NL2010895B1 - Robot grijper. - Google Patents

Abstract

Deze uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het met een grijperkop oppakken, overdragen, en neerzetten, van een in hoofdzaak rechthoekig patroon van tenminste twee naast en tegen elkaar te plaatsen inpakeenheden, met elk inpakeenheid met een bodemdeel en een daarop passend en sluitend dekseldeel, bijvoorbeeld maar niet uitsluitend eierdozen of fruittrays, waarbij de werkwijze omvat, - het met tenminste twee tegenover elkaar aangebrachte en in hoofdzaak evenwijdige grijpereenheden aangrijpen, klemmen, en oppakken, van het patroon bij twee dienovereenkomstige tegenovergelegen zijden daarvan, en - het met tenminste een enkele tussensteun met onderrand, in hoofdzaak evenwijdig aan de grijpereenheden, bij overdragen geklemd houden tussen de genoemde inpakeenheden.

Description

Titel: Robot grijper

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het met een grijperkop oppakken, overdragen, en neerzetten, van een in hoofdzaak rechthoekig patroon van tenminste twee naast en tegen elkaar te plaatsen inpakeenheden, met elk inpakeenheid met een bodemdeel en een daarop passend en sluitend dekseldeel, bijvoorbeeld maar niet uitsluitend eierdozen of fruittrays, waarbij de werkwijze omvat, - het met tenminste twee tegenover elkaar aangebrachte en in hoofdzaak evenwijdige grijpereenheden aangrijpen, klemmen, en oppakken, van het patroon bij twee dienovereenkomstige tegenovergelegen zijden daarvan, en - het met tenminste een enkele tussensteun met onderrand, in hoofdzaak evenwijdig aan de grijpereenheden, bij overdragen geklemd houden tussen de genoemde inpakeenheden.

Een dergelijke werkwijze is bekend uit bijvoorbeeld EP 1502884. Beschreven en getoond zijn een grijperkop met grijperplaten of grijperhanden voor het oppakken van doosjes met elk een bodem of bodemdeel en een deksel of dekseldeel voorzien van een gat-lip sluiting. Dergelijke doosjes zijn bijvoorbeeld eierdoosjes voor het verpakken van eieren in eenheden 2x3, 2x6, of dergelijke, of ook doosjes voor het verpakken van fruit of groeten, bijvoorbeeld nectarines, tomaten. Dergelijke doosjes worden meestal in lagen in grotere verpakkingsdozen verpakt of ook in lagen op pallets geplaatst waarbij deze lagen samengesteld zijn uit patronen van deze doosjes. Om het oppakken en over dragen van der gelijke patronen te vergemakkelijken is er naast de grijperplaten of grijperhanden voorzien in tussensteunen met elk een onderrand die door een welbepaald profiel de deksels van twee naast elkaar geplaatste doosjes aangrijpt. De grijpereenheden en tussensteunen worden bestuurd vanuit een aandrijving die in een behuizing van de grijperkop opgenomen zijn. Bijvoorbeeld worden de grijpereenheden pneumatisch aangedreven en bewogen terwijl de tussensteunen enigszins verend opgehangen zijn, waarbij deze tussensteunen bij aangrijpen zich voegen tussen de deksels.

Alhoewel deze wijze van aangrijpen een aanzienlijke verbetering is vergeleken met de situatie zonder tussensteunelementen is gebleken dat bij de zeer grote verscheidenheid aan typen doosjes ook een dienovereenkomstige aanpassing voor dergelijke tussensteunelementen nodig is.

Een zeer gelijkende werkwijze wordt getoond en beschreven in EP1285870. Daarin worden de hiervoor voor EP 1502884 beschreven elementen eveneens toegepast. Voorts is de grijper in EP 1285870 voorzien van een klemplaat die de deksels dichtgedrukt houdt, tenminste tijdens het neerzetten en plaatsen van dergelijke patronen van doosjes, waarbij bovendien de onderranden van de tussensteunen onder de dekselranden van de doosjes geplaatst zijn en daarmee een betere ondersteuning tijdens oppakken, overdragen, en neerzetten verzekeren. Het probleem van plaatsen van dergelijke tussensteunen zonder daarbij de doosjes, in het bijzonder de deksel daarvan, te beschadigen, is opgelost bijvoorbeeld met de inrichting volgens EP 1246767. Daarin is een zogenoemde patroonvormer beschreven die van een rij alle op dezelfde wijze achter elkaar geplaatste op een transportband aangevoerde doosjes de gewenste patronen samenstelt. Daarbij worden de doosjes zodanig geplaatst dat er kleine tussenruimtes tussen tenminste bepaalde doosjes van het patroon gevormd worden die het plaatsten van de eerder genoemde tussensteunelementen op geschikte wijze toelaten.

Alhoewel in bovenstaande documenten meerdere manieren zijn beschreven om patronen van dergelijke naast elkaar geplaatste doosjes op te pakken en te verplaatsen blijken bij grijpers die aan robotarmen gekoppeld zijn deze manieren ontoereikend.

Zoals algemeen bekend worden robots veelal als losse units geleverd en zijn in vele situaties toepasbaar. Dit betekent in de praktijk dat elk aangeboden patroon opgepakt moet kunnen worden. Aangezien de patronen meestal aangeboden worden met de doosjes dicht tegen elkaar geplaatst zal met het plaatsen van de grijper waarbij de tussensteunen tussen de doosjes gepositioneerd moeten worden schade aan deze doosjes kunnen ontstaan bij naar beneden duwen van deze tussensteunen. In een dergehjk geval zullen producten als eieren of vruchten geen afdoende bescherming meer vinden in dergehjke beschadigde doosjes.

Om een dergehjk tekort te verhelpen heeft de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding het kenmerk, dat de werkwijze voorts omvat, - het met de genoemde tussensteun spatiëren van de genoemde inpakeenheden, - het vervolgens met de grijpereenheden bijeenbrengen van de inpakeenheden tot genoemd nauw aaneensluitend patroon van inpakeenheden, waarbij de tussensteun tussen de inpakeenheden geplaatst wordt met de genoemde onderrand ter hoogte van genoemd bodem deel, - het verder oppakken, overdragen, en neerzetten van genoemd patroon, en - het verwijderen van de genoemde grijperkop.

Met groot voordeel worden met een dergehjke werkwijze de doosjes gespatieerd waarna de grijper de doosjes met de tussensteunen daartussen bijeen geklemd waarna oppakken, overdragen en neerzetten op betrouwbare wijze volbracht kunnen worden.

In verdere uitvoeringen van de onderhavige uitvinding heeft de werkwijze het kenmerk, dat de inpakeenheden gespatieerd worden door het in hoofdzaak horizontaal verplaatsen van de tussensteun; dat het verplaatsen van de tussensteun in hoofdzaak zijwaarts in een richting loodrecht op de genoemde evenwijdige richting uitgevoerd wordt; dat bij de genoemde zijwaartse beweging de grijpereenheden zijwaarts naar buiten verplaatst zijn en een positie ingenomen hebben waarbij zij bij spatiëren vrij zijn van het patroon; en dat bij de genoemde zijwaartse beweging de grijpereenheden zijwaarts naar buiten verplaatst zijn en een positie ingenomen hebben waarbij bij spatiëren tenminste één van de grijpereenheden als aanslag fungeert.

Op zeer geschikte wijze kan met een dergehjk scala aan bewegingspatronen met deze tussensteunen voorzien worden in het behandelen van vele patronen van verpakkingseenheden vooraf aan het verder verpakken in grotere eenheden.

Voorts voorziet de uitvinding in een robot met een grijperkop voor het oppakken, overdragen, en neerzetten, van een in hoofdzaak rechthoekig patroon van tenminste twee naast en tegen elkaar te plaatsen inpakeenheden, met elk inpakeenheid met een bodemdeel en een daarop passend en sluitend dekseldeel, bijvoorbeeld maar niet uitsluitend eierdozen of fruittrays waarbij de werkwijze als boven beschreven toegepast wordt. Gebleken is dat hiermee op zeer betrouwbare wijze veel dergelijke patronen verwerkt worden.

Met groot voordeel wordt daarbij de wendbaarheid van een dergebjke robot ingezet waarbij op mensebjk handelen gehjkende operaties als groeperen en ordenen gemodelleerd en uitgevoerd wordt. Met een dergehjk stuk gereedschap kan de verwerking van dergebjke verpakkingseenheden aanzienlijk vergemakkehjkt worden.

Een inrichting voor het verplaatsen en verschuiven van voorwerpen als dozen is bijvoorbeeld getoond in US4741429. Evenwel betreft het in deze publicatie geen spatiëren maar centreren waarbij de opeenvolgende stappen als hiervoor aangegeven in het geheel niet voorkomen en waarbij product na product, elk individueel, behandeld wordt.

Bovendien omvat de onderhavige uitvinding in een systeem voor het sorteren en verpakken van vruchten of eieren, voorzien van een robot waarbij een werkwijze als hiervoor vermeld toegepast wordt.

Gebleken is dat met een dergelijk systeem op betrouwbare en economische wijze grote hoeveelheden eieren en bijgevolg verpakkingseenheden daarvoor verwerkt kunnen worden.

Hierna wordt de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding toegelicht aan de hand van een tekening, waarbij de FIGUREN 1-6 schematisch opeenvolgende stappen van een eerste uitvoering van deze werkwijze tonen waarbij de werkwijze wordt uitgevoerd met een grijper.

In FIGUUR 7 is een tweede uitvoeringsvoorbeeld van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding toegelicht.

In deze FIGUREN geven dezelfde cijfers telkens dezelfde onderdelen van de in elke FIGUUR getoonde grijper.

In FIGUUR 1 is schematisch in een zijaanzicht aangegeven een grijper 1 die bijvoorbeeld als grijperkop bevestigd is aan een arm van een robot. Een dergelijke robot is in geen van de FIGUREN getoond maar wordt algemeen toegepast en is aan elke deskundige in het gebied van de technologie van verpakken en verplaatsen bekend.

Meer in het bijzonder toont FIGUUR 1 de positie van de grijper 1 en delen daarvan, ten opzichte van een patroon 2 van inpakeenheden 20, geplaatst op een steunvlak 3, bijvoorbeeld een dragervlak van een transportband. De weergegeven inpakeenheden 20 zijn bijvoorbeeld rechthoekige eierdoosjes van het type voor inpakken van eieren in nestptronen 2x3, 2x6, enz, elk met een bodem of bodemdeel 21 en een deksel of dekseldeel 22 met voor elke deksel 22 een buitenrand 23 waarbij op gebruikebjke wijze de deksel op een bodemdeel sluit met algemeen bekende gat-Hp sluitingen. De aanzichten in deze FIGUREN tonen deze doosjes aan hun korte zijde, waarbij de lange zijden in hoofdzaak tegen elkaar geschoven zijn en onderling evenwijdig gericht zijn.

De grijper omvat een behuizing 10 waarin bijvoorbeeld de aandrijving voor de bewegingen van grijpereenheden 11 aangebracht is. Met een dergebjke aandrijving kunnen de grijpereenheden 11 getransleerd en geroteerd worden, te weten zijwaarts naar binnen of naar buiten bewogen worden, en om een as gedraaid worden waarbij de grijper een op te pakken voorwerp klemt.

Voor de grijpereenheden 11 zijn verder aangegeven aangrijpelementen 12, bijvoorbeeld vingers of zich in de lengterichting (loodrecht op vlak van de FIGUUR) uitstrekkende plaatvormige stroken. Bovendien zijn in de behuizing 10 tussensteunen 13 aangebracht, elk met een onderrand 14. Deze tussensteunen 13 zijn zo met de behuizing 10 verbonden dat zij in alle gevallen bij naar beneden bewegen zich in hoofdzaak ook naar beneden uitstrekken. In het algemeen zullen slechts zeer kleine verplaatsingen van dergelijke tussensteunen 13 benedenwaarts of zijwaarts mogelijk zijn.

In deze FIGUUR 1 is de grijper 1 getoond in een positie boven het patroon, waarbij de doosjes 20 in hoofdzaak tegen elkaar staan en waarbij de tussensteunen in hoofdzaak boven tussen deze doosjes 20 gepositioneerd zijn. De grijpereenheden 11 zijn zodanig naar buiten gedraaid dat ook bij naar beneden bewegen van de grijper 1 de doosjes 20 van dit patroon niet aangeraakt of geklemd worden. Voor elke deskundige zal duidelijk zijn dat een dergelijke positie een uitgangspositie voor de verder uit te voeren stappen is, te beschouwen als een centrale uitgangspositie waarbij de grijper 1 in hoofdzaak boven het aangeboden patroon 2 van doosjes 20 gecentreerd is. Een dergelijk centrale uitgangspositie zal in het algemeen verkregen worden op basis van detectie en detectie signalen, bijvoorbeeld een camera of een ensemble van fotocellen.

In FIGUUR 2 is een volgende stap van de werkwijze volgens de uitvinding getoond waarbij, - de grijper 1 zodanig naar beneden bewogen is dat de tussensteunen 13 tussen de deksels 22 van de doosjes 20 geplaatst zijn, en - de grijper bovendien over een kleine afstand naar rechts, in hoofdzaak loodrecht op de genoemde evenwijdige richting, is bewogen om de twee rechter doosjes 20 enigszins te spatiëren van het meest linker doosje 20.

In het bijzonder het inzetten van een robot maakt dergehjke combinaties van bewegingen op geschikte wijze mogelijk, zeker voor situaties waar zich meerdere aanvoerbanen en afvoerbanen voor dergehjke verpakkingseenheden bevinden, meer in het bijzonder een locatie waar dergehjke banen samenkomen.

Voorts wordt voor de in FIGUUR 2 weergegeven situatie opgemerkt dat de grijpereenheden 11 bij dit spatiëren geen functie hebben. Evenwel kunnen bewegingen zo ingesteld worden, bijvoorbeeld vereist door de voor oppakken beschikbare ruimte, dat de grijpereenheden 11 als aanslag fungeren. Ten duidelijkste zijn de grijpereenheden 11 en de tussensteunen 13 in hoofdzaak evenwijdig aan de langsrichting van dergehjke doosjes 20.

De tussenruimte of tussenruimtes welke op deze wijze verkregen worden zullen in het algemeen niet groter zijn dan enkele cm, bijvoorbeeld een spatieerafstand tussen de 1 en 2 cm, waarbij een tussenruimte of spatie verkregen wordt die groot genoeg is om de tussensteunen 13 met onderranden 14 zonder beschadiging voor de doosjes 20 tussen de buitenranden 23 doorgang te verlenen tot een hoogte voor de onderranden 14 tussen de bodemdelen 21 van de doosjes 20.

In alle FIGUREN is een patroon 2 weergegeven dat bestaat uit 3 naast elkaar geplaatste doosjes 20, en dienovereenkomstig 2 tussensteunen 13 om elk doosje 20 van zijn naaste buur te kunnen spatiëren. Voor elke deskundige zal duidebjk zijn dat er voor dergelijke patronen 2 van naast elkaar geplaatste doosjes 20 varianten toegepast kunnen worden waarbij voor n (met n een natuurlijk getal >1) doosjes een aantal van (n - 1) tussensteunen 13 gebruikt kunnen worden, maar ook (n - 2) of nog andere mogelijkheden. In al deze gevallen worden dan bewegingen voor de robot met robotarm met daaraan bevestigd de grijper 1 met tussensteunen 13, waarbij tenminste met een enkele tussensteun 13 het spatiëren uitgevoerd wordt.

In FIGUUR 3 wordt een verdere stap van de werkwijze volgens de uitvinding getoond waarbij met de grijper 1 op dezelfde hoogte een beweging naar links gemaakt wordt waarbij het middelste doosje terug tegen het linker doosje bewogen wordt en vervolgens beide over een kleine afstand nog verder naar links verplaatst worden. Daarbij wordt er een spatie tussen het meest rechter en de twee linker doosjes verkregen.

In deze situatie hebben het meest rechter en meest linker doosje een positie verkregen welke vereist is om in een volgende stap voldoende tussenruimte te biede voor het invoegen van de tussensteunen 13 bij verder naar beneden bewegen van de grijper 1.

In FIGUUR 4 vindt een laatste stap voor het spatiëren plaats waarbij de grijper nog een laatste beweging naar rechts maakt, ongeveer gelijk aan of iets groter dan de vorige twee stappen van schuiven waarbij tussen de 3 getoonde doosjes 20 elk een geschikte tussenruimte gevormd is.

In FIGUUR 5 wordt weergegeven hoe de grijper 1 over een zeer kleine afstand naar links is bewogen, ongeveer gelijk aan de centrale uitgangspositie volgens FIGUUR 1 waarbij de tussensteunen 13 in hoofzaak midden boven de verkregen tussenruimtes gepositioneerd zijn.

In FIGUUR 6 wordt de stap getoond, waarbij, - de grijper 1 vanuit de positie volgens FIGUUR 5 naar beneden bewogen is waarbij de tussensteunen 13 tot onder de buitenranden 23 van de deksels 22 bewogen zijn, en - vervolgens de grijpereenheden 11 zowel enigszins naar binnen bewogen zijn als ook naar binnen gedraaid zijn om zo de doosjes 20 tot een nauwsluitend patroon samen te voegen en te klemmen.

Voorts is aangegeven dat de grijpereenheden 11 zich in hoofdzaak verticaal uitstrekken hetgeen van belang kan zijn in gevallen waarin een dergelijk patroon 2 als laag in een daaromheen passende doos, ook wel omdoos genoemd, of kist geplaatst dient te worden.

Daarbij zijn de grijperhanden 12 onderlangs klemmend rond de bodemdelen van de twee buitenste doosjes 20 aangebracht.

In FIGUUR 7 is een verder detail van de grijper 1 getoond waarbij in de behuizing 10 een aanslag 15 is opgenomen die mogelijke kleine zijwaartse verplaatsingen van de tussensteunen 13 bij het zijwaarts tegen de doosjes 20 bewegen en duwen, verder begrenst. Meer in het bijzonder wordt de rechter tussensteun 13 bij naar links duwen in zijn roteren beperkt, en evenzo de linker tussensteun 13 bij naar rechts duwen.

Terwijl in bovenstaande beschrijving in hoofdzaak de werkwijze voor het oppakken van dergelijke patronen is toegehcht zal voor elke deskundige duidelijk zijn dat een dergelijke behandeling bij uitstek ingebouwd en toegepast zal wordt bij robots. Een dergelijke grijper 1 kan op bekende wijze verbonden worden met een robotarm waarbij een dergelijke robot bijvoorbeeld op een geschikt gekozen positie nabij een sorteersysteem met daartoe behorende verpakkingslijnen of verpakkingsbanen opgesteld wordt. Als algemeen bekend betreft het systemen waarmee bijvoorbeeld 180000 eieren per uur gesorteerd en verder verwerkt kunnen worden. Niet alleen kan daarmee op betrouwbare en economische wijze geautomatiseerd worden maar zal ook zwaar handmatig werk vervangen worden.

Voor een deskundige zal duidelijk zijn dat vele varianten in de werkwijze volgens de uitvinding, alsook voor het inpassen daarvan in robots en in systemen waarin robots een plaats vinden, mogelijk zijn. Hiervoor zijn is hoofdzaak toepassingen voor het verwerken van eierdoosjes genoemd maar voor vele dergelijke verpakkingseenheden, onder meer voor groenten en fruit, is deze uitvinding toepasbaar. Kleine wijzigingen in de werkwijze of inrichteng als hiervoor toegelicht met betrekking tot de onderhavige uitvinding worden geacht binnen de beschermingsomvang van de aangehechte conclusies te vallen.

Claims (7)

1. Werkwijze voor het met een grijperkop oppakken, overdragen, en neerzetten, van een in hoofdzaak rechthoekig patroon van tenminste twee naast en tegen elkaar te plaatsen inpakeenheden, met elk inpakeenheid met een bodemdeel en een daarop passend en sluitend dekseldeel, bijvoorbeeld maar niet uitsluitend eierdozen of fruittrays, waarbij de werkwijze omvat, - het met tenminste twee tegenover elkaar aangebrachte en in hoofdzaak evenwijdige grijpereenheden aangrijpen, klemmen, en oppakken, van het patroon bij twee dienovereenkomstige tegenovergelegen zijden daarvan, en - het met tenminste een enkele tussensteun met onderrand, in hoofdzaak evenwijdig aan de grijpereenheden, bij overdragen geklemd houden tussen de genoemde inpakeenheden, met het kenmerk, dat de werkwijze voorts omvat, - het met de genoemde tussensteun spatiëren van de genoemde inpakeenheden, - het vervolgens met de grijpereenheden bijeenbrengen van de inpakeenheden tot genoemd nauw aaneensluitend patroon van inpakeenheden, waarbij de tussensteun tussen de inpakeenheden geplaatst wordt met de genoemde onderrand ter hoogte van genoemd bodemdeel, - het verder oppakken, overdragen, en neerzetten van genoemd patroon, en - het verwijderen van de genoemde grijperkop.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de inpakeenheden gespatieerd worden door het in hoofdzaak horizontaal verplaatsen van de tussensteun.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat het verplaatsen van de tussensteun in hoofdzaak zijwaarts in een richting loodrecht op de genoemde evenwijdige richting uitgevoerd wordt.

4. Werkwijze volgens één van de conclusies 1 - 3, met het kenmerk, dat bij de genoemde zijwaartse beweging de grijpereenheden zijwaarts naar buiten verplaatst zijn en een positie ingenomen hebben waarbij zij bij spatiëren vrij zijn van het patroon.

5. Werkwijze volgens één van de conclusies 1 - 3, met het kenmerk, dat bij de genoemde zijwaartse beweging de grijpereenheden zijwaarts naar buiten verplaatst zijn en een positie ingenomen hebben waarbij bij spatiëren tenminste één van de grijpereenheden als aanslag fungeert.

6. Robot met een grijperkop oppakken, overdragen, en neerzetten, van een in hoofdzaak rechthoekig patroon van tenminste twee naast en tegen elkaar te plaatsen inpakeenheden, met elk inpakeenheid met een bodem deel en een daarop passend en sluitend dekseldeel, bijvoorbeeld maar niet uitsluitend eierdozen of fruittrays waarbij de werkwijze wordt toegepast volgens één van de voorgaande conclusies.

7. Systeem voor het sorteren en verpakken van vruchten of eieren, voorzien van een robot volgens conclusie 6.