TW201311538A

TW201311538A - 托盤夾裝置

Info

Publication number: TW201311538A
Application number: TW101113962A
Authority: TW
Inventors: Rolf Koelle; Martin Jauch
Original assignee: ASYS Tecton GmbH
Priority date: 2011-04-20
Filing date: 2012-04-19
Publication date: 2013-03-16
Also published as: DE102011100082A8; DE102011100082A1; WO2012143130A1

Abstract

一種對托盤進行機械操作用的托盤夾裝置(10)，具有一個可移動的夾具段(11，12)及夾鉗(25，26，27，28)，其中夾鉗(25，26，27，28)可在夾具段(11，12)上對夾具段(11，12)相對移動，而且每一個夾鉗(25，26，27，28)分別具有一個接觸片(38，38’，38”，38''')，其中接觸片(38，38’，38”，38''')使夾具段(11，12)在移動時會與托盤(15)接觸，並使夾鉗(25，26，27，28)產生一個向夾具段(11，12)的移動，以使夾鉗(25，26，27，28)到達一個夾取托盤(15)的特定位置。

Description

托盤夾裝置

本發明涉及一種托盤夾裝置，例如一種應用於托盤運輸設備的托盤夾裝置。

例如，托盤運輸設備可用於將多個容器(也就是所謂的托盤或貨板)一個接一個送到加工站，然後在加工站利用機器人或所謂的機械手臂將零件放到托盤上、從托盤取出零件、或是對已放在托盤上的零件進行加工。

例如，DE 10 2007 031 117 A1有揭示一種托盤運輸設備。

托盤通常是可以堆疊的，而且是以成堆的方式被送到托盤運輸設備或是從托盤運輸設備被取走。堆疊時可能會因為托盤尺寸的公差、堆疊不精確、或是因承載造成托盤變形，致使堆疊發生彎曲，導致最上層的托盤傾斜。這可能導致托盤夾裝置無法正確的夾取托盤。

本發明的目的是提出一種對托盤進行機械操作用的新的托盤夾裝置。採用具有申請專利範圍第1項之特徵的托盤夾裝置即可達到這個目的。附屬申請專利項目之內容為各種有利的改良方式。

以下將配合圖式、本發明之實施例(但這些實施例並不會對本發明之範圍造成任何限制)、以及附屬申請專利項目之標的物，對本發明的內容及有利的改良方式做進一步的說明。

第1圖顯示的托盤升降梯100屬於托盤運輸設備100的一部分。托盤升降梯100具有一個主體102、一個托盤夾裝置10、以及一個控制裝置110，其中控制裝置110經由管線112，112’(例如雙向控制線，CAN-Bus)與托盤升降梯10連接。托盤夾裝置10具有設置在主體102的一個側面103的第一夾具條11，以及設置在主體102的另一個側面103’的第二夾具條12。

以下描述的是主體102之帶有第一夾具條11的側面103。與其相對而立的側面103’的構造與側面103是相同的。如箭號108所示，第一夾具條11可以在主體102的垂直開口104內垂直移動。例如可以借助一個電動馬達(未在圖式中繪出)控制第一夾具條11沿著垂直導軌106垂直移動。第二夾具條12最好是與第一夾具條同步垂直移動。通常將移動108(Z行程)稱為W軸或Z軸。

如箭號114所示，第一夾具條11及第二夾具條12也可以是彼此相對移動。例如第一夾具條11可以沿著水平導軌116移動。當第一夾具條11及第二夾具條12位於較外面的位置時(與主體102的距離較大)，托盤夾裝置10就會打開。反之，當第一夾具條11及第二夾具條12位於較裡面的位置時(與主體102的距離較小)，托盤夾裝置10就會關上，因此能夠夾住托盤。這可以稱為夾具行程114。

一種有利的方式是，水平導軌116可以從側面103一直延伸到側面103’，這樣兩個夾具條11，12就可以一直具有相同的垂直位置。

托盤堆的卸放區120是以示意方式繪出。托盤升降梯100從托盤堆抓取一個托盤，將托盤移動到一個較高的位置，然後讓托盤在這個位置被一個托盤工作台裝置(未在圖式中繪出)取走。

托盤升降梯100顯示的僅是托盤夾裝置10的一個應用例。事實上托盤夾裝置的應用範圍非常廣泛。

第2圖顯示托盤夾裝置10，其具有夾取托盤15用的第一夾具條11及第2夾具條12。有兩個夾取裝置21，22固定在第一夾具條11上，以及有兩個夾取裝置23，24固定在第二夾具條12上。夾鉗25，26，27，28分別配屬於夾取裝置21，22，23，24。夾鉗25，26，27，28分別經由彈簧44，44’，44”，44'''與夾具條11或12連接，且具有至少一個接觸片38，38’，38”，38'''及一個傳感器50，50’，50”，50'''，以測得夾鉗25，26，27，28相對於夾具條11或12的移動，並經由管線112’向控制裝置110(第1圖)發出信號。也可以將第一夾具條11及第二夾具條12稱為夾具段11，12。

第3圖顯示夾取裝置21。導軌(成型軌)30固定在夾具條11上，並與一個導入件(滑座)32共同構成夾鉗25的導引件。導引件30，32最好是垂直移動用的線性導引件或線性軸承，例如一種燕尾導軌。

基板34固定在導入件32上，承載板36固定在基板34上。一個向內突出的接觸片38、一個夾具40、以及一個光傳感器42固定在承載板36上。彈簧(彈簧段，壓縮彈簧)44與一個下固定件46及一個上固定件48連接。下固定件46固定在承載板36上，上固定件48固定在夾具條11上。

傳感器50(例如感應傳感器或光學傳感器)固定在夾具條11上，同時一個金屬件52固定在基板34上的方式使其能夠與傳感器50共同測得夾鉗25相對於夾具條11的程動。因此可以將這種裝置稱為單彈簧傳感器裝置50，52。

其他的夾取裝置23，24，25的構造方式均可與夾取裝置21相同。一種有利的方式是，所有的4個夾鉗25，26，27，28都是各自獨立的安裝在夾具條11或夾具條12上。

將傳感器50，50’，50”，50'''(第2圖)設置在夾具條11或夾具條12上比設置在夾鉗25，26，27，28上要好，因為管線112’(第1圖)可以被固定在夾具條11或夾具條12上，因此不必補償夾鉗25，26，27，28的彈簧運動。

作用方式

第4圖及第5圖顯示托盤15及托盤夾裝置10的起始位置。第4圖還另外顯示15’，15”，15'''，以傳表一個托盤堆。夾鉗25，26，27，28被壓縮彈簧44向下最大壓迫到基準位置。為此可以在導引件30，32及/或彈簧44內設置一個止檔。

控制裝置110(第1圖)收到夾取下一個托盤15的指令後，帶有夾鉗25，26，27，28的夾具條11，12就會被控制裝置110及未在圖式中繪出的驅動器(例如電動馬達)沿著導軌106(第1圖)在W軸108的方向朝托盤15移動或行駛，而且最好是垂直移動或行駛。

例如，第4圖中夾具條12之底邊與夾鉗27之底邊之間的距離Z1為31mm，夾具條11之底邊與托盤15之頂面之間的距離D1為62mm。

第6圖及第7圖顯示在至少有一個接觸片38，38’，38”，38'''被放在托盤15上之狀態時，托盤夾裝置10及托盤15的狀態。此時夾鉗25，26，27，28仍處於基準位置，也就是位於最下方。

經由光傳感器42可以選擇性的測得托盤夾裝置10朝托盤15移動，並能夠經由管線112’向控制裝置110發出相應的信號(第1圖)。必要時控制裝置110(第1圖)可以使移動108變慢。如果沒有偵測到任何一個托盤15，控制裝置110可以發出一個錯誤信號。最好是將傳感器42設置在接觸片38下方，以便傳感器42在夾具條11，12向托盤15移動時能夠在傳感器50，50’，50”，50'''之前向控制裝置110發出”偵測到托盤”的信號。

例如，第6圖中夾具條12之底邊與夾鉗27之底邊之間的距離Z1為31mm，夾具條11之底邊與托盤15之頂面之間的距離D2只剩下18mm，同時承載板36”之內側與托盤15之外側之間的距離X1為56mm(夾具張開)。

第8圖及第9圖顯示在夾具條11，12沿W軸108的方向移動到所有的夾鉗25，26，27，28都發生偏離時，也就是完成對夾具條11，12的相對移動時，托盤夾裝置10及托盤15的狀態。傳感器50，50’，50”，50'''會偵測到這個狀態，當所有夾鉗25，26，27，28的傳感器50，50’，50”，50'''都已向控制裝置110(第1圖)發出”夾鉗已偏離”的信號時，控制裝置110(第1圖)就會下令W軸的上升移動108停止，因而使夾具條11，12停止移動。這樣夾具條11，12就會產生一個過度升高，也就是在將接觸片38，38’，38”，38'''放到托盤15上一直到夾具條11，12停止移動之間有一個額外移動，以使夾鉗25，26，27，28產生偏離。即使托盤15是傾斜的，此時夾鉗25，26，27，28也都分別具有一個相對於托盤15的特定位置，例如，第8圖中在偏離狀態下，夾具條12之底邊與夾鉗27之底邊之間的距離Z2只剩下16mm，夾具條11之底邊與托盤15之頂面之間的距離D3只剩下3mm(過度升高)，同時承載板36”之內側與托盤15之外側之間的距離X1仍然是56mm。

在本例中，偏離(也就是Z1-Z2的差)的值大約是15mm。一種有利的方式是，彈簧44，44’，44”，44'''能夠使夾鉗25，26，27，28對夾具條11，12分別產生至少 3mm、至少10mm、或最好是至少30mm的移動。

傳感器50，50’，50”，50'''最好是在夾鉗25，26，27，28相對於夾具條11，12達到一預先給定的最小移動(最低升高)後，才向控制裝置110(第1圖)發出偏離狀態的信號。預先給定的最小移動至少是2mm、至少是5mm、或最好至少是10mm。

第10圖及第11圖顯示托盤夾裝置10關上後，托盤夾裝置10及托盤15的狀態。如箭號114所示，當夾鉗25，26及夾鉗27，28彼此靠近，因而使夾具40能夠嵌入托盤15，托盤夾裝置10就會關上。為此夾具條11，12被一個移動裝置移動，且最好是水平移動。這樣托盤15最後會被夾取，並能夠在W軸的方向垂直向上及/或側向移動。

例如，夾具條12之底邊與夾鉗27之底邊之間的距離Z2仍然是16mm(偏離狀態)，同時承載板36”之內側與托盤15之外側之間的距離X2只剩下26mm(夾具關上)。

除以上描述的方式外，當然還有許多可能的變化及改良方式。

除了可以利用彈簧44，44’，44”，44'''使夾鉗25，26，27，28移動到基準位置外，也可以利用配屬於夾鉗的電動馬達達到相同的目的，例如電動馬達可以經由傳動小齒輪及齒條使夾鉗25，26，27，28及夾具條11，12之間產生相對移動，或是完全依靠重力使夾鉗25，26，27，28移動到基準位置，也就是利用重力使夾鉗25，26，27，28向下移動，在這種情況下最好是使用低摩擦的導引件30， 32。

除了如第1圖的垂直移動108外，也可以根據實際的應用情況，使夾具條11，12的共同移動還包括一或多個水平移動(例如X軸，Y軸)或轉動。

除了透過夾具條11，12彼此靠近的相對移動外，也可以透過夾具條11，12彼此沒有相對移動的方式產生夾具移動114(第1圖)，例如夾具條11，12彼此剛性連接，同時每一個夾鉗25，26，27，28都能夠自行執行夾取動作(夾具打開/關上)，例如利用一可控制的可開關夾具40，如第3圖中箭號41所示，或是每一個夾鉗25，26，27，28均配備一個夾具移動裝置(未在圖式中繪出)。

視應用情況而定，托盤夾裝置10可以具有2、3、4、5、6...個夾鉗25，26，27，28，但最好是具有至少兩個夾鉗。最好是所有的夾鉗25，26，27，28都是以彈性方式配置。

彈簧44，44’，44”，44'''也可以是一種拉力彈簧，並從對面拉住夾鉗25，26，27，28。

也可以將導引件30，32及彈簧44，44’，44”，44'''整合成一個構件單元。

傳感器50，50’，50”，50'''也可以是一種絕對值傳感器，其作用是將夾鉗25，26，27，28及夾具條11，12之間真正的相對移動(夾鉗移動)作為信號向控制裝置110(第1圖)發出。也可以視應用情況以一種力傳感器作為傳感器50，50’，50”，50'''，以辨識夾鉗25，26，27，28相對於托盤15是否已到達一特定的位置，例如可以利用力傳感器測量作用在夾鉗25，26，27，28上的力，或是利用轉矩傳感器，例如以前面提及的電動馬達將夾鉗25，26，27，28移動到基準位置的情況，可以將轉矩傳感器安裝在電動馬達內。

10‧‧‧托盤夾裝置

11‧‧‧第一夾具條/夾具段

12‧‧‧第二夾具條/夾具段

15‧‧‧托盤

21，22，23，24‧‧‧夾取裝置

30‧‧‧導軌

38，38’，38”，38'''‧‧‧接觸片

25，26，27，28‧‧‧夾鉗

32‧‧‧導入件

34‧‧‧基板

36，36”‧‧‧承載板

40‧‧‧夾具

41‧‧‧箭號

42‧‧‧光傳感器

44，44’，44”，44'''‧‧‧彈簧

46‧‧‧下固定件

48‧‧‧上固定件

50，50’，50”，50'''‧‧‧傳感器

52‧‧‧金屬件

100‧‧‧托盤升降梯/托盤運輸設備

102‧‧‧主體

103，103’‧‧‧側面

104‧‧‧開口

106‧‧‧垂直導軌

108，114‧‧‧箭號

110‧‧‧控制裝置

112，112’‧‧‧管線

114‧‧‧箭號

116‧‧‧水平導軌

120‧‧‧卸放區

第1圖：一個具有托盤夾裝置之托盤運輸設備的示意圖。

第2圖：如第1圖之托盤夾裝置的立體圖。

第3圖：如第2圖之托盤夾裝置的細部圖。

第4圖及第5圖：托盤夾裝置的起始位置。

第6圖及第7圖：托盤夾裝置夾起一個托盤。

第8圖及第9圖：執行完補償行程後的托盤夾裝置。

第10圖及第11圖：托盤夾裝置的夾具關上。