NO345806B1 - Gripe- og plasseringsanordning - Google Patents

Description

Oppfinnelsens område

Denne oppfinnelsen angår gripeanordninger (verktøy) med hvilke gjenstander, særlig men ikke utelukkende deler av matvarer, kan tas opp fra et sted (vanligvis et transportbånd), beveges og plasseres på et annet sted (vanligvis på en annen transportør eller i en beholder slik som et trau eller en annen transportør).

Bakgrunn

I matvarebehandlings- og emballeringsindustrien er det kjent å oppdele store deler av matvarer slik som kjøtt, til mindre, vanligvis likt dimensjonerte porsjoner og deretter å emballere de oppdelte porsjoner enkeltvis eller mere vanlig i grupper på to, tre eller flere, for utstilling (vanligvis i kjøle- eller frysebokser) slik at de kan velges av det kjøpende publikum.

Svinekjøtt og lammekjøtt oppdeles i stykker, biff i steker og bacon i tynne skiver. Oppdelingen av de store produktstykker skjer ofte ved bruk av et roterende blad, og porsjonene (dvs. stykkene eller stekene) tillates å falle det ene etter det andre på et bevegelig transportbånd.

En utløpsmekanisme kan være anordnet slik at porsjonene adskilles langs lengden av transportøren, og generelt vil porsjonene ha en tendens til å falle på samme måten slik at f.eks. når det gjelder stykker av svinekjøtt kan den kanten av hvert stykke som er dekket av et lag av fett f.eks. alltid være den fremre (eller bakre) kanten på hvert stykke i linjen, avhengig av hvorvidt det store stykket som de er oppskåret av har fettsiden opp eller fettsiden ned.

Det er imidlertid ingen garanti for at porsjonene vil bli slik innrettet på transportøren. Det anses ønskelig at porsjonene (f.eks. biter) som skal fremvises i en såkalt "pre-pack" alle innrettes på samme måten og enten legges som "shingel" (slik at, unntatt for den øverste porsjonen, de som ligger under delvis er skjult av dem som ligger over), eller porsjonene er anordnet attraktivt side ved side på et flatt trau, slik at størrelsen og mengden av alle porsjonene i pakken kan ses.

Hittil har griping og anbringelse av porsjoner på trau eller andre beholdere i det minste delvis vært utført manuelt. Mens dette har betydd at produktorientering ikke har vært påkrevet på transportøren, er prosessen arbeidskrevende, og produksjonen er begrenset til den hastigheten som operatøren kan gripe og plassere porsjonene med. Arbeidet er også kjedsommelig.

Det er et formål med den foreliggende oppfinnelse å automatisere den ovenfor angitte prosess.

Det er et annet formål å komme frem til en anordning som kan anvendes for å gripe og plassere like gjenstander, (som kan være like matvaregjenstander eller hvilke som helst likt dimensjonerte gjenstander slik som små, produserte gjenstander), som skal emballeres for lagring og fremvisning for salg.

WO 9900306 A2 vedrører en anordning som tar opp en myk formbar næringsmiddelgjenstand fra en overflate og anbringer den nøyaktig i et emballasjefat. GB 2378172 A vedrører en gripeanodning for en robot.

Eksisterende teknologi

Computerstyrte roboter har blitt utviklet, og kan leveres av ABB Ltd, Milton Keynes, England.

Robotarmene IRB 340 og IRB 340SA er særlig egnet for å gripe matvaregjenstander slik som biter av svinekjøtt eller lammekjøtt, steker, kyllingporsjoner, fiskefiléer og lignende, og heve hver gjenstand som gripes for å muliggjøre at den kan beveges sideveis til en annen posisjon (slik som til en parallell transportør) der den kan senkes eller slippes ned på den andre transportøren eller på et trau på den andre transportøren.

Under heving, bevegelse og senking er roboten innrettet til å kunne rotere gjenstanden som den har grepet, inntil 360<o>, selv om inntil 180<o >rotasjon i hver retning fra den posisjonen der gjenstanden først ble grepet er tilstrekkelig.

For å forenkle posisjoneringen av roboten er det anordnet videokameraer, posisjoneringsfølere, transduktorer for bevegelsesretning og bevegelseshastighet koblet til hver transportør, for å gi informasjon til den styrende computeren. På denne måten kan fremkomsten av den neste gjenstanden som skal gripes av roboten signaliseres, dens nøyaktige posisjon langs bredden av transportøren kan tilføres til computeren, og dersom den er formet (i planprojeksjon) eller merket, slik at dens orientering kan bestemmes visuelt, kan kameraer som "ser" gjenstandene tilføre informasjon som muliggjør at computeren kan bestemme den nøyaktige orientering av hver gjenstand og derfor bestemme hvor mye den trenger å roteres, for å innta en gitt orientering når den plasseres på den andre transportøren (eller i et trau på denne).

Når gjenstander stables eller anbringes som "shingel", kan de gripes og plasseres som én gjenstand.

Det er et formål med den foreliggende oppfinnelsen å komme frem til et verktøy (griper) som kan monteres på og styres av en slik robotarm.

Sammenfatning av oppfinnelsen

Den foreliggende oppfinnelse vedrører et verktøy for å ta opp porsjoner av matvarer fra et transportbånd, med hvilket under bruk gjenstander kan tas opp fra en posisjon og senkes til en andre posisjon, idet verktøyet omfatter: to blader som hvert har en fremre kant og bakre kant, og som begge er bevegelige mellom en første posisjon der deres fremre kanter er atskilt av et stort mellomrom og en andre posisjon der de fremre kantene overlapper hverandre, eller er i kontakt eller er atskilt av et mindre mellomrom; og drivmidler for å bevirke relativ bevegelse mellom de to bladene for å bevege disse mellom den første og andre posisjonen, hvorved under bruk med bladene i den første posisjonen kan verktøyet senkes slik at undersidene av de to bladene akkurat danner kontakt med en overflate som en gjenstand hviler på med de to fremre kantene av bladene på motsatte sider av gjenstanden, og den sistnevnte kan tas opp av bladene ved å operere drivmidlene for å bevege bladene til deres andre posisjon under gjenstanden; og videre omfattende en bevegelseshindrende mekanisme som inkluderer gjenstandsinngrepsmidler, hvorved inngrepet mellom gjenstandsinngrepsmidlene og gjenstanden vil motstå bevegelse av gjenstanden i forhold til gjenstandsinngrepsmidlene som et resultat av bladene som glir under gjenstanden, og gjenstandsinngrepsmidlene er under bruk innrettet til å forbli stasjonære mens bladene beveges i forhold til disse fra deres første til deres andre posisjon, karakterisert ved at:

(a) verktøyet er innrettet til å festes til den bevegelige enden av en computerstyrt robotarm som muliggjør at gjenstandene kan roteres under overføring fra den ene posisjonen til den andre posisjonen; og

(b) den bevegelseshindrende mekanismen omfatter minst ett elastisk deformerbart element som befinner seg over planet som inneholder de to bladene, i en avstand fra dette som er mindre enn tykkelsen til hver gjenstand som skal tas opp av verktøyet, og som omfatter en krummet plate av fjærstål eller lignende, slik at under bruk når verktøyet senkes ned på en gjenstand kommer undersiden av det deformerbare elementet i inngrep med den øvre overflaten av gjenstanden og elementet blir deformert for å gi plass for tykkelsen til gjenstanden før bladene kommer i kontakt med en overflate som gjenstanden hviler på, idet den resulterende kraften nedover på gjenstanden og friksjonsmotstand mot bevegelse mellom det deformerbare elementet og gjenstanden tjener til å hindre den sistnevnte i å beveges under påvirkning av påfølgende bladbevegelse derunder, enten for å ta opp eller å frigjøre gjenstanden.

Den foreliggende oppfinnelse vedrører også et produkthåndteringssystem som omfatter en første transportør, en andre transportør i avstand fra den første, en robotarm og computerstyring for denne, som har verktøy ifølge den foreliggende oppfinnelse festet til sin fjerne og bevegelige ende, idet både armen og verktøyet kan styres av signaler fra computerstyringen for å posisjonere verktøyet rundt en gjenstand på en transportør, og hvis de er tilveiebrakt å bevege støtteelementene i motsatt kontakt med gjenstanden og å gli bladene derav under gjenstanden, og deretter å løfte gjenstanden fra den ene transportøren ved passende styring av robotarmen, og å bevege armen og derfor det gjenstands-inneholdende verktøyet for å posisjonere den over den andre transportøren og deretter å åpne bladene og støtteelementene, hvis de er tilveiebrakt, og å plassere gjenstanden på den andre transportøren.

Ytterligere utførelsesformer av verktøyet og produkthåndteringssystemet i henhold til oppfinnelsen fremgår av de uselvstendige patentkrav.

Det beskrives verktøy som er innrettet til å fastgjøres til den bevegelige enden av en computerstyrt robotarm, med hvilken gjenstander kan gripes fra en posisjon, eventuelt roteres under overføring og senkes til en andre posisjon, hvilket verktøy omfatter (a)to blader som hvert har en fremre kant og en bakre kant og som begge kan beveges mellom en første posisjon der deres fremre kanter er adskilt med et stort mellomrom og en andre posisjon der de fremre kanter er i kontakt eller adskilt med et mindre mellomrom, og

(b) drivmidler for å bevirke innbyrdes bevegelse mellom de to blader for å bevege disse mellom den første og andre posisjonen,

idet under bruk, med bladene i den første posisjonen, kan verktøyet senkes slik at undersidene av de to blader akkurat danner kontakt med en flate som gjenstanden ligger på, med de to fremre kanter på bladene på motsatte sider av gjenstanden, og denne kan gripes av bladene ved å aktivere drivmidlene, for å bevege bladene til deres andre posisjon under gjenstanden.

Fortrinnsvis er tykkelsen til bladene slik valgt at det er liten tendens til at de fremre kanter på hvert blad skyver gjenstanden foran bladet når de fremre kanter er i anlegg mot gjenstanden, men heller forskyves mellom gjenstanden og flaten som gjenstanden befinner seg på.

Fortrinnsvis er den fremre kanten på hvert blad avfaset eller avrundet for ikke å ha noen skjærende kant mot gjenstanden.

Fortrinnsvis virker drivmidlene til å bevege de to bladene med høy hastighet mellom de to posisjoner, slik at det er liten tendens til friksjon mellom overflaten av bladene og undersiden av gjenstanden som bevirker at denne beveges sideveis av bladene.

Fortrinnsvis har bladene samme størrelse og form og tykkelse, og er laget av det samme materialet, og har den samme overflatefinish i det minste på de øvre sider som danner glidende kontakt med undersiden av gjenstanden når de beveges til den andre posisjonen.

Fortrinnsvis er overflatefinishen på undersiden av bladene også den samme.

Fortrinnsvis er bevegelseshastigheten til bladene den samme, men generelt i motsatte retninger.

Fortrinnsvis er størrelsen og formen til bladene valgt slik at arealet til hver blad som er tilgjengelig for å forskyves under gjenstanden er større enn 50% av arealet til gjenstanden.

Fortrinnsvis omfatter den bakre kanten på hvert blad en oppragende leppe eller ribbe eller vegg som kan danne anlegg mot motsatte kantområder av gjenstanden når bladene inntar den andre posisjonen.

Hver leppe, ribbe eller vegg kan være integrert i bladet (slik som ved oppbøyning eller støping eller på annen måte å forme av den bakre kanten på bladet for å danne en leppe), eller kan omfatte et separat element som er fastgjort til den øvre siden av bladet nær den bakre kanten, slik som f.eks. med klebemiddel, sveising, nagler, skruer, og fortrinnsvis i avstand fra bladet for å forenkle rengjøring.

For å hindre uønsket skråstilling eller vridning ved rotasjon eller sideveis bevegelse av noen art av en gjenstand, i forhold til bladene, når disse forskyves under gjenstanden, omfatter verktøyet fortrinnsvis en bevegelseshindrende mekanisme, omfattende midler for anlegg mot gjenstanden og som under bruk er innrettet til å holdes stasjonært mens bladene beveges i forhold til denne, slik at anlegg mellom midlene for anlegg mot gjenstanden og gjenstanden vil motstå sideveis eller roterende bevegelse av denne i forhold til verktøyet som et resultat av bevegelse av bladene i forhold til dette.

Midlene for anlegg mot gjenstanden kan f.eks. danne anlegg mot en øvre side på en gjenstand som verktøyet senkes over.

I ett slikt arrangement kan mekanismen for å hindre bevegelse omfatte en eller flere pigger som er rettet generelt vinkelrett nedover mot planet som de to bladene ligger i, med den spisse enden eller hver spisse ende i avstand fra dette planet som er mindre enn tykkelsen til hver gjenstand som skal gripes av verktøyet, slik at når verktøyet senkes ned mot en gjenstand, trenger piggene inn i gjenstanden før bladene danner kontakt med den flaten som gjenstanden står på, slik som en transportør. Inngrepet mellom piggene og gjenstanden hindrer bevegelse av den sistnevnte når bladene deretter forskyves under gjenstanden enten for å gripe eller frigjøre denne.

For å hindre at en gjenstand blir sittende fast på piggen eller piggene etter at bladene er åpnet for å frigjøre gjenstanden, kan den bevegelseshindrende anordningen videre omfatte en ejektoranordning som virker til å skyve gjenstanden løs fra piggen eller piggene når bladene beveges mot den andre (åpne) posisjonen. Ejektoranordningen kan aktiveres av drivmidlene for bladene (eller av en armanordning som aktiveres som respons på bevegelse av i det minste ett av bladene).

Typisk omfatter ejektoranordningen i det minste én tapp som føres tilbake oppover når bladene beveges til den første (lukkede) posisjonen, men beveges nedover til en utragende stilling når bladene beveges til den andre (åpne) posisjonen, for å skyve gjenstanden i en retning nedover, løs fra piggen eller piggene.

I et annet arrangement kan den bevegelsesbegrensende mekanismen omfatte i det minste ett elastisk deformerbart element beliggende over planet som de to bladene ligger i, og i avstand fra dette som er mindre enn tykkelsen til hver gjenstand som skal gripes av verktøyet, slik at når verktøyet senkes ned på en gjenstand, danner undersiden av det deformerbare elementet anlegg mot oversiden av gjenstanden, og elementet deformeres for å gi plass for tykkelsen av gjenstanden før bladene kommer i kontakt med en flate som gjenstanden befinner seg på, slik som en transportør, og den resulterende, nedoverrettede kraften mot gjenstanden og friksjonsmotstand mot bevegelse mellom det deformerbare elementet og gjenstanden tjener til å hindre at det sistnevnte beveges under påvirkning av etterfølgende bladbevegelse under denne, enten for å gripe eller frigjøre gjenstanden.

Det deformerbare elementet kan omfatte en blokk av et elastisk deformerbart materiale, en fjærpåvirket plate eller blokk eller en skiveplate av fjærstål eller lignende, eller en eller flere fingre av fjærstål eller lignende, med sideveis stivhet men innrettet til å fjære elastisk i retning oppover, i forhold til bladene.

Typisk er fingeren eller hver finger av fjærstål og er bøyd slik at den er rettet nedover for anlegg mot oversiden av gjenstanden, men kan mer eller mindre flatlegges av en kraft oppover for å gi plass for tykkelsen av gjenstanden. Fingrene kan omfatte to eller flere andre bøyer for å øke arealet til fingeren som er i kontakt med gjenstanden.

I et tredje arrangement omfatter mekanismen for bevegelsesbegrensning et sugehode som er innrettet til å fastgjøres med et undertrykk til oversiden av gjenstanden når verktøyet beveges nedover mot gjenstanden. Sugefastholdingen tjener til å motstå bevegelse av gjenstanden når bladene deretter forskyves under denne enten for å gripe eller frigjøre gjenstanden. Sugehodet er innrettet til å frigjøre gjenstanden, eventuelt ved bruk av et overtrykks-luftstøt, når eller etter at bladene er åpnet, for å anbringe gjenstanden i dens andre posisjon.

Rotasjon av gjenstanden ved overføring mellom den første og andre posisjonen kan oppnås ved å rotere en del av robotarmen i forhold til en annen del av denne, eller å rotere verktøyet i forhold til robotarmen.

Når de rotasjonshindrende midlene omfatter et sugehode eller to eller flere pigger som hver griper positivt inn i gjenstanden, kan rotasjon av en gjenstand som er fastgjort oppnås ved å rotere sugehodet eller et element som piggene rager ned fra, i et plan som er parallelt med planet som de to bladene ligger i, slik at gjenstanden roteres i forhold til bladene.

Erfaring har vist at når de kan anvendes er pigger et meget pålitelig middel for å holde produktet stasjonært når bladene beveges innover for å danne en bæreplattform for produktet, og utover når produktet skal anbringes på det nye stedet. Det er imidlertid situasjoner der pigger ikke er ønskelig og et sugehode ikke kan anvendes og fjærbelastede fingre ikke er helt tilfredsstillende.

Særlig kan gjenstanden (produktet) omfatte en samling av to eller flere separate eller bare løst fastgjorte biter. Derved er bevegelsen utover av bladene funnet å trekke produktbitene sideveis og å rive disse fra hverandre på grunn av friksjonskontakt mellom biter og blader.

I andre situasjoner kan det være umulig eller ikke ønskelig å spidde produktet eller gjøre innstikk i oversiden (selv om det anvendes meget korte pigger), og alternativene med fjærpåvirkede fingre har ikke alltid bevirket tilstrekkelig friksjonsmotstand mot bevegelse til å hindre sideveis trekking eller adskillelse av bitene (når det gjelder fjærbelastede fingre), eller sugevirkningen fra et sugehode på oversiden av produktet kan skade produktet.

Det er derfor et annet formål med den foreliggende oppfinnelsen å komme frem til et forbedret gripeverktøy som kan omfatte pigger eller fjærbelastede fingre, men som er innrettet til å minske faren for produktadskillelse eller sideveis bevegelse som skyldes sideveis tilbakebevegelse av bladene.

Det er også et annet formål med den foreliggende oppfinnelsen å komme frem til et alternativt, forbedret gripeverktøy som er innrettet til å tilbakeholde produktet sideveis for å hindre produktadskillelse eller sideveis bevegelse som skyldes sideveis tilbakebevegelse av bladene, men som ikke innebærer bruken av pigger (og som derfor ikke vil trenge inn i oversiden av produktet), men som muliggjør at produktet kan roteres av verktøyet (om nødvendig).

I henhold til et andre aspekt ved den foreliggende oppfinnelsen er i gripeverktøy slik som beskrevet ovenfor et støtteelement beliggende over hvert av bladene, og drivmidler er anordnet for å bevege støtteelementene og bladene som under bruk virker til å bevege støtteelementene og bladene inntil produktet gripes mellom støtteelementene og deretter å bevege bladene under produktet, idet drivmidlene holder støtteelementene i gripeposisjon for produktet når bladene deretter beveges tilbake fra under produktet, for å hindre friksjonstrekking mot undersiden av det sistnevnte i å adskille eller bevege produktet, og bare virke til å frakoble støtteelementene fra produktet etter at bladene er beveget bort fra under produktet, for derved å muliggjøre at produktet faller ned på eller holder seg på en bæreflate når verktøyet heves.

Drivmidlene for bladene og støtteelementene er typisk pneumatiske sylindere som kan være dobbeltvirkende, eller enkeltvirkende i kombinasjon med returfjærer.

For bare svakt å gripe produktet mellom støtteelementene kan en drivanordning for disse omfatte en dødgangsforbindelse i kombinasjon med en svak kompresjonsfjær som er komprimert tilsvarende overskridelsen og bevirker en sideveis gripekraft mot produktet, og sikrer også at dødgangen opptas når drivanordningen beveges tilbake.

Et foretrukket arrangement omfatter en første dobbeltvirkende, pneumatisk sylinder innrettet til å bevege bladene og støtteelementene som en enkelt enhet, og en andre dobbeltvirkende pneumatisk sylinder innrettet til å bevege bladene i forhold til støtteelementene.

Andre drivanordninger for bevegelse kan anvendes, slik som elektromotorer og/eller elektromagnetiske solenoider og/eller hydrauliske drivanordninger.

Hvert støtteelement kan være i glidende kontakt mot oversiden av bladet som det er tilknyttet, slik at den innbyrdes bevegelsen under lukning mot produkt og/eller under åpning for å frigjøre produktet virker på en selvrensende måte, og støtteelementet kan eventuelt skrape mot oversiden av bladet, og kan i så fall beskrives som en skraper.

I den grad det ikke er nødvendig å bevege begge bladene og støtteelementene helt tilbake for å frigjøre produktet, kan under bruk drivmidlene aktiveres for å føre bladene tilbake for å innrettes etter innsidene av støtteelementene og for at drivmidlene skal bevege både bladene og støtteelementene synkront tilbake, en lengde som er akkurat tilstrekkelig til å frigjøre produktet, slik at dets posisjon i forhold til bæreflaten holdes hovedsakelig upåvirket av den som bestemmes av posisjonen som verktøyet er beveget til. På denne måten, når verktøyet er hevet vertikalt fra produktet, fortsetter støtteelementene å plassere produktet inntil verktøyet er hevet fra dette, hvoretter drivmidlene kan aktiveres for å føre støtteelementene og bladene helt tilbake.

Trinnet med hel tilbakeføring av støtteelementene og bladene kan utføres under overføring mens verktøyet returneres for å gripe et annet produkt.

I henhold til et tredje aspekt ved den foreliggende oppfinnelsen kan piggene eller de fjærpåvirkede fingre i verktøyet som er beskrevet ovenfor erstattes av en rad av innbyrdes adskilte, forskyvbare, langstrakte, stavlignende fingre som er montert slik at de rager generelt vinkelrett på planet som de to bladene ligger i, slik at under bruk, når verktøyet senkes ned over produktet med bladene tilbakeført, vil de nedre ender av noen av fingrene komme i kontakt med oversiden av produktet og følgelig bli skjøvet oppover når verktøyet fortsetter å beveges nedover mot og omkring produktet, men andre av fingrene som ikke er i kontakt med produktet vil ikke bli skjøvet oppover, men vil holdes ført utover, og vil omgi produktet og danne sideveis støtte for dette når bladene deretter beveges i forhold til undersiden av produktet både innover og utover.

Fingrene kan ha spisse, men mer foretrukket stumpe nedre ender, og kan være elastisk kraftpåvirket i en retning mot bladene, eller kan ganske enkelt være forskyvbart anbrakt i føringer, slik at dersom bladene er generelt horisontale, vil fingrene generelt være vertikale og vil falle på grunn av sin egen vekt på grunn av tyngdekraften.

Fortrinnsvis er stoppeanordninger anordnet for å hindre at fingrene faller til nivået for bladene, slik at kontakt mellom bladene og fingrene hindres.

Når produktet som holdes av verktøyet skal plasseres, føres bladene først tilbake for å muliggjøre at produktet kan falle fra verktøyet eller passere mellom når verktøyet heves, og de fingrene som er hevet av produktet faller tilbake på linje med de øvrige fingrene når produktet og verktøyet adskilles.

Når produktet kan bli fastgjort til fingrene og kan infiltrere mellomrom mellom disse og føringer eller hylser eller åpninger i en plate som fingrene rager gjennom, kan andre drivmidler være anordnet for positivt å skyve alle fingrene nedover etter at produktet er frigjort fra verktøyet. Disse kan ganske enkelt omfatte en plan plate eller pute montert over fingrene, understøttet av de øvre ender av fingrene, og kan heves fritt når fingrene drives oppover av produktet under, og som ligger ned mot fingrene på grunn av sin egen vekt for å tvinge alle fingrene som har blitt skjøvet opp av produktet til å falle ned på linje med fingrene som ikke ble skjøvet opp av produktet, når verktøyet og produktet adskilles.

Alternativt kan platen eller puten positivt drives i retning nedover, f.eks. av en pneumatisk sylinder, en elektromotor eller en solenoid-drivanordning.

Alternativt kan hver av fingrene omfatte stempelet i en pneumatisk sylinder, og lufttrykk i sylindrene driver alle fingrene i retning nedover, men luften kan eventuelt ved hjelp av en avlastningsventil avlastes for å opprettholde et konstant trykk når fingrene skyves oppover i sylindrene når deres nedre ende er i anlegg mot produktet.

Når selve robotarmen ikke er torsjonsstiv, eller forbindelsen mellom armen og verktøyet eller armen og en fast holder muliggjør innbyrdes rotasjonsbevegelse på grunn av slitasje, dødgangsbevegelse eller mangel på torsjonsstivhet i forbindelsen eller hver forbindelse, kan enhver kraft som utøves mot bladene og/eller støtteelementene under griping, eller et hvert reaksjonsmoment som overføres til armen når bladene åpnes, bevirke at verktøyet roterer en liten vinkel i et viktig punkt i syklusen med griping og plassering.

Dette er særlig et problem når bladene og/eller støtteelementene (dersom disse finnes) åpnes for å frigjøre gjenstanden, etter som tilbakevegelse i armen og forbindelsene og/ eller fleksibilitet i torsjonsaksen til robotarmen kan medføre at gjenstanden blir feilaktig orientert av armen og verktøyet når den frigjøres, dersom åpningen av bladene og/eller støtteelementene (dersom disse finnes) bevirker et reaksjonsmoment i torsjons-drivaksen til robotarmen.

I henhold til et særlig foretrukket trekk ved oppfinnelsen er derfor mekanismen som bevirker at de to bladene og/eller støtteelementene (dersom disse finnes) beveges valgt slik at den utøver et neglisjerbart (fortrinnsvis null) moment rundt torsjons-drivaksen til robotarmen og/eller rundt rotasjonsaksen mellom armen og verktøyet og/eller rundt enhver akse som en del av armen kan rotere rundt i forhold til en annen del av denne.

Fortrinnsvis omfatter verktøyet en bro som er innrettet til å fastgjøres sentralt på robotarmen, og til hvilken de to bladene er svingbart montert på motsatte ender, og til hvilken det også er forbundet drivmidlene som beveger bladene mellom den første og andre posisjonen og støtteelementene og deres drivmidler (dersom disse finnes).

Fortrinnsvis er broen av aluminium eller plast, og likeledes eventuelle stag eller holdere for å fastgjøre bladene til broen eller drivanordningen, for å holde vekten av verktøyet på et minimum.

Hvert blad og (dersom det finnes) hvert støtteelement kan være laget av plast, men er fortrinnsvis laget av rustfritt stål, og er typisk i området 0,5 mm tykke.

Fortrinnsvis er en langstrakt nylonblokk fastgjort langs men i avstand fra den bakre kanten av hvert blad.

Drivmidlene kan være slik at de virker likt og motsatt mot de to bladene og holderne (dersom disse finnes), eller de kan være slik at de virker mot ett av bladene og én av holderne (dersom disse finnes) med en forbindelse mellom de to bladene og mellom de to støtteelementene, for å overføre drift til de to øvrige blader (og til støtteelementene (dersom disse finnes)), for å bevirke at hver at disse beveges på passende måte i forhold til bladet som drives (og bærelementet som drives dersom dette finnes).

Drivmidlene kan være dobbeltvirkende på den måten at de utøver en positiv drivkraft på bladet eller hvert blad og på støtteelementet eller hvert støtteelement dersom disse finnes, i begge bevegelsesretninger.

Alternativt kan drivmidlene virke bare til å bevege bladene (og støtteelementene (dersom disse finnes)) i én retning, og en fjæranordning virker til å bevege disse tilbake i den motsatte retningen når drivmidlene ikke drives eller er frakoblet.

Når robotarmen omfatter en rotasjonsdrivanordning for å rotere et verktøy som er fastgjort til denne i forhold til armen, kan denne anvendes for å orientere verktøyet og en gjenstand i dette under overføring.

Alternativt kan rotasjonsdriften av robotarmen anvendes for mekanisk å aktivere drivmidler på verktøyet for å utføre innbyrdes bevegelse av bladene og støtteelementene (dersom disse finnes).

Når verktøyet omfatter en bro slik som nevnt ovenfor og platene er svingbare i forhold til broen, kan drivmidlene delvis være fastgjort til broen for å bevege bladene i forhold til broen og dermed i forhold til hverandre. Likeledes kan drivmidlene virke på lignende måte på bærelementer, dersom disse finnes.

Når bladene, like før deres forskyvningsbevegelse innover under en gjenstand, skal trykkes til kontakt med bæreflaten for en plan gjenstand eller et plant produkt, slik som oversiden av et jevnt transportørbånd som bærer gjenstanden, kan en elastisk dødgangsforbindelse være anordnet mellom bladene og robotarmen. Dette muliggjør at bladene kan komme i kontakt med bæreflaten for gjenstanden like før bevegelsen nedover av den enden av robotarmen som holder verktøyet stanses, og slik at den siste bevegelsen av robotarmen komprimerer den elastiske dødgangsforbindelsen etter at bladene har kommet i kontakt med denne flaten. Energien som lagres ved kompresjonen av den elastiske dødgangsforbindelsen bevirker en kraft nedover på bladene (som motstås av den nevnte flaten, dvs. transportøren) som sikrer at bladene holdes i glidende kontakt med flaten og ikke heves når de beveges mot og danner anlegg mot gjenstanden, men i stedet fortsetter å skyves under gjenstanden og heve denne, for å muliggjøre at bladene kan lukkes.

Dødgangsforbindelsen kan være mellom robotarmen og verktøyet eller, når verktøyet omfatter en stiv bro, mellom bladene og broen.

Når drivmidlene for bladene er delvis fastgjort til broen, er fortrinnsvis en dødgangsforbindelse dannet mellom drivmidlene og broen eller mellom drivmidlene og bladet (eller bladene), for å oppta enhver dødgang mellom broen og bladene. Alternativt kan drivmidlene være torsjonsstive i et plan parallelt med det som bladene beveges i, men være i stand til å bøyes eller deformeres eller heves og senkes, slik som ved svingning i et plan som er vinkelrett på planet som bladene beveger seg i, for å oppta dødgangen mellom bladene og broen.

Når støtteelementer er anordnet over bladene, må enhver dødgangsbevegelse av bladene i forhold til robotarmen eller broen også skje for støtteelementene, for å muliggjøre at disse kan beveges sammen med bladene etter at de danner kontakt med transportøren.

Drivmidlene for å bevege bladene og/eller støtteelementene når disse finnes kan være elektrisk drevet, og kan omfatte en solenoid eller en elektromagnetisk rotasjonsdrivanordning, men drives fortrinnsvis pneumatisk og omfatter en pneumatisk drevet stang, fortrinnsvis en dobbeltvirkende stang, og bevegelse av stempelet i sylinderen for stangen oppnås ved å utøve positivt trykk mot en av endene til sylinderen, etter behov.

Luft under trykk tilføres fortrinnsvis til en ventil som holdes av armen eller verktøyet, fortrinnsvis på en bro på dette, og ventilen er enten solenoiddrevet for å lede lufttrykket til den ene enden av stangen, eller er pneumatisk drevet via en andre luftledning fra et forråd av trykkluft, under styring av en computer som kan være den som styrer robotarmen.

Bladene, og støtteelementene når disse finnes, kan rotere i forhold til hverandre og/eller til en bro som utgjør en del av verktøyet, eller de kan forskyves lineært i forhold til hverandre eller til broen.

Når bladene og støtteelementene (når disse finnes) holdes under en bro, kan mellomrommet mellom broen og bladene være justerbart for å muliggjøre at gjenstander med forskjellige høyder kan opptas inne i verktøyet.

Oppfinnelsen er ikke begrenset til griping av enkeltgjenstander, og ved passende dimensjonering av bladene og deres bevegelse og mellomrommet mellom bladene og en eventuell bærebro, kan en stabel av to eller flere gjenstander anordnet den ene over den andre (slik som en stabel av baconskiver) gripes av verktøyet. Høyden til eventuelle støtteelementer anordnet i kombinasjon med bladene er også fortrinnsvis valgt i henhold til høyden av gjenstanden eller gjenstandene i stabelen.

Dersom to eller flere kjøttporsjoner, slik som biter eller steker eller fiskefiléer er anordnet i en "shingel"-rad på transportøren, kan verktøy konstruert og drevet i henhold til oppfinnelsen anvendes for å gripe og plassere raden, uten å forstyrre forholdet mellom porsjoner som danner raden.

Fortrinnsvis er verktøyet orientert i forhold til en rad slik at de to blader (og støtteelementer dersom disse finnes) beveges mot raden langs en linje som generelt er vinkelrett på retningen som porsjonene er anordnet som "shingel" langs.

Verktøyet er derfor fortrinnsvis konstruert med et "seende" system som danner bildesignaler til computeren som styrer robotarmen, hvilket muliggjør at computeren kan bestemme orienteringen til hver gjenstand og særlig "shingel"-retningen til en rad, og å danne styresignaler for å rotere verktøyet tilsvarende for å sikre at før verktøyet danner anlegg mot en gjenstand, slik som en "shingel"-rad, er dets orientering i forhold til gjenstanden eller raden slik at bladene (og støtteelementene dersom disse finnes) vil bevege seg passende i forhold til gjenstanden eller raden.

Følgelig kan enhver henvisning til gjenstand bety en enkelt gjenstand eller en stabel av en "shingel"-rad av to eller flere slike gjenstander.

Det beskrives også et produkthåndteringssystem som omfatter en første transportør, en andre transportør i avstand fra den første, en robotarm og computerstyring for disse, med et verktøy fastgjort til den ytre og bevegelige enden konstruert slik som angitt, idet både armen og verktøyet er styrbart med signaler fra computeren for å posisjonere verktøyet omkring en gjenstand på en transportør og å bevege støtteelementene, dersom disse finnes, til motstående kontakt med en gjenstand og å forskyve bladene under gjenstanden, og deretter å heve gjenstanden fra denne ene transportør ved passende styring av robotarmen og å bevege armen og dermed verktøyet som inneholder gjenstanden for å posisjonere dette over den andre transportøren og ved passende styresignaler fra computeren å åpne bladene og støtteelementene (dersom disse finnes) og anbringe gjenstandene på den andre transportøren.

Armen kan beveges i retning nedover ved computerstyring etter at verktøyet er posisjonert over den andre transportøren før bladene (og støtteelementene (dersom disse finnes)) åpnes, for derved å styre lengden som gjenstanden må falle ned på den andre transportøren etter å ha blitt frigjort.

Systemet kan omfatte kameraer og følere som frembringer signaler med hvilke computeren kan bestemme posisjonen og/eller orienteringen og/eller typen av hver gjenstand på den ene transportøren, og kan danne styresignaler for å bevirke at drivmidler aktiveres for å heve og/eller rotere og/eller å senke verktøyet og/eller regulere robotarmen slik at verktøyet posisjoneres til akkurat riktig tid i forhold til en gjenstand som beveges på denne transportøren, for å muliggjøre at verktøyet kan gripe og ta opp gjenstanden og om nødvendig å rotere denne ved overføring og posisjonere den på den andre transportøren til nøyaktig riktig tidspunkt og i korrekt orientering.

Den andre transportøren kan ha trau eller andre beholdere, og det "seende" systemet og følerne kan være innstilt slik at de identifiserer den nøyaktige posisjonen til hvert trau eller hver beholder i forhold til robotarmen, og computeren kan være programmert til å styre bevegelsen av den andre transportøren og også den første transportøren, for å sikre at et bestemt trau eller en bestemt beholder er i en bestemt posisjon på en bestemt tid, for å muliggjøre at en bestemt gjenstand som er tatt opp fra den ene transportøren plasseres i trauet eller beholderen av et verktøy som arbeider og er konstruert slik som angitt og bæres av robotarmen.

Oppfinnelsen skal nå beskrives ved hjelp av eksempler, med henvisning til de vedføyde tegninger.

Figur 1viser i perspektiv en robotarm ABB Ltd IRB 340 som et verktøy i henhold til oppfinnelsen skal monteres på den nedre enden av.

Figur 2 viser i perspektiv et verktøy som ikke er innenfor rammen konstruert som en utførelse av oppfinnelsen, i hvilket de to bladene er vist adskilt slik at verktøyet kan senkes ned på en gjenstand som skal gripes og beveges til et andre sted. Figur 3 ligner avbildningen i figur 2, men de to bladene har blitt beveget sammen.

Figur 4 er en lignende avbildning som figur 3, av et modifisert verktøy i hvilket oversiden av en gjenstand som skal gripes er i kontakt med en rad av fjærbelastede fingre i stedet for piggene i figur 2 og 3.

Figur 5 viser skjematisk hvordan de to bladene beveges synkront, og viser hvordan et resulterende dreiemoment vil utøves omkring aksen til forbindelsen mellom verktøyet og robotarmen i figur 1.

Figur 6-10 viser forskjellige arrangementer av verktøyet der bevegelsen av bladene er slik at det dannes et mindre eller et neglisjerbart dreiemoment på robotarmforbindelsen. Figur 11 viser verktøyet senkes til kontakt med en transportør med bladene åpne, like før disse skal beveges innover og under en bit av svinekjøtt.

Figur 12 viser verktøyet etter at bladene er beveget under biten, klar til å heves og beveget sideveis av robotarmen og sluppet ned i et trau på en nærstående transportør.

Figur 13 illustrerer en "shingel"-gruppe av biter på den ene transportøren, og viser retningen som de to bladene må beveges i for å komme i kontakt med "shingel"-gruppen for å muliggjøre at denne kan gripes som en enkelt gjenstand.

Figur 14A-14D viser i perspektiv, planprojeksjon og sideprojeksjon et gripeverktøy i henhold til det første aspektet ved oppfinnelsen.

Figur 15A-15D er lignende projeksjoner der en av sylindrene er aktivert for å bevege begge bladene og støtteelementene nærmere sammen, som et første trinn for å danne anlegg mot produktet (ikke vist).

Figur 16A-16D er lignende projeksjoner der begge sylindrene er aktivert slik at bladene har beveget seg i forhold til støtteelementene, for å danne en plattform under produktet. Figur 17A og 17B er sideprojeksjoner og projeksjoner mot undersiden, av en anordning med flere staver eller fingre for plassering, til bruk i en griper slik som vist i figur 1 og 2, i stedet for piggene 82.

Figur 1 viser i perspektiv en robotarm som omfatter en øvre drivenhet 10, idet tre leddede armer 12, 14, 16 konvergerer til en holdeanordning 18. Enheten 10 er innrettet til å fastgjøres til et rammeverk, for å plassere armen over en transportør (ikke vist i figur 1).

Figur 2 og 3 viser verktøy som kan fastgjøres til holdeanordningen 18 ved bruk av en midtre klemkrave 20. Denne befinner seg midtveis på en øvre seksjon 22 av en bro, og hoveddelen 24 forløper parallelt og under den øvre seksjonen, for å rage utenfor endene og danne to svingeopplagringer 26, 28 som to tapper (ikke synlig) er rotérbart og forskyvbart innført i. Hoveddelen av hver tapp er ikke synlig, men et utvidet hode kan ses ved 30 og 32, og den nedre enden av hver tapp rager under 26 og 28 og er omgitt av en kompresjonsfjær 34, 36.

Sperret mellom hvert hode 30, 32 og den øvre enden av hver opplagring 26, 28 er en arm, vist ved 38 og 40, som forløper sideveis fra to staver 42, 44, som har sideveis ragende, parallelle armer 46, 48.

Armene 38 og 46 og 40, 48 har innrettede boringer som de to tappene er ført gjennom, og sperrer fjærene 34, 36 mellom de nedre ender av opplagringene 26, 28 og de nedre armer 46, 48. Selv om det ikke er vist, rager tappene gjennom armene 46 og 48 og er festet med kiler til de to buede holdere 50, 52 for to blader 54, 56.

De øvre armer 38, 40 er også festet til tappene, slik at svingning av 38 og 40 om aksene til tappene bevirker sideveis bevegelse av bladene 54, 56 mot eller bort fra hverandre.

Armene 38, 40 er sammenkoblet av et stag 58 som er svingelagret på hver ende av armene 38, 40, slik at svingebevegelse av én arm overføres til den andre.

Drift bevirkes av en pneumatisk sylinder 60 og en stempelstang 62. I figur 2 er stempelet vist helt tilbakeført. De ytre ender av sylinderen og stempelet er svingelagret på en blokk 64 som er fastgjort til hoveddelen av broen 24 og armen 38.

På denne måten vil bevegelse av stempelstangen utover ved tilførsel av luft til det bakre av stempelet bevirke at armen 38 svinger i forhold til broen 24, og armen 40 dreies den samme vinkelen av staget 58. Enden av stempelstangen 62 er vist montert på en blokk 66 som med en tapp 68 er festet til den ytre enden av armen 38, utenfor det punktet der staget 58 er svingelagret på denne.

Som for stempelet og sylinderen ender staget i blokker 70, 72 som holdes sperret av og er svingbare om tapper 74, 76.

Ved midten av broelementet 24 er en stav 78 som ved sin øvre ende er fastgjort til 24 og ved sin nedre ende er fastgjort til en stjerneformet plate 80 som har pigger, slik som 82, fastgjort til fingrene i stjernen for å rage nedover mot planet som de to platene 54, 56 ligger i. Piggene er innrettet til å gripe inn i en gjenstand som skal heves av bladene når enheten senkes rundt gjenstanden, med bladene i åpen stilling (som vist i figur 1).

Dersom platen 80 ikke er rotérbar i forhold til broelementet 24, vil virkningen av innføring av gjenstanden (ikke vist) på piggene minske enhver tendens til at gjenstanden skyves eller dreies av den fremre kanten på bladene når disse lukkes fra posisjonen vist i figur 1 til den som er vist i figur 2, og de vil derved skyves under gjenstanden for å sperre denne.

Bladene 54, 56 er vist fastgjort til armene 50, 52 ved hjelp av bolter og muttere (en av de sistnevnte er angitt som 84), og avstandselementer (ett av disse er angitt med henvisningstallet 86) befinner seg mellom armene 50, 52 og bladene 54, 56, og hver bolt rager gjennom et avstandselement.

Hodene på boltene (ikke vist) er fastgjort til bladene slik at de ikke rager under undersiden av bladene, f.eks. ved sveising eller lodding, og tykkelsen til hvert bolthode er hensiktsmessig anbrakt inne i en utsparing (ikke vist) i undersiden av hvert avstandselement.

Etter som platene ikke rager under endene av armene som er sammenføyd med tappene som holdes sperret i holderne 42, 44, befinner en utvidelse som har samme tykkelse som hvert av avstandselementenes 86 pluss bladet 54 (eller 56) seg under den indre enden av hver arm 50, 52. Den kan f.eks. være et utvidet hode på den nedre enden av hver av tappene.

Fjærene 34, 36 muliggjør at armene 50, 52, de bærende deler 42, 44 og staget 58 kan heves i forhold til broelementene 22, 24.

Dødgangsbevegelsen muliggjør at bladene om nødvendig kan skyves nedover til kontakt med overflaten av en transportør, slik at fjærene komprimeres for å muliggjøre den innbyrdes bevegelsen av delene.

Så snart enheten på nytt heves fra transportøren, vil fjærene forlenges for å drive armene 38, 40 til kontakt med de øvre ender av holderne 26, 28.

Figur 4, som viser et verktøy i likhet med det i figur 2 og 3, men fra den andre siden, viser et alternativ til stjerneplaten 80 og piggene 82 i figur 2 og 3. Her er platen 80 erstattet av en fjærplate 88 av stål som har utskjæringer på hver side av et midtre parti 89 slik at det er dannet seks fjærfingre, tre på hver side, og en av disse er angitt med henvisningstallet 90. Hver av fingrene er bøyd, slik som ved 92, for å rage nedover fra det midtre partiet 89, og ved 94 og 96 for å danne anlegg 98 for gjenstandene.

Friksjonskraften mellom undersidene av anleggene 98 og en gjenstand (ikke vist) tjener det samme formål som inngrepet til piggene 92 i en gjenstand (i relasjon til figur 2 og 3), men uten å skade gjenstanden.

Figur 5 viser prinsippet bak geometrien til arrangementer vist i figur 2-4. Platene er angitt med 54, 56 og staget med 58. Armene 38 og 40 er vist skjematisk. Den midtre aksen til kraven 20 er markert ved 100, og retningen for rotasjon av bladene er vist med piler 102, 104.

Etter som begge bladene roterer i samme retning rundt 100 (både ved åpning og lukning), vil det være et resulterende moment om aksen 100. Dersom robotarmen og/ eller forbindelsen mellom armen og broenheten 22, 24 har noen som helst dødgang (som vil vise seg ved for stor eller for liten bevegelse), vil dette momentet medføre en uforutsigbar rotasjonsbevegelse av enheten og særlig bladene 54, 56 i forhold til deres forventede orientering. Dette kan medføre at gjenstanden blir feilaktig posisjonert av verktøyet når den anbringes på det nye stedet.

Figur 6-10 viser skjematisk alternative drivmekanismer som beveger bladene i motsatt retning når de åpner og/eller lukker, for ikke å danne noe moment omkring 100.

I hver av figurene 6-10 er vist aksen 100 og de to bladene 54, 56.

I figur 6 er to tannhjul 106, 108 som er i inngrep festet til bladene 54, 56, og et stempel og en sylinder 109 påvirker armene 110, 112 for å åpne eller lukke bladene. Det oppstår ikke noe moment omkring 100.

I figur 7 holdes bladene 54, 56 av parallelle sleider 114, 116, og innbyrdes bevegelse utføres ved å forlenge en sylinder og et stempel 117 som f.eks virker mellom broen (ikke vist) og en av sleidene 116. Et tannhjul 118 er fritt rotérbart rundt aksen 100, og tennene på tannhjulet griper inn i tenner utformet i parallelle kanter på sleidene 114, 115. Når sleiden 116 beveges mot høyere, beveges sleiden 114 mot venstre på grunn av rotasjonen til tannhjulet 118. Det oppstår ikke noe moment omkring 100.

I figur 8 forbinder en saksemekanisme 120 de to bladene 54, 56, og en sylinder og et stempel 121 virker mellom to av de fire ytre ender 122, 124 i mekanismen. De to andre ytre ender 126, 128 er svingbare i forhold til bladene 54, 56. Ett av de mellomliggende ledd 130 er forskyvbart i en sliss 132 i et fast element 134.

Innbyrdes forskyvning mellom ledd 122 og 128 og enheten bevirkes av slisser 136, 138 i bærearmer, for å muliggjøre at bladene kan beveges mot hverandre (som vist i figur 8A) og fra hverandre (som vist i figur 8B).

Det andre mellomliggende leddet påvirkes ikke av noe moment. Aksen 100 er innrettet til å falle sammen med dette leddet, som holdes stasjonært når de øvrige fem leddene i saksemekanismen beveges.

Figur 9 viser et lignende arrangement som figur 5, med det unntak at en holdeblokk 136 kan svinge om 138, og et stag 140 (svingbart fastgjort til staget 58) roterer også rundt 138, som også kan tilsvare aksen 100 i figur 5.

Det skjer en minskning av moment rundt 138 når bladene ikke lenger roteres. I stedet roteres blokken 136, stagene og sylinderen.

I figur 10 er parallelle stag 142, 144 og 146, 148 ved endene svingeforbundet med bladene 54, 56 og med midten og et radialt forsatt punkt på hvert av to tannhjul 150, 152 som er i inngrep. De midtre og forsatte punkter er angitt som 154, 156 og 158, 160.

Tannhjulene roteres ved å forlenge eller forkorte en sylinder og stempel 161, som kan være svingeforbundet med de to tannhjulene ved 162, 164, eller stempelet er svingeforbundet ved 164 til en fast del av enheten, slik som et broelement slik som 22, 24 i figur 2-4.

Etter som tannhjulene roterer motsatt, beveges bladene mot eller fra hverandre uten at det oppstår noe moment.

Aksen 166 er definert som toppen av et trekantet støtteelement 168 som i sin tur holder tapper som bestemmer rotasjonsaksene 154 og 158, som derfor er i fast stilling i forhold til hverandre og i forhold til aksen 166.

Figur 11 og 12 viser et verktøy generelt angitt med 170, slik som vist i figur 2 og 3, montert på den nedre enden av en robotarm som generelt er angitt som 172, av den typen som er vist i figur 1.

Dessuten er armen og verktøyet vist beliggende over to transportører 174, 176 som har bevegelsesretninger vist med piler 178, 180.

Biter av svinekjøtt er vist ved 182, 184 på transportøren 174. Disse er i avstand langs transportøren og kan være likt eller forskjellig orientert, avhengig av hvordan de er anbrakt på transportøren fra en behandlingsanordning (ikke vist), typisk en høyhastighets oppskjæringsmaskin som er innstilt for å skjære opp biter fra et stort kjøttstykke og bevirke at disse faller ned på transportøren.

Ett av flere kameraer er vist ved 186. Dette er utstyrt med robotarmen 172 og et computerbasert styresystem 188 som har flere innganger 190 og flere utganger 192 som styrer driften av transportøren eller hver av de to transportører, armen og eventuelt også en utløpsmekanisme (ikke vist) for å fordele bitene langs transportøren 174.

Under bruk senkes armen med bladene 54, 56 i helt åpen posisjon under styring av styresystemet 188, akkurat i det øyeblikk en bit 182 kommer til posisjonen vist i figur 11.

Piggene (eller fingre dersom varianten i figur 4 benyttes) danner kontakt med oversiden av biten 182 mens bladene forskyves under denne til posisjonen vist i figur 12.

Nå drives armen for å heve biten 182 fra transportørene 174, 176 og å bevege verktøyet slik at det er over transportøren 176 for å avvente ankomsten av et trau 194 på transportøren 176 like under der verktøyet vil anbringe biten 182 når det befinner seg over transportøren 176 (eller bevegelsen av trauet 194 slik at en første bit 196 som allerede befinner seg i dette er like foran der biten 182 vil anbringes i trauet av verktøyet 170).

Styresystemet styrer verktøyet slik at bladene åpnes for å muliggjøre at biten 182 faller ned i trauet over den bakre enden av biten 196, for å plassere bitene som "shingel".

Bevegelse av armen og verktøyet tilbake til posisjonen over transportøren 174 og repetisjon av prosedyren for den neste biten 184 (og etterfølgende biter i linjen om nødvendig) og flytting av trauet 194 ved å bevege transportøren 176, muliggjør at flere biter kan legges som "shingel" i trauet 194.

Kameraet 186 (eller et annet kamera) inspiserer hver bit for å identifisere fettrandområdet og derved orienteringen i forhold til transportørens bevegelsesretning, og det dannes andre signaler av styresystemet 188 for å rotere verktøyet (eller platen 80 med pigger i forhold til broen 22, 24) for korrekt orientering av biten 182 etter at den er tatt opp fra transportøren 174 og før den anbringes på transportøren 176, slik at hver bit som anbringes på denne vil ha korrekt orientering i forhold til alle andre biter som den skal tilknyttes. Bitene kan således anbringes som "shingel" (som vist i figur 12) eller anordnes side ved side i trau, som par, eller som tre eller fire, i bredden.

Andre kameraer kan være anordnet for å identifisere orienteringen til trauene slik som 194, for å danne andre referansesignaler for styresystemet, for å muliggjøre at bitene kan roteres og posisjoneres korrekt i forhold til transportøren 176 og trauene som bæres av denne.

Anordningen for oppskjæring i biter kan anbringe kjøttet som "shingel" etter hvert som det skjæres opp, for å danne grupper av f.eks. fire biter, som vist ved 198 i figur 13. Disse er vist i planprojeksjon på transportøren 174 i figur 13.

Dersom verktøyet anbringes rundt gruppen av biter 198 slik at de to bladene beveges innover i retning av de to pilene 200, 202, vil de "shingel"-anbrakte biter ikke bli vesentlig forstyrret når bladene forskyves under disse. Følgelig kan "shingel"-gruppen av biter 198 anbringes som en enkelt gjenstand i et ventende trau på transportøren 176, i stedet for å anbringe en "shingel"-gruppe i et ventende trau en av gangen, slik som beskrevet ovenfor.

Som tidligere kan "shingel"-grupper 198 roteres, hver som en gruppe, under overføring fra transportøren 174 til transportøren 176, for å innrettes med de passende dimensjoner til hvert ventende trau på transportøren 176.

Stabler av baconskiver (ikke vist) kan behandles som enkeltvise gjenstander på samme måten. Fortrinnsvis er verktøyet slik orientert at bladene nærmer seg skivene fra motsatte sider på den korteste dimensjonen til skivene som danner stabelen.

I figur 14-16 er bladene angitt med 204, 206 og støtteelementene med 208, 210.

Pneumatiske sylindere er angitt med 212, 214.

Med begge sylindere helt åpne (forlenget) vil bladene og støtteelementene innta posisjonen vist i figur 14A-14D og er helt tilbakeført. Piggenheten 216 kan eventuelt være anordnet.

Etter senkning av verktøyet ned til produktet (ikke vist) for at piggene på enheten 216 (dersom denne er montert) skal komme til anlegg mot produktet, lukkes sylinderen 212 og bevirker derved at begge parene av blader og støtteelementer beveges synkront innover til posisjonen vist i figur 15A-15D, slik at støtteelementene 208, 210 kommer til anlegg mot produktet.

Deretter lukkes sylinderen 214 for å bevege bladene innover i forhold til støtteelementene, for å innta posisjonen vist i figur 16A-16D.

Rotasjon av produktet kan oppnås ved å rotere hele verktøyet om aksen 218 (enten det er anordnet pigger eller ikke), og bæreplatene 208, 210 sikrer at produktet vil rotere sammen med verktøyet, enten det finnes pigger eller ikke.

Avgivelse av produktet på en bæreflate oppnås ved å reversere prosedyren etter at verktøyet er senket slik at produktet er posisjonert over det stedet der det skal ligge.

Først åpnes sylinderen 214 for å føre bladene 204, 206 tilbake i forhold til støtteelementene 208, 210, hvoretter sylinderen 212 åpnes for å bevege begge bladene og bæreplatene bort fra produktet og etterlate dette eller slippe det ned på bæreflaten (ikke vist).

Om ønskelig kan sylindrene 212, 214 være montert og virke forskjellig fra den måten som er vist i figur 14-16, for å muliggjøre at bæreplatene kan beveges utover i forhold til bladene 204, 206 og holdes forskjøvet slik at de ikke er i anlegg mot produktet, og å muliggjøre at verktøyet arbeider slik som beskrevet i en annen patentsøknad.

Når produktet skal omgis og kontaktes uten inntrengning, kan verktøyet være modifisert ved å fjerne piggenheten 218 og i stedet montere en enhet av forskyvbare tapper/fingre slik som vist i figur 17A, 17B. Denne omfatter en bæreplate 220 som omfatter et mønster av åpninger som har sylindriske hylser slik som 222 som rager koaksialt under åpningene, for å utgjøre føringer for et tilsvarende antall sylindriske tapper slik som 224, som har utvidede hoder 226 for å hindre at de faller gjennom åpningene i platen 220. De nedre ender av tappene er flate, og kan også være utvidet i likhet med hodene 226, for å hindre at de faller ut av platen 220 dersom verktøyet snus.

Over de øvre ender av tappene er en plate 228 som har en plan underside som er bevegelig i retning nedover ved forlengelse av en pneumatisk sylinder 230. Den normale posisjonen (tilbakeført) av platen 228 muliggjør at tapper slik som 224 kan beveges fritt i retning oppover dersom deres nedre ender kommer til anlegg mot oversiden av produktet, slik som vist ved 232. De tapper som ikke kommer til anlegg mot produktet blir ikke forskjøvet og holdes i de nedre posisjoner. I figur 17A er en tapp 224 vist hevet, mens en annen tapp 234 er ikke hevet av produktet.

Lengden av tappene er slik valgt at selv når de er i den nedre stillingen vil de nedre ender slik som 236 på tappen 234 være i avstand fra bladene 238, 240 vist med stiplede linjer i figur 17A, slik at bevegelse av bladene ikke hindres av tappene som ikke er skjøvet opp av produktet 232.

Som det best fremgår av planprojeksjonen fra undersiden av platen og tappene i figur 17B, er tapper slik som 242, 244, 246 og 248 meget nær sidene av produktet. Dersom dette har en tendens til å bevege seg som et resultat av friksjon mellom produktet og bladene 238, 240 og de sistnevnte beveges tilbake for å frigjøre produktet, vil det bare bevege seg i den grad som muliggjøres av tappene slik som 242, 244, 246 og 248, hvoretter fortsatt sidebevegelse vil motvirkes av en eller flere av tappene når bladene fortsetter å beveges tilbake.

Enhver tendens til at produktet setter seg fast på tappene slik som 224 som ligger mot oversiden av produktet kan motvirkes ved å drive platen 228 nedover ved å forlenge sylinderen 230 når verktøyet heves i forhold til produktet (etter at bladene 238, 240 er ført tilbake). Denne positive forskyvningen av tappene hindrer også at disse av en eller annen grunn setter seg fast i hevet stilling som et resultat av fastkiling i føringene 222 eller fester seg i disse på grunn av produkt som trenger seg inn.

Drivanordningen 230 kan utelates dersom platen 228 er tilstrekkelig tung, og den sistnevnte kan utelates dersom tappene er tilstrekkelig tunge til å falle til de nederste posisjoner når verktøyet heves slik at det er i avstand fra produktet.

I et alternativt arrangement (ikke vist) kan lukkede sylindere være anordnet over åpningene i platen 220 som hodene 226 kan forskyves i, og luft under trykk tilføres til hver sylinder over hvert tapphode, hvilket vil drive tappen nedover inntil hodet kommer til anlegg mot platen 220. Dersom hodene ikke danner en lufttett pasning, vil luften lekke rundt hodet og minske trykket og minske kraften som virker mot tappene, og/eller en trykkavlastningsventil kan anvendes dersom tapphodene danner en tett glidepasning, slik som et stempel i en sylinder.

Claims (13)

PATENTKRAV

1. Verktøy for å ta opp porsjoner av matvarer fra et transportbånd, med hvilket under bruk gjenstander kan tas opp fra en posisjon og senkes til en andre posisjon, idet verktøyet omfatter: to blader (54, 56) som hvert har en fremre kant og bakre kant, og som begge er bevegelige mellom en første posisjon der deres fremre kanter er atskilt av et stort mellomrom og en andre posisjon der de fremre kantene overlapper hverandre, eller er i kontakt eller er atskilt av et mindre mellomrom; og drivmidler (60, 62) for å bevirke relativ bevegelse mellom de to bladene (54, 56) for å bevege disse mellom den første og andre posisjonen, hvorved under bruk med bladene (54, 56) i den første posisjonen kan verktøyet senkes slik at undersidene av de to bladene akkurat danner kontakt med en overflate som en gjenstand hviler på med de to fremre kantene av bladene på motsatte sider av gjenstanden, og den sistnevnte kan tas opp av bladene ved å operere drivmidlene (60, 62) for å bevege bladene (54, 56) til deres andre posisjon under gjenstanden; og videre omfattende en bevegelseshindrende mekanisme (80, 90) som inkluderer gjenstandsinngrepsmidler, hvorved inngrepet mellom gjenstandsinngrepsmidlene og gjenstanden vil motstå bevegelse av gjenstanden i forhold til gjenstandsinngrepsmidlene som et resultat av bladene som glir under gjenstanden, og gjenstandsinngrepsmidlene er under bruk innrettet til å forbli stasjonære mens bladene beveges i forhold til disse fra deres første til deres andre posisjon, karakterisert ved at:

(a) verktøyet er innrettet til å festes til den bevegelige enden av en computerstyrt robotarm (12, 14, 16) som muliggjør at gjenstandene kan roteres under overføring fra den ene posisjonen til den andre posisjonen; og

(b) den bevegelseshindrende mekanismen omfatter minst ett elastisk deformerbart element som befinner seg over planet som inneholder de to bladene (54, 56), i en avstand fra dette som er mindre enn tykkelsen til hver gjenstand som skal tas opp av verktøyet, og som omfatter en krummet plate av fjærstål eller lignende, slik at under bruk når verktøyet senkes ned på en gjenstand kommer undersiden av det deformerbare elementet i inngrep med den øvre overflaten av gjenstanden og elementet blir deformert for å gi plass for tykkelsen til gjenstanden før bladene kommer i kontakt med en overflate som gjenstanden hviler på, idet den resulterende kraften nedover på gjenstanden og friksjonsmotstand mot bevegelse mellom det deformerbare elementet (98) og gjenstanden tjener til å hindre den sistnevnte i å beveges under påvirkning av påfølgende bladbevegelse derunder, enten for å ta opp eller å frigjøre gjenstanden.

2. Verktøy ifølge krav 1, hvor hver av de bakre kantene av bladene inkluderer en oppstående leppe eller ribbe eller vegg som under bruk vil komme i inngrep med motsatte kantområder av gjenstanden når bladene opptar deres andre posisjon.

3. Verktøy ifølge krav 1 eller 2, hvor et støtteelement er anbrakt over hvert av bladene, og drivmidler er anordnet for å bevege støtteelementene og bladene som under bruk virker til å bevege både støtteelementene og bladene inntil en gjenstand gripes mellom støtteelementene og deretter å bevege bare bladene under gjenstanden, idet drivmidlene opprettholder støtteelementene i gjenstandsgripeposisjon når bladene deretter trekkes tilbake fra under gjenstanden for å hindre friksjonsmotstand på undersiden av den sistnevnte i å fraskille eller flytte gjenstanden.

4. Verktøy ifølge krav 3, hvor drivmidlene bare virker til å frakoble støtteelementene fra gjenstanden etter at bladene er beveget fra under gjenstanden.

5. Verktøy ifølge krav 3 eller 4, hvor en drift for støtteelementene inkluderer en dødgangsforbindelse i kombinasjon med en kompresjonsfjær med en lav fjærkonstant som er komprimert i en grad av en overskridelse frembrakt av dødgangsbevegelsen, og tilveiebringer den laterale gripekraften på gjenstanden når støtteelementene beveges inn i gjenstandsinngrep, og sikrer også at dødgangen opptas når driften trekkes tilbake.

6. Verktøy ifølge et av kravene 3 til 5, hvor hvert støtteelement er i glidende kontakt med den øvre overflaten av bladet som det er tilknyttet, slik at den relative bevegelsen under lukking på produktet og/eller under åpning for å frigjøre produktet virker på en selvrensende måte ved at støtteelementet skraper ren den øvre overflaten av bladet.

7. Verktøy ifølge et av kravene 3 til 6, hvor, etter bevegelse av gjenstanden til den andre posisjonen, drivmidlene opereres for å bevege bladene tilbake for å innrettes med de indre flatene av støtteelementene og deretter opereres drivmidlene for å bevege både bladene og støtteelementene tilbake synkront, med en avstand som akkurat er tilstrekkelig til å frigjøre gjenstanden, slik at posisjonen til gjenstanden i forhold til støtteflaten forblir hovedsakelig upåvirket av den som bestemmes av posisjonen som verktøyet er blitt beveget til.

8. Verktøy ifølge et av de foregående krav, hvor mekanismen med hvilken de to bladene og/eller støtteelementene, dersom de er tilveiebrakt, bringes til å beveges utøver et neglisjerbart dreiemoment rundt torsjonsdrivaksen til robotarmen og/eller rundt rotasjonsaksen mellom armen og verktøyet og/eller rundt enhver akse som en del av armen kan rotere i forhold til en annen del derav.

9. Verktøy ifølge et av de foregående krav, hvor drivmidlene virker på ett av bladene og en forbindelse mellom de to bladene overfører drift til det andre bladet for å bevirke hvert til å beveges på en passende måte.

10. Verktøy ifølge et av de foregående krav, hvor, under bruk like før deres glidebevegelse innover under en gjenstand, bladene presses i kontakt med den plane bæreflaten som gjenstanden bæres på, og en elastisk dødgangsforbindelse er anordnet mellom bladene og robotarmen, som tillater bladene å komme i kontakt med gjenstandsbæreoverflaten like før bevegelsen nedover av enden av robotarmen som bærer verktøyet stanses, og for at den siste bevegelsen av robotarmen komprimerer den elastiske dødgangsforbindelsen etter at bladene kommer i kontakt med overflaten, idet energien lagret i komprimeringen av den elastiske dødgangsforbindelsen tjener til å utøve en kraft nedover på bladene som motstås av overflaten og derved å holde bladene i glidende kontakt med overflaten når de beveges mot og glir under gjenstanden, for å muliggjøre at bladene lukkes til sin andre posisjon.

11. Verktøy ifølge et av de foregående krav i kombinasjon med et seende system som tilveiebringer bildesignaler til en computer som styrer en robotarm, og den sistnevnte er programmert til å bestemme orienteringen til hver gjenstand som skal tas opp, og særlig «shingel»-retningen til et «shingel»-mønster, og å generere styresignaler for å rotere verktøyet tilsvarende for å sikre at før verktøyet kommer i inngrep med en gjenstand, eller en stabel av gjenstander og særlig et «shingel»-mønster, er dets orientering i forhold til gjenstanden eller mønster slik at bladene, og støtteelementene hvis de er tilveiebrakt, vil beveges passende i forhold til gjenstanden eller gjenstandene eller mønsteret.

12. Produkthåndteringssystem som omfatter en første transportør, en andre transportør i avstand fra den første, en robotarm og computerstyring for denne, som har verktøy ifølge et av kravene 1 til 11 festet til sin fjerne og bevegelige ende, idet både armen og verktøyet kan styres av signaler fra computerstyringen for å posisjonere verktøyet rundt en gjenstand på en transportør, og hvis de er tilveiebrakt å bevege støtteelementene i motsatt kontakt med gjenstanden og å gli bladene derav under gjenstanden, og deretter å løfte gjenstanden fra den ene transportøren ved passende styring av robotarmen, og å bevege armen og derfor det gjenstands-inneholdende verktøyet for å posisjonere den over den andre transportøren og deretter å åpne bladene og støtteelementene, hvis de er tilveiebrakt, og å plassere gjenstanden på den andre transportøren.

13. Produkthåndteringssystem ifølge krav 12, som inkluderer kameramidler og sensormidler som produserer signaler som tilføres til computeren, og den sistnevnte er programmert til å bestemme derfra posisjonen og/eller orienteringen og/eller typen av hver gjenstand på den ene transportøren, og å generere styresignaler for å bevirke drivmidlene til å operere til løfte og/eller rotere og/eller senke verktøyet og/eller justere robotarmen slik at verktøyet posisjoneres på akkurat riktig tidspunkt i forhold til en gjenstand som beveges på en transportør for å muliggjøre at verktøyet kan ta den opp derfra, og om nødvendig å rotere den under overføring, og deretter å posisjonere den på den andre transportøren på nøyaktig riktig tidspunkt og i korrekt orientering.