EP4455024A1 - Vorrichtung und verfahren zum beladen von behältern mit plattenförmigen gegenständen - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum beladen von behältern mit plattenförmigen gegenständen Download PDF

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EP4455024A1
EP4455024A1 EP24163094.6A EP24163094A EP4455024A1 EP 4455024 A1 EP4455024 A1 EP 4455024A1 EP 24163094 A EP24163094 A EP 24163094A EP 4455024 A1 EP4455024 A1 EP 4455024A1
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EP
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plate
shaped objects
alignment
stop
robot
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Patrick Pankratz
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Waechter Packautomatik GmbH and Co KG
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Waechter Packautomatik GmbH and Co KG
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    • B65B35/18—Feeding, e.g. conveying, single articles by grippers by suction-operated grippers

Definitions

  • the invention relates to a device for loading containers with plate-shaped objects with a standby station for providing the plate-shaped objects, a receiving device for receiving the plate-shaped objects from the standby station and bringing them into an alignment station, a depositing device for receiving the plate-shaped objects from the alignment station and for depositing the plate-shaped objects in the containers.
  • the invention relates to a method for loading containers with plate-shaped objects, wherein the delivered plate-shaped objects are held in a ready position, the plate-shaped objects are moved from the ready position to a position to be aligned, the plate-shaped objects are aligned, the aligned plate-shaped objects are picked up and placed in the containers.
  • the device comprises a two-strand conveyor device for transporting the plate-shaped objects to a standby station, in which they are lifted out of the standby station by means of a receiving device designed as a stacking device, moved sideways into a middle strand and placed down on the same.
  • An alignment station is provided in the middle strand, in which the plate-shaped objects are moved to a first and second stop so that they are in an aligned position.
  • the plate-shaped objects are then picked up sequentially by means of a depositing device designed as a robot and deposited in a container provided on a conveyor track.
  • a disadvantage of the known device is that the loading throughput is relatively low.
  • the object of the present invention is to provide a device and a method for loading containers with plate-shaped objects in such a way that a loading throughput can be increased in a simple manner in terms of production technology.
  • the invention in conjunction with the preamble of patent claim 1 is characterized in that the alignment station has an upright alignment table which has a first stop in a lower edge region and a second stop perpendicular to the first stop on a lateral edge region.
  • the particular advantage of the invention is that a loading throughput can be increased in a simple manner.
  • the basic idea of the invention is to align the plate-shaped objects in a different plane than the plane in which they are provided or in the standby position.
  • An alignment plane of the plate-shaped objects is therefore not parallel to a plane of the ready position and the insertion position of the plate-shaped objects in the respective containers. This results in a spatial decoupling of the alignment from the feeding or removal of the plate-shaped objects.
  • a space above a transport path of the containers can thus advantageously be used for the alignment of the plate-shaped objects.
  • the alignment station has an alignment table that is arranged at an incline about a horizontal axis.
  • the plate-shaped objects can advantageously be brought to rest against a first stop due to their own weight. The alignment effort can thus be reduced.
  • the alignment station has a linear sliding device which moves the plate-shaped objects transversely to a transport direction of the containers on an alignment table from a support position to a removal position in which they are aligned.
  • the plate-shaped objects can thereby advantageously be moved into a defined aligned position.
  • the alignment table is arranged tilted about a further horizontal axis so that the plate-shaped objects can be moved from the support position to the removal position due to their own weight. This advantageously allows the alignment effort to be further reduced.
  • the receiving device and/or the depositing device is designed as a robot which has a gripping arm which can be moved in a three-dimensional space.
  • the plate-shaped objects can thus be brought into the alignment station quickly and in a targeted manner or removed from it again.
  • a first robot designed as a receiving device and a second robot designed as a depositing device are arranged on a common horizontal crossbeam so as to be linearly movable, with the horizontal crossbeam running transversely to a transport direction of the transported containers.
  • the plate-shaped objects to be aligned can be in a stacked position in the standby station, so that the first robot picks up the next plate-shaped objects while the second robot places the aligned plate-shaped objects in the containers.
  • the two robots perform a periodic back and forth movement.
  • the maximum alignment time in which the plate-shaped objects must be aligned in the alignment station must be equal to or less than half the period of the robot movement, in particular of the first robot.
  • the loading throughput is thus essentially determined by the frequency of the robot movement.
  • the alignment station or a section of the alignment table is arranged above a conveyor track along which the containers are conveyed.
  • the path for depositing the aligned plate-shaped objects in the containers can thus be advantageously kept short.
  • the particular advantage of the method according to the invention is that an alignment process can be accelerated by spatially decoupling an alignment of the plate-shaped objects from a level of provision and removal of the containers filled with the plate-shaped objects. Due to their own weight, the plate-shaped objects to be aligned are automatically guided to a first A control of the alignment is only required for the second stop. This can advantageously reduce the alignment effort considerably.
  • the plate-shaped objects are moved into the position to be aligned by means of a first robot and from the aligned position into the containers by means of a second robot.
  • the pickup frequency of the first robot specifies the loading throughput of the plate-shaped objects.
  • the plate-shaped objects can be aligned with a maximum alignment time. If the alignment time is less than half the period of the first robot, the frequency of the second robot can be less than the frequency of the first robot.
  • a separation of functions takes place.
  • the first robot is used exclusively for transporting the plate-shaped objects from the standby station to the alignment station.
  • the second robot is used exclusively for transporting the plate-shaped objects from the alignment station to the containers provided.
  • a device for loading containers with plate-shaped objects 1 essentially has a receiving device 2 for receiving the plate-shaped objects 1, a depositing device 3 for depositing the plate-shaped objects 1 and an alignment station 4 for aligning the plate-shaped objects 1.
  • the alignment station 4 comprises an alignment table 5, which is arranged inclined at an acute angle ⁇ about a first horizontal axis A1.
  • the angle of inclination ⁇ runs in a plane of a transport direction 6, along which the containers are continuously moved on a transport track 7.
  • the transport track 7 can be designed, for example, as a belt conveyor.
  • the alignment table 5 has a first stop 8.
  • the first stop 8 is directly adjacent to a support surface 9 of the alignment table 5 which is arranged inclined by the angle of inclination ⁇ .
  • the support surface 9 can be designed as a guide means by a plurality of rollers 10 arranged next to one another, so that the plate-shaped object 1 placed on the support surface 9 can be moved linearly transversely to the transport direction 6 by means of a roller drive 11 driving the rollers 10 until they come to rest on a second stop 12 which is arranged on a lateral edge area of the alignment table 4.
  • the roller drive 11, together with the rollers 10, is a linear sliding device for moving the plate-shaped object 1 from a support position 39 (position of the object 1 to be aligned) while resting on the support surface 9 of the alignment table 5 linearly into a removal position 40 (alignment position of the plate-shaped object 1) on the support surface 9 of the alignment table 5.
  • the linear sliding device can also be designed as a belt or band conveyor.
  • the plate-shaped object 1 is conveyed into the support position 39 on the alignment table 5 by means of the receiving device 2, which is designed as a first robot 2 with a movable gripper arm 13 and a multi-suction line 14 at a free end of the gripper arm 13.
  • the depositing device 3 comprises a second robot 3, which also has a gripper arm 13 with a multi-suction line 14.
  • the first robot 2 and the second robot 3 are designed identically.
  • the first robot 2 and the second robot 3 are suspended from a common horizontal crossbeam 15 and are arranged to be displaceable along the horizontal crossbeam 15.
  • the horizontal crossbeam 15 is arranged above the transport path 7 and above a standby station 16, 16' which provides the plate-shaped objects 1 in a preferably stacked arrangement.
  • the horizontal crossbeam 15 is supported by corresponding columns 17.
  • the plate-shaped objects 1 are fed from two opposite sides of the transport track 7, along which the containers are transported.
  • a first standby station 16 is arranged on a first side of the transport track 7 and a second standby station 16' on an opposite side thereof.
  • the plate-shaped objects 1 are provided in a stacked arrangement both at the first standby station 16 and in the second standby station 16'.
  • a conveyor device 18 can be provided for transporting the plate-shaped objects 1 to the standby station 16, 16'.
  • the standby station 16, 16' each comprises eight stacks of plate-shaped objects 1, which are arranged in two rows running parallel to the transport direction 6.
  • the horizontal cross member 15 runs continuously from an outer edge of the first standby station 16 facing away from the transport path 7 to an edge of the second standby station 16' facing away from the transport path 7, so that all stacks of the plate-shaped objects 1 can be received.
  • the plate-shaped objects 1 are designed as rigid body parts of furniture, such as cupboards or shelves. They are aligned by the device according to the invention in such a way that they can be inserted in the correct position into the containers made of cardboard material.
  • the first robot 2 serves exclusively as a receiving device for receiving the plate-shaped objects 1 from the standby station 16 into the alignment station 4 and the second robot 3 serves exclusively as a depositing device for receiving the plate-shaped objects 1 from the alignment station 4 and depositing them in the container.
  • Figure 5 shows the control of the two robots 2, 3 with the switching signals S1, S1'.
  • the first robot 2 receives a control signal S1 to carry out a pick-up movement with the object 1 sucked onto the free end of the gripper arm 13 from the standby station 16 to the alignment station 4 and a return movement without the object 1 to the standby station 16 at a frequency f 1 .
  • the pick-up movement is of the same length as the return movement, so that the first robot 2 performs a recurring back and forth movement in a period T1.
  • the pick-up time is therefore T1/2.
  • the second robot 3 performs a depositing movement while grasping the aligned plate-shaped object 1 by its suction cups from the alignment station 4 to the container arranged on the transport path 7 and a return movement back to the alignment station 4 without an object at a frequency f 2 .
  • the periodic back and forth movement of the second robot 3 thus takes place in a period duration T2. Since the back and forth movement is of equal length, the depositing duration is T2/2.
  • the pickup frequency f 1 of the first robot 2 is equal to the depositing frequency f 2 of the second robot 3.
  • the period duration T1 is equal to the period duration T2.
  • the alignment of the plate-shaped objects 1 in the alignment station 4 takes place during the return movement of the first robot 2.
  • a maximum alignment time t R is therefore T1/2.
  • the set-down time of the second robot 3 can be selected to be longer.
  • the second robot 3 can be controlled at a lower speed than the first robot 2.
  • the maximum possible alignment time t R is thus determined by the recording frequency f 1 of the first robot 2. The higher the recording frequency f 1 , the smaller the maximum alignment time t R must be. This is because the maximum alignment time t R must not be greater than half the period T1/2 of the first robot 2, since otherwise there is no continuous, uniform-frequency picking up of the plate-shaped objects 1.
  • an alignment table 5' according to Figure 4 which, in contrast to the first embodiment according to the Figures 2 and 3 not only is arranged inclined about a first horizontal axis A1 by the inclination angle ⁇ , but is also arranged tilted about a second horizontal axis A2 by the tilt angle ⁇ .
  • the second horizontal axis A2 is perpendicular to the first horizontal axis A1.
  • the first stop 8 arranged in the lower edge area of the alignment table 5' is not arranged horizontally, but is tilted in the direction of the second stop 12 with respect to a horizontal plane, so that the plate-shaped object 1 can be moved due to its own weight to the second stop 12 located in the lateral edge area.
  • the linear sliding device 11 can be dispensed with. This embodiment is intended for alignment processes in which the recording frequency f 1 of the first robot 2 is specified to be relatively low, so that sufficient time is provided for the alignment process.
  • the plate-shaped objects 1 provided in the two standby stations 16, 16' are moved to the alignment station 4, aligned and moved from there into the containers using the same robots 2, 3.
  • the plate-shaped objects 1 from the first standby station 16 are picked up by the first robot 2, moved to the alignment station 4 and the aligned objects 1 are placed in the containers by the second robot 3.
  • the functions of the first robot 2 and the second robot 3 are reversed.
  • the second robot 3 In order to pick up the plate-shaped objects 1 in the second standby station 16', the second robot 3 is controlled in such a way that it picks up the plate-shaped objects 1 from the second standby station 16' and moves them to the alignment station 4, while the first robot 2 picks up the aligned objects 1 and places them in the containers. This advantageously allows a large number of plate-shaped objects 1 to be aligned and placed in the containers.
  • the transport track 7 can be designed in two strands with two rows of linearly conveyed open containers, so that the containers can be loaded simultaneously from the two opposite standby stations 16, 16' or by the second robot 3 if it can pick up two plate-shaped objects 1 at the same time.
  • each standby station 16, 16' is assigned a robot for picking up, only a single robot can be assigned to the alignment table 5 assigned to each strand of the transport track 7, which serves to deposit the aligned plate-shaped objects 1 on both a first alignment table 5 assigned to the first standby station 16 and a second alignment table 5' assigned to the second standby station 16'. This advantageously makes it possible to save on one robot.
  • an alignment device for aligning multi-part plate-shaped objects 1' can be provided.
  • the multi-part object 1' can be, for example, a rear wall of a cupboard or a shelf, which has at least one hinge 19, so that at least two parts 20 of the plate-shaped object 1' are arranged so as to be pivotable relative to one another. It is assumed that the parts 20 are connected to one another in one piece via the hinges 19.
  • the multi-part plate-shaped object 1' is provided in the standby station 16, 16' in an unfolded position.
  • the parts 20 of the object 1' thus run in a common extension plane.
  • the plate-shaped objects 1' are each picked up by the first robot 2 and placed in the alignment station 4 on the inclined alignment table 5.
  • one part 20' is held down by the second robot 3 and the other part 20" is lifted by the first robot 2 while sucking on the surface of the part 20, to such an extent that it is pivoted about an axis 21 of the hinge 19 in the direction of the first part 20.
  • the second robot 3 releases the first part 20 so that the first robot 2 can move the second part 20" onto the first part 20' by pivoting it further.
  • the two parts 20' and 20" are thus arranged one above the other.
  • the folded object 1' is now moved against the first stop 8 in the direction of the second stop 12 and is grasped by the second robot 3 and placed in the correct position in the container.
  • the second robot 3 serves as a holding device for holding the first part 20' of the plate-shaped object 1' when the object 1' is folded in.
  • the acute inclination angle ⁇ is in a range between 10° and 30°.
  • the alignment table 5 is arranged relative to the transport path 7 such that a section of the alignment table 5 having the second stop 12 is arranged vertically above the transport path 7. In this way, the paths for depositing the objects 1, 1' in the containers are relatively short.
  • the alignment table 5, 5' has an inclined support surface for supporting a flat side of the plate-shaped object 1.
  • the first stop 8 is formed by a stop bar which adjoins the support surface at the bottom.
  • the robots 2, 3 can each be designed as multi-axis articulated robots.
  • the gripping arm 13 of the robots 2, 3 can have such a multiple suction line 14 that it can simultaneously pick up and deposit several, in particular two, plate-shaped objects 1, 1'.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Beladen von Behältern mit plattenförmigen Gegenständen mit einer Bereitschaftsstation zur Bereitstellung der plattenförmigen Gegenstände, einer Aufnahmeeinrichtung zum Aufnehmen der plattenförmigen Gegenstände von der Bereitschaftsstation und Verbringen in eine Ausrichtstation, einer Ablageeinrichtung zum Aufnehmen der plattenförmigen Gegenstände aus der Ausrichtstation und zum Ablegen der plattenförmigen Gegenstände in die Behälter, wobei die Ausrichtstation einen auf rechtstehenden Ausrichttisch aufweist, der einen ersten Anschlag in einem unteren Randbereich und eine zu dem ersten Anschlag senkrecht stehenden zweiten Anschlag an einem seitlichen Randbereich aufweist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Beladen von Behältern mit plattenförmigen Gegenständen mit einer Bereitschaftsstation zur Bereitstellung der plattenförmigen Gegenstände, einer Aufnahmeeinrichtung zum Aufnehmen der plattenförmigen Gegenstände von der Bereitschaftsstation und Verbringen in eine Ausrichtstation, einer Ablageeinrichtung zum Aufnehmen der plattenförmigen Gegenstände aus der Ausrichtstation und zum Ablegen der plattenförmigen Gegenstände in die Behälter.
  • Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Beladen von Behältern mit plattenförmigen Gegenständen, wobei die angelieferten plattenförmigen Gegenstände in einer Bereitschaftsstellung gehalten werden, die plattenförmigen Gegenstände von der Bereitschaftsstellung in eine auszurichtende Stellung verbracht werden, die plattenförmigen Gegenstände ausgerichtet werden, die ausgerichteten plattenförmigen Gegenstände aufgenommen und in die Behälter eingelegt werden.
  • Aus der EP 1 342 666 B1 ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Beladen von Behältern mit plattenförmigen Gegenständen bekannt. Die Vorrichtung umfasst eine zweisträngige Fördereinrichtung zum Transportieren der plattenförmigen Gegenstände in eine Bereitschaftsstation, in der sie mittels einer als Stapelgerät ausgebildeten Aufnahmeeinrichtung aus der Bereitschaftsstation angehoben, seitlich in einen mittleren Strang verschoben und auf denselben niedergelassen werden. In dem mittleren Strang ist eine Ausrichtstation vorgesehen, in der die plattenförmigen Gegenstände an einen ersten und zweiten Anschlag verschoben werden, so dass sie sich in einer ausgerichteten Stellung befinden. Nachfolgend werden mittels einer als ein Roboter ausgebildeten Ablageeinrichtung die plattenförmigen Gegenstände sequenziell aufgenommen und in einen auf einer Transportbahn bereitgestellten Behälter abgelegt. Nachteilig an der bekannten Vorrichtung ist, dass der Beladedurchsatz relativ gering ist.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Beladen von Behältern mit plattenförmigen Gegenständen derart anzugeben, dass auf herstellungstechnisch einfache Weise ein Beladungsdurchsatz erhöht werden kann.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Erfindung in Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Ausrichtstation einen aufrechtstehenden Ausrichttisch aufweist, der einen ersten Anschlag in einem unteren Randbereich und eine zu dem ersten Anschlag senkrecht stehenden zweiten Anschlag an einem seitlichen Randbereich aufweist.
  • Der besondere Vorteil der Erfindung besteht darin, dass ein Beladedurchsatz auf einfache Weise erhöht werden kann. Grundgedanke der Erfindung ist es, die plattenförmigen Gegenstände in einer anderen Ebene auszurichten als in der Ebene, in der sie bereitgestellt werden bzw. sich in der Bereitschaftsstellung befinden. Eine Ausrichtebene der plattenförmigen Gegenstände ist somit nicht parallel zu einer Ebene der Bereitschaftsstellung und der Einlegestellung der plattenförmigen Gegenstände in die jeweiligen Behälter. Es findet somit eine räumliche Entkopplung des Ausrichtens zu dem Zuführen bzw. Abführen der plattenförmigen Gegenstände statt. Vorteilhaft kann somit ein Raum oberhalb einer Transportbahn der Behälter für die Ausrichtung der plattenförmigen Gegenstände genutzt werden.
  • Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Ausrichtstation einen Ausrichttisch auf, der um eine horizontale Achse geneigt angeordnet ist. Vorteilhaft können auf diese Weise die plattenförmigen Gegenstände aufgrund ihres Eigengewichtes zur Anlage an einen ersten Anschlag gebracht werden. Der Ausrichtaufwand kann somit verringert werden.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist die Ausrichtstation eine Linearschiebeeinrichtung auf, die die plattenförmigen Gegenstände quer zu einer Transportrichtung der Behälter auf einem Ausrichttisch von einer Auflageposition in eine Entnahmeposition verbringen, in der sie ausgerichtet sind. Vorteilhaft können die plattenförmigen Gegenstände hierdurch in eine definierte ausgerichtete Lage verbracht werden.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist der Ausrichttisch um eine weitere horizontale Achse gekippt angeordnet, so dass die plattenförmigen Gegenstände aufgrund ihres Eigengewichtes von der Auflageposition in die Entnahmeposition verbringbar sind. Vorteilhaft kann hierdurch der Ausrichtaufwand weiter reduziert werden.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist die Aufnahmeeinrichtung und/oder die Ablageeinrichtung als ein Roboter ausgebildet, der einen in einem dreidimensionalen Raum bewegbaren Greifarm aufweist. Vorteilhaft können die plattenförmigen Gegenstände somit schnell und zielgerichtet in die Ausrichtstation verbracht bzw. von dieser wieder entnommen werden.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind ein als Aufnahmeeinrichtung ausgebildeter erster Roboter und ein als Ablageeinrichtung ausgebildeter zweiter Roboter auf einer gemeinsamen Horizontaltraverse linear beweglich angeordnet, wobei sich die Horizontaltraverse quer zu einer Transportrichtung der transportierten Behälter verläuft. Die auszurichtenden plattenförmigen Gegenstände können sich in einer gestapelten Position in der Bereitschaftsstation befinden, so dass der erste Roboter die nächsten plattenförmigen Gegenstände aufnimmt, während der zweite Roboter die ausgerichteten plattenförmigen Gegenstände in die Behälter einlegt. Die beiden Roboter führen hierbei eine periodische Hin- und Herbewegung aus. Die maximale Ausrichtzeit, in der die plattenförmigen Gegenstände in der Ausrichtstation ausgerichtet werden müssen, muss gleich oder kleiner sein als die halbe Periodendauer der Roboterbewegung, insbesondere des ersten Roboters. Der Beladedurchsatz wird somit im Wesentlichen durch die Frequenz der Roboterbewegung bestimmt.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist die Ausrichtstation bzw. ein Abschnitt des Ausrichttisches oberhalb einer Transportbahn angeordnet, entlang derer die Behälter gefördert werden. Vorteilhaft kann somit der Weg zum Ablegen der ausgerichteten plattenförmigen Gegenstände in die Behälter kleingehalten werden.
  • Zur Lösung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist die Erfindung die Merkmale des Patentanspruchs 13 auf.
  • Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass durch eine räumliche Entkopplung einer Ausrichtung der plattenförmigen Gegenstände von einer Ebene der Bereitstellung und der Abführung der mit den plattenförmigen Gegenständen gefüllten Behälter ein Ausrichtvorgang beschleunigt werden kann. Aufgrund ihres Eigengewichtes werden die auszurichtenden plattenförmigen Gegenstände selbsttätig zur Anlage an einen ersten Anschlag kommen. Eine Steuerung der Ausrichtung wird nur zur Anlage an einen zweiten Anschlag benötigt. Vorteilhaft kann hierdurch der Ausrichtaufwand wesentlich reduziert werden.
  • Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Bewegung der plattenförmigen Gegenstände in die auszurichtende Stellung mittels eines ersten Roboters und von der ausgerichteten Stellung in die Behälter mittels eines zweiten Roboters. Vorteilhaft können hierdurch die plattenförmigen Gegenstände einfach in dem dreidimensionalen Raum bewegt werden, wobei die Roboter jeweils eine periodische Hin- und Herbewegung durchführen. Die Aufnahmefrequenz des ersten Roboters gibt den Beladedurchsatz der plattenförmigen Gegenstände vor. Während einer Rückbewegung des ersten Roboters von der Ausrichtstation zu der Bereitschaftsstation können die plattenförmigen Gegenstände mit einer maximalen Ausrichtdauer ausgerichtet werden. Falls die Ausrichtdauer kleiner als die halbe Periodendauer des ersten Roboters ist, kann die Frequenz des zweiten Roboters kleiner sein als die Frequenz des ersten Roboters. Erfindungsgemäß findet eine Funktionstrennung statt. Der erste Roboter dient ausschließlich zum Transport der plattenförmigen Gegenstände von der Bereitschaftsstation in die Ausrichtstation. Der zweite Roboter dient ausschließlich zum Transport der plattenförmigen Gegenstände aus der Ausrichtstation in die die bereitgestellten Behälter.
  • Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Beladevorrichtung für plattenförmige Gegenstände,
    Fig. 2
    eine schematische Vorderansicht einer Ausrichtstation mit einem aufrecht angeordneten Ausrichttisch,
    Fig. 3
    eine schematische Seitenansicht der Ausrichtstation,
    Fig. 4
    eine perspektivische Vorderansicht einer Ausrichtstation nach einer alternativen Ausführungsform,
    Fig. 5
    ein Zeitdiagramm des Beladevorgangs und
    Fig. 6
    Eine Vorderansicht einer Ausrichtstation mit einem faltbaren Gegenstand.
  • Eine Vorrichtung zum Beladen von Behältern mit plattenförmigen Gegenständen 1 weist im Wesentlichen eine Aufnahmeeinrichtung 2 zur Aufnahme der plattenförmigen Gegenstände 1, eine Ablageeinrichtung 3 zur Ablage der plattenförmigen Gegenstände 1 sowie eine Ausrichtstation 4 zum Ausrichten der plattenförmigen Gegenstände 1 auf.
  • Die Ausrichtstation 4 umfasst einen Ausrichttisch 5, der um eine erste horizontale Achse A1 in einem spitzen Winkel ϕ geneigt angeordnet ist. Der Neigungswinkel ϕ verläuft in einer Ebene einer Transportrichtung 6, entlang derer die Behälter auf einer Transportbahn 7 kontinuierlich bewegt werden. Die Transportbahn 7 kann beispielsweise als ein Riemenförderer ausgebildet sein.
  • In einem unteren Randbereich weist der Ausrichttisch 5 einen ersten Anschlag 8 auf. Der erste Anschlag 8 schließt sich unmittelbar an einer um den Neigungswinkel ϕ geneigt angeordneten Stützfläche 9 des Ausrichttisches 5 an.
  • Die Stützfläche 9 kann durch eine Mehrzahl von nebeneinander angeordneten Rollen 10 als Führungsmittel ausgebildet sein, so dass der auf der Stützfläche 9 abgelegte plattenförmige Gegenstand 1 mittels eines die Rollen 10 antreibenden Rollenantriebs 11 quer zur Transportrichtung 6 linear bewegt werden, bis sie an einem zweiten Anschlag 12 zur Anlage kommen, der an einem seitlichen Randbereich des Ausrichttisches 4 angeordnet ist. Der Rollenantrieb 11 ist zusammen mit den Rollen 10 eine Linearschiebeinrichtung zum Verschieben des plattenförmigen Gegenstandes 1 von einer Auflageposition 39 (auszurichtende Stellung des Gegenstandes 1) unter Anlage an der Stützfläche 9 des Ausrichttisches 5 linear in eine Entnahmeposition 40 (Ausrichtstellung des plattenförmigen Gegenstandes 1), auf der Stützfläche 9 des Ausrichttisches 5.
  • Nach einer nicht dargestellten alternativen Ausführungsform der Erfindung kann die Linearschiebeeinrichtung auch als ein Band- oder Riemenförderer ausgebildet sein.
  • In die Auflageposition 39 an dem Ausrichttisch 5 wird der plattenförmige Gegenstand 1 mittels der Aufnahmeeinrichtung 2 befördert, die als ein erster Roboter 2 mit einem bewegbaren Greifarm 13 und einem Mehrsaugstrang 14 an einem freien Ende des Greifarms 13 ausgebildet ist. Die Ablageeinrichtung 3 umfasst einen zweiten Roboter 3, der ebenfalls einen Greifarm 13 mit einem Mehrsaugstrang 14 aufweist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind der erste Roboter 2 und der zweite Roboter 3 gleich ausgebildet.
  • Der erste Roboter 2 und der zweite Roboter 3 sind an einer gemeinsamen Horizontaltraverse 15 aufgehängt und entlang der Horizontaltraverse 15 verschiebbar angeordnet. Die Horizontaltraverse 15 ist oberhalb der Transportbahn 7 und oberhalb einer die plattenförmigen Gegenstände 1 in vorzugsweise gestapelter Anordnung bereitstellenden Bereitschaftsstation 16, 16' angeordnet. Zu diesem Zweck ist die Horizontaltraverse 15 durch entsprechende Säulen 17 abgestützt.
  • Im vorliegenden Ausführungsbeispiel erfolgt die Zuführung der plattenförmigen Gegenstände 1 von zwei gegenüberliegenden Seiten der Transportbahn 7, entlang derer die Behälter transportiert werden. Eine erste Bereitschaftsstation 16 ist auf einer ersten Seite der Transportbahn 7 und eine zweite Bereitschaftsstation 16' auf einer gegenüberliegenden Seite derselben angeordnet. Sowohl an der ersten Bereitschaftsstation 16 als auch in der zweiten Bereitschaftsstation 16' werden die plattenförmigen Gegenstände 1 in einer gestapelten Anordnung bereitgestellt. Eine Fördereinrichtung 18 kann zum Transportieren der plattenförmigen Gegenstände 1 in die Bereitschaftsstation 16, 16' vorgesehen sein.
  • Im vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst die Bereitschaftsstation 16, 16' jeweils acht Stapel von plattenförmigen Gegenständen 1, die in zwei parallel zur Transportrichtung 6 verlaufenden Reihen angeordnet sind. Die Horizontaltraverse 15 verläuft durchgehend von einem der Transportbahn 7 abgewandten Außenrand der ersten Bereitschaftsstation 16 bis zu einem der Transportbahn 7 abgewandten Rand der zweiten Bereitschaftsstation 16', damit alle Stapel der plattenförmigen Gegenstände 1 aufgenommen werden können.
  • Die plattenförmigen Gegenstände 1 sind als starre Korpusteile von Möbeln, wie beispielsweise Schränken oder Regalen, ausgebildet. Sie werden durch die erfindungsgemäße Vorrichtung so ausgerichtet, dass sie lagerichtig in die aus einem Kartonmaterial bestehenden Behälter eingesetzt werden können.
  • Nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung wird davon ausgegangen, dass der erste Roboter 2 ausschließlich als Aufnahmeeinrichtung zur Aufnahme der plattenförmigen Gegenstände 1 von der Bereitschaftsstation 16 in die Ausrichtstation 4 und der zweite Roboter 3 ausschließlich als Ablageeinrichtung zum Aufnehmen der plattenförmigen Gegenstände 1 aus der Ausrichtstation 4 und Ablegen derselben in den Behälter dient.
  • Figur 5 zeigt die Ansteuerung der beiden Roboter 2, 3 mit den Schaltsignalen S1, S1'. Der erste Roboter 2 erhält ein Ansteuersignal S1 zum Durchführen einer Aufnahmebewegung mit dem am freien Ende des Greifarms 13 angesaugten Gegenstand 1von der Bereitschaftsstation 16 zu der Ausrichtstation 4 und einer Rückbewegung ohne Gegenstand 1 zu der Bereitschaftsstation 16 mit einer Frequenz f1. Die Aufnahmebewegung ist gleichlang zu der Rückbewegung, so dass der erste Roboter 2 eine wiederkehrende Hin- und Rückbewegung in einer Periodendauer T1 durchläuft. Die Aufnahmedauer beträgt somit T1/2.
  • Der zweite Roboter 3 durchläuft eine Ablagebewegung unter Ergreifen des ausgerichteten plattenförmigen Gegenstandes 1 an seinen Saugnäpfen von der Ausrichtstation 4 zu dem auf der Transportbahn 7 angeordneten Behälter und eine Rückbewegung zurück zu der Ausrichtstation 4 ohne Gegenstand mit einer Frequenz f2. Die periodische Hin- und Herbewegung des zweiten Roboters 3 verläuft somit in einer Periodendauer T2. Da die Hin- und Herbewegung gleich lang ist, beträgt die Ablagedauer T2/2. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist angenommen, dass die Aufnahmefrequenz f1 des ersten Roboters 2 gleich ist zu der Ablagefrequenz f2 des zweiten Roboters 3 ist. Die Periodendauer T1 ist gleich der Periodendauer T2.
  • Die Ausrichtung der plattenförmigen Gegenstände 1 in der Ausrichtstation 4 erfolgt während der Rückbewegung des ersten Roboters 2. Eine maximale Ausrichtzeit tR beträgt somit T1/2.
  • Wenn die Ausrichtzeit tR kleiner ist als T1/2 kann die Ablegezeit des zweiten Roboters 3 größer gewählt sein. In diesem Fall kann der zweite Roboter 3 mit einer geringeren Geschwindigkeit angesteuert werden als der erste Roboter 2. Die maximal mögliche Ausrichtzeit tR wird somit vorgegeben von der Aufnahmefrequenz f1 des ersten Roboters 2. Je größer die Aufnahmefrequenz f1 ist, desto kleiner muss die maximale Ausrichtzeit tR sein. Denn die maximale Ausrichtzeit tR darf nicht größer sein als die halbe Periodendauer T1/2 des ersten Roboters 2, da anderenfalls kein kontinuierliches gleichfrequentes Aufnehmen der plattenförmigen Gegenstände 1 gegeben ist.
  • Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist ein Ausrichttisch 5' gemäß Figur 4 vorgesehen, der im Unterschied zu der ersten Ausführungsform nach den Figuren 2 und 3 nicht nur um eine erste horizontale Achse A1 um den Neigungswinkel ϕ geneigt angeordnet ist, sondern darüber hinaus um eine zweite horizontale Achse A2 um den Kippwinkel β gekippt angeordnet ist. Die zweite horizontale Achse A2 verläuft senkrecht zu der ersten horizontalen Achse A1. Wie aus Figur 4 zu ersehen ist, ist der im unteren Randbereich des Ausrichttisches 5' angeordnete erste Anschlag 8 nicht horizontal verlaufend angeordnet, sondern in Richtung des zweiten Anschlages 12 bezüglich einer Horizontalebene gekippt verlaufend, so dass der plattenförmige Gegenstand 1 aufgrund seines Eigengewichtes zu dem im seitlichen Randbereich befindlichen zweiten Anschlag 12 bewegbar ist. Bei dieser Ausführungsform kann auf die Linearschiebeeinrichtung 11 verzichtet werden. Diese Ausführungsform ist für Ausrichtvorgänge vorgesehen, bei denen die Aufnahmefrequenz f1 des ersten Roboters 2 relativ klein vorgegeben wird, so dass ausreichend Zeit für den Ausrichtvorgang vorgehalten ist.
  • Im vorliegenden Ausführungsbeispiel werden die in den beiden Bereitschaftsstionen 16, 16' bereitgestellten plattenförmigen Gegenständen 1 mit denselben Robotern 2, 3 zu der Ausrichtstation 4 bewegt, ausgerichtet und von derselben in die Behälter bewegt. In einem ersten Zeitabschnitt werden die plattenförmigen Gegenstände 1 der ersten Bereitschaftsstation 16 von dem ersten Roboter 2 aufgenommen, zur Ausrichtstation 4 bewegt und die ausgerichteten Gegenstände 1 von dem zweiten Roboter 3 in die Behälter abgelegt. In einem zweiten Abschnitt erfolgt eine Funktionsumkehrung des ersten Roboters 2 und des zweiten Roboters 3. Zur Aufnahme der in der zweiten Bereitschaftsstation 16' angeordneten Gegenstände 1 wird der zweite Roboter 3 derart angesteuert, dass er die plattenförmigen Gegenstände 1 der zweiten Bereitschaftsstation 16' aufnimmt und zur Ausrichtstation 4 bewegt, während der erste Roboter 2 die ausgerichteten Gegenstände 1 aufnimmt und in die Behälter einsetzt. Vorteilhaft kann hierdurch eine große Anzahl von plattenförmigen Gegenständen 1 ausgerichtet und in die Behälter eingesetzt werden.
  • Nach einer nicht dargestellten alternativen Ausführungsform der Erfindung kann die Transportbahn 7 zweisträngig ausgebildet sein mit zwei Reihen von linear geförderten offenen Behältern, so dass eine Beladung der Behälter gleichzeitig von den beiden gegenüberliegenden Bereitschaftsstationen 16, 16' erfolgen kann oder durch den zweiten Roboter 3, wenn er gleichzeitig zwei plattenförmige Gegenstände 1 aufnehmen kann. Dasselbe gilt für den ersten Roboter 2. Wenn jeder Bereitschaftsstation 16, 16' ein Roboter zur Aufnahme zugeordnet ist, kann den jeweils dem Strang der Transportbahn 7 zugeordneter Ausrichttisch 5 lediglich ein einziger Roboter zugeordnet sein, der zum Ablegen der ausgerichteten plattenförmigen Gegenständen 1 sowohl eines der ersten Bereitschaftsstation 16 zugeordneten ersten Ausrichttisches 5 und eines der zweiten Bereitschaftsstation 16' zugeordneten zweiten Ausrichttisches 5' dient. Vorteilhaft kann hierdurch ein Roboter eingespart werden.
  • Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann eine Ausrichtvorrichtung zum Ausrichten von mehrteiligen plattenförmigen Gegenständen 1' vorgesehen sein. Bei dem mehrteiligen Gegenstand 1' kann es sich beispielsweise um eine Rückwand eines Schrankes oder eines Regals handeln, die über mindestens ein Scharnier 19 verfügt, so dass mindestens zwei Teile 20 des plattenförmigen Gegenstandes 1' schwenkbar zueinander angeordnet sind. Es wird vorausgesetzt, dass die Teile 20 über die Scharniere 19 einstückig miteinander verbunden sind.
  • Der mehrteilige plattenförmige Gegenstand 1' wird in der Bereitschaftsstation 16, 16' in einer ausgeklappten Lage bereitgestellt. Die Teile 20 des Gegenstandes 1' verlaufen somit in einer gemeinsamen Erstreckungsebene.
  • Mittels des ersten Roboters 2 werden die plattenförmigen Gegenstände 1' jeweils aufgenommen und in der Ausrichtstation 4 an dem geneigten Ausrichttisch 5 abgelegt. In einem nächsten Schritt wird das eine Teil 20' durch den zweiten Roboter 3 niedergehalten und das andere Teil 20" unter Ansaugen der Fläche des Teils 20 von dem ersten Roboter 2 angehoben, und zwar so weit, dass es um eine Achse 21 des Scharniers 19 in Richtung des ersten Teils 20 verschwenkt wird. Sobald das zweite Teil 20' um 90° durch Anheben verschwenkt wurde, gibt der zweite Roboter 3 das erste Teil 20 frei, so dass der erste Roboter 2 das zweite Teil 20" auf das erste Teil 20' durch Weiterverschwenken bewegen kann. Die beiden Teile 20' und 20" sind somit übereinander angeordnet. Mittels der Linearschiebeeinrichtung 11 wird nun der zusammengeklappte Gegenstand 1' unter Anlage an dem ersten Anschlag 8 in Richtung des zweiten Anschlags 12 bewegt und von dem zweiten Roboter 3 erfasst und in den Behälter lagerichtig abgelegt. Der zweite Roboter 3 dient beim Einklappen des Gegenstandes 1' als Halteeinrichtung zum Halten des ersten Teils 20' des plattenförmigen Gegenstandes 1'.
  • Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn der spitze Neigungswinkel ϕ in einem Bereich zwischen 10° und 30° liegt.
  • Bevorzugt ist der Ausrichttisch 5 derart relativ zu der Transportbahn 7 angeordnet, dass ein den zweiten Anschlag 12 aufweisender Abschnitt des Ausrichttisches 5 vertikal oberhalb der Transportbahn 7 angeordnet ist. Auf diese Weise sind die Wege für das Ablegen der Gegenstände 1, 1' in die Behälter relativ kurz.
  • Der Ausrichttisch 5, 5' weist eine geneigte Stützfläche zur Anlage einer Flachseite des plattenförmigen Gegenstandes 1 auf. Der erste Anschlag 8 wird durch eine Anschlagleiste gebildet, die sich untenseitig der Stützfläche anschließt.
  • Die Roboter 2, 3 können jeweils als Mehrachs-Knickroboter ausgebildet sein.
  • Nach einer nicht dargestellten alternativen Ausführungsform der Erfindung kann der Greifarm 13 der Roboter 2, 3 einen solchen Mehrsaugstrang 14 aufweisen, dass er gleichzeitig mehrere, insbesondere zwei, plattenförmige Gegenstände 1, 1' aufnehmen und ablegen kann.

Claims (16)

  1. Vorrichtung zum Beladen von Behältern mit plattenförmigen Gegenständen (1, 1') mit
    - einer Bereitschaftsstation (16, 16') zur Bereitstellung der plattenförmigen Gegenstände (1, 1'),
    - einer Aufnahmeeinrichtung (2) zum Aufnehmen der plattenförmigen Gegenstände (1, 1') von der Bereitschaftsstation (16, 16') und Verbringen in eine Ausrichtstation (4),
    - einer Ablageeinrichtung (3) zum Aufnehmen der plattenförmigen Gegenstände (1, 1') aus der Ausrichtstation (4) und zum Ablegen der plattenförmigen Gegenstände (1, 1') in die Behälter,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Ausrichtstation (4) einen aufrechtstehenden Ausrichttisch (5, 5') aufweist, der einen ersten Anschlag (8) in einem unteren Randbereich und eine zu dem ersten Anschlag (8) senkrecht stehenden zweiten Anschlag (12) an einem seitlichen Randbereich aufweist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausrichttisch (5, 5') zu einer horizontalen Achse (A1) geneigt angeordnet ist, wobei der Ausrichttisch (5, 5') mit einer vertikalen Ebene einen spitzen Neigungswinkel (ϕ) einschließt, so dass der plattenförmige Gegenstand (1, 1') aufgrund seines Eigengewichtes an dem ersten Anschlag (8) zur Anlage kommt.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausrichtstation (4) eine Linearschiebeeinrichtung (11, 10) zum Verschieben des plattenförmigen Gegenstandes (1, 1') von einer Auflageposition (39), in der der plattenförmige Gegenstand (1, 1') auf dem Ausrichttisch (5, 5') ablegbar ist, entlang des ersten Anschlags (8) in eine Entnahmeposition (40) förderbar ist, in der der plattenförmige Gegenstand (1, 1') an dem ersten Anschlag (8) und dem zweiten Anschlag (12) anliegen von der Ablageeinrichtung (3) aufnehmbar ist.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausrichttisch (5') um eine senkrecht zu der horizontalen Achse (A1) verlaufende horizontale Achse (A2) um einen spitzen Winkel (β) verkippt angeordnet ist, so dass der plattenförmige Gegenstand (1, 1') selbsttätig aufgrund des Eigengewichtes aus einer Auflageposition (39), in der der plattenförmige Gegenstand (1, 1') auf dem Ausrichttisch (5') ablegbar ist, in eine Entnahmeposition (40), in der der plattenförmige Gegenstand (1, 1') an dem ersten Anschlag (8) und zweiten Anschlag (12) förderbar ist, zur Aufnahme durch die Ablageeinrichtung (3).
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausrichttisch (5, 5') eine geneigte Stützfläche zur Anlage einer Flachseite des plattenförmigen Gegenstandes (1) aufweist und dass der erste Anschlag (8) durch eine Anschlagleiste gebildet ist, die sich untenseitig der Stützfläche anschließt.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Linearschiebeeinrichtung (10, 11) als Band-, Rollen- oder Riemenförderer ausgebildet ist.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeeinrichtung (2) und/oder die Ablageeinrichtung (3) als ein Roboter mit einem in einem dreidimensionalen Raum bewegbaren Greifarm (13) angeordnet ausgebildet ist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Greifarm (13) ein Mehrsaugstrang aufweist zur Aufnahme von mehreren plattenförmigen Gegenständen (1, 1').
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeeinrichtung (2) durch einen ersten Roboter und die Ablageeinrichtung (3) durch einen zweiten Roboter gebildet sind, wobei der erste Roboter (2) und der zweite Roboter (3) über eine gemeinsame Horizontaltraverse (15) quer zu einer Transportrichtung (6) der über eine Transportbahn (7) bereitgestellten Behälter verschiebbar angeordnet sind.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausrichttisch (5, 5') zumindest teilweise oberhalb der Transportbahn (7) der Behälter angeordnet ist, wobei ein Abschnitt des Ausrichttisches (5, 5'), in dem sich die plattenförmigen Gegenstände (1, 1') in der Entnahmeposition (40) befinden, vertikal oberhalb der Transportbahn (7) angeordnet ist.
  11. Ausrichtstation für eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10.
  12. Ausrichtvorrichtung zum Ausrichten von mehrteiligen plattenförmigen Gegenständen (1') mit einer Ausrichtstation (4) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Halteeinrichtung (3) zum Halten eines ersten Teils (20, 20') des Gegenstandes (1') an dem Ausrichttisch (5) vorgesehen ist und dass ein Saugarmroboter (2) derart eingerichtet ist, dass ein zweiter Teil (20") des Gegenstandes (1') von dem Ausrichttisch (5) anhebbar und in eine Auflageposition auf den ersten Teil (20, 20') bringbar ist.
  13. Verfahren zum Beladen von Behältern mit plattenförmigen Gegenständen (1, 1'), wobei die angelieferten plattenförmigen Gegenstände (1, 1') in einer Bereitschaftsstellung (16, 16') gehalten werden, die plattenförmigen Gegenstände (1, 1') von der Bereitschaftsstellung (16,16') in eine auszurichtende Stellung (39) verbracht werden, die plattenförmigen Gegenstände (1, 1') ausgerichtet werden, die ausgerichteten plattenförmigen Gegenstände (1, 1') aufgenommen und in die Behälter eingelegt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die plattenförmigen Gegenstände (1, 1') aufrecht ausgerichtet werden.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausrichten an mindestens einem Anschlag (8, 12) selbsttätig mittels eines Eigengewichtes des plattenförmigen Gegenstandes (1, 1') erfolgt.
  15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die plattenförmigen Gegenstände (1, 1') unter Anlage von einer Flachseite derselben an einer Stützfläche (9) von der auszurichtenden Stellung (39) in die ausgerichtete Stellung (40) verbracht werden.
  16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die plattenförmigen Gegenstände (1, 1') mittels eines ersten Roboters (2) mit einer Aufnahmefrequenz (f1) in die auszurichtende Stellung (39) verbracht werden und mittels eines zweiten Roboters (3) mit einer Ablagefrequenz (f2) aus der ausgerichteten Stellung (40) in die Behälter eingelegt werden.
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