschnitte 42 der gewünschten Anzahl von Flachobjekten 2 nacheinander in die Klemmspalte 25 hineingewälzt wurden. Dieser Verfahrensablauf ist in Figur 14 illustriert. Die Figur 14 zeigt, wie die Flachobjektabschnitte 42 des obersten Flachobjektes 2 bereits vollständig in die Klemmspalte 25 hineinbewegt wurden und wie momentan Flachobjektabschnitte 42 des darunterliegenden Flachobjekts 2 ebenfalls in die Klemmspalte 25 hineingewälzt werden. Sobald die Flachobjektabschnitte 42 sämtlicher gemeinsam um- zupositionierender Flachobjekte 2 in die Klemmspalte 25 hin- einbewegt sind, schließt sich der in Figur 13 illustrierte abschließende Vorgang an, bei dem nun sämtliche in jeweiligen Klemmspalt 25 befindlichen Flachobjektabschnitte 42 gemeinsam festgeklemmt werden, sodass mehrere Flachobjekte 2 zur Umpo- sitionierung an eine Zielposition an der Greifvorrichtung 4 festgehalten sind.
Wie insbesondere aus der Figur 13 deutlich wird, ist jeder Klemmarm 34 zweckmäßigerweise im Rahmen der Klemmarm-
Schwenkbewegung 37 so weit nach unten schwenkbar, dass der äußere Endabschnitt 36 einschließlich des dort befindlichen Transport-Initialisierungsabschnittes 63 eine Position ein- nimmt, die in der Höhenrichtung 9a tiefer liegt als die Anla- gefläche 19 oder deren Anlageebene 22. Auf diese Weise kann der Klemmarm 34 sehr nahe an die zugeordnete Klemmfläche 32 herangeschwenkt werden, insbesondere sogar bis zur Anlage an dieser Klemmfläche 32, was eine sichere Klemmfunktion selbst bei sehr dünnen Flachobjekten 2 gewährleistet. Außerdem ge- währleistet dies die anhand der Figur 14 erläuterte Stapel- verarbeitung aufeinandergestapelter Flachobjekte 2.
Die gleichen Verfahrensabläufe sind mit einer Greifvorrich- tung 4 durchführbar, die über nur eine einzige Greifeinheit 24a oder 24b verfügt. Eine solche einfach wirkende Greifvor- richtung 4 kann man sich im Vergleich zu der bisher beschrie- benen doppelwirkenden Greifvorrichtung 4 dadurch gebildet vorstellen, dass bezogen auf die Figur 5 der links der strichpunktierten Linie 67 befindliche Bestandteil der Greif- vorrichtung 4 einschließlich aller beweglichen Komponenten der dort abgebildeten ersten Greifeinheit 24a entfallen. Die illustrierte Handhabungsvorrichtung 1 ist mit einer be- vorzugten Ausgestaltung einer Schwenkantriebseinrichtung 62 ausgestattet. Diese Schwenkantriebseinrichtung 62 enthält ei- ne an der Tragstruktur 14 angeordnete Linearantriebseinheit 68 und ein Verzahnungsgetriebe 69, durch das die Linearan- triebseinheit 68 zur Erzeugung der Klemmarm-Schwenkbewegung 37 kraftübertragend mit dem Klemmarm 34 jeder Greifeinheit 24a, 24b gekoppelt ist. Zweckmäßigerweise sind alle Komponen- ten der Schwenkantriebseinrichtung 62 an der Vorderseite 15 der Greifvorrichtung 4 angeordnet.
Die Linearantriebseinheit 68 hat beispielhaft einen An- triebsmotor 72, der ein Motorgehäuse 73 aufweist, über das er vorne an der Tragstruktur 14 befestigt ist, insbesondere in einem Bereich, der in der Höhenrichtung 9a höher liegt als die beiden Klemmarme 34. Die Linearantriebseinheit 68 hat ferner ein durch den Antriebsmotor 72 zu einer durch einen Doppelpfeil angedeuteten linearen Antriebsbewegung 74 an- treibbares Antriebsglied 75, das bevorzugt an einer vorne an der Tragstruktur 14 angebrachten Linearführungseinrichtung 76 linear verschiebbar geführt ist.
Die Linearantriebseinheit 68 ist so ausgebildet, dass die Be- wegungsrichtung der linearen Antriebsbewegung 74 mit der Hö- henrichtung 9a zusammenfällt. Das Antriebsglied 75 befindet sich zweckmäßigerweise in der Höhenrichtung 9a unterhalb des Antriebsmotors 72, mit dem es über ein Antriebselement 76 be- wegungsgekoppelt ist. Beispielhaft handelt es sich bei dem Antriebselement 76 um eine rotativ antreibbare Motorwelle, die über einen mit dem Antriebsglied 75 in Gewindeeingriff stehenden Gewindeabschnitt verfügt, sodass eine durch den An- triebsmotor 72 hervorrufbare Rotation des Antriebselementes 76 die lineare Antriebsbewegung 74 des bezüglich der Trags- truktur 14 verdrehgesicherten Antriebsgliedes 75 zur Folge hat. Der Antriebsmotor 72 ist in diesem Fall insbesondere ein Elektromotor und bevorzugt ein Servomotor, der bei Bedarf ei- ne exakte Einstellung der Drehposition des Antriebselementes 76 und somit der Linearposition des Antriebsgliedes 75 ermög- licht.
Alternativ kann der Antriebsmotor 72 auch ein Fluidmotor sein, beispielsweise ein pneumatischer Linearantrieb, in wel- chem Fall das Antriebselement 76 eine linear verschiebbare Kolbenstange ist, die an dem Antriebsglied 75 angreift. Über eine bevorzugt am Motorgehäuse 73 des Antriebsmotors 72 angeordnete elektromechanische Schnittstelleneinrichtung 77 ist der Antriebsmotor 72 zu seiner elektrischen Ansteuerung mit der elektronischen Steuereinrichtung 59 verbindbar oder verbunden. Das Antriebsglied 75 weist für jede Greifeinheit 24a, 24b ei- ne zu dem Verzahnungsgetriebe 69 gehörende zahnstangenartige Antriebsverzahnung 78a, 78b auf, die sich in der Höhenrich- tung 9a erstreckt. Diese beiden Antriebsverzahnungen 78a, 78b sind bevorzugt an in der Querrichtung 10a einander entgegen- gesetzten Längsseiten des Antriebsgliedes 75 angeordnet.
Jede Greifeinheit 24a, 24b hat einen Schwenkhebel 81, der an der Tragstruktur 14 diesbezüglich um eine Schwenkachse 82 verschwenkbar gelagert ist, die bevorzugt mit der Schwenkach- se 38 des zugeordneten Klemmarms 34 zusammenfällt. Beispiel- haft ist dies dadurch realisiert, dass die Lagerwelle 54 die zugeordnete Seitenwange 53 durchsetzt und diesbezüglich an der Rückseite 15 mit einem Wellenendabschnitt vorsteht, auf den der Schwenkhebel 81 in schwenkbeweglicher Weise aufge- steckt ist. Jeder Schwenkhebel 81 hat einen Antriebshebelarm 83, an dem eine dem Antriebsglied 75 zugewandte, konvex bogenförmige Ab- triebsverzahnung 84a, 84b ausgebildet ist, die mit der zuge- wandten zahnstangenartigen Antriebsverzahnung 87a, 87b des Antriebsgliedes 75 in ständigem Verzahnungseingriff steht.
Wenn sich das Antriebsglied 75 in der Höhenrichtung 9a auf oder ab bewegt, machen die Antriebsverzahnungen 87a, 87b die Linearbewegung mit, wobei sich die jeweils zugeordnete Ab- triebsverzahnung 84a, 84b daran abwälzt, sodass der Schwenk- hebel 81 um die Schwenkachse 82 verschwenkt wird.
Jeder Schwenkhebel 81 hat zusätzlich zu dem Antriebshebelarm 83 einen Abtriebshebelarm 85, der in einem bezüglich der Schwenkachse 38 radialen Abstand mit dem Armgrundkörper 52 des zugeordneten Klemmarmes 34 in einer Weise verbunden ist, dass der Armgrundkörper 52 und somit der gesamte Klemmarm 34 die Schwenkbewegung des Schwenkhebels 81 mitmacht und somit selbst eine Schwenkbewegung ausführt, bei der es sich um die weiter oben schon erläuterte Klemmarm-Schwenkbewegung 37 han- delt. Bevorzugt ist diese Mitnahmeverbindung dadurch reali- siert, dass der Klemmarm 34 einen an der Rückseite 15 in der Längsrichtung 8a abstehenden Mitnehmerfortsatz 86 hat, der beabstandet zu der Schwenkachse 82 an dem Abtriebshebelarm 85 fixiert ist und beispielsweise in den Abtriebshebelarm 85 eingesteckt ist. Bei dem illustrierten Ausführungsbeispiel ist der Mitnehmer- fortsatz 86 vom Endabschnitt einer Lagerwelle 87 des Klem- marms 34 gebildet, die zur Drehlagerung der mittleren Trans- portrolle 56c genutzt wird. Zweckmäßigerweise durchsetzt die- se Lagerwelle 87 beide zugeordneten Seitenwangen 53 durch ein in der jeweiligen Seitenwange 53 ausgebildeten bogenförmiges Langloch 88 hindurch. Die für die Erzeugung der um die Transportrollenanordnung 56 umlaufenden Transportbewegung 46 der Transportstruktur 44 verantwortliche Drehantriebseinrichtung 45 enthält als An- triebsquelle eine an der Tragstruktur 14 fixierte und bevor- zugt im Innern der Tragstruktur 14 angeordnete Drehantriebs- einheit 91. Ferner enthält die Drehantriebseinrichtung 45 zweckmäßigerweise ein Getriebe 92, durch das die Drehan- triebseinheit 91 antriebsmäßig mit der Transportstruktur 44 jedes vorhandenen Klemmarmes 34 gekoppelt ist. Das Getriebe 92 ist beispielhaft außerhalb der Tragstruktur 44 angeordnet und befindet sich insbesondere an deren Rückseite 16.
Bevorzugt enthält die Drehantriebseinheit 91 einen Elektromo- tor 93 mit einer zu einer rotativen Antriebsbewegung 96 an- treibbaren Antriebswelle 94, die an der Rückseite 16 über die Tragstruktur 14 vorsteht und dort ein Antriebszahnrad 95 des exemplarisch als Zahnradgetriebe ausgebildeten Getriebes 92 trägt . Das Antriebszahnrad 95 führt gemeinsam mit der An- triebswelle 94 die durch einen Doppelpfeil angedeutete rota- tive Antriebsbewegung 96 in der gewünschten Drehrichtung aus. Bei jedem Klemmarm 34 ist die bevorzugt von der inneren Transportrolle 56 gebildete Antriebsrolle 58 mit der sie durchsetzenden Lagerwelle 54 drehfest verbunden, wobei auf einem an der Vorderseite 15 über die dort befindliche Seiten- wange 53 hinausragenden Endabschnitt der Lagerwelle 54 ein Abtriebszahnrad 97 des Getriebes 92 drehfest angeordnet ist. Die beiden Abtriebszahnräder 97 sind getriebemäßig derart mit dem Antriebszahnrad 95 verbunden, dass bei einer Rotation des Antriebszahnrades 95 gleichzeitig beide Abtriebszahnräder 97 in Rotation versetzt werden, und zwar derart, dass die einem Klemmspalt 34 zugewandten Abschnitte beider Transportstruktu- ren 44, exemplarisch also die beiden Transporttrume 64, gleichgerichtet bewegt werden, also je nach Drehrichtung des Antriebszahnrades 95 entweder in Richtung zum inneren Spal- tende 28 oder in Richtung zur Objekt-Einführöffnung 26. Auf diese Weise ist ein synchroner gleichwirkender Betrieb der beiden Greifeinheiten 24a, 24b möglich, bei dem die beiden Greifeinheiten 24a, 24b gleichzeitig entweder im Sinne eines Ergreifens oder im Sinne eines Lösens eines Flachobjektab- schnittes 42 wirksam sind.
Zur Realisierung dieser Funktionalität enthält das Getriebe 92 bevorzugt eine Mehrzahl von Zwischenzahnrädern 98, die in der aus Figur 6 gut ersichtlichen Weise zwischen das An- triebszahnrad 95 und jeweils eines der beiden Abtriebszahnrä- der 97 zwischengeschaltet sind. Diese Zwischenzahnräder 98 gewährleisten auch auf einfache Weise, dass während der Klemmarm-Schwenkbewegung 37 und in jeder Schwenkstellung der Klemmarme 34 eine ununterbrochene Drehantriebsverbindung zwi- schen dem Antriebszahnrad 95 und den beiden Abtriebszahnrä- dern 97 gegeben ist.
Über die oben erwähnte elektromechanische Schnittstellenein- richtung 77 ist zweckmäßigerweise auch der Antriebsmotor 91 der Drehantriebseinheit 91 zu seiner elektrischen Ansteuerung mit der elektronischen Steuereinrichtung 59 verbindbar oder verbunden.
Es ist vorteilhaft, wenn die Transportstruktur 44 entspre- chend des illustrierten Ausführungsbeispieles aus einer Mehr- zahl jeweils ringförmig in sich geschlossener biegeflexibler Strangelemente 99 besteht, die quer zu einer Armlängsachse 101 des jeweiligen Klemmarmes mit gegenseitigem Abstand ne- beneinander angeordnet sind. Die Armlängsachse 101 verläuft zwischen dem inneren und äußeren Endabschnitt 35, 36 des Klemmarmes 34 in einer von der Hochachse 9 und der Querachse 10 aufgespannten Ebene. Jedes Strangelement 99 umschließt die zugeordnete Transportrollenanordnung 55. Bevorzugt sind die Strangelemente 99 nicht nur biegeflexibel, sondern auch gum- mielastisch, wobei sie unter Vorspannung auf der Transport- rollenanordnung 55 sitzen. Exemplarisch hat der Strangkörper jedes Strangelementes 99 einen kreisförmigen Querschnitt, insbesondere vergleichbar einem sogenannten O-Ring. Jede Transportrolle 56 hat an ihrem Außenumfang zweckmäßigerweise eine der Anzahl der Strangele- mente 99 entsprechende Anzahl von Ringnuten, die in der Längsrichtung der jeweiligen Transportrolle 56 aufeinander- folgend angeordnet sind und die jeweils eines der Strangele- mente 99 partiell aufnehmen, sodass es bei der umlaufenden Transportbewegung 46 exakt geführt ist.
Bei einer nicht illustrierten Ausführungsform sind die mehre- ren Strangelemente 99 bandförmig ausgebildet mit insbesondere einem im Querschnitt rechteckigen Strangkörper.
Bei einem ebenfalls nicht illustrierten Ausführungsbeispiel besteht die Transportstruktur 44 aus einem einzigen ringför- mig in sich geschlossenen Strangelement 99, das bandförmig ausgebildet ist, sodass man die Transportstruktur 44 als ein- heitliches Transportband bezeichnen kann.

Claims

Ansprüche
1. Handhabungsvorrichtung zum Umpositionieren von formlabi- len Flachobjekten (2), mit mindestens einer im Raum bewegba- ren, eine mittige imaginäre Hochachse (9) aufweisenden Greif- vorrichtung (4), die mindestens eine ein lösbares Ergreifen und Festhalten von Flachobjekten (2) gestattende Greifeinheit (24a, 24b) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Greifvorrichtung über eine Tragstruktur (14) ver- fügt, die an einer Unterseite (13) der Greifvorrichtung (4) mit einer in der Achsrichtung der Hochachse (9) nach unten weisenden Anlagefläche (19) versehen ist, mit der die Greif- vorrichtung (4) zur Einnahme einer Greifposition an ein zu ergreifendes Flachobjekt (2) ansetzbar ist, und dass die mindestens eine Greifeinheit (24a, 24b) einen sich zwischen einer Klemmfläche (32) der Tragstruktur (14) und einem an der Tragstruktur (14) angeordneten Klemmarm (34) erstreckenden Klemmspalt (25) aufweist, der mit einer Objekt- Einführöffnung (26) zur Unterseite (13) der Greifvorrichtung (4) hin offen ist und in dem ein Flachobjektabschnitt (42) des umzupositionierenden Flachobjektes (2) lösbar festklemm- bar ist, wobei der Klemmarm (34) über eine Transportstruktur (44) ver- fügt, die in der Greifposition der Greifvorrichtung (4) an das zu ergreifende Flachobjekt (2) andrückbar und durch eine Drehantriebseinrichtung zu einer umlaufenden Transportbewe- gung (46) antreibbar ist, mittels derer ein von ihr beauf- schlagter Flachobjektabschnitt (42) reibungsbedingt durch die Objekt-Einführöffnung (26) hindurch in den Klemmspalt (25) hineintransportierbar ist.
2. Handhabungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Transportstruktur (44) aus einem Material mit gummielastischen Eigenschaften und zweckmäßigerweise aus einem Elastomermaterial besteht.
3. Handhabungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Anlagefläche (19) in einer zur Hochachse (9) der Greifvorrichtung (4) rechtwinkeligen Anla- geebene (22) erstreckt.
4. Handhabungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Klemmspalt (25) in ei- ner Spaltebene (31) erstreckt, die bezüglich der Hochachse (9) derart geneigt ist, dass ein in der Achsrichtung einer zur Hochachse (9) senkrechten Querachse (10) gemessener Quer- abstand zwischen dem Klemmspalt (25) und der Hochachse (9) zur Unterseite (13) der Greifvorrichtung (4) hin größer wird.
5. Handhabungsvorrichtung nach Anspruch 4 in Verbindung mit Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlageebene (22) und die Spaltebene (31) einen spitzen Winkel einschließen.
6. Handhabungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Klemmarm (34) der mindestens einen Greifeinheit (24a, 24b) schwenkbeweglich an der Trags- truktur (14) angeordnet ist und bezüglich der Tragstruktur (14) eine Klemmarm-Schwenkbewegung (27) ausführen kann, bei der sich die Höhenposition eines an ein zu ergreifendes Flachobjekt (2) andrückbaren Transport-
Initialisierungsabschnittes (63) der Transportstruktur (44) und gleichzeitig eine zwischen der Klemmfläche (32) und dem Klemmarm (34) gemessenen Spalthöhe des Klemmspaltes (25) ver- ändert.
7. Handhabungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Greifvorrichtung (4) eine Schwenkantriebs- einrichtung (62) zum Hervorrufen der Klemmarm-Schwenkbewegung (37) und zur Positionierung des Klemmarmes (34) in bezüglich der Tragstruktur (14) unterschiedlichen Schwenkpositionen aufweist.
8. Handhabungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Schwenkantriebseinrichtung (62) eine an der Tragstruktur (14) angeordnete, zweckmäßigerweise moto- risch ausgebildete Linearantriebseinheit (68) aufweist, die über ein Verzahnungsgetriebe (69) mit dem Klemmarm (34) ge- koppelt ist. 9. Handhabungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Linearantriebseinheit (68) über ein zu ei- ner linearen Antriebsbewegung (74) in der Achsrichtung der Hochachse (9) antreibbares Antriebsglied (75) verfügt, das eine zahnstangenartige Antriebsverzahnung (78a, 78b) des Ver- zahnungsgetriebes (69) aufweist, die mit einer am Klemmarm
(34) angeordneten bogenförmigen Abtriebsverzahnung (84a, 84b) des Verzahnungsgetriebes (69) in Verzahnungseingriff steht, sodass abhängig von der Bewegungsrichtung der linearen An- triebsbewegung (74) des Antriebsgliedes (75) eine Klemmarm- Schwenkbewegung (37) des Klemmarmes (34) im oder entgegen dem Uhrzeigersinn hervorrufbar ist.
10. Handhabungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorgänge zum Klemmen und wieder Loslassen des im Klemmspalt (25) befindlichen Flachob- jektabschnittes (42) durch die Klemmarm-Schwenkbewegung (37) des Klemmarmes (34) und die daraus resultierende Veränderung der Spalthöhe des Klemmspaltes (25) hervorrufbar ist.
11. Handhabungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis
10, dadurch gekennzeichnet, dass der Klemmarm (34) mittels der Klemmarm-Schwenkbewegung (37) so weit nach unten schwenk- bar ist, dass der Transport-Initialisierungsabschnitt (63) der Transportstruktur (44) in der Achsrichtung der Hochachse (9) tiefer liegt als die Anlagefläche (19) der Tragstruktur (14). 12. Handhabungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
11, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportstruktur (44) zu einer Transporteinrichtung (49) des Klemmarmes (34) ge- hört, die an einem mit der Tragstruktur (14) verbundenen Arm- grundkörper (52) des Klemmarmes (34) diesbezüglich beweglich angeordnet ist.
13. Handhabungsvorrichtung nach Anspruch 12 in Verbindung mit einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Klemmarm (34) zur Ermöglichung der Klemmarm- Schwenkbewegung (37) über den Armgrundkörper (52) an der Tragstruktur (14) verschwenkbar gelagert ist.
14. Handhabungsvorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Transporteinrichtung (49) über eine mindestens eine drehbare Transportrolle (56) aufweisende Transportrollenanordnung (55) verfügt, um die herum sich die Transportstruktur (44) in einer ringförmig in sich geschlos- senen Weise erstreckt, wobei mindestens eine Transportrolle (56) zur Erzeugung der umlaufenden Transportbewegung (46) der Transportstruktur (44) rotativ antreibbar ist.
15. Handhabungsvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekenn- zeichnet, dass der Klemmspalt (25) eine von der Objekt- Einführöffnung (26) ausgehende, sich mit der Hochachse (9) in einer gemeinsamen Ebene erstreckende Spaltlängsachse (27) hat, wobei die Transportrollenanordnung (55) über mehrere in der Achsrichtung der Spaltlängsachse (27) zueinander beab- standete, jeweils in drehbarer Weise an dem Armgrundkörper (52) angeordnete Transportrollen (56) verfügt, um die die Transportstruktur (44) herumgeschlungen ist. 16. Handhabungsvorrichtung nach Anspruch 15 in Verbindung mit einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass derjenige Längenabschnitt der Transportstruktur (44), der momentan eine der Objekt-Einführöffnung (26) zugeordnete Transportrolle (56) umschlingt, den in der Greifposition an das zu ergreifende Flachobjekt (2) andrückbaren Transport- Initialisierungsabschnitt (63) der Transportstruktur (44) bildet.
17. Handhabungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
16, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Erzeugung der Trans- portbewegung (46) der Transportstruktur (44) vorgesehene
Drehantriebseinrichtung (45) eine an der Tragstruktur (14) angeordnete, zweckmäßigerweise motorisch ausgebildete Drehan- triebseinheit (91) aufweist, die über ein Getriebe (92), das zweckmäßigerweise als Zahnradgetriebe ausgebildet ist, an- triebsmäßig mit der Transportstruktur (44) gekoppelt ist.
18. Handhabungsvorrichtung nach Anspruch 17 in Verbindung mit einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehantriebseinheit (91) mit der rotativ antreibba- ren Transportrolle (56) der Transportrollenanordnung (55) an- triebsmäßig gekoppelt ist.
19. Handhabungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportstruktur (44) aus mindestens einem ringförmig in sich geschlossenen biegeflexib- len Strangelement (99) besteht, wobei sie sich zweckmäßiger- weise aus einer Mehrzahl quer zu einer Armlängsachse (101) des Klemmarmes (34) mit gegenseitigem Abstand nebeneinander ange- ordneter Strangelemente (99) zusammensetzt.
20. Handhabungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Greifvorrichtung (4) über zwei quer zu der Hochachse (9) nebeneinander angeordnete Greifeinheiten (24a, 24b) verfügt, die zum Ergreifen und Festhalten eines Flachobjektes (2) zweckmäßigerweise synchron betreibbar sind.
21. Handhabungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass an der Tragstruktur (14) ei- ne Befestigungsschnittstelle (6) zur Befestigung der Greif- vorrichtung (4) an einer zweckmäßigerweise ebenfalls zu der Handhabungsvorrichtung (1) gehörenden Positioniereinheit (5) ausgebildet ist, durch die die Greifvorrichtung (4) unter Ausführung einer Handhabungsbewegung bewegbar und positio- nierbar ist.
22. Handhabungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine elektronische Steu- ereinrichtung (59) zur Steuerung des Betriebs der mindestens einen Greifvorrichtung (4) aufweist.
23. Verfahren zum Betreiben der Handhabungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
(a) Positionieren der Greifvorrichtung (4) in einer Greifpo- sition, in der die Tragstruktur (14) mit ihrer Anlageflä- che (19) von vertikal oben her an ein umzupositionieren- des formlabiles Flachobjekt (2) angesetzt ist,
(b) Andrücken der Transportstruktur (44) jeder Greifeinheit (24a, 24b) an das zu ergreifende Flachobjekt (2) während oder nach dem Positionieren der Greifvorrichtung (4) in der Greifposition,
(c) Ausführen der umlaufenden Transportbewegung (46) der Transportstruktur (44) und dadurch reibungsbedingtes Hin- eintransportieren eines von der Transportstruktur (44) beaufschlagten Flachobjektabschnittes (42) in den Klemm- spalt (34), wobei die Transportbewegung (46) vor oder nach dem Andrücken der Transportstruktur (44) an das Flachobjekt (2) gestartet wird,
(d) Festhalten des in den Klemmspalt (25) hineinbewegten Flachobjektabschnittes (42) durch Festklemmen zwischen dem Klemmarm (34) und der Klemmfläche (42) der Tragstruk- tur (14), und
(e) Verlagern der Greifvorrichtung (4) einschließlich des festgehaltenen Flachobjektes (2) zu einer Zielposition. 24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere in aufeinandergestapelter Form als Flachobjektstapel (65) bereitgestellte formlabile Flachobjekte (2) gemeinsam umpositioniert werden, wobei der Verfahrensschritt (a) nur bezüglich des obersten Flachobjektes (2) des Flachobjektsta- pels (65) ausgeführt wird und anschließend unter Beibehaltung der an dem obersten Flachobjekt (2) anliegenden Greifposition durch neuerliche ein- oder mehrfache Ausführung der Verfah- rensschritte (b) und (c) ein Flachobjektabschnitt (42) eines oder mehrerer darunter liegender Flachobjekte (2) ebenfalls in den Klemmspalt (2%) hineintransportiert wird, sodass
Flachobjektabschnitte (42) mehrerer Flachobjekte (2) aufei- nanderliegend in dem Klemmspalt (25) angeordnet sind, worauf durch die Verfahrensschritte (d) und (e) sämtliche im Klemm- spalt (25) befindlichen Flachobjektabschnitte gemeinsam fest- geklemmt und zu einer Zielposition verlagert werden.
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