ES2310445B1 - HEAD PALETIZER / DEPALETIZER OF ROBOTIZED DRIVE. - Google Patents
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Abstract
Cabezal paletizador/despaletizador de accionamiento robotizado.Palletizer / Depalletizer Head robotic drive
El cabezal (1) incluye dos palas (3) y (4), siendo la pala (3) fija y la pala (4) móvil, tanto en sentido horizontal como en sentido vertical, para agarrar una caja (14) y poderla transportar mediante movimientos oportunos del brazo del robot (2), manteniéndose el cabezal (1) en posición inmóvil respecto dicho brazo del robot (2). Para coger la caja (2) mediante las palas (3) y (4), es necesario inclinar dicha caja mediante la combinación del pistón neumático de apoyo (10) presionando sobre la caja (14) y el correspondiente movimiento del brazo del robot (2) y por lo tanto del cabezal (1), permitiendo esa inclinación de la caja (14) el posicionado de la pala móvil (4) entre dicha caja y la contigua para poder ser agarrada entre ambas palas (3) y (4).The head (1) includes two blades (3) and (4), the blade (3) being fixed and the blade (4) mobile, both in the direction horizontal as vertically, to grab a box (14) and be able to transport it by timely movements of the arm of the robot (2), keeping the head (1) in stationary position with respect to said robot arm (2). To take the box (2) by the blades (3) and (4), it is necessary to tilt said box by means of the combination of the pneumatic support piston (10) by pressing on the box (14) and the corresponding movement of the robot arm (2) and therefore of the head (1), allowing that inclination of the box (14) the positioning of the mobile shovel (4) between said box and the contiguous to be able to be caught between both blades (3) and (4).
Description
Cabezal paletizador/despaletizador de accionamiento robotizado.Palletizer / Depalletizer Head robotic drive
La presente invención se refiere a un cabezal paletizador/despaletizador de accionamiento robotizado, cuya evidente finalidad es la de poder situar o tomar unitariamente bultos o cajas de configuración prismática respecto de un palet de almacenamiento, es decir, realizar el paletizado o despaletizado de las cajas o bultos de que se trate.The present invention relates to a head palletizer / depalletizer robotized drive, whose obvious purpose is to be able to place or take unitary packages or boxes of prismatic configuration with respect to a pallet of storage, that is, palletizing or depalletizing the boxes or packages in question.
El objeto de la invención es proporcionar al sector del embalaje y desembalaje de piezas, cajas o bultos, un sistema de estructura y funcionamiento sencillos que permite realizar automáticamente el paletizado y despaletizado de cajas o paquetes cuyo agarre se realiza en forma de pinza.The object of the invention is to provide the sector of the packing and unpacking of pieces, boxes or packages, a simple structure and operation system that allows automatically palletizing and depalletizing boxes or packages whose grip is made in the form of a clamp.
Actualmente se utilizan sistemas o dispositivos que permiten realizar automáticamente el despaletizado de cajas dispuestas conjuntamente sobre un palet.Currently systems or devices are used which allow automatic depalletizing of boxes arranged together on a pallet.
Concretamente, en la patente de invención española 200401873 se describe un dispositivo despaletizador que incluye un cabezal que es accionado mediante el brazo de un robot, de manera que a través del cabezal se toman unitariamente las cajas o paquetes dispuestos en el palet para ser depositadas en una cinta transportadora que las lleva a un lugar de proceso de cada paquete o bulto.Specifically, in the invention patent Spanish 200401873 describes a depalletizing device that includes a head that is operated by the arm of a robot, so that through the head the boxes are taken together or packages arranged on the pallet to be deposited on a tape conveyor that takes them to a process place of each package or bulk
El cabezal accionado por el brazo del robot es una estructura móvil que comprende dos elementos que actúan formando una pinza para agarre de la correspondiente caja o bulto, de manera que para llevar a cabo ese agarre los elementos que forman la pinza se desplazan, uno en sentido vertical y otro en sentido horizontal, a la vez que el cabezal se desplaza angularmente para posibilitar la introducción de uno de los elementos de la pinza entre dos cajas contiguas y poder así ser agarrada la caja mediante el desplazamiento de la otra parte o elemento de la pinza, previa inclinación de la comentada caja.The head operated by the robot arm is a mobile structure comprising two elements that act forming a clamp to grip the corresponding box or package, so that to carry out that grip the elements that form the clamp move, one vertically and one in horizontal direction, while the head moves angularly to enable the introduction of one of the elements of the clamp between two adjacent boxes and thus be able to be grabbed the box by moving the other part or element of the clamp, previous inclination of the commented box.
El citado dispositivo descrito en la P200401873 presenta una serie de problemas e inconvenientes entre los que pueden citarse los siguientes:The aforementioned device described in P200401873 it presents a series of problems and inconveniences among which The following can be cited:
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- El cabezal accionado por el brazo del robot, es una estructura móvil, con movimientos longitudinales y angulares, lo que requiere de una gran cantidad de mecanismos y sistemas de control que inciden en el coste del propio cabezal y en su fiabilidad.He head powered by the robot arm, is a mobile structure, with longitudinal and angular movements, which requires a large number of mechanisms and control systems that affect the cost of the head itself and its reliability.
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- Para lograr la inclinación de la caja es necesario mover el cabezal en sentido inclinado, previo desplazamiento en sentido vertical de uno de los elementos de la pinza, al objeto de que ésta contacte con la superficie lateral de la caja, lo que en ocasiones provoca que la caja resbale lateralmente y no se pueda coger.For to achieve the inclination of the box it is necessary to move the head in inclined direction, prior vertical displacement of one of the elements of the clamp, in order for it to contact the lateral surface of the box, which sometimes causes the Box slide laterally and cannot be picked up.
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- El dispositivo utiliza un sistema de sensores de posición basado en unos elementos ultrasónicos que son fijos, y que por su ubicación impiden las dos funciones de paletizar y despaletizar.He device uses a position sensor system based on some ultrasonic elements that are fixed, and that by their location prevent the two functions of palletizing and depalletizing.
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- Los dos elementos o palas utilizadas como pinza, para agarrar la caja, son móviles, ya que uno se traslada verticalmente y el otro horizontalmente, incorporando mayor cantidad de mecanismos de control y movimiento, lo que es mas costoso y disminuye la fiabilidad.The two elements or blades used as a clamp, to grab the box, they are mobile, since one moves vertically and the other horizontally, incorporating more mechanisms of control and movement, which is more expensive and decreases the reliability
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- En el caso de que se tengan que cambiar las dimensiones de los elementos o palas de la pinza, para el traslado de cajas de otros tamaños, es necesario modificar los cilindros hidráulicos que permiten su movimiento.At in case you have to change the dimensions of the elements or clamp blades, for the transfer of boxes of other sizes, is it is necessary to modify the hydraulic cylinders that allow its movement.
El cabezal que se preconiza, ha sido concebido para resolver la problemática anteriormente expuesta, de manera tal que siendo del tipo de los que se constituyen a partir de una estructura con dos palas para el agarre de la correspondiente caja o bulto a trasladar, y estando relacionada la estructura con el brazo de un robot, presenta la particularidad de que dicha estructura del cabezal se mantiene permanentemente fija para realizar las operaciones de paletizado/despaletizado, es decir de agarre y suelta de la caja o bulto, siendo el brazo del robot el que se mueve para proporcionar los movimientos necesarios en el acercamiento o separación del cabezal respecto de la caja.The head that is recommended, has been conceived to solve the problem described above, in such a way that being of the type that are constituted from a structure with two blades for the grip of the corresponding box or package to be moved, and the structure being related to the arm of a robot, has the peculiarity that said head structure is permanently fixed for perform palletizing / depalletizing operations, that is to say grip and release of the box or package, the robot arm being the which moves to provide the necessary movements in the approach or separation of the head with respect to the box.
Más concretamente, el cabezal de la invención, incorporando también como es convencional dos palas para el agarre o pinzado de la caja, presenta la particularidad de que una de esas palas es fija, y la otra móvil y desplazable en sentido horizontal para llevar a cabo el pinzado o agarre de la caja, en contra de lo que ocurre convencionalmente donde ambas palas son móviles.More specifically, the head of the invention, also incorporating conventionally two grip blades or pinched the box, has the peculiarity that one of those shovels is fixed, and the other mobile and movable horizontally to carry out the clamping or gripping of the box, contrary to what which occurs conventionally where both blades are mobile.
Otra particularidad que presenta el cabezal de la invención es que el posicionamiento del propio cabezal se obtiene mediante un mecanismo sensor que se desplaza verticalmente mediante un actuador neumático, siendo el robot el que a través de un sistema retro-alimentado verifique su posición original y la compara con su posición objetivo, acercándose el brazo del robot y por lo tanto el cabezal de la invención a la caja a transportar, hasta tocarla con la pala fija que incluye dicho cabezal.Another peculiarity that presents the head of the invention is that the positioning of the head itself is obtained by a sensor mechanism that moves vertically by means of a pneumatic actuator, the robot being the one that through a retro-powered system verify its position original and compare it with your target position, approaching the arm from the robot and therefore the head of the invention to the box a transport, until touching it with the fixed shovel that includes said head, chief, engine head.
Otra característica de novedad es que incluye un pistón neumático de apoyo sobre la parte superior de la caja, cuyo pistón es desplazable en sentido vertical, mediante un movimiento controlado, hasta alcanzar la referencia de lectura ofrecida por el sensor de posicionamiento, continuando un movimiento de aproximación suave fijado por movimientos de pulsos programados.Another novelty feature is that it includes a pneumatic support piston on top of the case, whose piston is scrollable vertically, by movement controlled, until reaching the reading reference offered by the positioning sensor, continuing a movement of smooth approach set by pulse movements scheduled.
Previamente a la actuación de ese pistón neumático de apoyo sobre la caja, se produce el retraimiento del sensor de posicionamiento, al objeto de que éste no obstaculice ningún tipo de movimiento del cabezal, que es lo mismo que el movimiento del brazo del robot, y puede llevarse a cabo tanto el paletizado como el despaletizado de cajas apiladas.Prior to the performance of that piston support tire on the box, the retraction of the positioning sensor, so that it does not obstruct no type of head movement, which is the same as the robot arm movement, and both the palletizing as the depalletizing of stacked boxes.
Es importante destacar el hecho de que el pistón neumático de apoyo anteriormente referido que se posiciona sobre la caja, se desplaza verticalmente para llevar a cabo ese apoyo mientras que el cabezal mantiene constante su posición.It is important to highlight the fact that the piston support tire referred to above that is positioned on the box, moves vertically to carry out that support while the head keeps its position constant.
Otra característica de novedad es que en el movimiento de la caja, que debe ser inclinada para permitir el posicionado de la pala fija sobre uno de los laterales de la caja, se realiza una descomposición de vectores de fuerza originada por un movimiento del brazo del robot en el mismo eje horizontal, lo que provoca que una vez posicionado el pistón de apoyo sobre la caja, se produzca la comentada descomposición de vectores de fuerza originando la inclinación de la caja y su correspondiente separación en cuña respecto a la caja adyacente, posibilitando con ello el posicionado de la pala fija de la pinza sobre la superficie lateral de la caja a coger.Another feature of novelty is that in the movement of the box, which must be tilted to allow the positioning of the fixed blade on one of the sides of the box, a decomposition of force vectors caused by a movement of the robot arm on the same horizontal axis, what which causes the support piston to be positioned on the box, the commented decomposition of force vectors occurs causing the inclination of the box and its corresponding separation wedge with respect to the adjacent box, thereby enabling the positioning of the fixed blade of the clamp on the lateral surface from the box to take.
El desplazamiento de la pala móvil anteriormente referida se realiza mediante un actuador neumático vertical, de manera que simultáneamente a este accionamiento el pistón neumático de apoyo se retrae, para permitir que la caja recupere su posición vertical y quede situada entre las dos palas de agarre de la pinza.The displacement of the mobile shovel previously This is done by means of a vertical pneumatic actuator, of so that simultaneously to this drive the pneumatic piston support retracts, to allow the box to recover its position vertical and is located between the two grippers of the gripper.
Otra característica de novedad es que en la aproximación de la pala fija y correspondiente contacto con la superficie lateral de la caja, se realiza por desplazamiento horizontal mediante un actuador neumático, a través de un patín, todo ello de manera tal que entre ambas palas quedará sujeta la caja para poder ser trasladada hasta una cinta transportadora u otro lugar de procesamiento de la propia caja.Another feature of novelty is that in the approach of the fixed blade and corresponding contact with the lateral surface of the box, is made by displacement horizontal by means of a pneumatic actuator, through a skate, all this in such a way that between the two blades the box to be transferred to a conveyor belt or other processing place of the box itself.
Finalmente decir que la posición última de la pala móvil en la sujeción de la caja, se introduce como un parámetro de referencia manual que está en función del ancho de la caja o pieza a trasladar.Finally say that the last position of the mobile shovel in the box holder, is introduced as a manual reference parameter that is a function of the width of the box or piece to move.
También cabe destacar el hecho de que la pala fija va sujeta al chasis del cabezal, mediante atornillamiento o cualquier otro sistema apropiado, bastando con modificar su posición para adaptarse a cajas de distinto tamaño.Also noteworthy is the fact that the shovel fixed is attached to the head chassis, by screwing or any other appropriate system, just modify your position to adapt to boxes of different sizes.
Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:To complement the description that is being performing and in order to help a better understanding of the characteristics of the invention, according to a preferred example of practical realization of it, is accompanied as an integral part of said description, a set of drawings where with character Illustrative and not limiting, the following has been represented:
La figura 1.- Muestra una vista en alzado del cabezal de la invención relacionado con el correspondiente brazo del robot, en posición de reposo, en donde se ha producido el desplazamiento vertical del sensor de posicionamiento.Figure 1.- Shows an elevation view of the head of the invention related to the corresponding arm of the robot, in rest position, where the vertical displacement of the positioning sensor.
La figura 2.- Muestra una primera fase de la secuencia de funcionamiento del cabezal de la invención, mostrando el acercamiento de la pala fija a la correspondiente caja que se pretende agarrar.Figure 2.- Shows a first phase of the operating sequence of the head of the invention, showing the approach of the fixed blade to the corresponding box that pretend to grab
La figura 3.- Muestra otra vista como la de las figuras anteriores, en una fase siguiente de actuación del cabezal, en éste caso mediante el desplazamiento en vertical del pistón neumático de apoyo sobre la caja y el retraimiento en vertical del sensor de posicionamiento.Figure 3.- Shows another view like that of the previous figures, in a following phase of head operation, in this case by the vertical displacement of the piston support tire on the box and the vertical retraction of the positioning sensor
La figura 4.- Muestra la misma vista de las figuras anteriores, en la fase siguiente de funcionamiento del cabezal, donde se ha producido la inclinación de la caja para permitir el posicionamiento de la pala fija de la pinza en el lateral de la caja, mediante desplazamiento horizontal del brazo robot.Figure 4.- Shows the same view of the previous figures, in the next phase of operation of the head, where the inclination of the box for allow the positioning of the fixed blade of the caliper in the side of the box, by horizontal displacement of the arm robot.
La figura 5.- Muestra otra vista como las figuras anteriores, en la fase siguiente de funcionamiento del cabezal, en donde se ha producido el desplazamiento vertical de la pala móvil.Figure 5.- Shows another view such as previous figures, in the next phase of operation of the head, where the vertical displacement of the mobile shovel
La figura 6.- Muestra una vista como la de las figuras anteriores, en la fase final de funcionamiento donde la pala móvil se encuentra ya en contacto con el lateral correspondiente de la caja a transportar.Figure 6.- Shows a view like that of the previous figures, in the final phase of operation where the mobile shovel is already in contact with the side corresponding to the box to be transported.
Como se puede ver en las figuras referidas, el cabezal de la invención se constituye a partir de un chasis o bastidor general (1) de perfil de aluminio, que va a ser accionado mediante el brazo de un robot (2), aunque dicho cabezal (1) se encuentra montado de manera fija permanente, respecto a dicho brazo del robot (2), siendo éste el que se desplace para llevar a cabo la secuencia de funcionamiento del propio cabezal.As you can see in the referred figures, the head of the invention is constituted from a chassis or general frame (1) of aluminum profile, to be operated by the arm of a robot (2), although said head (1) is is permanently mounted, with respect to said arm of the robot (2), this being the one that moves to carry out the operating sequence of the head itself.
Esa estructura o chasis (1) del cabezal comprende dos palas (3) y (4), la primera de ellas fija y la segunda móvil, las que tienen su cara de aplicación dotada de una capa de espuma vulcanizada.That structure or chassis (1) of the head it comprises two blades (3) and (4), the first one fixed and the second mobile, those with their application face endowed with a vulcanized foam layer.
La comentada pala móvil 4 es desplazable en sentido vertical por medio de un actuador neumático (5), efectuándose ese desplazamiento mediante patines (6), sobre correspondientes guías lineales (7).The commented mobile shovel 4 is movable in vertical direction by means of a pneumatic actuator (5), that displacement being carried out by means of skates (6), on corresponding linear guides (7).
Asimismo, se ha previsto que el cabezal (1) incluya un sensor de posicionamiento (8) desplazable en sentido vertical por medio de un actuador neumático (9), incluyendo igualmente un pistón neumático de apoyo (10) accionado por otro actuador neumático (11), siendo ese pistón neumático de apoyo (10) desplazable en sentido vertical y dotado en su extremo, correspondiente al de apoyo propiamente dicho, de un taco de espuma (12).Likewise, it is foreseen that the head (1) include a positioning sensor (8) movable in direction vertical by means of a pneumatic actuator (9), including also a pneumatic support piston (10) driven by another pneumatic actuator (11), that pneumatic support piston (10) being movable vertically and endowed at its end, corresponding to the support itself, of a foam pad (12).
El conjunto del cabezal se complementa con unas unidades de guiado (13) en "U" para los adaptadores neumáticos anteriormente referidos.The head assembly is complemented by some guiding units (13) in "U" for pneumatic adapters previously referred.
De acuerdo con las características referidas, las secuencias de funcionamiento mostradas en las figuras 1 a 6 son como sigue:According to the characteristics mentioned, The operating sequences shown in Figures 1 to 6 are as follows:
A partir de la posición representada en la figura 1 se inicia el funcionamiento mediante el desplazamiento en vertical del sensor de posicionamiento (8), tal y como representa la flecha de esa figura 1, y cuyo accionamiento del sensor (8) se efectúa por medio del actuador neumático (9).From the position represented in the Figure 1 starts the operation by moving in vertical positioning sensor (8), as it represents the arrow of that figure 1, and whose actuation of the sensor (8) is carried out by means of the pneumatic actuator (9).
A continuación y a través de un sistema retro-alimentado, el robot (2) verifica su posición comparándola con la posición objetivo, aproximándose a la caja (14) a transportar hasta tocarla con la pala fija (3), tal y como se representa en la figura 2.Next and through a system retro-powered, the robot (2) verifies its position comparing it to the target position, approaching the box (14) to be transported until it is touched with the fixed blade (3), as represented in figure 2.
En la siguiente fase de funcionamiento como se representa en la figura 3 y una vez la pala fija (3) está en contacto con la caja (14), se efectúa simultáneamente el retraimiento del sensor de posicionamiento (8) y el desplegado o desplazamiento en vertical y hacia abajo del pistón neumático de apoyo (10), proyectándose éste hacia la caja (14) hasta que el taco de goma (12) apoya precisamente en la parte superior de dicha caja (14), presionando a ésta de acuerdo con un movimiento controlado hasta la referencia de lectura ofrecida por el sensor de posicionamiento (8), el cual como se ha dicho con anterioridad en lugar de ser fijo como ocurre tradicionalmente es móvil y desplazable en sentido vertical como se muestra en la figura 1, por lo que puede retraerse, como ocurre precisamente en esta fase de funcionamiento que se está describiendo en la figura 3, para que no quede expuesto a los diferentes movimientos que tenga que realizar el robot y con ello para que el cabezal (1) pueda realizar todos los movimientos que permitan su uso, tanto en las tareas de paletizado como de despaletizado.In the next phase of operation as represented in figure 3 and once the fixed blade (3) is in contact with the box (14), the positioning sensor retraction (8) and deployment or vertical and downward displacement of the pneumatic piston of support (10), projecting it towards the box (14) until the block rubber (12) rests precisely on the top of said box (14), pressing it according to a controlled movement up to the reading reference offered by the sensor positioning (8), which as stated previously in instead of being fixed as is traditionally mobile and scrollable vertically as shown in figure 1, by what can be retracted, as happens precisely in this phase of operation that is being described in figure 3, so that be exposed to the different movements you have to perform the robot and with it so that the head (1) can perform all the movements that allow its use, both in the tasks of palletized as depalletized.
Es de destacar el hecho de que en ese apoyo del pistón neumático (10), sobre la caja (14), el cabezal (1) se mantiene constante en su posición, ya que lo que se mueve es el brazo (2) del robot.It is noteworthy the fact that in that support of the pneumatic piston (10), on the box (14), the head (1) is keeps constant in its position, since what moves is the arm (2) of the robot.
En la siguiente fase de funcionamiento, mostrada
en la figura 4, el robot (2) realiza el movimiento en el mismo eje
horizontal, por una descomposición de vectores de fuerza, que
resultan en la inclinación deseada de la caja, separando ésta de la
caja adyacente tal y como se representa en esa figura 4, creándose
un espacio en cuña para la inserción de la pala móvil (4), todo
ello de manera tal que éste principio para lograr la inclinación de
la caja (14) no se basa en un desplazamiento angular del cabezal
como ocurre tradicionalmente, sino que se basa en un desplazamiento
en vertical del robot y por lo tanto del cabezal (1) para que
exista, por fricción, una descomposición de
vectores de
fuerza.In the next phase of operation, shown in Figure 4, the robot (2) performs the movement on the same horizontal axis, by a decomposition of force vectors, resulting in the desired inclination of the box, separating it from the box adjacent as shown in that figure 4, creating a wedge space for the insertion of the mobile blade (4), all in such a way that this principle to achieve the inclination of the box (14) is not based on a angular displacement of the head as traditionally occurs, but is based on a vertical displacement of the robot and therefore of the head (1) so that there is, by friction, a decomposition of
force vectors.
En el siguiente paso o fase de funcionamiento, representada en la figura 5, tiene lugar el movimiento de la pala móvil (4), que se desplazará mediante su actuador neumático (5), desplazamiento que se realiza en vertical para que la pala (4) se posicione colateralmente a la caja (14), adosándose a ésta, previo retraimiento del pistón neumático de apoyo (9), para que dicha caja (14) pueda posicionarse en vertical y quede comprendida lógicamente entre la pala fija (3) y la pala móvil (4).In the next step or phase of operation, represented in figure 5, the movement of the blade takes place mobile (4), which will move through its pneumatic actuator (5), displacement that is done vertically so that the blade (4) is collaterally position the box (14), attaching to it, prior retraction of the pneumatic support piston (9), so that said box (14) can be positioned vertically and logically understood between the fixed blade (3) and the mobile blade (4).
En una última fase de funcionamiento, representada en la figura 6, la pala móvil (4) se desplaza mediante el correspondiente actuador neumático y horizontal (5'), que producirá el desplazamiento en ese sentido y acercamiento de la pala móvil (4) hacia la caja (14), hasta presionar a ésta, para que entre dicha pala móvil (4) y la pala fija (3) la caja quede perfectamente cogida y pueda ser transportada hasta el lugar deseado.In a last phase of operation, represented in figure 6, the mobile shovel (4) is moved by the corresponding pneumatic and horizontal actuator (5 '), which will produce the displacement in that sense and approach of the mobile shovel (4) towards the box (14), until it is pressed, so that between said mobile blade (4) and the fixed blade (3) the box is perfectly caught and can be transported to the place wanted.
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- 2006-04-21 ES ES200601017A patent/ES2310445B1/en not_active Withdrawn - After Issue
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