NL1024708C2

NL1024708C2 - Stacking device, has stack stabilizer for tying binder around stack integrally combined with grab

Info

Publication number: NL1024708C2
Application number: NL1024708A
Authority: NL
Inventors: Rob De Groot
Original assignee: Robertpack Ind & Packaging Equ
Priority date: 2003-11-05
Filing date: 2003-11-05
Publication date: 2006-10-30
Also published as: NL1024708A1

Abstract

The stack stabilizer (14) is integrally combined with at least one grab (9) to form a single unit. The stabilizer and grab are connected to the free end (7) of the stacking device arm (4). Objects are transferred from one location to a stack location using a mechanism comprising at least one movable arm. The stabilizer is used to tie a binder (15) around the stack (13). The binder can be wire, tape or film.

Description

INRICHTING VOOR HET STABIEL STAPELEN VAN VOORWERPENDEVICE FOR STABLE STACKING OF OBJECTS

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het stapelen van voorwerpen, omvattende: middelen voor het van een eerste locatie opnemen en op een tweede locatie in een geordende stapel plaatsen van de voorwerpen , welke 5 opneem- en plaatsmiddelen ten minste één beweegbare arm met | ten minste één nabij een vrij uiteinde daarvan aangebracht I aangrijpingsorgaan omvatten, en middelen voor het stabiliseren van de zo gevormde stapel, welke stabilisatiemiddelen ingericht zijn voor het rond althans een 10 deel van de stapel aanbrengen van ten minste één bindorgaan. Een dergelijke inrichting is bekend, bijvoorbeeld uit het Amerikaanse octrooischrift 5.873.214.The invention relates to a device for stacking objects, comprising: means for receiving the objects from a first location and placing the objects at a second location in an ordered stack, which receiving and placing means comprise at least one movable arm with | comprise at least one engaging member arranged near a free end thereof, and means for stabilizing the stack thus formed, which stabilizing means are arranged for arranging at least one binding member around at least a part of the stack. Such a device is known, for example from U.S. Pat. No. 5,873,214.

Conventionele stapelinrichtingen omvatten meestal een stelsel van transportbanden, daarmee samenwerkende schuiven 15 en afzettafels. Daarbij worden de te stapelen voorwerpen in rijen aangevoerd, per rij door schuiven dwars op de aanvoerrichting op een tafel geschoven tot deze gevuld is, waarna de tafel omlaag bewogen wordt om een volgende laag te kunnen stapelen.Conventional stacking devices usually comprise a system of conveyor belts, slides cooperating with them, and delivery tables. The objects to be stacked are herein fed in rows, pushed on a table per row by sliding transversely to the supply direction until it is filled, whereafter the table is moved downwards in order to be able to stack a subsequent layer.

20 De laatste jaren wordt echter in toenemende mate gebruik gemaakt van stapelrobots. Deze omvatten een of meer in verschillende richtingen beweegbare, aangedreven armen, die aan hun uiteinden voorzien zijn van aangrijpingsorganen, bijvoorbeeld grijpers en/of zuigmonden. Dergelijke robots 25 zijn voorzien van besturingssystemen, waardoor de armen nagenoeg elke gewenste beweging kunnen uitvoeren, en naar elke gewenste positie gebracht kunnen worden. Door deze besturingssystemen worden ook de grijpers en/of zuigmonden bediend. Robots hebben ten opzichte van conventionele 1 024 708.In recent years, however, increasing use has been made of stacking robots. These comprise one or more driven arms movable in different directions, which are provided at their ends with engaging members, for example grippers and / or suction nozzles. Such robots are provided with control systems, whereby the arms can perform virtually any desired movement and can be brought to any desired position. The grippers and / or suction nozzles are also operated by these control systems. Robots have 1 024 708 compared to conventional ones.

2 systemen het voordeel dat zij aanzienlijk sneller en veelzijdiger zijn. Door middel van een geschikt geprogrammeerde besturing kan een robot in beginsel elke gewenste stapel vormen.2 systems have the advantage that they are considerably faster and more versatile. A robot can in principle form any desired stack by means of a suitably programmed control.

5 Een probleem dat zich voordoet bij het los stapelen van voorwerpen is het gebrek aan stabiliteit van de gevormde stapel. Met name wanneer voorwerpen nauwkeurig recht op elkaar gestapeld worden, bestaat het risico dat (een deel van) de gestapelde voorwerpen valt wanneer de stapel in 10 dwarsrichting belast wordt, zoals zich voordoet wanneer deze bijvoorbeeld door middel van een heftruck verder getransporteerd wordt.A problem that occurs when stacking objects loose is the lack of stability of the formed stack. Particularly when objects are stacked accurately straight together, there is a risk that (a part of) the stacked objects fall when the stack is loaded in the transverse direction, as occurs when, for example, it is transported further by means of a fork-lift truck.

Derhalve is het reeds bekend om mechanisch gevormde stapels volledig te omwikkelen met folie. Een dergelijke 15 folie wordt met de hand een of meermaals rond de stapel geslagen en op zichzelf bevestigd. Deze bekende oplossing brengt belangrijke nadelen met zich mee. In de eerste plaats is de wikkelbewerking geestdodend en tijdrovend, en vergt deze de inzet van personeel. Daarnaast moet het wikkelen, 20 wanneer de stapel door een robot gevormd is, uit veiligheidsoverwegingen buiten bereik van de robot of na uitschakeling daarvan worden uitgevoerd. Aan deze eis kan in een industriële omgeving niet goed voldaan worden. Tenslotte moet bij het ontstapelen ook de volledige folie weer 25 losgenomen en afgevoerd worden.Therefore, it is already known to completely wrap mechanically formed stacks with foil. Such a foil is wrapped around the stack by hand one or more times and attached to itself. This known solution entails important disadvantages. In the first place, the wrapping operation is mind-numbing and time-consuming and requires the deployment of staff. In addition, for safety reasons, the wrapping, when the stack is formed by a robot, must be carried out out of reach of the robot or after it has been switched off. This requirement cannot be properly met in an industrial environment. Finally, during de-stacking, the entire film must also be removed and removed.

Derhalve zijn reeds stapelinrichting voorgesteld, die voorzien zijn van middelen voor het stabiliseren van de daardoor gevormde stapels. Door gebruik te maken van dergelijke stabilisatiemiddelen, welke onderdeel vormen van 30 de stapelinrichting, kan het handmatig omwikkelen van de stapels komen te vervallen.Stacking devices have therefore already been proposed which are provided with means for stabilizing the stacks formed thereby. By making use of such stabilizing means, which form part of the stacking device, the manual wrapping of the stacks can be eliminated.

Zo beschrijft het bovengenoemde Amerikaanse octrooi 5.873.214 een dergelijke stapelinrichting, die bestaat uit 3 een ringvormig portaal met een roteerbare balk en een beweegbaar daaraan opgehangen arm. Aan het uiteinde van de arm kan naar keuze een grijper of een foliedispenser worden bevestigd. Dit heeft als nadeel, dat het stapelen telkens 5 onderbroken moet worden om de grijper te vervangen door de foliedispenser, alvorens de stapel kan worden gestabiliseerd.The above-mentioned US patent 5,873,214, for example, describes such a stacking device, which consists of an annular gantry with a rotatable beam and an arm movably suspended therefrom. A gripper or a foil dispenser can optionally be attached to the end of the arm. This has the disadvantage that the stacking must in each case be interrupted in order to replace the gripper with the foil dispenser before the stack can be stabilized.

Bij een alternatieve uitvoering zijn de grijper en de foliedispenser beide permanent bevestigd aan afzonderlijke armen, die beweegbaar zijn langs een balk, die roteerbaar is 10 in een portaal. Dit leidt tot een complexe en omvangrijke stapelinrichting, hetgeen in een industriële omgeving een nadeel vormt.In an alternative embodiment, the gripper and the foil dispenser are both permanently attached to individual arms, which are movable along a beam that is rotatable in a portal. This leads to a complex and extensive stacking device, which is a disadvantage in an industrial environment.

De uitvinding heeft derhalve tot doel een stapelinrichting van de hiervoor beschreven soort te 15 verschaffen, waarbij de genoemde nadelen zich niet of althans in mindere mate voordoen. Volgens de uitvinding wordt dit bij een dergelijke stapelinrichting bereikt, doordat de stabilisatiemiddelen en het ten minste ene aangrijpingsorgaan als een geheel gevormd en met het vrije uiteinde van de arm 20 verbonden zijn. Zo kan zeer snel gewerkt worden, omdat er niet gewisseld hoeft te worden tussen de stabilisatiemiddelen en het aangrijpingsorgaan. Bovendien leidt de integratie van stabilisatiemiddelen en aangrijpingsorga(a)n(en) tot een compacte en eenvoudige stapelinrichting.The invention therefore has for its object to provide a stacking device of the type described above, wherein the drawbacks mentioned do not occur, or at least to a lesser extent. According to the invention this is achieved with such a stacking device, in that the stabilizing means and the at least one engaging member are formed as a whole and connected to the free end of the arm. This makes it possible to work very quickly, since there is no need to switch between the stabilizing means and the engaging member. Moreover, the integration of stabilizing means and engagement means (s) leads to a compact and simple stacking device.

25 Voorkeursuitvoeringen van de stapelinrichting volgens de uitvinding zijn beschreven in de volgconclusies.Preferred embodiments of the stacking device according to the invention are described in the subclaims.

De uitvinding wordt nu toegelicht aan de hand van een voorbeeld, waarbij verwezen wordt naar de bij gevoegde tekening, waarin: 30 Fig. 1 een schematisch zijaanzicht is van een stapelinrichting volgens de uitvinding en een daardoor gevormde en gestabiliseerde stapel voorwerpen,The invention will now be explained with reference to an example, with reference to the accompanying drawing, in which: 1 is a schematic side view of a stacking device according to the invention and a stack of articles formed and stabilized thereby,

: I: I

4 Γ4 Γ

Fig. 2 een bovenaanzicht is van de stapelinrichting van fig. 1 tijdens verschillende stadia van het stabiliseren van de stapel,FIG. 2 is a plan view of the stacking apparatus of FIG. 1 during various stages of stabilizing the stack,

Fig. 3 een schematisch zijaanzicht op vergrote schaal 5 is van het aangrijpingsorgaan en de wikkeleenheid van de inrichting van fig. 1 en 2,FIG. 3 is a schematic side view on an enlarged scale 5 of the engaging member and the winding unit of the device of FIGS. 1 and 2,

Fig. 4 een schematisch bovenaanzicht is van de onderdelen van fig. 3, enFIG. 4 is a schematic top view of the components of FIG. 3, and

Fig. 5 een schematisch bovenaanzicht is van een 10 werkcel met daarin een andere stapelinrichting.FIG. 5 is a schematic top view of a working cell with another stacking device therein.

Een stapelinrichting 1 wordt in het getoonde voorbeeld gevormd door een robot 2, die een sokkel 3 omvat, alsmede een om verschillende assen roteerbaar daarop gelagerde arm 4. Deze arm 4 omvat op zijn beurt een tweetal 15 om verschillende assen scharnierbaar met elkaar verbonden armdelen 5, 6. Aan het vrije uiteinde 7 van het buitenste armdeel 6 is een bewerkingskop 8 bevestigd, die eveneens om een aantal assen scharnierbaar is. Door de verschillende scharnierverbindingen kan de bewerkingskop 8 naar elke 20 gewenste plaats en in elke gewenste stand bewogen worden.In the example shown, a stacking device 1 is formed by a robot 2, which comprises a base 3, and an arm 4 rotatably mounted on it about different axes. This arm 4 in turn comprises two arm parts 5 pivotally connected to each other about different axes. 6. A processing head 8 is attached to the free end 7 of the outer arm part 6, which head is also pivotable about a number of axes. Due to the different hinge connections, the processing head 8 can be moved to any desired location and position.

In het getoonde voorbeeld draagt de bewerkingskop 8 een aantal aangrijpingsorganen 9 in de vorm van zuignappen, waarmee voorwerpen 10, bijvoorbeeld dozen, kunnen worden opgetild door het verbinden van de zuignappen 9 met een 25 (slechts ten dele getoonde) vacuümleiding 16, en weer neergezet door het verbreken van deze verbinding. Door het naar een eerste locatie bewegen van de bewerkingskop 8, het daar met behulp van deze aangrijpingsorganen 9 oppakken van een voorwerp 10, het naar een tweede locatie, bijvoorbeeld 30 boven een pallet 11 bewegen van de bewerkingskop 8 en het daar op een gewenste positie neerlaten van het opgepakte voorwerp 10 kunnen de voorwerpen 10 in lagen 12 op elkaar geplaatst worden onder vorming van een stapel 13.In the example shown, the processing head 8 carries a number of engaging members 9 in the form of suction cups, with which objects 10, for instance boxes, can be lifted by connecting the suction cups 9 to a (only partially shown) vacuum line 16, and put it down again. by breaking this connection. By moving the processing head 8 to a first location, picking up an object 10 there with the aid of these engagement members 9, moving the processing head 8 to a second location, for example 30 above a pallet 11, and moving there to a desired position lowering the picked up object 10, the objects 10 can be placed on top of each other in layers 12 to form a stack 13.

. I. I

55

Volgens de uitvinding is de stapelinrichting 1 verder voorzien van middelen 14 voor het stabiliseren van de gevormde stapel 13. Deze stabilisatiemiddelen 14 zijn hier ingericht om langs mechanische weg een of meer bindorganen 15 5 rond de stapel 13 te slaan, en omvatten daartoe een wikkeleenheid 17 voor het materiaal van het bindorgaan 15.According to the invention, the stacking device 1 is further provided with means 14 for stabilizing the formed stack 13. These stabilizing means 14 are here arranged to mechanically wrap one or more binding members 15 around the stack 13, and for this purpose comprise a winding unit 17 for the material of the binding member 15.

In het getoonde voorbeeld wordt deze wikkeleenheid 17 gevormd door een conventionele tapedispenser, die opgehangen is in een C-vormige beugel 18 waarmee de zuignappen 9 10 bevestigd zijn aan de bewerkingskop 8. De ophanging is losneembaar, zodat de stapelinrichting 1 ook zonder stabilisatiemiddelen 14 geleverd en gebruikt kan worden, en anderzijds ook bestaande stapelinrichtingen achteraf kunnen worden voorzien van de stabilisatiemiddelen 14 volgens de 15 uitvinding. Zoals gebruikelijk omvat de tapedispenser 17 een voorraadrol 19 voor het bindmateriaal, een aantal geleide- en aandrukrollen 20 en een (hier niet getoond) mes voor het op een gewenste maat afsnijden van het bindmateriaal ter vorming van een bindorgaan 15.In the example shown this winding unit 17 is formed by a conventional tape dispenser, which is suspended in a C-shaped bracket 18 with which the suction cups 9 are attached to the processing head 8. The suspension is releasable, so that the stacking device 1 is also supplied without stabilizing means 14 and can be used, and on the other hand also existing stacking devices can be provided afterwards with the stabilizing means 14 according to the invention. As usual, the tape dispenser 17 comprises a supply roll 19 for the binding material, a number of guide and pressure rollers 20 and a knife (not shown here) for cutting the binding material to a desired size to form a binding member 15.

20 Met de getoonde stapelinrichting 1 is het bijvoorbeeld mogelijk om telkens wanneer er een laag voorwerpen 10 op de pallet 11 geplaatst is, de bewerkingskop 8 naar een positie langs een zijkant van de laag 12 te bewegen, zodat een aandrukrol 20 van de tapedispenser 17 25 tegen de zijkant komt te rusten. Door vervolgens de arm 4 op geschikte wijze te bewegen, loopt de tapedispenser 17 achtereenvolgens langs de vier zijden van de laag 12, waardoor een bindorgaan 15 in de vorm van een stuk tape rond deze laag 12 wordt geslagen, om de stapel 13 laag voor laag 30 te stabiliseren. Omdat de tape zelfklevend is en dus aan de voorwepen 10 hecht, zal een enkele omloop voldoende zijn.With the stacking device 1 shown, it is for instance possible to move the processing head 8 to a position along one side of the layer 12 each time a layer of objects 10 is placed on the pallet 11, so that a pressure roller 20 of the tape dispenser 17 is positioned. resting against the side. By subsequently moving the arm 4 in a suitable manner, the tape dispenser 17 runs successively along the four sides of the layer 12, whereby a binding member 15 in the form of a piece of tape is wrapped around this layer 12 around the stack 13 layer by layer 30 to stabilize. Because the tape is self-adhesive and therefore adheres to the front arms 10, a single circulation will suffice.

Overigens behoeft de bewerkingskop 8 niet horizontaal rond de stapel 13 bewogen te worden, maar zou deze ook een op en neer 6 gaande beweging kunnen uitvoeren, waardoor bijvoorbeeld het bindorgaan 15 diagonaal langs een aantal lagen 12 gevoerd zou kunnen worden, die dan niet slechts op zichzelf, maar ook ten opzichte van elkaar gestabiliseerd worden.Incidentally, the processing head 8 does not have to be moved horizontally around the stack 13, but it could also perform an up and down movement 6, so that, for example, the binding member 15 could be passed diagonally along a number of layers 12, which then would not only themselves, but also with respect to each other.

5 Bij een alternatieve uitvoeringsvorm van de stapelinrichting 101 zijn de stabilisatiemiddelen niet met de aangrijpingsorganen geïntegreerd. In plaats daarvan zijn deze aangrijpingsorganen, die bijvoorbeeld weer de gedaante kunnen hebben van een aantal zuigmonden, door middel van een 10 snelkoppeling of connector verbonden met de bewerkingskop 108 aan het vrije uiteinde van het armdeel 106. De stabilisatiemiddelen worden in dit voorbeeld gevormd door een wikkelorgaan 117 voor een folie, dat naast de stapel 113 gestald is op een statief 121. Dit wikkelorgaan 117 is 15 eveneens voorzien van een snelkoppeling, waardoor het met de bewerkingskop 108 verbonden kan worden.In an alternative embodiment of the stacking device 101, the stabilizing means are not integrated with the engaging members. Instead, these engaging members, which may, for example, again take the form of a number of suction nozzles, are connected by means of a quick coupling or connector to the processing head 108 at the free end of the arm part 106. In this example, the stabilizing means are formed by a wrapping member 117 for a film, which is stored next to stack 113 on a tripod 121. This wrapping member 117 is also provided with a quick coupling, through which it can be connected to the processing head 108.

Bij deze variant wordt periodiek, bijvoorbeeld telkens wanneer een laag voorwerpen vanaf een eerste locatie, bijvoorbeeld een aanvoerband 122 naar een tweede locatie 20 gebracht en daar op de pallet 111 geplaatst is, de arm 104 naar het statief 121 bewogen. Daar worden de aangrijpingsorganen losgekoppeld en afgezet. Dan wordt het wikkelorgaan 117 opgenomen, aan het vrije uiteinde van het armdeel 106 gekoppeld en door de arm 104 meermaals rond de 25 laag bewogen, teneinde deze te omwikkelen. Vervolgens wordt het wikkelorgaan 117 weer losgekoppeld en afgezet op het statief 121, en worden de aangrijpingsorganen weer opgenomen, waarna een volgende laag voorwerpen op de pallet 111 geplaatst kan worden. Overigens zou ook pas na het plaatsen 30 van twee lagen het wikkelorgaan 117 opgenomen kunnen worden, en de folie bijvoorbeeld om het grensvlak tussen de lagen gewikkeld kunnen worden, om deze ook met elkaar te verbinden.With this variant, periodically, for example each time a layer of objects is brought from a first location, for example a conveyor belt 122, to a second location 20 and placed there on the pallet 111, the arm 104 is moved to the stand 121. There the engagement members are disconnected and deposited. The winding member 117 is then received, coupled to the free end of the arm part 106 and moved repeatedly around the layer by the arm 104 in order to wrap it around. Subsequently, the winding member 117 is disconnected again and deposited on the stand 121, and the engaging members are picked up again, whereafter a further layer of objects can be placed on the pallet 111. Incidentally, the wrapping member 117 could also be included only after the placement of two layers, and the foil could, for example, be wound around the interface between the layers in order to also connect them to each other.

77

Zo maakt de inrichting volgens de uitvinding het mogelijk op snelle en eenvoudige wijze, en zonder menselijke tussenkomst, stabiele stapels te vormen van losse voorwerpen. Hoewel de stapelinrichting hiervoor beschreven is aan de hand 5 van een tweetal voorbeelden, zal het duidelijk zijn dat deze daartoe niet is beperkt. Zo zouden de aangrijpingsorganen en stabilisatiemiddelen anders uitgevoerd kunnen worden dan hier getoond en beschreven. Ook zouden de stabilisatiemiddelen onderdeel kunnen vormen van een afzonderlijke robot, naast de 10 stapelrobot. Verder zouden verschillende vormen van aangrijpingsorganen, bijvoorbeeld grijpers en zuigmonden, in combinatie gebruikt kunnen worden. Ditzelfde geldt voor de stabilisatiemiddelen; naast een tapedispenser zou een foliewikkelaar of een draadbinder voorzien kunnen zijn. De 15 omvang van de uitvinding wordt dan ook uitsluitend bepaald door de nu volgende conclusies.The device according to the invention thus makes it possible to form stable stacks of loose objects in a quick and simple manner, and without human intervention. Although the stacking device has been described above with reference to two examples, it will be clear that it is not limited thereto. For example, the engaging members and stabilizing means could be designed differently than shown and described here. The stabilizing means could also form part of a separate robot, in addition to the stacking robot. Furthermore, various forms of engagement members, for example grippers and suction nozzles, could be used in combination. The same applies to the stabilizers; in addition to a tape dispenser, a foil wrapper or a wire binder could be provided. The scope of the invention is therefore solely determined by the following claims.

1024 7081024 708

Claims

Device (1) for stacking objects (10), comprising: means for picking up the objects (10) from a first location and placing them at an second location in an ordered stack (13), locating means comprise at least one movable arm (4) with at least one engaging member (9) arranged near a free end (7) thereof, and means (14) for stabilizing the stack (13) thus formed, which stabilizing means (14 ) are arranged for arranging at least one binding member (15) around at least a part of the stack (13), characterized in that the stabilizing means (14) and the at least one engaging member (9) are formed as a whole and are connected to the free end (7) of the arm (4).

Device (1) according to claim 1, characterized in that the binding member (15) is in the form of a wire, tape or foil.

Device (1) according to claim 1 or 2, characterized in that the stabilizing means (14) comprise at least one winding unit (17) for the binding member (15). Λ τ 1 4- -it Λ \ Λ »Ληίΐ <-» / - \ r- * z- '1 π c η q * 3 iMAf Ί · X 11 A. X V., 11 \ A / v - f - - ---- - - characterized in that the winding unit (17) is suspended in a C-25-shaped bracket (18) with which the at least one engagement member (9) is suspended on the free end (7) of the arm (4) . 1024708 i

Device (1) according to claim 4, characterized in that the winding unit (17) is releasably suspended in the bracket (18).

Device (1) according to one of claims 3 to 5, characterized in that the winding unit (17) is a tape dispenser comprising a supply roll (19) for binding material, a number of guide and pressure rollers (20) and a knife.

Device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one engaging member (9) is a suction cup connected to a vacuum line (16).

Device (1) as claimed in any of the foregoing claims, characterized in that the arm (4) is rotatably mounted on different shafts on a base (3) and two arm parts (5, 6) pivotally connected to each other about different shafts includes.

Device (1) as claimed in any of the foregoing claims, characterized in that at least the arm (4) and / or the engaging member (9) is connected to control means. 1 ü24 70 8