NL2031401B1 - pin-gripper voor het manipuleren van voedingsproducten - Google Patents

Abstract

De onderhavige betreft een gripper voor het manipuleren van ten minste een voedingsproduct zoals vlees, de gripper welke ingericht is voor bevestiging als eindeffector aan een manipulator zoals een robot-arm, omvattende ten minste een motor, alsmede vier L-vormige gripper-elementen, waarbij de ten minste ene motor ingericht is om de vier L-vormige gripper-elementen om een lengteas te laten roteren om een hoek van althans hoofdzakelijk 90 graden voor het onder het ten minste ene voedingsproducten schuiven van de uiteindes van de L-vormige gripper-elementen.

Description

Korte aanduiding: pin-gripper voor het manipuleren van voedingsproducten

Beschrijving

De uitvinding heeft betrekking op een gripper voor het manipuleren van voedingsproducten zoals verse, geheel of deels bereidde (vlees)producten, zoals hamburgers, worsten, biefstuk, etc.

Robots worden op vele plaatsen toegepast in de verwerking van voedingsproducten. Omdat voedingsproducten zoals vlees veelal niet uniform zijn en bovendien onderworpen zijn aan strenge regelgeving betreffende voedselveiligheid en hygiëne, worden aan robots die voor deze doeleinden geschikt zijn vaak andere eisen gesteld dan robots die buiten de voedingsindustrie worden toegepast.

Het is echter gebleken dat veel robots niet of in onvoldoende mate aan dergelijke eisen voldoen. Dat beperkt in hoge mate de keuze van het type robot in dergelijke toepassingen. Ook het aanpassen van reeds bekende typen robots om ze geschikt te maken voor de voedingsindustrie kent diverse nadelen. Zo heeft een scara robot bijvoorbeeld door de hoge snelheid een hoge verwerkingscapaciteit, maar bestaat deze bovendien uit diverse bewegende en scharnierende onderdelen die zonder aanpassing niet geschikt zijn voor toepassing in de voedingsindustrie.

Dergelijke aanpassingen zoals het afschermen van de onderdelen kent weer andere nadelen omdat bijvoorbeeld het hindert bij het schoonmaken van de robot. Een ander nadeel is dat dergelijke robots vooral efficiënt zijn bij producten die in hoge mate uniform zijn. Voedingsproducten zoals vlees zijn dat vaak niet, hetgeen de manipulatie daarvan beperkt en minder betrouwbaar maakt.

Er bestaat derhalve een behoefte aan een verbeterde robot die geschikt is voor toepassing in de voedingsindustrie waarbij ten minste enkele van bovengenoemde nadelen van de stand van de techniek opgeheven zijn.

Het is derhalve een doel van de onderlinge uitvinding om in een robot te voorzien die veelzijdig en betrouwbaar is voor toepassing in de voedingsindustrie.

Dit doel wordt in een eerste aspect bereikt met een gripper voor het manipuleren van ten minste een voedingsproduct zoals vlees, de gripper welke ingericht is voor bevestiging als eindeffector aan een manipulator zoals een robot-arm, omvattende: - ten minste een motor, alsmede - vier L-vormige gripper-elementen, waarbij de ten minste ene motor ingericht is om de vier L-vormige gripper-elementen om een lengteas te laten roteren om een hoek van althans hoofdzakelijk 90 graden voor het onder het ten minste ene voedingsproducten schuiven van de uiteindes van de L-vormige gripper-elementen.

Zoals reeds aangegeven, dienen robots in de voedingsindustrie aan strengere eisen te voldoen dan robots die ingezet worden voor andere niet-voedsel gerelateerde toepassingen. Veelal worden in de voedingsindustrie delta robots gebruikt of drie of vijf-assige scara robots. Deze robots hebben niet alleen een complexe architectuur, maar hebben bovendien veel afzonderlijke componenten die onderhevig zijn aan de eisen van voedselveiligheid. Daarom dienen smeringscomponenten zoals vetten en oliën bijvoorbeeld afgeschermd te worden.

Handhaven van de hygiëne vereisten is dan ook uitdagend.

De uitvinder is tot het verrassende inzicht gekomen dat een robot zo min mogelijk bewegende delen moet omvatten omdat die veelal voorzien zijn van smeermiddelen die de hygiëne van de robot voor toepassing in de voedingsmiddelenindustrie sterk bemoeilijkt. Omdat het concept van een robot is dat deze producten moet kunnen manipuleren zullen robots altijd bewegende componenten omvatten maar dienen deze naar inzicht van de uitvinder wel tot een minimum beperkt moeten blijven. De robot volgens de onderhavige beschrijving kan op de eindeffector na volledig worden afgeschermd omdat deze gebaseerd kan worden op magnetische aandrijving. Slechts de eindeffector in de vorm van de gripper omvat open beweegbare elementen.

De gripper volgens de onderhavige beschrijving is dan ook bijzonder geschikt voor het manipuleren van voedingsproducten zoals vlees en kan deze oppakken en manipuleren en in staat is om diverse, zo niet alle coördinaten binnen het werkgebied te bereiken terwijl er slechts een beperkt aantal onderdelen van de robot bewegen. Het grootste deel van de robot is stationair en omsloten in de behuizing. Alle bewegende delen die bijvoorbeeld gevoelig zijn voor vuil of stofaanhechting dan wel die smering behoeve, zijn omvat in de behuizing.

De interface tussen het stationaire deel van de robot, en het bewegend deel, dat gevormd wordt door de gripper, vormt een contactloze overbrenging vanwege de magnetische interface tussen de beide delen. De uitvinder is tot het verrassende inzicht gekomen, dat het onderhavige ontwerp niet alleen weinig bewegende delen omvat, maar door de contactloze interface bovendien voor een zeer hygiënische inrichting verschaft die bovendien robuust is en door veelzijdig inzetbaar.

De gripper is bijzonder geschikt om voedingsproducten op te pakken die met thans bekende gripper lastig op te pakken zijn. Daarbij kan gedacht worden aan producten die niet vormvast zijn, of die zacht zijn waardoor ze niet eenvoudig kunnen worden vastgegrepen, dan wel een oppervlak hebben dat niet geschikt is voor traditioneel grijpen of met een vacuüm oppakken.

De gripper volgens de onderhavige beschrijving is in staat om voedingsproducten op te pakken doordat deze voorzien is van een viertal L-vormige gripper-elementen. Deze elementen zijn zodanig aan de onderzijde van een behuizing van de gripper opgesteld dat het vrije deel daarvan, dus het liggende deel van de L- vorm, horizontaal georiënteerd is ten opzichte van een vlak waar vanaf het product opgepakt dient te worden. Dit vrije deel wordt door rotatie van het lange verticale deel om de lengte as daarvan onder het product geschoven. Doordat de gripper vier van dergelijke elementen heeft kunnen twee paren worden gevormd waarbij voor elk paar de vrije liggende delen respectievelijk naar elkaar toe kunnen zijn gericht om een U- vorm te verschaffen, dan wel 90 graden weggedraaid worden om geopend te zijn zodat de elementen naast het op te pakken product kunnen worden geplaatst. Dit vindt dus aan weerszijden van het op te pakken product plaats waardoor er bij het oppakken de gripper-elementen eerst parallel naast en over het product worden geschoven waarna de gripper-elementen 90 graden draaien en de vrije einden naar elkaar worden gericht zodat een tweetal U-vormige elementen wordt gevormd. Dan is de gripper gereed om de producten op te tillen en naar gelang te manipuleren door ze te roteren en/of te verplaatsen naar een andere positie.

In een voorbeeld omvat de gripper vier motoren, welke elk een respectievelijk L-vormig gripper element aandrijven.

In een voorbeeld is de gripper ingericht om liggende vrije uiteindes van elk van de vier L-vormige gripper-elementen van een eerste vlak in het verlengde van een zijwand van de gripper naar een naastgelegen tweede vlak in het verlengde van een zijwand van de gripper kunnen draaien om een hoek van althans hoofdzakelijk 90 graden.

In een voorbeeld is de gripper ingericht om de L-vormige gripper- elementen tussen een eerste en een tweede positie kunnen verdraaien waarbij in de tweede positie de L-vormige gripper-elementen twee paren van U-vormige gripper- elementen vormen voor het onder het ten minste ene voedingsproduct schuiven van de liggende delen van het U-vormige gripper-elementen paar.

In een voorbeeld is de gripper ingericht om de motoren in een gesloten behuizing op te nemen en de L-vormige gripper-elementen losneembaar bevestigd zijn aan de behuizing en door middel van magnetische kracht tot de motor worden aangetrokken, zodat bij rotatie van de motor het L-vormige gripper-element om een lengteas roteert.

In een voorbeeld zijn de L-vormige gripper-elementen vervaardigd van RVS.

De uitvinding zal verder nader toegelicht worden aan de hand van niet-beperkende voorbeelden die in de figuren worden getoond. De figuren tonen in:

Figuren 1a-1b tonen de gripper volgens een uitvoeringsvorm van de onderhavige beschrijving.

In Fig. 1a en b worden twee aanzichten getoond van een gripper volgens een ander aspect van de onderhavige beschrijving. Deze gripper omvat een stationair deel 61 dat in een behuizing is omsloten. In deze behuizing zijn motoren opgenomen 63 die overeenkomen met het aantal L-vormige elementen 62a-62d. Deze

L-vormige elementen zijn ingericht om te roteren om een as, en bij voorkeur voor 90 graden of meer dan 90 graden, zodat de uiteindes van de L-vormige elementen onder een te manipuleren product kunnen worden gedraaid. Deze L-vormige elementen zijn daartoe voorzien van magneten 64 die enkel, zoals dat ook bij de andere voorbeelden 5 en uitvoeringsvormen van de andere aspecten van de onderhavige beschrijving het geval is, door de magnetische kracht een overbrenging verschaffen. De motoren 63 zijn daartoe voorzien van een magneet of magneten die een rotatie kunnen verschaffen aan de magneten van de L-vormige elementen, zodat deze om een lengteas kunnen draaien waardoor de vrije einden onder het product kunnen draaien.

Ook in deze uitvoering is de magnetische kracht zodanig, dat de L- vormige elementen eenvoudig van de behuizing afgenomen kunnen worden. Daardoor is het schoonmaken daarvan eenvoudig, maar bovendien wordt een bijzonder veilig systeem verschaft, omdat bij ongewenste handelingen, blokkades, of aanwezigheid van ongewenste objecten, de magnetische kracht overkomen wordt en de elementen loskomen. Anderzijds is de magnetische kracht wel zodanig, dat ook bij zwaardere producten en bij snellere bewegingen, de elementen bevestigd blijven en de magnetische kracht niet verbroken wordt.

Claims (6)

CONCLUSIES

1. Een gripper voor het manipuleren van ten minste een voedingsproduct zoals vlees, de gripper welke ingericht is voor bevestiging als eindeffector aan een manipulator zoals een robot-arm, omvattende: - ten minste een motor, alsmede - vier L-vormige gripper-elementen, waarbij de ten minste ene motor ingericht is om de vier L-vormige gripper-elementen om een lengteas te laten roteren om een hoek van althans hoofdzakelijk 90 graden voor het onder het ten minste ene voedingsproducten schuiven van de uiteindes van de L-vormige gripper-elementen.

2. De gripper volgens conclusie 1, waarbij de gripper vier motoren omvat, welke elk een respectievelijk L-vormig gripper element aandrijven.

3. De gripper volgens een of meer van de voorgaande conclusies, waarbij liggende vrije uiteindes van elk van de vier L-vormige gripper-elementen van een eerste vlak in het verlengde van een zijwand van de gripper naar een naastgelegen tweede vlak in het verlengde van een zijwand van de gripper kunnen om een hoek van althans hoofdzakelijk 90 graden.

4. De gripper volgens een of meer van de voorgaande conclusies, waarbij de L-vormige gripper-elementen tussen een eerste en een tweede positie kunnen verdraaien waarbij in de tweede positie de L-vormige gripper-elementen twee paren van U-vormige gripper-elementen vormen voor het onder het ten minste ene voedingsproduct schuiven van de liggende delen van het U-vormige gripper- elementen paar.

5. De gripper volgens een of meer van de voorgaande conclusies, waarbij de motoren in een gesloten behuizing opgenomen en de L-vormige gripper- elementen losneembaar bevestigd zijn aan de behuizing en door middel van magnetische kracht tot de motor worden aangetrokken, zodat bij rotatie van de motor het L-vormige gripper-element om een lengteas roteert.

6. De gripper volgens een of meer van de voorgaande conclusies, waarbij de L-vormige gripper-elementen vervaardigd zijn van RVS.