SE538951C2 - gripdon - Google Patents

Description

GRIPDON Tekniskt område Föreliggande uppfinning avser ett gripdon som är inrättat att användas i ett automatiserat system för hantering av flexibla substrat, som är anordnade i en stapel, varvid nämnda gripdon är roterbart anordnat på en arm av en robot och innefattar ett nedre finger och ett övre finger, varvid det nedre fingret innefattar en vass, kilformad kant, som är anordnad att möjliggöra införing av det nedre fingret mellan substrat av nämnda stapel.

I detta sammanhang är flexibla substrat tänkt att omfatta alla typer av flexibla substrat som kan anordnas i staplar, som exempelvis pappersark med eller utan tryck, plastsubstrat, ark av metallfolie eller till och med ark av bak-verk eller pasta. Och med hantering avses i detta sammanhang gripning och lyftning av åtminstone ett flexibelt substrat åt gången från en stapel, exempelvis i syfte att flytta det, vända det eller lufta det.

Känd teknik Ett gripdon enligt ingressen är känt från WO 2012/069056 A1, i vilken en anordning beskrivs för automatisk hantering och luftning av en stapel av substrat i form av pappersark. Gripdonet för anordningen i fråga är ett av ett par gripdon, som är roterbart anordnade på var sin arm av en tvåarmad robot.

För att möjliggöra införande av ett nedre finger mellan papperssubstrat i en stapel innefattar det nedre fingret en spetsdel, som har en rak främre kant med en mejselformad slipning, vars fas är placerad på fingrets undersi-da. Ändamålet med uppfinningen Formen av det tidigare kända gripdonets nedre finger är benägen att orsaka skrynkling av substrat eller repning av dessa, i synnerhet när ett nedre finger, som är infört mellan flexibla substrat av en stapel, förflyttas i sidled längs stapeln.

Mot denna bakgrund är ett ändamål med föreliggande uppfinning att minska skrynklings- eller repningsproblemet genom att tillhandahålla ett för-bättrat gripdon.

Kort sammanfattning av uppfinningen Enligt uppfinningen uppnås det ovan nämnda ändamålet med hjälp av ett gripdon enligt ingressen, vilket gripon kännetecknas av att det nedre fingret har en avrundad spets, som sträcker sig till åtminstone en sida av det nedre fingret och bildar en rund, kilformad kant, och av att den vassa, kilformade kanten är anordnad på nämnda åtminstone en sida på avstånd från spetsen och väsentligen i nivå med men utskjutande i förhållande till den runda, kilformade kanten. När gripdonet befinner sig i ett första rotationsläge blir det på så sätt möjligt för roboten att först föra in den vassa kanten mellan substrat i stapeln och att sedan låta den runda kanten följa efter in i ett mellanrum som skapats av den vassa kanten. Därpå kan roboten vrida gripdonet till ett andra rotationsläge, så att den vassa kanten flyttas ut ur stapeln och bara den runda kanten blir kvar däri, vilken rund kant är mindre benägen att orsaka skador på flexibla substrat än den vassa kanten när ett infört gripdon förflyttas exempelvis längs nämnda stapel.

Företrädesvis stiger de kilformade kanterna från en väsentligen plan bottenyta hos det nedre fingret mot en plan topplatå av detta finger. Detta är till stor fördel för det första, eftersom den vassa kanten medan den förs in en stapel på detta sätt försiktigt lyfter substrat ovanpå utan att påverka substrat inunder, och för det andra, eftersom lutningen på runda kanten till viss del gör att formen på det nedre fingret stämmer överens med en form som flexibla substrat naturligt antar när ett infört nedre finger förflyttas längs en stapel.

Förflyttningen av ett infört nedre finger längs en stapel kan ytterligare optimeras, om undersidan och topplatån är exakt eller åtminstone väsentligen parallella med varandra.

Förflyttningen av en infört nedre finger längs en stapel kan ytterligare optimeras, om en spetsdel hos bottenytan är avsmalnande i riktning mot topp-platån.

Företrädesvis är ett flertal första gasmunstycken är anordnade i ett gränssnittsområde mellan den vassa, kilformade kanten och topplatån, varvid de första gasmunstyckena är så riktade att de blåser gas väsentligen parallellt med och bort från topplatån. Detta är fördelaktigt, eftersom det underlättar förflyttning av den vassa kanten medan den förs in i en stapel.

Företrädesvis är ett flertal andra gasmunstycken anordnade längs den runda, kilformade kanten, varvid de andra gasmunstyckena är så riktade att de blåser gas väsentligen bort från den runda spetsen parallellt med topplatån. Detta är till stor hjälp när ett infört nedre finger förflyttas längs en stapel och för säker frigöring av tidigare gripna substrat från ett gripdon.

Företrädesvis är gasen som används joniserad luft. Joniserad luft or-sakar mindre problem med statisk elektricitet, vilket är en stor fördel i det ak-tuella fallet.

Företrädesvis sträcker sig den runda, kilformade kanten runt spetsen på båda sidor av det nedre fingret. En sådan lösning är fördelaktig eftersom den gör det möjligt att förflytta ett infört nedre finger lika bra åt båda sidor längs en stapel och eftersom den möjliggör användning av ett par av identiska gripdon, som är roterbart anordnade på var sin arm av en tvåarmad robot. Användning av identiska gripdon förenklar logistik och service, varvid en för-utsättning för detta är att gripdonen går lika bra att använda på båda armar av roboten.

Prov som genomförts av sökanden har visat att det bästa resultatet, det vill säga den smidigaste substrathanteringen, uppnås om den vassa, kilformade kanten bildar en kantvinkel inom ett intervall på 5-30°, företrädesvis på 10-25° och mest föredraget på 15-20°.

Företrädesvis är den runda, kilformade kanten indragen i förhållande till den vassa kanten, men stiger till topplatån med samma vinkel som den vassa kanten och ligger i ett plan med denna kant. På så sätt kan en mjuk övergång mellan de två kanterna uppnås.

Förökad hållbarhet innefattar topplatån företrädesvis en metallinsats.

Det övre fingret innefattar företrädesvis en eftergivlig dyna, vilken är anordnad mittemot det nedre fingret och är roterbar kring en axel som är vinkelrät mot det övre fingret. Detta är fördelaktigt eftersom flexibla substrat krä- ver försiktig hantering och det nedre fingret måste utformas tämligen stelt för att kunna föras in mellan och roteras i förhållande till nämnda substrat.

Företrädesvis är den eftergivliga dynan försedd med en luftningskanal. Detta är till hjälp eftersom det förhindrar sugkrafter när ett tidigare gripet substrat frigörs från ett gripdon.

Företrädesvis innefattar topplatån en eftergivlig insats mittemot den eftergivliga dynan på det övre fingret. Detta är fördelaktigt eftersom det minskar påverkan på flexibla substrat och hjälper till att skapa tillräckligt med friktion för att möjliggöra säker hantering av substrat även vid måttliga griptrycknivå-er.

Kort beskrivning av ritningarna På ritningarna visas en utföringsform av föreliggande uppfinning sche-matiskt, varvid: fig 1 är en perspektivvy som visar en tvåarmad robot bakom en stapel av flexibla substrat; fig 2 är en perspektivvy som visar ett gripdon av roboten; och fig 3 är en vy ovanifrån som visar gripdonet i fig 2.

Noggrann beskrivning av en föredragen utföringsform I det följande beskrivs noggrant en föredragen utföringsform av uppfinningen under hänvisning till de bifogade ritningarna.

Uppfinningen avser ett gripdon 1, vilket är inrättat att användas i ett automatiserat system 2 för hantering av flexibla substrat 3, som är anordnade i en stapel 4.

Såsom framgår av fig 1, innefattar systemet 2 enligt den föredragna utföringsformen av uppfinningen en tvåarmad robot 5, som är placerad bakom nämnda stapel 4. Robotens 5 båda armar 6 är böj- eller roterbara kring ett flertal axlar, vilket är väl känt inom området och därför inte förklaras närmare. Roboten 5 har dessutom ett par av gripdon 1, som kan vara identiska, spe-gelvända eller helt olika och är roterbart anordnade på var sin arm 6 av roboten 5. Nedan är beskrivningen begränsad till bara ett av gripdonen 1, som är ett som innefattar särdragen enligt föreliggande uppfinning och visas i detalj på ritningarna i fig 2 och 3.

Gripdonet 1 som visas i fig 2 innefattar ett nedre finger 7 och ett övre finger 8, varvid nedre och övre i detta fall avser normal användning av gripdonet 1 då det är frågan om en i huvudsak plan stapel 4, som horisontellt vilar på ett golv eller ett annat plant underlag 9 (jfr fig 1).

Det nedre fingret 7 har en plan bottenyta 10, vilken för en lutningsrörel-se, som beskrivs nedan, stiger något vid 10' mot en fingerspets 11, och en plan topplatå 12, som är parallell med bottenytan 10. Bottenytan 10 och topp-platån 12 har båda en i stort sett rektangulär form men konvergerar till en halvcirkulär form mot fingerspetsen 11. Bottenytan 10 och topplatån 12 är förbundna med varandra med hjälp av en kilstruktur (som kommer att beskri-vas i detalj nedan) på alla sidor utom där de möter robotens 5 arm 6. Eftersom topplatån 12 är mindre än bottenytan 10, lutar kilstrukturen från topplatån 12 mot bottenytan 10 och möter bottenytan 10 längs räta linjer på det nedre fingrets 7 sidor (kom ihåg den i stort sett rektangulära formen) och längs en böjd linje längs fingerspetsen 11 (kom ihåg den halvcirkulära formen).

Det övre fingret 8 är anordnat mittemot det nedre fingret 7 och förflytt-bart i riktning mot och bort från det nedre fingret 7 genom parallell förskjutning under styrning av roboten 6. Det övre fingret 8 innefattar en väsentligen ku-polformad eftergivlig dyna 13, som är anordnad exakt mittemot det nedre fingrets 7 topplatå 12 och som för ytterligare flexibilitet och smidig substrathanter-ing är roterbar kring en axel som är vinkelrät mot det övre fingret 8.

Det nedre fingret 7 är anordnat att införas mellan substraten 3 i stapeln 4 genom att kila isär substraten 3. Detta åstadkommes med hjälp av en första del av nämnda kilstruktur, vilken del innefattar en vass, kilformad kant 14, som är anordnad på en sida av det nedre fingret på avstånd från fingerspetsen 11. Som synes stiger den vassa kanten 14 från det nedre fingrets 7 bottenyta 10 mot topplatån 14 med en spetsig vinkel A, som företrädesvis ligger inom ett intervall på 5-30°, företrädesvis på 10-25°, och mest föredraget på 15-20°.

Då den vassa kanten 14 är anordnad på en sida av det nedre fingret 7, måste gripdonet 1 i syfte att kila isär substraten 3 vridas av roboten 5, så att det nedre fingret 7 närmar sid stapeln 4 i sidled.

När den inledande kilningen har ägt rum enligt ovan, kommer en andra del av kilstrukturen in i bilden. Den andra delen av kilstrukturen innefattar en rund, kilformad kant 15, som sträcker sig längs det nedre fingrets 7 båda sidor och löper runt fingerspetsen 11. Såsom framgår är den runda kanten 15 indragen i förhållande till den skarpa kanten 14, men stiger till topplatån 12 med samma vinkel A som den skarpa kanten 14 och ligger i samma plan som denna kant 14. Därför kan den runda kanten 15, när den inledande kilningen har genomförts av den skarpa kanten 14, utan svårighet också föras in mellan substraten 3. Nu är det möjligt att vrida gripdonet 1 på ett sätt som lämnar bara kilstrukturens runda kantparti 15 kvar mellan de isärkilade substraten 3, varvid fingret 11 pekar rakt fram in i stapeln 4.

När det nedre fingret 7 är infört på det nyss beskrivna sättet, är det övre fingrets 8 eftergivliga dyna anordnad ovanför ett toppsubstrat 3 av stapeln 4, men är ännu inte ansatt. Följaktligen kan det undre fingret 7 förskjutas i sidled längs stapeln 4 hjälpt av den kileffekt som det nedre fingrets 7 runda kant 15 på sidorna och spetsen 11 åstadkommer.

För att förhindra att det nedre fingret 7 medan det förskjuts i sidled ska repa eller på annat sätt skada ett substrat 3 som vilar därpå, lutas företrädesvis gripdonet 1, så att endast en kant av substratet 3 kommer i kontakt med det nedre fingrets 7 topplatå 12 i ett inre område på avstånd från fingerspetsen och på så sätt att en del 10' av det nedre fingrets 7 plana bottenyta 10 ligger i ett väsentligen horisontellt plan.

Trots att de är flexibla tenderar substrat 3 med tiden att nöta ned den inre delen av topplatån 12 på grund av förflyttningen i sidled. Följaktligen innefattar enligt en föredragen utföringsform topplatån 12 i denna inre del en nötningsbeständig metallinsats 12' i nivå med platån 12 som sådan (jfr fig 2).

När det önskade läget längs stapeln 4 nås, planställs gripdonet 1 åter om det hade snedställts innan. Sedan sänks det övre fingret 8 med sin eftergivliga dyna 13 ned på nämnda toppsubstrat 3, för att på så sätt gripa åtminstone ett substrat 3 för efterföljande hantering mellan den eftergivliga dynan 13 på det övre finger 8 och en motsvarande eftergivlig insats 12" hos det nedre fingrets 7 plana topplatå 12. Den eftergivliga insatsen 12", som ligger i nivå med topplatån 12 som sådan, och den runda kanten 15 lutar från topplatån 12 och hjälper till att behandla substraten 3 varsamt, varvid den eftergivliga insatsen 12" och den eftergivliga dynan 13 tillsammans kan åstadkomma till-räcklig hög friktion för att möjliggöra säker hantering även vid måttliga grip-trycknivåer.

Trots ovanstående finns vid hantering av flexibla substrat 3 alltid risken att substrat på något sätt fastnar på ett gripdon 1, till exempel på grund av statisk elektricitet. Effekterna av detta kan vara att substrat 3 blir skrynkliga under förflyttning i sidled av ett gripdon 1 längs en stapel 4 eller att de inte riktigt släpper vid avslutning av en hanteringsoperation.

För att minska risken för att substrat ska fastna, är enligt den föredragna utföringsformen av gripanordningen 1 enligt uppfinningen ett flertal första gasmunstycken 16 anordnade vid den vassa kanten 14 i ett gränssnittsområde mellan kanten 14 och topplatån 12. Dessa första gasmunstycken 16 tjänar till att rikta ett flöde av gas i huvudsak parallellt med och bort från topplatån 14, varvid gasen dämpar kontakten mellan substraten 3 och den vassa kanten 14.

Av samma orsak men för dämpning av kontakten mellan substraten 3 och den runda kanten 15 är ett flertal andra gasmunstycken 17 anordnade längs åtminstone den runda kanten 15 längs fingerspetsen 11. De andra gasmunstyckena 17 är så riktade att de blåser gas (jfr pilarna G i fig 3) i huvudsak parallellt med och bort från topplatån 12.

Ett enda gastillförselorgan 18 räcker för matning av gas till båda typer av munstycken 16, 17, och det har visat sig att joniserad luft är ett utmärkt val av gas, eftersom den ytterligare minskar de problem som kan uppstå på grund av statisk elektricitet. Naturligtvis finns inget behov att blåsa gas annat än när gripdonet 1 förflyttas i förhållande till eller friger åtminstone ett substrat 3, varvid sådan frigöring kan underlättas ytterligare om den eftergivliga dynan 13 hos det övre fingret 8 är försedd med en avluftningskanal 19 för att säkert undvika sugeffekter.

Fackmannen på området inser att den föredragna utföringsformen som beskrivits ovan kan varieras på olika sätt inom ramen för de bifogade patent-kraven. Således skulle t ex formen av gripdonet 1 kunna ändras till en rätlinjig form i stället för den krökta och skulle kanterna 14, 15, vilka visas stigande från en stor bottenyta 10 till en liten topplatå 12, i stället kunna vara under-skurna vid användning av en liten bottenyta 10 och en stor topplatå 12. Vida-re kan den övre platåns 12 eftergivliga insats 12" göras roterbar i stället för eller som komplement till den eftergivliga dynans 13 roterbarhet.

Claims (14)

1. Gripdon (1) inrättat att användas i ett automatiserat system (2) för hantering av flexibla substrat (3), som är anordnade i en stapel (4), varvid nämnda gripdon (1) är roterbart anordnat på en arm (6) av en robot (5) och innefattar ett nedre finger (7) och ett övre finger (8), varvid det nedre fingret (7) innefattar en vass, kilformad kant (14), som är anordnad att möjliggöra införing av det nedre fingret (7) mellan substrat (3) av nämnda stapel (4), kännetecknat av att det nedre fingret (7) har en avrundad spets (11), som sträcker sig till åtminstone en sida av det nedre fingret (7) och bildar en rund, kilformad kant (15), och att den vassa, kilformade kanten (14) är anordnad på nämnda åtminstone en sida på avstånd från spetsen (11) och väsentligen i nivå med men utskjutande i förhållande till den runda, kilformade kanten (15).

2. Gripdon (1) enligt krav 1, vid vilket de kilformade kanterna (14, 15) stiger från en väsentligen plan bottenyta (10) hos det nedre fingret (7) mot en plan topplatå (12) av detta finger (7).

3. Gripdon (1) enligt krav 2, vid vilket bottenytan (10) och topplatån (12) är parallella.

4. Gripdon (1) enligt krav 3, vid vilket en spetsdel (10') hos bottenytan (10) är avsmalnande i riktning mot topplatån (12).

5. Gripdon (1) enligt något av kraven 2-4, vid vilket ett flertal första gasmunstycken (16) är anordnade i ett gränssnittsområde mellan den vassa, kilformade kanten (14) och topplatån (12), varvid de första gasmunstyckena (16) är så riktade att de blåser gas väsentligen parallellt med och bort från topplatån (12).

6. Gripdon (1) enligt något av kraven 2-5, vid vilket ett flertal andra gasmunstycken (17) är anordnade längs den runda, kilformade kanten (10), varvid de andra gasmunstyckena (17) är så riktade att de blåser gas väsentligen bort från den runda spetsen (11) parallellt med topplatån (12).

7. Gripdon (1) enligt krav 5 eller 6, vid vilket gasen är joniserad luft.

8. Gripdon (1) enligt något av de föregående kraven, vid vilket den runda, kilformade kanten (15) sträcker sig runt spetsen (11) på båda sidor av det nedre fingret (7).

9. Gripdon (1) enligt något av de föregående kraven, vid vilket den vassa, kilformade kanten (14) bildar en kantvinkel (A) inom ett intervall på 5-30°, företrädesvis på 10 till 25° och mest föredraget på 15 till 20°.

10. Gripdon (1) enligt krav 9, vid vilket den runda, kilformade kanten (15) är indragen i förhållande till den vassa kanten (14), men stiger mot en topplatå (12) av det nedre fingret (7) med samma vinkel (A) som den vassa kanten (14) och ligger i ett plan med denna kant (14).

11. Gripdon (1) enligt något av de föregående kraven 2-7 eller 10, vid vilket topplatån (12) innefattar en metallinsats (12').

12. Gripdon (1) enligt något av de föregående kraven, vid vilket det övre fingret (8) innefattar en eftergivlig dyna (13), som är anordnad mittemot det nedre fingret (7) och är roterbar kring en axel som är vinkelrät mot det övre fingret (8).

13. Gripdon (1) enligt krav 12, vid vilket den eftergivliga dynan (13) är försedd med en luftningskanal (19).

14. Gripdon (1) enligt krav 12 eller 13, vid vilket topplatån (12) innefattar en eftergivlig insats (12") mittemot den eftergivliga dynan (13) på det övre fingret (8).