NL2003892C2 - Inrichting voor het oppakken van voorwerpen en combinatie daarvan met een manipulator. - Google Patents

Description

Inrichting voor het oppakken van voorwerpen en combinatie daarvan met een manipulator

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting 5 voor het oppakken van voorwerpen, omvattende een frame, met het frame verbonden oppakmiddelen, en middelen voor het bedienen van de oppakmiddelen, waarbij de oppakmiddelen ten minste één paar op afstand van elkaar aan het frame opgehangen klemorganen omvatten, die door de 10 bedieningsmiddelen naar en van elkaar beweegbaar zijn en die ingericht zijn voor het daartussen inklemmen van de op te pakken voorwerpen, waarbij elk klemorgaan een naar het tegenovergelegen klemorgaan gericht aangrijpingsdeel vertoont, dat ingericht is om een daardoor op de voorwerpen 15 uitgeoefende klemkracht gelijkmatig te verdelen. Een dergelijke oppakinrichting is bekend uit het Amerikaanse octrooischrift 4.252.496 en wordt bijvoorbeeld gebruikt bij het op pallets stapelen van gebundelde of verpakte voorwerpen.

20 Voorbeelden van dergelijke gebundelde of verpakte voorwerpen zijn met frisdrank of bier gevulde blikken, die vaak met vier of zes stuks - of een veelvoud daarvan - samen verpakt zijn. Daarbij kunnen de blikken op een kartonnen tray of plaat geplaatst zijn of kunnen zij in een krimpfolie 25 verpakt zijn. Ook combinaties van deze verpakkingsvormen zijn denkbaar. De met blikken gevulde trays of krimpfolieverpakkingen worden voor transport vanaf een lokatie waar de blikken gevuld zijn verzameld op een pallet. Daarbij wordt op de pallet een aantal lagen gestapeld, 30 waarbij elke laag bestaat uit een aantal trays of krimpfolieverpakkingen.

Voor het op pallets stapelen of "palletiseren" van de voorwerpen wordt gebruik gemaakt van een verplaatsbare 2 oppakinrichting, die onderdeel vormt van een palletiseerinstallatie. Een dergelijke palletiseerinstallatie kan een manipulator omvatten, bijvoorbeeld een robot die een of meer robotarmen vertoont.

5 Daarbij kan de oppakinrichting aan de manipulator, dus aan een arm van de robot zijn bevestigd.

Een variant van de conventionele oppakinrichting is voorzien van L-vormige oppakorganen die, wanneer zij naar elkaar bewogen worden, elk onder een rand van een gevulde 10 tray of krimpfolieverpakking grijpen en zo de gebundelde of verpakte voorwerpen optillen. Dit vindt bijvoorbeeld plaats aan het eind van een verpakkingslijn. De oppakinrichting wordt dan door de robotarm naar een pallet bewogen, waar de voorwerpen worden neergezet. Daartoe worden de L-vormige 15 oppakorganen van elkaar bewogen, zodat zij onder de rand van de tray of folieverpakking vandaan getrokken worden.

Deze conventionele oppakinrichting heeft het nadeel, dat daarmee gebundelde of verpakte voorwerpen op een pallet onvoldoende dicht tegen elkaar geplaatst kunnen 20 worden. Dit komt omdat bij het neerzetten naast de voorwerpen ruimte nodig is om de L-vormige oppakorganen onder voorwerpen uit te kunnen trekken. Doordat zo tussen trays of verpakkingen op een pallet telkens ruimte vrij blijft, is de belading van de pallet niet optimaal.

25 Een andere variant van de conventionele oppakinrichting maakt gebruik van inklemming voor het oppakken van gevulde trays of folieverpakkingen. Daartoe is deze oppakinrichting voorzien van vlakke klemorganen, die aangrijpen op de zijkanten van de op te pakken voorwerpen of 30 de zijkanten van de trays. Dergelijke vlakke klemorganen nemen minder ruimte in dan de hiervoor beschreven L-vormige oppakorganen, zodat de voorwerpen dichter bij elkaar op een pallet geplaatst kunnen worden.

3

Deze bekende oppakinrichting heeft echter het nadeel, dat die niet geschikt is voor het oppakken van kwetsbare producten, zoals bijvoorbeeld met drank gevulde blikken. Om dergelijke voorwerpen door middel van inklemming 5 op te pakken moet daarop namelijk een aanzienlijke klemkracht worden uitgeoefend. Als gevolg van deze hoge klemkracht worden de blikken ter plaatse van randen van de klemorganen beschadigd door indrukking. Beschadigde of ingedeukte blikken zijn minder aantrekkelijk voor 10 consumenten, en verliezen zo (een deel van) hun waarde. Deze conventionele oppakinrichting is dan ook uitsluitend geschikt voor het oppakken van relatief stevige voorwerpen, zoals kartonnen dozen. Blikken kunnen met deze inrichting alleen worden opgepakt wanneer zij op een tray verpakt zijn, 15 omdat dan de klemorganen kunnen aangrijpen op de zijkanten van de tray, die minder kwetsbaar zijn.

Het hiervoor genoemde Amerikaanse octrooischrift 4.252.496 beschrijft een grijper waarmee in één keer een gehele laag van meerdere trays met blikken kan worden 20 opgepakt. Deze grijper is voorzien van twee paar zwenkbare klemplaten, die de op te pakken laag trays aan alle zijden omsluiten. De klemplaten die bediend worden door hydraulische cilinders zijn elk voorzien van een verende of rubberen klemrand aan hun onderzijde. De grijper is 25 opgehangen aan de vork van een heftruck.

Grijpers met klemarmen zijn verder bekend uit de Japanse octrooipublicatie 2002-370889, het Duitse octrooischrift 2 221 669 en het Franse octrooi 1.285.165.

Het betreft daarbij telkens een grijper voor het oppakken 30 van stenen of (beton)blokken.

Verder zijn uit het Europese octrooischrift 0 348 311, het Duitse "Offenlegungsschrift" 21 26 198 en de Japanse octrooipublicatie 4-87788 nog grijpers bekend met 4 zuigmonden en een bron van onderdruk. Ook de grijper volgens de Japanse octrooipublicatie 2002-370889 vertoont overigens zuigmonden.

De uitvinding heeft nu tot doel een 5 oppakinrichting van de hiervoor beschreven soort zodanig te verbeteren, dat de genoemde nadelen zich niet, of althans in mindere mate voordoen. Met name heeft de uitvinding tot doel een oppakinrichting te verschaffen waarmee relatief kwetsbare voorwerpen kunnen worden opgepakt zonder deze te 10 beschadigen.

Volgens een eerste aspect van de uitvinding wordt dit bij een dergelijke oppakinrichting bereikt, doordat het aangrijpingsdeel een relatief glad oppervlak vertoont, dat in hoofdzaak vrij is van discontinuïteiten. Door de 15 voorwerpen in te klemmen tussen klemorganen, in plaats van deze op te tillen door deels daaronder geschoven L-vormige oppakorganen, kunnen de gebundelde of verpakte voorwerpen dichter bij elkaar op een pallet geplaatst worden. Bovendien kunnen zo ook minder stijve verpakkingen worden opgepakt, 20 omdat de inklemming de gebundelde voorwerpen extra stijfheid geeft. Door daarbij de klemkracht gelijkmatig te verdelen wordt beschadiging van de voorwerpen, met name indrukking in het geval van blikken, voorkomen. Door discontinuïteiten in het oppervlak te vermijden wordt het risico van beschadiging 25 van de voorwerpen, met name indrukking van blikken, beperkt. Anderzijds zorgt het gladde oppervlak van het aangrijpingsdeel ervoor, dat het klemorgaan eenvoudig losgenomen kan worden van de opgepakte voorwerpen.

Bij voorkeur vertoont het aangrijpingsdeel een 30 gekromd oppervlak. Daardoor wordt een relatief groot en optimaal gevormd contactvlak met de zijkant van een op te pakken voorwerp gecreëerd, waarbij die zijkant in zeer geringe mate kan worden ingedrukt. De indrukking blijft 5 binnen het elastisch bereik, zodat de zijkant van het voorwerp na het wegnemen van de klemkracht weer terugveert naar zijn oorspronkelijke vorm, en er geen beschadiging optreedt.

5 De optimale waarde van de krommingstraal van het oppervlak hangt af van een aantal parameters, zoals de wanddikte van de op te pakken voorwerpen, de stijfheid en sterkte van het materiaal waarvan de voorwerpen gemaakt zijn, en de hoogte en de breedte of diameter van de 10 voorwerpen. Voor het schadevrij oppakken van relatief dunwandige blikken of bussen dient deze krommingstraal bij voorkeur tussen 5 mm en 2500 mm te bedragen. Bij dergelijke waarden van de krommingstraal wordt de klemkracht zeer gelijkmatig verdeeld en is het risico van blijvende 15 indrukking minimaal.

Verder is het ook van voordeel wanneer een van het frame afgekeerd vrij uiteinde van elk klemorgaan afgeschuind is. Zo wordt de ruimte die tussen aangrenzende voorwerpen op een pallet vrijgehouden moet worden verder geminimaliseerd, 20 terwijl ook het risico van beschadiging van naastgelegen voorwerpen door een uitstekende achterrand van het klemorgaan wordt vermeden.

Een constructief eenvoudige en doelmatige oppakinrichting wordt verkregen, wanneer de klemorganen 25 zwenkbaar om paar onderling evenwijdige assen aan het frame opgehangen zijn, en de bedieningsmiddelen ingericht zijn om de klemorganen naar en van elkaar te zwenken. Een zwenkbeweging is relatief eenvoudig te realiseren en vergt geen complexe en zware geleidingen.

30 Hoewel er voor het naar en van elkaar bewegen van de klemorganen verschillende actuatoren denkbaar zijn, verdient het de voorkeur dat de bedieningsmiddelen ten minste één zuiger/cilindereenheid omvatten. Een dergelijke 6 eenheid is relatief snel, kan een behoorlijke kracht opwekken en is eenvoudig te besturen.

Bij voorkeur is dan deze zuiger/cilindereenheid pneumatisch aandrijfbaar. Pneumatische aandrijvingen zijn 5 schoon en daardoor geschikt voor toepassing in de levensmiddelenindustrie. In veel bedrijven zijn bovendien reeds persluchtsystemen aanwezig, waarop de oppakinrichting dan eenvoudig aangesloten kan worden.

Anderzijds is het ook goed denkbaar dat de 10 bedieningsmiddelen ten minste één motor omvatten, bijvoorbeeld een elektromotor. Dergelijke motoren zijn compact en sterk, en kunnen eenvoudig gevoed worden vanuit alom aanwezige elektriciteitsnetten.

Wanneer de bedieningsmiddelen in de oppakrichting 15 van de voorwerpen beschouwd boven de aangrijpingsdelen aangebracht zijn, wordt de ruimte tussen de aangrijpingsdelen geheel vrij gehouden voor het oppakken van de voorwerpen.

Teneinde een grote hoeveelheid voorwerpen in een 20 keer te kunnen oppakken en naar een pallet over te kunnen brengen omvat de inrichting bij voorkeur meerdere paren klemorganen, die zowel afzonderlijk als gemeenschappelijk beweegbaar zijn. Door de afzonderlijke beweegbaarheid van de klemorganen kunnen de voorwerpen op verschillende plaatsen 25 op de pallet worden neergezet.

Daarbij omvatten de bedieningsmiddelen met voordeel voor elk paar klemorganen een afzonderlijke zuiger/cilindereenheid of motor. Daarnaast of in plaats daarvan kunnen de bedieningsmiddelen een met meerdere paren 30 klemorganen verbonden, gemeenschappelijke zuiger/cilindereenheid of motor omvatten. Wanneer afzonderlijke en gemeenschappelijke aandrijvingen naast elkaar worden toegepast, kunnen deze in verschillende 7 richtingen werkzaam zijn, bijvoorbeeld de afzonderlijke aandrijvingen voor het inklemmen en de gemeenschappelijke aandrijving voor het lossen van de voorwerpen.

Volgens een tweede aspect van de uitvinding is de 5 oppakinrichting voorzien van een tussen de oppakmiddelen en de bedieningsmiddelen aangebrachte vrijloopkoppeling. Zo kunnen de oppakmiddelen vrij worden bewogen wanneer de bedieningsmiddelen niet werkzaam zijn, en kunnen zij zich richten naar de omgeving wanneer zij worden teruggetrokken 10 na het neerzetten van de voorwerpen. Op deze wijze wordt voorkomen dat traagheid of inwendige wrijving in de bedieningsmiddelen van invloed is op het lossen van de opgepakte voorwerpen.

Een dergelijke vrijloop of vrije slag kan op 15 constructief eenvoudige wijze worden bereikt, wanneer ten minste één van de klemorganen verschuifbaar is verbonden met een zuigerstang van de zuiger/cilindereenheid.

Volgens weer een ander aspect van de uitvinding wordt een oppakinrichting verschaft van de in de aanhef 20 beschreven soort, waarbij de oppakmiddelen op basis van vacuüm werkzame oppakelementen omvatten, welke vacuüm-oppakelementen een aantal verspreid aan het frame opgehangen, met een bron van onderdruk verbonden zuigmondstukken, en een aan het frame opgehangen plaat met 25 conformerend oppervlak omvatten, waarin een aantal met een bron van onderdruk verbonden zuigopeningen is gevormd, de plaat losneembaar aan het frame opgehangen is, en zodanig dat de zuigopeningen in verbinding staan met de zuigmondstukken.

30 Door de aanwezigheid van deze vacuüm- oppakelementen kan de inrichting ook gebruikt worden voor het oppakken van voorwerpen die langs mechanische weg niet of slechts met grote moeite opgepakt kunnen worden. Daarbij 8 kunnen de vacuüm-oppakelementen in plaats van de mechanische oppak- of klemorganen worden toegepast, maar is ook een gecombineerd gebruik van de mechanische oppak- of klemorganen en vacuüm-oppakelementen denkbaar.

5 De zuigmonden zijn met name doelmatig voor het oppakken van voorwerpen die in een luchtdichte krimpfolie zijn verpakt.Deze mondstukken, die enigszins elastisch vervormbaar kunnen zijn, zuigen zich op verschillende plaatsen vast aan de folie en pakken zo de verpakte 10 voorwerpen op. De plaat met conformerend oppervlak kan dienen voor het oppakken van voorwerpen die niet in een luchtdichte krimpfolie verpakt zijn.Wanneer de op te pakken voorwerpen blikken zijn, kan de plaat met zijn conformerend of elastisch vervormbaar oppervlak op de bovenranden van 15 deze blikken geplaatst worden, waarna de blikken via de zuigopeningen aan de plaat vastgezogen kunnen worden.

Doordat de plaat losneembaar is, kan de inrichting naar keuze worden gebruikt voor het oppakken van voorwerpen in luchtdichte krimpfolie of voorwerpen die niet in 20 dergelijke folie verpakt zijn. Daartoe hoeft slechts de plaat met zuigopeningen van het frame genomen of juist daaraan bevestigd te worden.

Teneinde de inrichting volgens de uitvinding te kunnen gebruiken voor het oppakken van voorwerpen met 25 verschillende hoogtes, verdient het de voorkeur dat de vacuüm-oppakelementen in hoogte verstelbaar aan het frame opgehangen zijn. Dit kan op constructief eenvoudige wijze worden bereikt door de zuigmondstukken en/of de plaat met zuigopeningen aan te brengen in een subframe, dat door 30 middel van een aantal in hoogterichting beweegbare geleiders met het frame verbonden is.

Om de oppakinrichting toe te kunnen passen voor het uitvoeren van verschillende overzetbewerkingen met 9 uiteenlopende en verschillend verpakte voorwerpen, is deze bij voorkeur voorzien van middelen voor het besturen van de bedieningsmiddelen, de vacuüm-oppakelementen en/of de hoogteverstelling. Voor een optimale flexibiliteit zijn deze 5 besturingsmiddelen bij voorkeur programmeerbaar.

Met voordeel is de oppakinrichting voorzien van op het frame aangebrachte middelen voor het aan een manipulator bevestigen daarvan. Deze bevestigingsmiddelen kunnen permanent zijn, maar een losneembare bevestiging is ook 10 denkbaar, zodat verschillende oppakinrichtingen of andere gereedschappen gebruikt kunnen worden in combinatie met een enkele manipulator.

De uitvinding heeft ook betrekking op een dergelijke combinatie van een manipulator en een daaraan 15 bevestigde oppakinrichting. Met voordeel zijn daarbij de oppakinrichting en de manipulator elk voorzien van met elkaar samenwerkende besturingsmiddelen, zodat de bewegingen van de manipulator en de werking van de bedieningsmiddelen, vacuüm-oppakelementen en/of hoogteverstelling op elkaar 20 afgestemd kunnen worden. Wanneer de manipulator een robot is die ten minste één beweegbare arm vertoont, en de oppakinrichting aan de ten minste ene arm bevestigd is, wordt een zeer flexibele productie-eenheid verkregen, die op velerlei wijze toepasbaar is.

25 De uitvinding wordt nu toegelicht aan de hand van een voorbeeld, waarbij verwezen wordt naar de bij gevoegde tekening, waarin:

Fig. 1 een perspectivisch aanzicht toont van een manipulator, hier een robot met een arm, waaraan een 30 oppakinrichting volgens de uitvinding is bevestigd, die een aantal trays met blikken draagt, 10

Fig. 2 een perspectivisch bovenaanzicht is van de oppakinrichting van fig. 1, waarin ook een plaat met zuigopeningen getoond is,

Fig. 3 een perspectivisch bovenaanzicht met 5 uiteengenomen delen is van de oppakinrichting van fig. 1 en 2,

Fig. 4 een perspectivisch onderaanzicht is van de oppakinrichting van fig. 1, 2 en 3, ditmaal zonder de plaat met zuigopeningen, 10 Fig. 5 een perspectivisch bovenaanzicht is van de klemorganen van de inrichting en hun bedieningsmiddelen,

Fig. 6 een doorsnede toont volgens de lijn VI-VI

in fig. 5,

Fig. 7 een vooraanzicht is van de oppakinrichting 15 wanneer die in een krimpfolie verpakte blikken draagt,

Fig. 8 vooraanzichten zijn van de oppakinrichting wanneer die trays draagt met blikken met verschillende hoogten,

Fig. 9 een perspectivisch bovenaanzicht is van de 20 vacuüm-oppakelementen en de hoogteverstelling van de oppakinrichting volgens de uitvinding,

Fig. 10 een detailaanzicht is volgens de pijl X in fig. 9,

Fig. 11 een perspectivisch bovenaanzicht is van de 25 plaat met zuigopeningen,

Fig. 12 een vooraanzicht toont van een klemorgaan van de inrichting volgens de uitvinding tussen twee bundels voorwerpen,

Fig. 13 een perspectivisch aanzicht toont van de 30 middelen voor het gemeenschappelijk bewegen van de klemorganen, en

Fig. 14 een detailaanzicht op vergrote schaal is volgens de pijl XIV in fig. 7.

11

Een inrichting 1 voor het oppakken van voorwerpen 2, zoals blikken die op een tray 3 zijn verpakt, omvat een frame 4 dat voorzien is van bevestigingsmiddelen 5 waarmee de oppakinrichting 1 kan worden bevestigd aan een 5 manipulator, hier een arm 6 van een robot 7 (fig. 1). Aan het frame 4 is een aantal (hier twaalf) paren klemorganen 8 opgehangen. De afstand D tussen de klemorganen 8 van elk paar komt daarbij overeen met een gebruikelijke maat van een tray 3. Verder is de oppakinrichting 1 voorzien van 10 bedieningsmiddelen 9 voor het naar en van elkaar bewegen van de klemorganen 8.

De klemorganen 8 zijn volgens de uitvinding bedoeld om de op te pakken voorwerpen 2 daartussen in te klemmen, in plaats van het aan de randen optillen van de 15 trays 3, zoals bij conventionele oppakinrichtingen. Daarom zijn de klemorganen 8 niet L-vormig, maar vertoont elk klemorgaan 8 een naar het tegenovergelegen klemorgaan 8 gericht aangrijpingsdeel 10. Dit aangrijpingsdeel 10 vertoont een relatief glad oppervlak zonder 20 discontinuïteiten. In het getoonde voorbeeld is het oppervlak van het aangrijpingsdeel 10 gekromd, met een relatief grote krommingstraal R (fig. 6, 12, 14) .

Deze krommingstraal R hangt ondermeer samen met de aard, de materiaaleigenschappen en de afmetingen van de op 25 te pakken voorwerpen 2. In de praktijk zal de krommingstraal R voor de cilindrische blikken of bussen met gangbare afmetingen tussen 5 mm en 2500 mm kunnen variëren.

Als gevolg van de gekozen configuratie van de oppakinrichting 1 steekt het aangrijpingsdeel 10 hier uit 30 ten opzichte van een hoofdvlak 11 van het klemorgaan 8, maar dit is niet wezenlijk. Om de trays 3 met minimale tussenruimte op een pallet te kunnen plaatsen is slechts van belang dat de klemorganen 8 slank zijn. Het vrije uiteinde 12 12 van elk klemorgaan 8 is afgeschuind, enerzijds om de inrichting 1 enigszins zelfzoekend te maken wanneer deze op een tray 3 met voorwerpen 2 wordt neergelaten, en anderzijds om beschadiging van aangrenzende voorwerpen 2 door een 5 uitstekende achterrand van het klemorgaan 8 te voorkomen.

De klemorganen 8 zijn in het getoonde voorbeeld zwenkbaar om twee onderling evenwijdige assen 13, 14 aan het frame 4 opgehangen, en kunnen door de bedieningsmiddelen 9 zowel gemeenschappelijk als per paar afzonderlijk naar en 10 van elkaar gezwenkt worden. Elk klemorgaan 8 is door middel van twee schroeven 35 bevestigd aan een lagerblok 36, dat zwenkbaar om een van de assen 13, 14 is gelagerd.

Voor de afzonderlijke beweging van elk paar klemorganen 8 omvatten de bedieningsmiddelen 9 hier twaalf 15 pneumatische zuiger/cilindereenheden 15, die tussen bedieningsdelen 16 van de klemorganen 8 van elk paar zijn geplaatst. Deze bedieningsdelen 16 bevinden zich aan de andere zijde van de zwenkassen 13, 14 dan de overeenkomstige aangrijpingsdelen 10. Elke pneumatische 20 zuiger/cilindereenheid 15 omvat een cilinder 25 waarin een (hier niet getoonde) zuiger heen en weer beweegbaar is onder invloed van perslucht, die wordt toegevoerd via een van de aansluitingen 58, 59 en afgevoerd via de andere aansluiting. De zuiger is verbonden met een zuigerstang 28, die uit een 25 einde 60 van de cilinder 25 steekt. In het getoonde voorbeeld is het tegenovergelegen uiteinde 26 van de cilinder 25 door middel van een pen 27 zwenkbaar verbonden met het bedieningsdeel 16 van een van de klemorganen 8 van het betreffende paar. De zuigerstang 28 van de eenheid 15 is 30 met het bedieningsdeel 16 van het tegenoverliggende klemorgaan 8 verbonden onder tussenkomst van een vrijloopkoppeling 29, dat wil zeggen een verbinding met een vrije slag.

13

Deze vrijloop- of vrije slag koppeling 29 wordt hier gevormd door een sleuf 30 in het bedieningsdeel 16, die met ruime speling verschuifbaar is om een versmald deel 31 van de zuigerstang 28. De koppeling 29 omvat verder een 5 drukpen 32 die in dwarsrichting uitsteekt uit de zuigerstang 28 en het bedieningsdeel 16 kan bedienen in een richting waarin het klemorgaan 8 met zijn aangrijpingsdeel 10 naar de op te pakken voorwerpen 2 wordt gedwongen. Tussen de drukpen 32 en het bedieningsdeel 16 is nog een dempingselement 33 10 van een relatief zachter materiaal, bijvoorbeeld een kunststof aangebracht, om rechtstreeks contact tussen de metalen zuigerstang 28 en het eveneens metalen klemorgaan 8 te voorkomen. Het versmalde deel 31 is afgesloten door een moer 34, waarvan de diameter groter is dan de breedte van de 15 sleuf 30, en die als aanslag of eindbeveiliging fungeert. Zo wordt, wanneer de zuigerstang 28 wordt uitgestoken, het bedieningsdeel 16 naar buiten gedrukt door de drukpen 32.

Het klemorgaan 8 zwenkt dan dus om de bijbehorende as 13, 14, waarbij het aangrijpingsdeel 10 naar binnen bewogen 20 wordt, en in aangrijping kan komen met een op te pakken voorwerp 2. Wanneer daarna de zuigerstang 28 weer ingetrokken wordt, zal het bedieningsdeel 16 deze beweging niet volgen, omdat het versmalde deel 31 van de zuigerstang 28 vrij kan bewegen in de sleuf 30. Alleen als de moer 34 25 met het bedieningsdeel 16 in aangrijping zou komen zou dit terugzwenken, maar die situatie doet zich onder normale omstandigheden niet voor. Het klemorgaan 8 is dus in feite vrij zwenkbaar tussen een stand waarin het bedieningsdeel 16 de drukpen 32 raakt en een stand waarin het bedieningsdeel 30 16 de moer 34 raakt. Door deze vrije beweegbaarheid kan het klemorgaan 8 tussen twee dicht tegen elkaar geplaatste verpakkingen met voorwerpen 2 vandaan getrokken worden, 14 zonder de voorwerpen 2 te verschuiven, en zonder te blijven haken of klemmen.

De gemeenschappelijke zwenkbeweging van alle paren klemorganen 8 wordt hier verzorgd door een extra 5 pneumatische zuiger/cilindereenheid 17, die aangebracht is tussen twee hefbomen 18, 19, die elk met een van de zwenkassen 13, 14 verbonden zijn. Ook deze pneumatische zuiger/cilindereenheid 17 wordt gevormd door een cilinder 61, een daarin beweegbare zuiger en een met de zuiger 10 verbonden zuigerstang 62. Voor de toe- en afvoer van perslucht zijn weer twee aansluitingen 63, 64 voorzien aan weerszijden van de zuiger. Om een gelijkmatige beweging van de klemorganen 8 aan weerszijden van het frame 4 te waarborgen zijn de hefbomen 18, 19 verbonden door een 15 diagonale stang 20, die van de ene zijde van de zwenkas 13 naar de andere zijde van de zwenkas 14 verloopt. Op elke zwenkas 13, 14 is telkens tussen twee aangrenzende klemorganen 8 een kunststof ring 21 en een drukplaatje 22 bevestigd door middel van een schroef 23 (fig. 13). De 20 schroef 23 steekt daarbij door uitsparingen 24 in de zijranden van de betreffende klemorganen 8. Elk drukplaatje 22 bedient zo twee klemorganen 8, die zwenkbaar zijn om het deel van de betreffende zwenkas 13, 14 tussen twee kunststof ringen 21. Daarbij drukt de onderzijde van het drukplaatje 25 22 tegen een onder de zwenkas 13, 14 gelegen deel van het klemorgaan 8 (fig. 6), om het aangrijpingsdeel 10 van het klemorgaan 8 naar buiten te doen zwenken. Door deze beweging worden de klemorganen 8 naar hun gespreide of "open" uitgangspositie gebracht, waarin de oppakinrichting 1 over 30 een op te pakken verzameling voorwerpen 2 neergelaten kan worden.

Naast de mechanische klemorganen 8, waarmee de op te pakken voorwerpen 2 kunnen worden vastgeklemd, is de 15 oppakinrichting 1 in het getoonde voorbeeld ook voorzien van vacuüm-oppakelementen 37. Deze vacuüm-oppakelementen 37 kunnen naast de klemorganen 8 worden gebruikt om de voorwerpen 2 nog steviger vast te houden, maar kunnen ook 5 zelfstandig worden toegepast om de voorwerpen 2 alleen door zuiging op te pakken. De vacuüm-oppakelementen 37 hebben hier twee verschillende verschijningsvormen, die geschikt zijn voor het oppakken van op verschillende wijze verpakte voorwerpen 2.

10 In de eerste plaats omvatten de vacuüm- oppakelementen 37 een groot aantal naar beneden gerichte, komvormige zuigmondstukken 38 van een enigszins elastisch meegevend materiaal, die in een regelmatig patroon verdeeld aan het frame 4 zijn opgehangen. Deze zuigmondstukken 37 15 kunnen op een bovenvlak van een krimpfolieverpakking worden geplaatst om deze op te pakken. In het getoonde voorbeeld is ter plaatse van elk paar klemorganen 8 een rij van zes zuigmondstukken 38 aangebracht (fig. 4). De zuigmondstukken 38 zijn hier bevestigd aan een subframe 39, dat op zijn 20 beurt door middel van een zestal kolommen of geleiders 40 is opgehangen aan het frame 4. In het subframe 39 zijn (hier niet getoonde) kanalen gevormd, waardoor de zuigmondstukken 38 van elke rij verbonden zijn met een op het subframe 39 aangebrachte vacuüm-injecteur 41 (fig. 10). De vacuüm-25 injecteurs 41 zijn op hun beurt via leidingen 42 verbonden met een ventielenblok 43 aan de bovenzijde van het frame 4. Dit ventielenblok 43 zorgt voor de toevoer van perslucht, die in de vacuüm-injecteurs 41 in een vernauwing versnelt en dan in een uitwaaierend deel weer expandeert. Daarbij wordt 30 een onderdruk of vacuüm opgewekt in de kanalen in het subframe 39 en in de zuigmondstukken 37.

Verder omvatten de vacuüm-oppakelementen 37 een vlakke plaat 44 met een aantal zuigopeningen 45. Deze plaat 16 44 heeft een conformerend onderoppervlak 46 van een relatief zacht, elastisch vervormbaar materiaal. Dit conformerend oppervlak 46 kan bijvoorbeeld op de bovenvlakken van een aantal op te pakken blikken 2 geplaatst worden, en vormt dan 5 met de harde randen daarvan een luchtdichte afsluiting, zodat de blikken door zuiging kunnen worden opgepakt. De zuigopeningen 45 zijn hier in eenzelfde patroon in de plaat 44 gevormd als het patroon van de zuigmondstukken 38, dus ook twaalf rijen van zes openingen 45 (fig. 11). Hierdoor 10 kan de plaat 44 opgehangen worden aan het subframe 39, waarbij dan de zuigmondstukken 38 in verbinding staan met de zuigopeningen 45, en zo dus het vacuüm dat in de zuigmondstukken 38 opgewekt wordt ook werkzaam is in de zuigopeningen 45. Voor het ophangen van de plaat 44 met de 15 zuigopeningen 45 aan het subframe 39 wordt gebruik gemaakt van twee staande koppelelementen 47 met elk een ringvormige groef 48, die op de bovenzijde van de plaat 44 zijn aangebracht. Deze koppelelementen 47 worden door overeenkomstige openingen in het subframe 39 gestoken en 20 daar elk vergrendeld door een verschuifbare bek 48, die door een pneumatische actuator 49 wordt bediend.

Teneinde de vacuüm-oppakelementen 37 in combinatie met de klemorganen 8 te kunnen gebruiken voor het oppakken van verschillende maten voorwerpen 2, bijvoorbeeld blikken 2 25 van 0,33 liter (fig. 7), blikken 2' van 0,5 liter of blikken 2" van 0,6 liter (fig. 8), zijn deze hier in hoogte verstelbaar aan het frame 4 opgehangen. Daartoe zijn de kolommen of geleiders 40 voorzien van een aantal ringvormige groeven 50 op verschillende hoogten boven het subframe 39.

30 In het frame 4 zijn twee paren strips 51, 52 verschuifbaar gelagerd in lagerblokken 53. De lagerblokken 53 vertonen daarbij verticaal gerichte doorgaande openingen 54, waar de kolommen 40 doorheen steken. Ter plaatse van de lagerblokken 17 53 zijn de strips 51, 52 voorzien van sleutelgatvormige openingen 55, met een rond deel dat groter is dan de doorsnede van een kolom 40 en een sleufdeel dat smaller is dan de kolom 40, maar waar de groef 50 in past. De strips 5 51, 52 kunnen door middel van pneumatische actuatoren 56 heen en weer worden bewogen tussen een verstelstand, waarin het ronde deel van elke opening 55 met een van de openingen 54 op een lijn ligt, en een vergrendelingstand, waarin de openingen 55 met hun sleufdelen in de groeven 50 van de 10 kolommen grijpen.

De werking van deze hoogteverstelling wordt net als die van de vacuüm-oppakelementen 37 en de bedieningsmiddelen 9 van de klemorganen 8 bestuurd door besturingsmiddelen. Deze besturingsmiddelen, die een of meer 15 elektronische schakelingen kunnen omvatten, en die programmeerbaar kunnen zijn, zijn in het getoonde voorbeeld opgenomen in een kast 57 aan de bovenzijde van het frame 4, naast de bevestigingsmiddelen 5 voor de robotarm 6. De besturingsmiddelen kunnen ook samenwerken met 20 besturingsmiddelen van de robot 7. De besturingsmiddelen besturen ventielen in het ventielenblok 43, waardoor perslucht naar de verschillende onderdelen van de oppakinrichting 1 gestuurd wordt. De perslucht kan daarbij aangevoerd worden via de robotarm 6. Door het aansturen van 25 de ventielen in het ventielenblok wordt bijvoorbeeld perslucht via aansluitingen 58, 59 naar een van de beide zijden van een cilinder 26 gestuurd, die

De werking van de oppakinrichting 8 volgens de uitvinding is nu als volgt.

30 Voordat een bundel of verpakking met voorwerpen 2 wordt opgepakt, worden eerst de vacuüm-oppakelementen 37 gereed gemaakt en naar een gewenste stand bewogen. Wanneer de vacuüm-oppakelementen 37 gebruikt moeten worden voor het 18 oppakken, wordt de gewenste uitvoering van de vacuüm-oppakelementen geselecteerd, de zuigmondstukken 38 of de plaat 44 met zuigopeningen 45. Daartoe wordt de robotarm 6 naar een positie bewogen waar de oppakinrichting 1 zo kan 5 worden afgezet, dat deze op de vacuüm-oppakelementen 37 komt te rusten. In die positie kan de plaat 44 met zuigopeningen 45 naar behoefte worden losgekoppeld en afgezet, of juist opgenomen en aan het subframe 39 bevestigd. Bovendien kan het subframe 39 door het indrukken of uittrekken van de 10 kolommen of geleiders 40 ten opzichte van het frame 4 op de juiste hoogte worden gebracht. Bij gebruik van de vacuüm-oppakelementen 37 is dat een hoogte waarbij de vacuüm-oppakelementen 37 precies op de bovenzijde van de op te pakken voorwerpen 2 komen te rusten. Wanneer de vacuüm-15 oppakelementen 37 niet nodig zijn worden zij in hun hoogste stand gefixeerd, zodat er zoveel mogelijk ruimte vrij blijft onder het frame 4.

Vervolgens worden alle klemorganen 8 met hun aangrijpingsdelen 10 van elkaar bewogen door het bedienen 20 van de gemeenschappelijke pneumatische zuiger/cilindereenheid 17. De afzonderlijke pneumatische zuiger/cilindereenheden 15 staan daarbij in hun ingetrokken stand. Zo wordt een maximale opening van de oppakinrichting 1 bereikt, waarna deze kan worden neergelaten over een 25 bundel op te pakken voorwerpen 2. Zodra de aangrijpingsdelen 10 van de klemorganen 8 zich op de hoogte van de op te pakken voorwerpen bevinden worden de benodigde klemorganen 8 met hun aangrijpingsdelen 10 naar elkaar bewogen door het bedienen van de overeenkomstige pneumatische 30 zuiger/cilindereenheden 15. Tegelijkertijd wordt de gemeenschappelijke zuiger/cilindereenheid 17 drukloos gemaakt, zodat deze de inklembeweging niet tegenwerkt. Daarbij grijpen de aangrijpingsdelen 10 als gevolg van hun 19 gekromde vorm zonder discontinuïteiten zeer gelijkmatig aan op de zijkanten van de op te pakken voorwerpen 2. Beschadiging van deze voorwerpen 2 wordt zo vermeden, ook omdat de klemkrachten worden verdeeld over een relatief 5 groot oppervlak van het aangrijpingsdeel 10. Dit grote oppervlak is het gevolg van de breedte van het klemorgaan 8 en de afstand waarover het aangrijpingsdeel 10 met de grote krommingstraal R zich in langsrichting van het klemorgaan 8 uitstrekt. Zo kunnen bijvoorbeeld dunwandige blikken worden 10 ingeklemd zonder risico van blijvende indeuking. Weliswaar worden de blikken 2 licht vervormd bij het oppakken (fig. 14), maar deze vervorming is elastisch en elk blik 2 neemt na het lossen uiteindelijk weer zijn oorspronkelijke vorm aan.

15 Wanneer de voorwerpen 2 tussen de klemorganen 8 zijn ingeklemd kunnen eventueel ook de vacuüm-oppakelementen 37 worden geactiveerd om de voorwerpen 2 nog steviger op te pakken. Vervolgens wordt de oppakinrichting 1 door de robotarm 6 verplaatst tot boven een pallet 65, waarop de 20 voorwerpen 2 moeten worden afgezet. Hier wordt de oppakinrichting 1 neergelaten, waarna de vacuüm-oppakelementen 37 worden uitgeschakeld en de klemorganen 8 losgenomen worden van de voorwerpen 2. Daartoe worden de pneumatische zuiger/cilindereenheden 15 ingetrokken. Als 25 gevolg van de vrije slag in de verbinding 29 tussen de zuiger/cilindereenheden 15 en de klemorganen 8 kunnen de klemorganen vrij bewegen, zelfs als de zuiger/cilindereenheden 15 zelf nog enigszins vast blijven zitten als gevolg van inwendige wrijving, de zogeheten "slip 30 stick". Zo kunnen de klemorganen 8 tussen twee bundels voorwerpen 2 uitgetrokken worden wanneer de oppakinrichting 1 door de robotarm omhoog bewogen wordt. Mede als gevolg van het gladde oppervlak van de klemorganen 8 worden daarbij 20 nauwelijks merkbare krachten op de voorwerpen 2 uitgeoefend. De voorwerpen 2 kunnen dus dicht tegen elkaar op de pallet 65 geplaatst worden, en blijven ook bij het terugtrekken van de klemorganen 8 op hun plaats staan.

5 Hoewel de uitvinding hiervoor is toegelicht aan de hand van een voorbeeld, zal het duidelijk zijn dat deze daartoe niet is beperkt, maar op velerlei wijze kan worden gevarieerd en aangepast. Zo kunnen de verschillende nieuwe aspecten van de oppakinrichting volgens de uitvinding met 10 behoud van de daarmee samenhangende voordelen ook afzonderlijk toegepast worden, bijvoorbeeld in oppakinrichtingen die verder conventioneel van opbouw zijn. Verder kunnen de vorm en afmetingen van de klemorganen en hun bediening anders gekozen zijn dan hier beschreven en 15 getoond. Ook de uitvoering van de vrije slag koppeling en zijn plaats binnen de oppakinrichting kunnen worden gevarieerd. Bij andere aandrijvingen dan zuiger/cilindereenheden kunnen andere types vrijloopkoppeling geschikter zijn. Tenslotte kunnen geheel 20 andere soorten vacuüm-oppakelementen worden toegepast dan hier beschreven, met of zonder hoogteverstelling. Een hoogteverstelling is bijvoorbeeld niet nodig wanneer de vacuüm-oppakelementen niet gecombineerd worden met mechanische klemorganen.

25 De omvang van de uitvinding wordt dan ook uitsluitend bepaald door de nu volgende conclusies.

Claims (23)

1. Inrichting voor het oppakken van voorwerpen, omvattende een frame, met het frame verbonden oppakmiddelen, 5 en middelen voor het bedienen van de oppakmiddelen, waarbij de oppakmiddelen ten minste één paar op afstand van elkaar aan het frame opgehangen klemorganen omvatten, die door de bedieningsmiddelen naar en van elkaar beweegbaar zijn en die ingericht zijn voor het daartussen inklemmen van de op te 10 pakken voorwerpen, waarbij elk klemorgaan een naar het tegenovergelegen klemorgaan gericht aangrijpingsdeel vertoont, dat ingericht is om een daardoor op de voorwerpen uitgeoefende klemkracht gelijkmatig te verdelen , met het kenmerk, dat het aangrijpingsdeel een 15 relatief glad oppervlak vertoont, dat in hoofdzaak vrij is van discontinuïteiten.

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het aangrijpingsdeel een gekromd oppervlak vertoont.

3. Inrichting volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat het oppervlak een krommingstraal heeft die tussen 5 mm en 2500 mm bedraagt.

4. Inrichting volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat een van het frame afgekeerd 25 vrij uiteinde van elk klemorgaan afgeschuind is.

5. Inrichting volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de klemorganen zwenkbaar om een paar onderling evenwijdige assen aan het frame opgehangen zijn, en de bedieningsmiddelen ingericht zijn om 30 de klemorganen naar en van elkaar te zwenken.

6. Inrichting volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de bedieningsmiddelen ten minste één zuiger/cilindereenheid omvatten.

7. Inrichting volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de zuiger/cilindereenheid pneumatisch aandrijfbaar is.

8. Inrichting volgens één der voorgaande 5 conclusies, met het kenmerk, dat de bedieningsmiddelen ten minste één motor omvatten.

9. Inrichting volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de bedieningsmiddelen in de oppakrichting van de voorwerpen beschouwd boven de 10 aangrijpingsdelen aangebracht zijn.

10. Inrichting volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de inrichting meerdere paren klemorganen omvat, die zowel afzonderlijk als gemeenschappelijk beweegbaar zijn.

11. Inrichting volgens conclusies 6 of 8 en 10, met het kenmerk, dat de bedieningsmiddelen voor elk paar klemorganen een afzonderlijke zuiger/cilindereenheid of motor omvatten.

12. Inrichting volgens conclusies 6 of 8 en 10 of 20 11, met het kenmerk, dat de bedieningsmiddelen een met meerdere paren klemorganen verbonden, gemeenschappelijke zuiger/cilindereenheid of motor omvatten.

13. Inrichting volgens één der voorgaande conclusies of volgens de aanhef van conclusie 1, gekenmerkt 25 door een tussen de oppakmiddelen en de bedieningsmiddelen aangebrachte vrijloopkoppeling.

14. Inrichting volgens conclusies 6 en 13, met het kenmerk, dat ten minste één van de klemorganen verschuifbaar is verbonden met een zuigerstang van de 30 zuiger/cilindereenheid.

15. Inrichting volgens één der voorgaande conclusies of volgens de aanhef van conclusie 1, met het kenmerk, dat de oppakmiddelen op basis van vacuüm werkzame oppakelementen omvatten, welke vacuüm-oppakelementen omvatten: een aantal verspreid aan het frame opgehangen, met een bron van onderdruk verbonden zuigmondstukken omvatten, 5 en een aan het frame opgehangen plaat met conformerend oppervlak, waarin een aantal met een bron van onderdruk verbonden zuigopeningen is gevormd, waarbij de plaat losneembaar aan het frame 10 opgehangen is, zodanig dat de zuigopeningen in verbinding staan met de zuigmondstukken.

16. Inrichting volgens conclusie 15, met het kenmerk, dat de vacuüm-oppakelementen in hoogte verstelbaar aan het frame opgehangen zijn.

17. Inrichting volgens conclusie 16, met het kenmerk, dat de zuigmondstukken en/of de plaat met zuigopeningen zijn aangebracht in een subframe, dat door middel van een aantal in hoogterichting beweegbare geleiders met het frame verbonden is.

18. Inrichting volgens één der voorgaande conclusies, gekenmerkt door middelen voor het besturen van de bedieningsmiddelen, de vacuüm-oppakelementen en/of de hoogteverstelling.

19. Inrichting volgens conclusie 18, met het 25 kenmerk, dat de besturingsmiddelen programmeerbaar zijn.

20. Inrichting volgens één der voorgaande conclusies, gekenmerkt door op het frame aangebrachte middelen voor het aan een manipulator bevestigen van de inrichting.

21. Combinatie van een manipulator en een daaraan bevestigde oppakinrichting volgens één der voorgaande conclusies.

22. Combinatie volgens conclusie 21, met het kenmerk, dat de oppakinrichting en de manipulator elk voorzien zijn van met elkaar samenwerkende besturingsmiddelen.

23. Combinatie volgens conclusie 21 of 22, met het kenmerk, dat de manipulator een robot is die ten minste één beweegbare arm vertoont, en de oppakinrichting aan de ten minste ene arm bevestigd is.