WO2023117324A1 - Handling system - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a handling system
- a handling device that has a handling unit that has a base unit, a swivel arm and a gripping unit, the gripping unit being designed for gripping and releasing an object to be handled,
- the swivel arm can be swiveled with respect to the base unit by executing swivel arm swivel movements about a first swivel axis in a first swivel plane, with the first swivel plane extending parallel to a x-y axis spanned by an x-axis and a y-axis orthogonal thereto -plane extends and the first pivot axis extends in the axial direction of a z-axis orthogonal to the x-y plane,
- the gripping unit can be pivoted with respect to the pivot arm by executing the gripping unit - pivoting movements about a second pivot axis that is spaced apart from the first pivot axis and runs parallel in a second pivot plane, the second pivot plane also extending parallel to the x-y plane,
- the gripping unit for gripping an arranged in a ready position Obj ects, for holding the Obj ects when repositioning from the ready position into a delivery position spaced apart in this respect and for releasing the gripped Obj ects in the delivery position is trained ,
- the gripping unit assumes a working position when picking up the object in the ready position and when delivering the gripped object in the delivery position, which is defined by an x-axis position along a x-axis direction of the x-axis and is defined by a y-axis position along a y-axis direction of the y-axis.
- a handling system of this type known from US Pat. No. 5,271,292 has a handling device with a handling unit designed as a robot, which has a support arm protruding from a base unit, on which a swivel arm is mounted so that it can swivel about a first swivel axis.
- a gripping unit is mounted on the swivel arm so that it can swivel about a second swivel axis parallel to the first swivel axis.
- DE 195 14 812 A1 describes an industrial robot that has a base that carries a pivotable first arm on which a second arm is mounted in a likewise pivotable manner, at the end of which a working shaft rotatable about a further axis is arranged.
- DE 10 2007 049 168 B4 discloses a handling system which is designed to consist of deep-drawn products reposition existing objects from a delivery position in a thermoforming machine to a delivery position in a processing station.
- a handling device is provided for the repositioning, which has a displacement unit with at least one horizontally aligned guide - has on which a handling unit is mounted in a linearly displaceable manner, which has a vertically displaceable and hori zontally pivotable head, which is equipped with receiving means for gripping the objects to be repositioned ect is equipped.
- the invention is based on the task of creating a compact handling system that requires little space and allows an exact transfer of obj ects between a ready position and a delivery position, so that it is particularly suitable for use in the presentation of goods in shopping and Pick-up stations is well suited.
- the base unit can be moved and positioned by means of a linear unit of the handling device by executing base unit - linear movements in the x-axis direction of the x-axis, wherein the base unit - linear movements can be generated by the drive device controlled by the electronic control device,
- the drive device can be actuated or is actuated by the electronic control device in such a way that the gripping unit, when moving into a working position and/or moving out of a working position for the purpose of picking up or delivering an object, performs a purely linear y working movement in the y-axis direction with constant x-axis position,
- the handling system makes it possible to reposition objects of any type, for example packaged food, between a ready position and a delivery position, with the process of removing from the ready position and/or the process of storing in the delivery position using a linear y- Working movement designated pure linear movement of the gripping unit in the y-axis direction of a Cartesian x-y-z coordinate system of the handling system can be executed, i.e. with a constant x-axis position, i.e. without a superimposed movement in the x-axis direction.
- An essential aspect of the invention in this respect is that for this purely linear working movement of the gripping unit, which takes place exclusively in the y-axis direction, which is referred to as the y-working movement, no linear unit working in the y-axis direction is used, but the constant x-axis position is ensured by the fact that the gripping unit - pivoting movements and the pivoting arm - pivoting movements of a linear unit of the handling device can be caused base unit -linear movements of the base unit are superimposed, which take place in the x-axis direction of the x-axis of the coordinate system of the handling system.
- the linear y working movement of the gripping unit which the gripping unit executes in order to be positioned in a working position in which it can pick up and/or release an object, results from overlapping gripping unit - pivoting movements, pivoting arm Pivoting movements and base unit -linear movements, which are controlled by the electronic control device by appropriate control of the movable - Chen components cooperating drive device is controlled or controlled.
- Such a structure and sequence of movements enables a handling system that has very small dimensions, especially in the y-axis direction, since the handling unit for performing the linear y-working movement takes up little space due to the swiveling components in the y-axis direction.
- the handling system can be used for any handling measures in which objects are to be repositioned between a provision position and a delivery position that is spaced apart in this regard, with a particular suitability for use in the provision of goods in the food sector being emphasized, where the handling system can be used to store food products Move formed objects from a supply shelf to a retail shelf accessible to customers.
- unfavorable dead space can be reduced to the width of the gripping unit and, if required, objects can be used on both sides of an x-z plane in which the base unit linear movements take place for picking up and delivering objects Realize work areas.
- the drive device can be controlled by the electronic control device or is controlled during use in such a way that the angular orientation of the gripping unit within the second pivoting plane remains constant during the linear y working movement. There is therefore no pivoting movement of the gripping unit around an axis oriented in the z-axis direction. This is expediently expressed in an overall constant spatial alignment of the gripping unit during the linear y-work movement.
- the gripping unit is expediently equipped with a gripping structure designed for releasably gripping the object to be repositioned.
- the gripping structure is implemented, for example, as a mechanical parallel gripper or as a vacuum-based suction gripper.
- the gripping structure has an object receiving area which is at a distance from the second pivot axis and also faces away from the second pivot axis, in which the object to be repositioned is placed when it is picked up in the ready position by appropriate positioning of the gripping unit.
- the object to be repositioned is gripped by the gripping unit with the object receiving area leading in the ready position.
- the object receiving area is formed, for example, by the front end area of a gripping space located between two gripping arms of the gripping structure.
- the drive device can be controlled by the electronic control device or is controlled when using the handling system in such a way that the rotational angle position of the object receiving area within the second pivot plane remains constant during the linear y working movement. During the linear y working movement, there is no pivoting movement of the object recording area in space.
- the gripping structure preferably has two gripping arms which project away from the second pivot axis and extend side by side, which delimit the object receiving area. These gripping arms can be moved towards and away from one another by means of appropriate drive equipment in the gripping unit such that the width of the object receiving area for gripping or releasing an object can be changed. It is preferably also controlled by the electronic control device, which controls an actuating device which can be used to cause the movements of the gripper arm.
- the swivel arm has a proximal arm end section and a distal arm end section spaced apart in relation to this.
- the swivel arm preferably has a linear extension between the two arm end sections. With its proximal arm end section, the swivel arm is mounted on the base unit so that it can swivel about the first swivel axis.
- the gripping unit is mounted on the distal arm section of the pivoting arm in a manner that can pivot about the second pivoting axis.
- a preferred embodiment of the base unit contains a base arranged on the linear unit responsible for the base unit linear movements and a support arm which protrudes from the base in a base plane parallel to the x-y plane and is rigidly connected to the base.
- the base and support arm therefore always carry out uniform movements during the basic unit linear movement.
- the support arm preferably projects away from the base in the y-axis direction.
- the support arm has a distal arm end section which is at a distance from the base and on which the pivot arm is mounted with its proximal arm end section so that it can pivot about the first pivot axis. All pivot axes therefore run parallel to one another and at right angles to the x-y plane, so that there is a SCARA functionality.
- the linear unit expediently has an output member which is attached to a guide structure of the linear unit is slidably mounted in the x-axis direction.
- the driven element can be driven to perform linear driven movements in the x-axis direction by the drive device.
- the base unit of the handling unit is arranged on the driven member, so that its driven movements directly cause the base unit linear movements.
- the handling system there is the possibility of additionally displacing the handling unit as a whole, and thus also its gripping unit, in an axis direction of the z-axis of the coordinate system of the handling system, referred to as the z-axis direction.
- the z-axis preferably runs vertically. It is thus possible to reposition objects between provision positions and delivery positions located at different altitudes.
- the movement in the z-axis direction referred to below as vertical movement, can be superimposed on a transitional movement of the gripping unit taking place between two linear y working movements.
- the drive device is expediently composed of several independent drive units that are distributed in a decentralized manner.
- the drive device has a first drive unit designed to generate the swivel arm swivel movements, a second drive unit designed to generate the gripping unit swivel movements and a third drive unit designed to generate the base unit linear movements.
- Each of these multiple drive units is electrically connected to the electronic controller, be it wired or wireless.
- the drive units are, in particular, electric drive units that contain a purely electrically actuatable drive unit, which is in particular a Electric motor and preferably an electric stepping motor. In principle, however, there is also the alternative possibility of equipping at least one drive unit with an electrically controllable, fluid-actuated and, in particular, pneumatically actuated drive unit.
- the first drive unit expediently has a first drive unit arranged on the base unit, while the second drive unit has a second drive unit also arranged on the base unit and there in particular in the region of the first pivot axis.
- the first drive unit is drivingly coupled to generate the pivoting arm pivoting movements via a first traction mechanism with the pivoting arm, while the second drive unit for generating the gripping unit pivoting movements is drivingly coupled to the gripping unit via a second traction mechanism.
- a belt drive and in particular a toothed belt drive is recommended as the traction drive.
- the gripping unit is preferably of the fluid actuated and more preferably of the pneumatically actuated type.
- An actuating device suitable for actuating the gripping unit expediently has at least one fluid-actuated drive, the operation of which can be brought about fluidly by means of an electrically controllable control valve device.
- the gripping unit can also be designed as a gripping unit that can be actuated purely electrically and can have, for example, at least one electrically actuatable spindle drive for causing the gripping function.
- the handling system can be designed in such a way that the gripping unit for picking up a ready - Development position indenden obj ect and for delivering an obj ect in the delivery position within the xy plane, that is, with respect to the second pivot axis, has the same angular orientation.
- This allows objects to be picked up and delivered on one and the same side of the linear unit, for example.
- an embodiment is preferred in which the gripping unit for picking up and delivering an object can be pivoted or is pivoted through 180° with respect to the second pivot axis. This allows handling operations on both sides of an x-z plane extending along the linear unit.
- a preferred embodiment of the handling system provides, in addition to the handling device, a supply magazine and a delivery magazine for objects, with the handling device being arranged between these two magazines in the y-axis direction.
- the objects are in the delivery magazine when they take up their ready position and in the delivery magazine when they take up their delivery position.
- the two magazines are designed as shelves in which the objects are placed loosely, so that they can be easily removed by the gripping unit and placed back after they have been repositioned.
- a space is formed between the supply magazine and the delivery magazine, which has a space width in the y-axis direction, the linear unit being arranged in the space and extending there in the x-axis direction.
- the intermediate space is expediently accessible in order to ensure accessibility of the handling unit for maintenance or conversion purposes and in order to obtain easy access to the stored objects in the event of a fault.
- FIG. 1 shows a section of a preferred embodiment of the handling system according to the invention in a perspective view with the focus on the handling device of the handling system
- FIG. 2 shows a longitudinal section of the arrangement from FIG. 1 according to the section line I I - I I there, and
- FIG. 3-12 highly schematized top views of the handling system according to the invention looking in the direction of the z-axis, with a selection of successive operating phases being shown which the handling system can go through in a repositioning process relating to an object.
- the handling system designated in its entirety by the reference numeral 1, will be described with reference to an x-y-z Cartesian coordinate system defined by an x-axis , a y-axis orthogonal thereto, and one to both the x-axis and the y-axis orthogonal z-axis .
- Directions that run in the axial direction of one of these Cartesian axes are also referred to below as just the x-axis direction, y-axis direction and z-axis direction for the sake of simplicity.
- Positions that are taken in the axis direction of one of these Cartesian axes are also referred to below as x-axis positions, y-axis positions and z-axis positions for the sake of simplicity.
- the z-axis extends vertically.
- the handling system 1 has a handling device 2 illustrated in FIGS. 1 and 2 in a preferred embodiment, which has a handling unit 3 and a linear unit 4 as essential components.
- the handling unit 3 has a base unit 5 , a swivel arm 6 and a gripping unit 7 .
- the gripping unit 7 is equipped with a gripping structure 11 with which an object 8 to be repositioned within the framework of handling can be gripped and released again after the repositioning.
- Objects 8 to be repositioned are indicated only schematically in the drawing.
- the objects 8 can be of any type and can, for example, be workpieces if the handling system 1 is used in areas of manufacturing technology, for example. However, a preferred area of use is the handling of packaged foodstuffs, in particular to prepare them for sale.
- the illustrated handling system 1 is designed in particular for such handling tasks.
- the handling system 1 has a supply magazine 12, which can be seen in FIGS. 3 to 12, and a delivery magazine 13, which is also illustrated in these aforementioned figures.
- Both magazines 12, 13 are designed as shelves, for example, which have a storage surface 14 pointing vertically upwards in the z-axis direction, on which the objects 8 to be repositioned can be placed or placed next to one another loosely.
- FIG. 3 to 12 several obj ects 8 can be seen, which are parked on the Abstellf surface 14 of the supply magazine 12, where they are each one as a supply - position 15 designated position.
- a provision position 16 illustrated with dots in the drawing designates a location at which an object 8 was located before it was removed.
- the objects 8 can be gripped one after the other in their ready position and brought into the delivery magazine 13 as part of a repositioning movement.
- Objects 8 placed in the delivery magazine 13 assume a delivery position 16 there, with a delivery position 16 illustrated with dots in the drawing denoting the point at which an object 8 removed from its ready position is placed in the delivery magazine 13 by an operational sequence that will be explained later is delivered .
- packaged food can be made available invisibly for the customer in the delivery magazine 12, which is successively brought into the delivery magazine 13 by the handling device 2 as required, where it is accessible for customers to view and remove for the purpose of their purchase.
- the two magazines 12, 13 are spaced apart from one another in the y-axis direction. Between them there is an intermediate space 17 which has a certain intermediate space width in the y-axis direction and in which the handling device 2 is placed.
- the handling unit 3 is attached to the linear unit 4 via its base unit 5 in such a way that an actuation of the linear unit 4 can cause a linear movement of the base unit 5 in the x-axis direction, with the possible linear movements being referred to as base unit linear movements 18, which are shown in of the drawing are illustrated by a double arrow .
- base unit linear movements 18 which are shown in of the drawing are illustrated by a double arrow .
- the base unit 5 can be linearly displaced in either one of two possible directions and, if required, positioned in any desired a-axis position along the x-axis.
- the base unit linear movements 18 can be generated by a drive unit, referred to below as the third drive unit 22c for better differentiation, of a drive device 22 belonging to the manipulator 2, which is composed of several individual drive units 22a, 22b, 22c, for example.
- the drive device 22 can be controlled electrically by means of an electronic control device 23 of the handling system 1 .
- the electronic control device 23 is electrically connected to the third drive unit 22c for this purpose. Electrical control lines used for this are indicated at 24c.
- the linear unit 8 has, for example, a longitudinal axis 21 which runs parallel to the x-axis.
- the linear unit 4 preferably contains a guide structure 25 extending in the x-axis direction and an output member 26 which is mounted on this guide structure 25 so as to be displaceable in the x-axis direction and is only shown in FIGS. 1 and 2 in the drawing.
- the output member 26 can be driven by the third drive unit 22c to perform linear output movements 27 in the x-axis direction, during which it is precisely guided by the guide structure 25 .
- the linear unit 4 is equipped with a toothed belt drive, which has a toothed belt 28 engaging the driven member 26, which is driven by the third drive unit 22c can be driven to perform a revolving movement around rollers that are not illustrated in more detail, during which it takes the output member 26 with it, generating a linear output movement 27 .
- the handling unit 3 is arranged with its base unit 5 on the output member 26 so that it participates in the linear output movements 27 , from which the mentioned base unit linear movements 18 result.
- the base unit 5 has a base 31 via which it is attached to the output member 26 .
- the support arm 32 expediently projects away from the base 31 in the y-axis direction, with its distal arm end section 35 spaced apart from the base 31 preferably facing the dispensing magazine 13 .
- the swivel arm 6 preferably has a linear extension and has a proximal arm end section 36 with respect to the base unit 5 and a distal arm end section 37 spaced apart with respect thereto. With its proximal arm end section 36, the swivel arm 6 is at the distal arm end section
- the first pivoting axis 38 extends in the z-axis direction, which is orthogonal to the xy plane 34, so that the pivoting movements that can be carried out by the pivoting arm 6 and are referred to as pivoting arm pivoting movements 42 gene take place in a parallel to the xy plane 34 first pivot plane 43 indents.
- the gripping unit 7 can be pivoted about a second pivot axis 39 on the distal arm end section 37 of the pivot arm 6
- the second pivot axis 39 is oriented orthogonally to the x-y plane 34 while being spaced from the first pivot axis 38 .
- Pivoting movements about the second pivoting axis 39 referred to as gripping unit pivoting movements 44, are carried out by the gripping unit 7 in a second pivoting plane 45, which, like the first pivoting plane 43, is aligned parallel to the x-y plane 34.
- the gripping unit 7 is pivotably mounted with respect to the pivoting arm 6 on a fastening section 46 of the gripping unit 7 .
- the fastening section 46 is arranged in the axial direction of the second pivot axis 39 adjacent to the distal arm end section 37 of the pivot arm 6 .
- the gripping structure 11 is arranged on the attachment section 46 , in particular in a manner in which it projects away from the attachment section 46 in a radial direction with respect to the second pivot axis 39 , in accordance with the illustrated exemplary embodiment.
- the gripping structure 11 defines an object receiving area 47, which is designed to at least partially receive an object that is to be gripped or has been gripped.
- the gripping unit 7 has a gripping unit longitudinal axis 48 which extends in the second pivoting plane 45 in the radial direction with respect to the second pivoting axis 39 , intersecting the second pivoting axis 39 and the object receiving area 47 .
- a gripping unit longitudinal axis 48 which extends in the second pivoting plane 45 in the radial direction with respect to the second pivoting axis 39 , intersecting the second pivoting axis 39 and the object receiving area 47 .
- the gripping unit - pivoting movements 44 pivots thus the object receiving area 47 with a radial spacing around the second pivot axis 39 .
- the gripping structure 11 preferably has two gripping arms 52 that protrude away from the second pivot axis 39, or more precisely from the fastening section 46 in the second pivot plane 45, which extend alongside one another, in particular with an alignment parallel to the longitudinal axis 48 of the gripping unit.
- These two gripping arms 45 each have a free end region facing away from the fastening section 46, and in particular with these free end regions they delimit the object receiving region 47 located between them.
- the gripper arms 52 can be driven to gripper arm movements 53 indicated by double arrows, through which the width of the object receiving area 47 can be changed. In this way, an object 8 introduced into the object receiving area 47 can be selectively gripped and held and also released again.
- the gripping unit 7 has an actuating device 54 for causing the gripping arm movements 53 .
- the fastening section 46 belongs to the actuating device 54 and is formed, for example, by a housing 54a of the actuating device 54 . Inside the housing 54a there are actuating means 55 which are drivingly connected to the two gripping arms 52 and which, depending on the type of gripping unit 7, can be actuated electrically or with fluid power in order to cause the gripping arm movements 53.
- the gripping unit 7 is of a fluid-actuated and in particular of a pneumatically-actuated type.
- the actuating means 55 contain in this combination
- An actuating fluid can be supplied and discharged in a controlled manner via fluid lines 56 , which are only indicated schematically, for example compressed air hoses, in order to bring about the movements of the gripping arm 53 .
- fluid lines 56 which are only indicated schematically, for example compressed air hoses, in order to bring about the movements of the gripping arm 53 .
- the design of the gripping unit 7 described makes it possible to grip an object 8 located in a ready position 15 according to the operating phases of FIGS Hold on to the repositioning process and finally release it again when a desired release position is reached according to the operating phases illustrated in FIGS. 11 and 12.
- the already mentioned drive device 22 is designed not only to generate the base unit linear movements 18 but also to generate the swivel arm swivel movements 42 and the gripping unit swivel movements 44 . It should be mentioned at this point that the pivoting movements can of course be carried out both clockwise and counterclockwise in relation to the respectively assigned pivot axis 38 , 39 .
- the drive device 22 preferably contains separate drive units for generating the two pivoting movements 42 , 44 . So it contains a first drive unit 22a for generation of the pivoting arm pivoting movements 42 and a separate second drive unit 22b in this regard for generating the gripping unit pivoting movements 44 .
- the two drive units 22a, 22b are electrically connected to the electronic control device 23 via electrical control lines 24a, 24b, as is the third drive unit 22c assigned to the linear unit 4, in order to receive control signals controlling the respective operation and also to send feedback signals to the electronic control device 23 transfer back .
- Such feedback signals contain, in particular, position information about the instantaneous x-axis position of the base unit 5 and the instantaneous pivoting position of the pivoting arm 6 and the gripping unit 7 .
- the supply positions 15 and the delivery positions 16 of the objects 8 are at the same height in the z-axis direction. Accordingly, it is advantageous if the height position of the handling device 2 viewed in the z-axis direction does not change during a handling cycle that repositions an object 8 . It is therefore possible to use a linear unit 4 for realizing the manipulator 2, in which the base unit is fastened immovably to the output member 26 in the z-axis direction.
- the exemplary handling device 2 offers the possibility of varying the height position of the handling unit 3 and thus in particular also of the gripping unit 7 in the z-axis direction, so that there is the advantageous possibility of objects 8 provided or to be handed over at different heights to reposition .
- This vertical movement and positioning option is realized, for example, in that the base unit 5 can be moved with its base 31 in the z-axis direction on the output member 26 of the linear unit. unit 4 is arranged.
- the possible z displacement movements 60 are illustrated in the drawing by a double arrow.
- the base 31 is slidably mounted with a carriage section 31a on the driven member 26 extending in the z-axis direction, with a further drive unit of the drive device 22, which is not illustrated in any more detail, which is also connected to the electronic control device 23, performing the z-travel movements 60 and positioning in the desired z-axis positions.
- the gripping unit 7 In order to pick up an object 8 in its ready position 15 for the purpose of a repositioning process, the gripping unit 7 is moved into a working position 61, which can be seen in Figures 5 and 6, by appropriate electrical activation of the drive device 22, so that the object 8 is in the object receiving area 47 the gripping structure 11 is located.
- this working position 61 is also referred to below as the pick-up working position 61a.
- the gripping unit 7 is positioned by the appropriately controlled drive device 22 in another working position 61, which can be seen in Figures 11 and 12, which is characterized in that the object 8 assumes the desired delivery position 16 and at the same time is still in the object receiving area 47 of the gripping structure 11 .
- this working position 61 is also referred to below as delivery working position 61b.
- Each working position 61, 61a, 61b of the gripping unit 7 is defined in the xy plane 34 by two coordinates, namely by an x-axis position along the x-axis direction of the x-axis and by a y-axis position along the y-axis. axis direction of the y-axis . These xy coordinates differ in the pick-up working position 61a from the delivery working position 61b.
- a special feature of the handling system 1 is that, during a handling cycle intended to reposition an object 8, the drive device 22 is controlled by the electronic control device 23 in such a way that the gripping unit 7 moves both when moving into a working position 61 and when moving out of a Working position 61 for picking up or delivering an object 8 executes a purely linear working movement 62 indicated by arrows, which takes place with a constant x-axis position in the y-axis direction, i.e. without any superimposed movement in the x-axis direction, and which, for better distinction, is called the y-work movement.
- linear y-working movement 62 taking place in the direction of a ready position 15 or delivery position 16 is also referred to below as a linear retraction working movement 62a, and the linear y-working movement 62 moving away from a ready position 15 or delivery position 16 is also referred to as a linear extension - Working movement 62b called.
- the gripping unit 7 could also be moved in and out of the supply magazine 12 and the delivery magazine 13 solely by the pivoting arm pivoting movements 42 and the gripping unit pivoting movements 44 in the y-axis direction; would be connected to a superimposed movement in the x-axis direction. Due to the base unit linear movements 18 that can be generated in addition, the pivot movements 42, 44 in the x-axis direction can called movements of the base unit 5, however, are compensated in such a way that the gripping unit 7 only changes its y-axis position during the linear y-working movements 62, but keeps the x-axis position constant.
- the linear travel path 63 of the gripping unit 7 is indicated by a dot-dash line, along which the gripping unit 7 moves during its purely linear y working movements 62.
- the electronic control device 23 is equipped with an integrated control functionality, which - in particular also taking into account the feedback signals mentioned above - is designed to control the drive device 22 and, for example, the three drive units 22a, 22b, 22c in such a way that overlapping gripping unit - pivoting movements 44, swivel arm swivel movements 42 and base unit linear movements 18 take place, with the superimposition of movements resulting in the purely linear y working movement 62 of the gripping unit 7 .
- an integrated control functionality which - in particular also taking into account the feedback signals mentioned above - is designed to control the drive device 22 and, for example, the three drive units 22a, 22b, 22c in such a way that overlapping gripping unit - pivoting movements 44, swivel arm swivel movements 42 and base unit linear movements 18 take place, with the superimposition of movements resulting in the purely linear y working movement 62 of the gripping unit 7 .
- the electronic control device 23 is preferably also designed in such a way that the drive device 22 is actuated in such a way that the angular orientation of the gripping unit 7 within the second pivoting plane 45 remains constant during the linear y working movement 62 . So it finds during the linear y-working movement there is no pivoting of the gripping unit 7 about any axis parallel to the z-axis. As a result, objects 8 can be picked up and delivered in a particularly precise, targeted manner.
- the actuation of the drive device 22 takes place in such a way that the rotational angle position of the object-taking region 47 assumed within the second pivoting plane 45 remains constant during the linear y working movement 62 .
- the longitudinal axis 48 of the gripping unit mentioned above accordingly retains its parallelism to the y-axis in the illustrated exemplary embodiment during each linear y-work movement 62 .
- FIGS. 1 and 2 show a preferred structural implementation of the handling system 1.
- the existing drive units 22a, 22b, 22c are preferably designed as purely electric drive units, although in principle fluid-actuated designs could also be used.
- the first drive unit 22a responsible for generating the swivel arm swivel movements 42 has a first drive unit 64 arranged on the base unit 5 , with this first drive unit 64 being placed in the area of the base 31 .
- the second drive unit 22b responsible for generating the gripping unit pivoting movements 44 has its own second drive unit 65 , which is also arranged on the base unit, but in the area of the distal arm end section 35 and thus in the area of the first pivot axis 38 . Attaching the two drive units 64 , 65 to the base unit 5 reduces the masses to be moved during the pivoting movements 42 , 44 .
- Both drive units 64 , 65 are formed by electric motors, for example, and in particular by servomotors.
- Each drive unit 64, 65 has a rotationally drivable drive shaft 64a, 65a, the longitudinal axis of which runs in the z-axis direction, the longitudinal axis of the drive shaft 64a of the first drive unit 64 being the first pivot axis 38 and the drive shaft 65a of the second drive unit 65 being the second pivot axis 39 are defined .
- the first drive unit 64 is drivingly coupled to the swivel arm 6 via a first traction mechanism 66 in order to generate the swivel arm swivel movements 42 .
- the second drive unit 65 is drivingly coupled to the gripping unit 7 via a second traction mechanism 67 in order to generate the gripping unit pivoting movements 44 .
- a first deflection pulley 68 is arranged in a rotationally fixed manner on the drive shaft 64a of the first drive unit 64, while a second deflection pulley 69 is arranged coaxially on the drive shaft 65a of the second drive unit 65, but without a connection to this drive shaft 65a, so that the second deflection disk 69 can be rotated freely in this regard.
- a self-contained first traction means 72 is looped around the two deflection pulleys 68 , 69 , which transmits a rotational movement of the first deflection pulley 68 generated by the first drive unit 64 to the second deflection pulley 69 .
- the second deflection disk 69 is firmly connected to a fastening flange 73, which is arranged on the base unit 5 at the bottom in the z-axis direction and on which the swivel arm 6 is fastened with its proximal arm end section 36. Actuation of the first drive unit 64 thus leads to a rotation of the fastening flange 73 through the mediation of the first traction mechanism 66, which results in the pivoting arm pivoting movement 42 of the pivoting arm 6 fixed thereto.
- the drive shaft 65a of the second drive unit 65 projects downward from the base unit 5 with a drive portion 74 in the z-axis direction.
- a third deflection pulley 75 is seated in a rotationally fixed manner on this drive section 74, which also belongs to the second traction mechanism 67, as does a fourth deflection pulley 76, which is arranged rotatably at a distance from it on the distal arm end section 37 of the swivel arm 6, and a second traction mechanism 77, which surrounds the third and fourth deflection pulleys 75 , 76 is looped around .
- the fourth deflection pulley 76 is non-rotatably seated on an output shaft 78 whose longitudinal axis is aligned in the z-axis direction and which is mounted on the swivel arm 6 such that it can rotate about its longitudinal axis, this longitudinal axis defining the second swivel axis 39 .
- a driven section 82 protrudes downwards from the swivel arm 6 in the z-axis direction and carries the gripping unit 7 .
- the latter is mounted, for example, with its fastening section 46 on the output section 82 so that it executes the gripping unit pivoting movement 44 when the output shaft 78 rotates.
- the two traction mechanisms 66 , 67 are preferably in the form of toothed belt drives, with the deflection pulleys 68 , 69 , 75 , 76 being in the form of toothed belt pulleys and the two traction mechanisms 72 , 77 being in the form of toothed belts.
- the traction mechanism 66, 67 can be dispensed with if the drive units 64, 65 are used as direct drives.
- the first drive unit 64 is located on the distal arm end section 35 of the base unit 5 and drives the fastening flange 73
- the second drive unit 65 is arranged on the distal arm end section 37 of the swivel arm 6 and drives the output shaft 78.
- a process sequence that preferably takes place when using the described handling system 1 is explained below.
- a handling cycle for repositioning an object 8 from the ready position 15 to the delivery position 16 is described.
- FIG. 3 shows an initial situation in which the gripping unit 7 is positioned in the intermediate space 17 and is already in an orientation in which the gripping unit—longitudinal axis 48 runs in the y-axis direction and the object—receiving area 47 is in a position to be repositioned. arranged in a ready position obj ect opposite 8 in the y-axis direction.
- a first dot-dash position line 83 extending in the y-axis direction marks the position along the x-axis direction occupied by the base unit 5 and more precisely by the first pivot axis 38, referred to as the x-axis position.
- a linear retraction is achieved by a coordinated and, if necessary, superimposed actuation of the three drive units 22a, 22b, 22c, of which only the third drive unit 22c is shown in FIGS -
- Working movement 62a of the gripping unit 7 is caused, in which the object receiving area 47 moves along the linear travel path 63 to the object to be repositioned j ect approximates 8 .
- this is achieved by pivoting the pivoting arm 6 counterclockwise and, in this regard, pivoting the gripping unit 7 clockwise, which is superimposed, with the execution of a base unit linear movement 18 in the sense of a removal from the linear travel path 63, i.e.
- FIG. 4 it can be seen how the x-axis position of the base unit 5 changes from the first position line 83 to a second position line 84 spaced apart in this regard.
- the gripping unit 7 performs a purely linear retraction working movement 62a, which it continues until the end of a third operating phase illustrated in FIG.
- the gripping unit 7 moves along the linear travel path 63 until the gripping unit 7 has reached its pick-up working position 61a according to FIG. 5, which is defined by certain x-y coordinates.
- the pivoting arm pivoting movements 42 and the gripping unit pivoting movements 44 retain their pivoting direction compared to the second phase of operation in FIG approximates the linear travel 63 .
- the base unit 5 changes its x-axis position from the second position line 84 to a third position line 85 .
- the two gripping arms 52 are moved apart during this process, so that the object receiving area 47 is widened and the object 8 can be received unhindered.
- the fifth operating phase illustrated in FIG. 7, in which the gripping unit 7 executes a linear extending working movement 62b along the linear travel path 63, taking the gripped object 8 with it, which consequently consists of the only indicated by dots Ready treatment position 15 is removed.
- the fifth operating phase ends with an operating state corresponding to the first operating phase according to FIG. 3, but with the difference that the gripping unit 7 now holds an object 8 firmly.
- the directions of the swivel arm swivel movement 42, the gripping unit swivel movement 44 and the base unit linear movement 18 are oriented in opposite directions in the fifth operating phase of FIG.
- the base unit 5 continues the base unit linear movement 18 continuously, while at the same time the pivoting arm 6 and the gripping unit 7 are pivoted in the opposite pivoting direction compared to the movement sequences of the fifth operating phase of FIG.
- the gripping unit leaves its longitudinal axis 48 in parallel with respect to the y-axis.
- the gripping unit does not serve - pivoting movement 44 to maintain a constant spatial position in the xy plane, but to pivot the gripping unit 7 in the xy plane for the purpose of change the alignment of the object receiving area 47 in which the object 8 to be repositioned is arranged.
- a new retraction working movement 62a starts as a new linear y-working movement 62, in which the gripping unit 7 moves along the linear travel path 63 towards the projected release position 16 without any spatial change in orientation.
- Opposite pivoting arm pivoting movements 42 and gripping unit pivoting movements 44 take place, with a base unit linear movement 18 superimposed in this regard, which means that the base unit 5 moves its x-axis position based on that assumed in the seventh operating phase fourth position line 86 changed to a fifth position line 87 spaced apart in this regard.
- FIG. 11 shows a ninth operating phase, which marks the end of the eighth operating phase of FIG. 10 and accordingly the end of the linear retraction working movement 62a.
- the gripping unit 7 is in its delivery working position 61b, in which the object 8 that is still held has reached the delivery position 16 .
- the delivery working position 61b is defined by xy coordinates that differ from those of the pick-up work position 61a.
- swivel arm swivel movements 42 and gripping unit swivel movements 44 have taken place in the manner already explained, with a superimposed base unit linear movement 18 taking place to the effect of kinematic compensation such that the gripping unit 7 keeps its x-axis position constant maintains .
- the base unit 5 has shifted from the fifth position line 87 to a sixth position line 88 , ie has approached the second pivot axis 39 .
- the gripping structure 11 is then opened according to the tenth operating phase illustrated in FIG.
- the gripping unit 7 can easily be pivoted by 180° with respect to the second pivot axis 39 to pick up an object 8 located in a ready position 15 and to deliver this object 8 to a delivery position 16 can .
- This pivoting by 180° means, for example, that the object receiving area 47 can point in opposite directions in the axial direction of the y-axis.
- the longitudinal axis 21 of the linear unit 8 containing x-z plane can be achieved by pivoting by 180 ° that the Obj ect receiving area 47 in the y-axis direction either on is positioned on one or the other side of the linear unit 8 .
- this allows easy operation of the supply magazine 12 and the delivery magazine 13 , which are arranged on opposite sides of the linear unit 8 .
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Manipulator (AREA)
Abstract
Description
Handhabungs system handling system
Die Erf indung betrif f t ein Handhabungs system, The invention relates to a handling system
- mit einem Handhabungsgerät , das eine Handhabungseinheit auf weist , die über eine Basiseinheit , einen Schwenkarm und eine Greif einheit verfügt , wobei die Greif einheit zum Greifen und Wiederloslassen eines handzuhabenden Obj ekts ausgebildet ist , - with a handling device that has a handling unit that has a base unit, a swivel arm and a gripping unit, the gripping unit being designed for gripping and releasing an object to be handled,
- wobei der Schwenkarm bezüglich der Basiseinheit unter Aus führung von Schwenkarm- Schwenkbewegungen um eine erste Schwenkachse in einer ersten Schwenkebene verschwenkbar ist , wobei sich die erste Schwenkebene parallel zu einer von einer x-Achse und einer dazu orthogonalen y-Achse auf gespannten x- y-Ebene erstreckt und sich die erste Schwenkachse in der Achsrichtung einer zu der x-y-Ebene orthogonalen z -Achse erstreckt , - Wherein the swivel arm can be swiveled with respect to the base unit by executing swivel arm swivel movements about a first swivel axis in a first swivel plane, with the first swivel plane extending parallel to a x-y axis spanned by an x-axis and a y-axis orthogonal thereto -plane extends and the first pivot axis extends in the axial direction of a z-axis orthogonal to the x-y plane,
- wobei die Greifeinheit bezüglich des Schwenkarms unter Aus führung von Greif einheit - Schwenkbewegungen um eine zu der ersten Schwenkachse beabstandete und parallel verlaufende zweite Schwenkachse in einer zweiten Schwenkebene verschwenkbar ist , wobei sich die zweite Schwenkebene ebenfalls paral lel zu der x-y-Ebene erstreckt , - wherein the gripping unit can be pivoted with respect to the pivot arm by executing the gripping unit - pivoting movements about a second pivot axis that is spaced apart from the first pivot axis and runs parallel in a second pivot plane, the second pivot plane also extending parallel to the x-y plane,
- wobei die Greifeinheit zum Greifen eines in einer Bereit stellungsposition angeordneten Obj ekts , zum Festhalten des Obj ekts beim Umpositionieren aus der Bereitstellungsposition in eine diesbezüglich beabstandete Abgabeposition und zum Wiederloslassen des ergrif fenen Obj ekts in der Abgabeposition ausgebildet ist , - Wherein the gripping unit for gripping an arranged in a ready position Obj ects, for holding the Obj ects when repositioning from the ready position into a delivery position spaced apart in this respect and for releasing the gripped Obj ects in the delivery position is trained ,
- mit einer Antriebseinrichtung zur Erzeugung der Schwenkarm- Schwenkbewegungen und der Greif einheit - Schwenkbewegungen- Unit with a drive device for generating the Schwenkarm- pivoting movements and the gripping - pivoting movements
- und mit einer elektronischen Steuereinrichtung zur derarti gen Ansteuerung der Antriebseinrichtung, dass die Greifeinheit beim Abholen des Obj ekts in der Bereitstellungsposition und beim Abgeben des ergrif fenen Obj ekts in der Abgabepositi on j eweils eine Arbeitsstellung einnimmt , die durch eine x- Achsposition entlang einer x-Achsrichtung der x-Achse und durch eine y-Achsposition entlang einer y-Achsrichtung der y- Achse def iniert ist . - and with an electronic control device for controlling the drive device in such a way that the gripping unit assumes a working position when picking up the object in the ready position and when delivering the gripped object in the delivery position, which is defined by an x-axis position along a x-axis direction of the x-axis and is defined by a y-axis position along a y-axis direction of the y-axis.
Ein aus der US 5 271 292 bekanntes Handhabungs system dieser Art verfügt über ein Handhabungsgerät mit einer als Roboter ausgebildeten Handhabungseinheit , die einen von einer Basis einheit abstehenden Tragarm auf weist , an dem ein Schwenkarm um eine erste Schwenkachse verschwenkbar gelagert ist . An dem Schwenkarm seinerseits ist eine Greifeinheit um eine zu der ersten Schwenkachse parallele zweite Schwenksachse verschwenkbar gelagert . Mittels einer mehrere Antriebseinheiten enthaltenden Antriebseinrichtung können Schwenkarm- Schwenkbewegungen um die erste Schwenkachse und Greif einheit - Schwenkbewegungen um die zweite Schwenkachse hervorgerufen werden, wobei die entsprechende Ansteuerung durch eine elekt ronische Steuereinrichtung vorgenommen wird . A handling system of this type known from US Pat. No. 5,271,292 has a handling device with a handling unit designed as a robot, which has a support arm protruding from a base unit, on which a swivel arm is mounted so that it can swivel about a first swivel axis. A gripping unit is mounted on the swivel arm so that it can swivel about a second swivel axis parallel to the first swivel axis. By means of a drive device containing several drive units, pivoting arm movements about the first pivot axis and gripping unit - pivoting movements about the second pivot axis can be caused, with the corresponding control being carried out by an electronic control device.
Die DE 195 14 812 Al beschreibt einen Industrieroboter , der über eine Basis verfügt , die einen verschwenkbaren ersten Arm trägt , an dem in ebenfalls verschwenkbarer Weise ein zweiter Arm gelagert ist , an dessen Endbereich eine um eine weitere Achse drehbare Arbeitswelle angeordnet ist . DE 195 14 812 A1 describes an industrial robot that has a base that carries a pivotable first arm on which a second arm is mounted in a likewise pivotable manner, at the end of which a working shaft rotatable about a further axis is arranged.
Aus der DE 10 2007 049 168 B4 ist ein Handhabungs system bekannt , das ausgebildet ist , um aus Tief ziehprodukten beste- hende Obj ekte aus einer Bereitstellungsposition in einer Thermoformmaschine in eine Abgabeposition in einer Verarbei tungsstation umzupositionieren . Für die Umpositionierung ist ein Handhabungsgerät vorgesehen, das eine Verschiebeeinheit mit mindestens einer horizontal ausgerichteten Führung auf - weist , an der eine Handhabungseinheit linear verschiebbar gelagert ist , die über einen vertikal verschiebbaren und hori zontal verschwenkbaren Kopf verfügt , der mit Aufnahmemitteln zum Ergreifen der umzupositionierenden Obj ekte ausgestattet ist . DE 10 2007 049 168 B4 discloses a handling system which is designed to consist of deep-drawn products reposition existing objects from a delivery position in a thermoforming machine to a delivery position in a processing station. A handling device is provided for the repositioning, which has a displacement unit with at least one horizontally aligned guide - has on which a handling unit is mounted in a linearly displaceable manner, which has a vertically displaceable and hori zontally pivotable head, which is equipped with receiving means for gripping the objects to be repositioned ect is equipped.
Der Erf indung liegt die Aufgabe zugrunde , ein kompakt bauendes Handhabungs system zu schaf fen, das bei geringem Platzbedarf eine exakte Übergabe von Obj ekten zwischen einer Bereit stellungsposition und einer Abgabeposition ermöglicht , sodass es insbesondere auch für einen Einsatz zur Warenpräsentation in Einkauf s - und Abholstationen gut geeignet ist . The invention is based on the task of creating a compact handling system that requires little space and allows an exact transfer of obj ects between a ready position and a delivery position, so that it is particularly suitable for use in the presentation of goods in shopping and Pick-up stations is well suited.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Handhabungs system in Verbindung mit den eingangs genannten Merkmalen vorgesehen,To solve this problem is provided in a handling system in connection with the features mentioned,
- dass die Basiseinheit mittels einer Lineareinheit des Handhabungsgerätes unter Ausführung von Basiseinheit - Linearbewegungen in der x-Achsrichtung der x-Achse verfahrbar und positionierbar ist , wobei die Basiseinheit - Linearbewegungen durch die von der elektronischen Steuereinrichtung angesteuerte Antriebseinrichtung erzeugbar sind,- that the base unit can be moved and positioned by means of a linear unit of the handling device by executing base unit - linear movements in the x-axis direction of the x-axis, wherein the base unit - linear movements can be generated by the drive device controlled by the electronic control device,
- und dass die Antriebseinrichtung durch die elektronische Steuereinrichtung derart ansteuerbar ist oder angesteuert wird, dass die Greifeinheit beim zum Zwecke des Abholens oder Abgebens eines Obj ekts erfolgenden Verfahren in eine Arbeits stellung und/oder Herausfahren aus einer Arbeitsstellung eine rein lineare y-Arbeitsbewegung in der y-Achsrichtung mit konstanter x-Achsposition ausführt , - and that the drive device can be actuated or is actuated by the electronic control device in such a way that the gripping unit, when moving into a working position and/or moving out of a working position for the purpose of picking up or delivering an object, performs a purely linear y working movement in the y-axis direction with constant x-axis position,
- wobei die in der y-Achsrichtung erfolgende lineare y- Arbeitsbewegung der Greifeinheit aus von der elektronischen Steuereinrichtung gesteuerten, sich überlagernden Greifeinheit - Schwenkbewegungen, Schwenkarm- Schwenkbewegungen und Basiseinheit -Linearbewegungen resultiert . - where the linear y- Working movement of the gripping unit controlled by the electronic control device, overlapping gripping unit - swivel movements, swivel arm swivel movements and base unit linear movements results.
Das erf indungsgemäße Handhabungs system ermöglicht es , umzupositionierende Obj ekte beliebiger Art , beispielsweise verpackte Lebensmittel , zwischen einer Bereitstellungsposition und einer Abgabeposition umzupositionieren, wobei der Vorgang des Entnehmens aus der Bereitstellungsposition und/oder der Vorgang des Einlagerns in die Abgabeposition mittels einer als lineare y-Arbeitsbewegung bezeichneten reinen Linearbewegung der Greifeinheit in der y-Achsrichtung eines kartesischen x- y- z - Koordinatensystems des Handhabungs systems ausführbar ist , also mit konstanter x-Achsposition, das heißt ohne eine überlagerte Bewegung in der x-Achsrichtung . Ein diesbezüglich wesentlicher Aspekt der Erf indung besteht darin, dass für diese ausschließlich in der y-Achsrichtung stattf indende , rein lineare Arbeitsbewegung der Greif einheit , die als y- Arbeitsbewegung bezeichnet wird, keine in der y-Achsrichtung arbeitende Lineareinheit genutzt wird, sondern die konstante x-Achsposition dadurch gewährleistet ist , dass den Greifeinheit - Schwenkbewegungen und den Schwenkarm- Schwenkbewegungen von einer Lineareinheit des Handhabungsgerätes hervorrufbare Basiseinheit -Linearbewegungen der Basiseinheit überlagert werden, die in der x-Achsrichtung der x-Achse des Koordinatensystems des Handhabungs systems stattf inden . Die lineare y- Arbeitsbewegung der Greif einheit , die die Greif einheit aus führt , um in einer Arbeitsstellung positioniert zu werden, in der sie ein Obj ekt auf nehmen und/oder abgeben kann, resul tiert also aus sich überlagernden Greifeinheit - Schwenkbewegungen, Schwenkarm- Schwenkbewegungen und Basiseinheit -Linearbewegungen, die von der elektronischen Steuereinrichtung durch entsprechende Ansteuerung der mit den bewegli - chen Komponenten kooperierenden Antriebseinrichtung gesteuert beziehungsweise kontrolliert wird . Ein solcher Aufbau und Bewegungsablauf ermöglicht ein Handhabungs system, das vor allem in der y-Achsrichtung über sehr geringe Abmessungen verfügt , da die Handhabungseinheit zur Ausführung der linearen y- Arbeitsbewegung aufgrund der schwenkbaren Komponenten in der y-Achsrichtung nur wenig Platz beansprucht . Das Handhabungs system kann für beliebige Handhabungsmaßnahmen eingesetzt werden, bei denen Obj ekte zwischen einer Bereitstellungsposi tion und einer diesbezüglich beabstandeten Abgabeposition umzupositionieren sind, wobei eine besondere Eignung beim Einsatz zur Warenbereitstellung im Lebensmittelsektor hervorzuheben ist , wo das Handhabungs system verwendet werden kann, um von Lebensmittelprodukten gebildete Obj ekte aus einem Vorratsregal in ein für Kunden zugängliches Verkauf sregal umzulagern . Ungünstiger Totraum kann bei dem erf indungsgemäßen Handhabungs system auf die Breite der Greifeinheit reduziert werden und es lassen sich bei Bedarf auf beiden Seiten einer x- z -Ebene , in der die Basiseinheit -Linearbewegungen stattf inden, zum Auf nehmen und Abgeben von Obj ekten nutzbare Arbeits bereiche realisieren . The handling system according to the invention makes it possible to reposition objects of any type, for example packaged food, between a ready position and a delivery position, with the process of removing from the ready position and/or the process of storing in the delivery position using a linear y- Working movement designated pure linear movement of the gripping unit in the y-axis direction of a Cartesian x-y-z coordinate system of the handling system can be executed, i.e. with a constant x-axis position, i.e. without a superimposed movement in the x-axis direction. An essential aspect of the invention in this respect is that for this purely linear working movement of the gripping unit, which takes place exclusively in the y-axis direction, which is referred to as the y-working movement, no linear unit working in the y-axis direction is used, but the constant x-axis position is ensured by the fact that the gripping unit - pivoting movements and the pivoting arm - pivoting movements of a linear unit of the handling device can be caused base unit -linear movements of the base unit are superimposed, which take place in the x-axis direction of the x-axis of the coordinate system of the handling system. The linear y working movement of the gripping unit, which the gripping unit executes in order to be positioned in a working position in which it can pick up and/or release an object, results from overlapping gripping unit - pivoting movements, pivoting arm Pivoting movements and base unit -linear movements, which are controlled by the electronic control device by appropriate control of the movable - Chen components cooperating drive device is controlled or controlled. Such a structure and sequence of movements enables a handling system that has very small dimensions, especially in the y-axis direction, since the handling unit for performing the linear y-working movement takes up little space due to the swiveling components in the y-axis direction. The handling system can be used for any handling measures in which objects are to be repositioned between a provision position and a delivery position that is spaced apart in this regard, with a particular suitability for use in the provision of goods in the food sector being emphasized, where the handling system can be used to store food products Move formed objects from a supply shelf to a retail shelf accessible to customers. In the handling system according to the invention, unfavorable dead space can be reduced to the width of the gripping unit and, if required, objects can be used on both sides of an x-z plane in which the base unit linear movements take place for picking up and delivering objects Realize work areas.
Vorteilhaf te Weiterbildungen der Erf indung gehen aus den Unteransprüchen hervor . Advantageous developments of the invention emerge from the dependent claims.
Bevorzugt ist die Antriebseinrichtung durch die elektronische Steuereinrichtung derart ansteuerbar beziehungsweise wird bei der Nutzung derart angesteuert , dass die drehwinkelmäßige Ausrichtung der Greifeinheit innerhalb der zweiten Schwenkebene während der linearen y-Arbeitsbewegung konstant bleibt . Es f indet also keine Schwenkbewegung der Greif einheit um eine in der z -Achsrichtung orientierte Achse statt . Zweckmäßigerweise äußert sich dies in einer insgesamt gleichbleibenden räumlichen Ausrichtung der Greifeinheit während der linearen y-Arbeitsbewegung . Preferably, the drive device can be controlled by the electronic control device or is controlled during use in such a way that the angular orientation of the gripping unit within the second pivoting plane remains constant during the linear y working movement. There is therefore no pivoting movement of the gripping unit around an axis oriented in the z-axis direction. This is expediently expressed in an overall constant spatial alignment of the gripping unit during the linear y-work movement.
Die Greifeinheit ist zweckmäßigerweise mit einer zum lösbaren Greifen des j eweils umzupositionierenden Obj ektes ausgebildeten Greif Struktur ausgestattet . Die Greif Struktur ist bei spielsweise als mechanischer Parallelgreifer oder als auf Unterdruckbasis arbeitender Sauggreifer realisiert . Die Greif Struktur hat j edenfalls einen zu der zweiten Schwenkachse beabstandeten und auch von der zweiten Schwenkachse abgewandten Obj ektaufnahmebereich, in dem das umzupositionierende Obj ekt beim Auf nehmen in der Bereitstellungsposition durch entsprechende Positionierung der Greifeinheit platziert wird . Bei der Anwendung des Handhabungs systems wird das umzupositi onierende Obj ekt durch die Greif einheit mit dem Obj ektaufnahmebereich vorauseilend in der Bereitstellungsposition ergrif fen . Der Obj ektaufnahmebereich ist beispielsweise vom stirnseitigen Endbereich eines zwischen zwei Greifarmen der Greif Struktur bef indlichen Greif raumes gebildet . Die Antriebseinrichtung ist durch die elektronische Steuereinrichtung derart ansteuerbar oder wird bei der Nutzung des Handhabungssystems insbesondere derart angesteuert , dass die innerhalb der zweiten Schwenkebene eingenommene Drehwinkelposition des Obj ektaufnahmebereiches bei der linearen y- Arbeitsbewegung konstant bleibt . Es f indet während der linearen y-Arbeitsbewegung also keinerlei Schwenkbewegung des Obj ektaufnahmebereiches im Raum statt . The gripping unit is expediently equipped with a gripping structure designed for releasably gripping the object to be repositioned. The gripping structure is implemented, for example, as a mechanical parallel gripper or as a vacuum-based suction gripper. In any case, the gripping structure has an object receiving area which is at a distance from the second pivot axis and also faces away from the second pivot axis, in which the object to be repositioned is placed when it is picked up in the ready position by appropriate positioning of the gripping unit. When using the handling system, the object to be repositioned is gripped by the gripping unit with the object receiving area leading in the ready position. The object receiving area is formed, for example, by the front end area of a gripping space located between two gripping arms of the gripping structure. The drive device can be controlled by the electronic control device or is controlled when using the handling system in such a way that the rotational angle position of the object receiving area within the second pivot plane remains constant during the linear y working movement. During the linear y working movement, there is no pivoting movement of the object recording area in space.
Wie schon angeklungen ist , verfügt die Greif Struktur vorzugs weise über zwei von der zweiten Schwenkachse wegragende , sich nebeneinander erstreckende Greif arme , die den Ob j ektauf nähme - bereich begrenzen . Diese Greif arme sind durch eine entsprechende antriebstechnische Ausstattung der Greifeinheit derart aufeinander zu und voneinander weg bewegbar , dass die Breite des Obj ektaufnahmebereiches zum Ergreifen oder Loslassen ei nes Obj ekts veränderbar ist . Die Ansteuerung erfolgt vorzugs weise ebenfalls durch die elektronische Steuereinrichtung, die eine Betätigungseinrichtung ansteuert , durch die die Greif armbewegungen hervorruf bar sind . As has already been mentioned, the gripping structure preferably has two gripping arms which project away from the second pivot axis and extend side by side, which delimit the object receiving area. These gripping arms can be moved towards and away from one another by means of appropriate drive equipment in the gripping unit such that the width of the object receiving area for gripping or releasing an object can be changed. It is preferably also controlled by the electronic control device, which controls an actuating device which can be used to cause the movements of the gripper arm.
Bei einer als günstig angesehenen Ausgestaltung des Handhabungssystems hat der Schwenkarm einen proximalen Armendabschnitt und einen diesbezüglich beabstandeten distalen Armendabschnitt . Zwischen den beiden Armendabschnitten hat der Schwenkarm vorzugsweise eine lineare Erstreckung . Mit seinem proximalen Armendabschnitt ist der Schwenkarm um die erste Schwenkachse verschwenkbar an der Basiseinheit gelagert . An dem distalen Armabschnitt des Schwenkarms ist die Greifeinheit in einer um die zweite Schwenkachse verschwenkbaren Wei se gelagert . In a configuration of the handling system that is considered favorable, the swivel arm has a proximal arm end section and a distal arm end section spaced apart in relation to this. The swivel arm preferably has a linear extension between the two arm end sections. With its proximal arm end section, the swivel arm is mounted on the base unit so that it can swivel about the first swivel axis. The gripping unit is mounted on the distal arm section of the pivoting arm in a manner that can pivot about the second pivoting axis.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Basiseinheit enthält einen an der für die Basiseinheit -Linearbewegungen zuständigen Li neareinheit angeordneten Sockel und einen von dem Sockel in einer zur x-y-Ebene parallelen Basisebene abstehenden Tragarm, der starr mit dem Sockel verbunden ist . Sockel und Tragarm führen daher bei der Basiseinheit -Linearbewegung stets einheitliche Bewegungen aus . Bevorzugt ragt der Tragarm in der y-Achsrichtung von dem Sockel weg . Der Tragarm hat ei nen zu dem Sockel beabstandeten distalen Armendabschnitt , an dem der Schwenkarm mit seinem proximalen Armendabschnitt um die erste Schwenkachse verschwenkbar gelagert ist . Sämtliche Schwenkachsen verlaufen also parallel zueinander und recht - winkelig zu der x-y-Ebene , sodass eine SCARA- Funktionalität vorliegt . A preferred embodiment of the base unit contains a base arranged on the linear unit responsible for the base unit linear movements and a support arm which protrudes from the base in a base plane parallel to the x-y plane and is rigidly connected to the base. The base and support arm therefore always carry out uniform movements during the basic unit linear movement. The support arm preferably projects away from the base in the y-axis direction. The support arm has a distal arm end section which is at a distance from the base and on which the pivot arm is mounted with its proximal arm end section so that it can pivot about the first pivot axis. All pivot axes therefore run parallel to one another and at right angles to the x-y plane, so that there is a SCARA functionality.
Die Lineareinheit verfügt zweckmäßigerweise über ein Abtriebsglied, das an einer Führungsstruktur der Lineareinheit in der x-Achsrichtung verschiebbar gelagert is . Durch die Antriebseinrichtung kann das Abtriebsglied zu linearen Abtriebbewegungen in der x-Achsrichtung angetrieben werden . Die Basiseinheit der Handhabungseinheit ist an dem Abtriebsglied angeordnet , sodass dessen Abtriebsbewegungen unmittelbar die Basiseinheit -Linearbewegungen hervorrufen . The linear unit expediently has an output member which is attached to a guide structure of the linear unit is slidably mounted in the x-axis direction. The driven element can be driven to perform linear driven movements in the x-axis direction by the drive device. The base unit of the handling unit is arranged on the driven member, so that its driven movements directly cause the base unit linear movements.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des Handhabungs systems besteht die Möglichkeit , die Handhabungseinheit als Ganzes , und somit auch deren Greif einheit , zusätzlich in einer als z - Achsrichtung bezeichneten Achsrichtung der z -Achse des Koordinatensystems des Handhabungs systems zu verlagern . Die z - Achse verläuf t vorzugsweise vertikal . Es ist somit möglich, Obj ekte zwischen in unterschiedlichen Höhenlagen bef indlichen Bereitstellungspositionen und Abgabepositionen umzupositionieren . Die im Folgenden als Vertikalbewegung bezeichnete Bewegung in der z -Achsrichtung kann einer zwischen zwei linearen y-Arbeitsbewegungen stattf indenden Übergangsbewegung der Greif einheit überlagert sein . In a preferred embodiment of the handling system, there is the possibility of additionally displacing the handling unit as a whole, and thus also its gripping unit, in an axis direction of the z-axis of the coordinate system of the handling system, referred to as the z-axis direction. The z-axis preferably runs vertically. It is thus possible to reposition objects between provision positions and delivery positions located at different altitudes. The movement in the z-axis direction, referred to below as vertical movement, can be superimposed on a transitional movement of the gripping unit taking place between two linear y working movements.
Die Antriebseinrichtung setzt sich zweckmäßigerweise aus mehreren dezentral verteilten eigenständigen Antriebseinheiten zusammen . Diesbezüglich ist es vorteilhaf t , wenn die Antriebseinrichtung eine zur Erzeugung der Schwenkarm- Schwenkbewegungen ausgebildete erste Antriebseinheit , eine zur Erzeugung der Greif einheit - Schwenkbewegungen ausgebildete zweite Antriebseinheit und eine zur Erzeugung der Basiseinheit -Linearbewegungen ausgebildete dritte Antriebseinheit aufweist . Jede dieser mehreren Antriebseinheiten ist elektrisch mit der elektronischen Steuereinrichtung verbunden, sei es kabelgebunden oder drahtlos . Bei den Antriebseinheiten handelt es sich insbesondere um elektrische Antriebs einheiten, die ein rein elektrisch betätigbares Antriebsaggregat enthalten, bei dem es sich insbesondere um einen Elektromotor und vorzugsweise um einen elektrischen Schritt motor handelt . Grundsätzlich besteht allerdings alternativ auch die Möglichkeit , mindestens eine Antriebseinheit mit ei nem elektrisch ansteuerbaren f luidbetätigten und insbesondere pneumatisch betätigten Antriebsaggregat auszustatten . The drive device is expediently composed of several independent drive units that are distributed in a decentralized manner. In this regard, it is advantageous if the drive device has a first drive unit designed to generate the swivel arm swivel movements, a second drive unit designed to generate the gripping unit swivel movements and a third drive unit designed to generate the base unit linear movements. Each of these multiple drive units is electrically connected to the electronic controller, be it wired or wireless. The drive units are, in particular, electric drive units that contain a purely electrically actuatable drive unit, which is in particular a Electric motor and preferably an electric stepping motor. In principle, however, there is also the alternative possibility of equipping at least one drive unit with an electrically controllable, fluid-actuated and, in particular, pneumatically actuated drive unit.
Zweckmäßigerweise verfügt die erste Antriebseinheit über ein an der Basiseinheit angeordnetes erstes Antriebsaggregat , während die zweite Antriebseinheit ein ebenfalls an der Basiseinheit und dort insbesondere im Bereich der ersten Schwenkachse angeordnetes zweites Antriebsaggregat aufweist . Das erste Antriebsaggregat ist zur Erzeugung der Schwenkarm- Schwenkbewegungen über ein erstes Zugmittelgetriebe mit dem Schwenkarm antriebsmäßig gekoppelt , während das zweite Antriebsaggregat zur Erzeugung der Greif einheit - Schwenkbewegungen über ein zweites Zugmittelgetriebe mit der Greif einheit antriebsmäßig gekoppelt ist . Als Zugmittelgetriebe empf iehlt sich insbesondere ein Riemengetriebe und dabei insbesondere ein Zahnriemengetriebe . The first drive unit expediently has a first drive unit arranged on the base unit, while the second drive unit has a second drive unit also arranged on the base unit and there in particular in the region of the first pivot axis. The first drive unit is drivingly coupled to generate the pivoting arm pivoting movements via a first traction mechanism with the pivoting arm, while the second drive unit for generating the gripping unit pivoting movements is drivingly coupled to the gripping unit via a second traction mechanism. In particular, a belt drive and in particular a toothed belt drive is recommended as the traction drive.
Die Greifeinheit ist vorzugsweise von einer f luidbetätigten und insbesondere von einer pneumatisch betätigten Bauart . Ei ne zur Betätigung der Greifeinheit geeignete Betätigungseinrichtung verfügt zweckmäßigerweise über mindestens einen f luidbetätigten Antrieb , dessen Betrieb mittels einer elektrisch ansteuerbaren Steuerventileinrichtung f luidisch hervorrufbar ist . Alternativ kann die Greif einheit aber ohne weiteres auch als eine rein elektrisch betätigbare Greifeinheit ausgeführt sein und beispielsweise mindestens einen elektrisch betätigbaren Spindelantrieb zum Hervorrufen der Greif funktion auf weisen . The gripping unit is preferably of the fluid actuated and more preferably of the pneumatically actuated type. An actuating device suitable for actuating the gripping unit expediently has at least one fluid-actuated drive, the operation of which can be brought about fluidly by means of an electrically controllable control valve device. Alternatively, the gripping unit can also be designed as a gripping unit that can be actuated purely electrically and can have, for example, at least one electrically actuatable spindle drive for causing the gripping function.
Das Handhabungs system kann in einer Weise ausgelegt sein, dass die Greifeinheit zum Abholen eines in der Bereitstel - lungsposition bef indlichen Obj ekts und zum Abgeben eines Obj ekts in der Abgabeposition innerhalb der x-y-Ebene , das heißt bezüglich der zweiten Schwenkachse , die gleiche winkel mäßige Ausrichtung hat . Dies erlaubt beispielsweise Abhol - und Abgabevorgänge von Obj ekten auf ein und derselben Seite der Lineareinheit . Bevorzugt ist allerdings eine Ausgestal tung, bei der die Greifeinheit zum Abholen und Abgeben eines Obj ekts bezüglich der zweiten Schwenkachse um 180 ° ver- schwenkbar ist beziehungsweise verschwenkt wird . Dies erlaubt Handhabungsvorgänge diesseits und j enseits einer sich entlang der Lineareinheit erstreckenden x- z -Ebene . The handling system can be designed in such a way that the gripping unit for picking up a ready - Development position indenden obj ect and for delivering an obj ect in the delivery position within the xy plane, that is, with respect to the second pivot axis, has the same angular orientation. This allows objects to be picked up and delivered on one and the same side of the linear unit, for example. However, an embodiment is preferred in which the gripping unit for picking up and delivering an object can be pivoted or is pivoted through 180° with respect to the second pivot axis. This allows handling operations on both sides of an x-z plane extending along the linear unit.
Eine bevorzugte Aus führungs form des Handhabungs systems sieht zusätzlich zu dem Handhabungsgerät ein Bereitstellungsmagazin und ein Abgabemagazin für Obj ekte vor , wobei das Handhabungs gerät in der y-Achsrichtung zwischen diesen beiden Magazinen angeordnet ist . Die Obj ekte bef inden sich bei Einnahme ihrer Bereitstellungsposition in dem Bereitstellungsmagazin und bei Einnahme ihrer Abgabeposition in dem Abgabemagazin . Im einfachsten Fall sind die beiden Magazine als Regale ausgebil det , in denen die Obj ekte lose abgestellt sind, sodass sie durch die Greifeinheit einfach entnommen und nach ihrer Umpositionierung wieder abgestellt werden können . A preferred embodiment of the handling system provides, in addition to the handling device, a supply magazine and a delivery magazine for objects, with the handling device being arranged between these two magazines in the y-axis direction. The objects are in the delivery magazine when they take up their ready position and in the delivery magazine when they take up their delivery position. In the simplest case, the two magazines are designed as shelves in which the objects are placed loosely, so that they can be easily removed by the gripping unit and placed back after they have been repositioned.
In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaf t , wenn zwischen dem Bereitstellungsmagazin und dem Abgabemagazin ein Zwischenraum ausgebildet ist , der in der y-Achsrichtung eine Zwischenraumbreite hat , wobei die Lineareinheit in dem Zwischenraum angeordnet ist und sich dort in der x-Achsrichtung erstreckt . Der Zwischenraum ist zweckmäßigerweise begehbar , um zu Wartungs - oder Umrüstzwecken eine Zugänglichkeit der Handhabungseinheit zu gewährleisten und um bei Störungen einen leichten Zugrif f zu den magazinierten Obj ekten zu erhalten . Nachfolgend wird die Erf indung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert . In dieser zeigen : In this context, it is advantageous if a space is formed between the supply magazine and the delivery magazine, which has a space width in the y-axis direction, the linear unit being arranged in the space and extending there in the x-axis direction. The intermediate space is expediently accessible in order to ensure accessibility of the handling unit for maintenance or conversion purposes and in order to obtain easy access to the stored objects in the event of a fault. The invention is explained in more detail below with reference to the attached drawing. In this show :
Figur 1 einen Ausschnitt einer bevorzugten Ausgestaltung des erf indungsgemäßen Handhabungs systems in einer perspektivischen Darstellung mit dem Fokus auf dem Handhabungsgerät des Handhabungs sys t ems , FIG. 1 shows a section of a preferred embodiment of the handling system according to the invention in a perspective view with the focus on the handling device of the handling system,
Figur 2 einen Längsschnitt der Anordnung aus Figur 1 gemäß der dortigen Schnittlinie I I - I I , und FIG. 2 shows a longitudinal section of the arrangement from FIG. 1 according to the section line I I - I I there, and
Fig . 3 - 12 stark schematisierte Drauf sichten des erf indungsgemäßen Handhabungs systems mit Blickrichtung in der Achsrichtung der z -Achse , wobei eine Auswahl aufei nanderfolgender Betriebsphasen gezeigt ist , die das Handhabungs system bei einem sich auf ein Obj ekt beziehenden Umpositioniervorgang durchlaufen kann . Fig. 3-12 highly schematized top views of the handling system according to the invention looking in the direction of the z-axis, with a selection of successive operating phases being shown which the handling system can go through in a repositioning process relating to an object.
Das in seiner Gesamtheit mit Bezugszif fer 1 bezeichnete Handhabungssystem wird unter Bezugnahme auf ein kartesisches x-y- z -Koordinatensystem beschrieben, das def iniert ist durch eine x-Achse , eine dazu orthogonale y-Achse und eine zu sowohl der x-Achse als auch der y-Achse orthogonale z -Achse . Richtungen, die in der Achsrichtung einer dieser kartesischen Achsen verlaufen, werden im Folgenden zur Vereinfachung auch nur als x- Achsrichtung, y-Achsrichtung und z -Achsrichtung bezeichnet . Positionen, die in der Achsrichtung einer dieser kartesischen Achsen eingenommen werden, sind im Folgenden zur Vereinfachung auch nur als x-Achspositionen, y-Achspositionen und z - Achspositionen bezeichnet . The handling system, designated in its entirety by the reference numeral 1, will be described with reference to an x-y-z Cartesian coordinate system defined by an x-axis , a y-axis orthogonal thereto, and one to both the x-axis and the y-axis orthogonal z-axis . Directions that run in the axial direction of one of these Cartesian axes are also referred to below as just the x-axis direction, y-axis direction and z-axis direction for the sake of simplicity. Positions that are taken in the axis direction of one of these Cartesian axes are also referred to below as x-axis positions, y-axis positions and z-axis positions for the sake of simplicity.
Bei einer bevorzugten Anwendung des Handhabungs systems 1 , die bei dem illustrierten Ausführungsbeispiel verwirklicht ist , erstreckt sich die z -Achse vertikal . Das Handhabungs system 1 verfügt über ein in den Figuren 1 und 2 in einer bevorzugten Ausgestaltung illustriertes Handhabungsgerät 2 , das als wesentliche Komponenten eine Handhabungseinheit 3 und eine Lineareinheit 4 aufweist . In a preferred application of the handling system 1 embodied in the illustrated embodiment, the z-axis extends vertically. The handling system 1 has a handling device 2 illustrated in FIGS. 1 and 2 in a preferred embodiment, which has a handling unit 3 and a linear unit 4 as essential components.
Die Handhabungseinheit 3 verfügt über eine Basiseinheit 5 , einen Schwenkarm 6 und eine Greif einheit 7 . Die Greif einheit 7 ist mit einer Greif Struktur 11 ausgestattet , mit der ein im Rahmen einer Handhabung umzupositionierendes Obj ekt 8 ergrif fen und nach der Umpositionierung wieder losgelassen werden kann . The handling unit 3 has a base unit 5 , a swivel arm 6 and a gripping unit 7 . The gripping unit 7 is equipped with a gripping structure 11 with which an object 8 to be repositioned within the framework of handling can be gripped and released again after the repositioning.
In der Zeichnung sind umzupositionierende Obj ekte 8 nur schematisch angedeutet . Die Obj ekte 8 können beliebiger Natur sein und es kann sich beispielsweise um Werkstücke handeln, wenn das Handhabungs system 1 beispielsweise in Bereichen der Fertigungstechnik eingesetzt wird . Ein bevorzugtes Einsatzgebiet ist allerdings die Handhabung verpackter Lebensmittel , insbesondere zur Bereitstellung für Verkauf szwecke . Das il lustrierte Handhabungs system 1 ist insbesondere für derartige Handhabungsaufgaben ausgelegt . Objects 8 to be repositioned are indicated only schematically in the drawing. The objects 8 can be of any type and can, for example, be workpieces if the handling system 1 is used in areas of manufacturing technology, for example. However, a preferred area of use is the handling of packaged foodstuffs, in particular to prepare them for sale. The illustrated handling system 1 is designed in particular for such handling tasks.
Bei der illustrierten bevorzugten Ausgestaltung verfügt das Handhabungs system 1 über ein in den Figuren 3 bis 12 ersicht liches Bereitstellungsmagazin 12 und ein ebenfalls in diesen vorgenannten Figuren illustriertes Abgabemagazin 13 . Beide Magazine 12 , 13 sind beispielhaf t als Regale ausgebildet , die eine in der z -Achsrichtung vertikal nach oben weisende Abstellf läche 14 aufweisen, auf der die umzupositionierenden Obj ekte 8 nebeneinander lose abstellbar oder abgestellt sind . In the illustrated preferred embodiment, the handling system 1 has a supply magazine 12, which can be seen in FIGS. 3 to 12, and a delivery magazine 13, which is also illustrated in these aforementioned figures. Both magazines 12, 13 are designed as shelves, for example, which have a storage surface 14 pointing vertically upwards in the z-axis direction, on which the objects 8 to be repositioned can be placed or placed next to one another loosely.
In den Figuren 3 bis 12 sind mehrere Obj ekte 8 ersichtlich, die auf der Abstellf läche 14 des Bereitstellungsmagazins 12 abgestellt sind, wobei sie j eweils eine als Bereitstellungs - position 15 bezeichnete Position einnehmen . Eine in der Zeichnung gepunktet illustrierte Bereitstellungsposition 16 bezeichnet eine Stelle , an der sich ein Obj ekt 8 vor seiner Entnahme befunden hat . Mit Hilfe des Handhabungsgerätes 2 können die Obj ekte 8 nacheinander in ihrer Bereitstellungsposition ergrif fen und im Rahmen einer Umpositionierbewegung in das Abgabemagazin 13 verbracht werden . In das Abgabemagazin 13 verbrachte Obj ekte 8 nehmen dort eine Abgabeposition 16 ein, wobei in der Zeichnung eine gepunktet illustrierte Abgabeposition 16 diej enige Stelle bezeichnet , an der durch einen später noch erläuterten Betriebsablauf ein aus seiner Bereit stellungsposition entnommenes Obj ekt 8 in das Abgabemagazin 13 abgegeben wird . In Figures 3 to 12 several obj ects 8 can be seen, which are parked on the Abstellf surface 14 of the supply magazine 12, where they are each one as a supply - position 15 designated position. A provision position 16 illustrated with dots in the drawing designates a location at which an object 8 was located before it was removed. With the aid of the handling device 2 , the objects 8 can be gripped one after the other in their ready position and brought into the delivery magazine 13 as part of a repositioning movement. Objects 8 placed in the delivery magazine 13 assume a delivery position 16 there, with a delivery position 16 illustrated with dots in the drawing denoting the point at which an object 8 removed from its ready position is placed in the delivery magazine 13 by an operational sequence that will be explained later is delivered .
Bei einer Anwendung im Lebensmittelhandel können in dem Bereitstellungsmagazin 12 verpackte Lebensmittel für den Kunden unsichtbar bereitgestellt werden, die nach Bedarf durch das Handhabungsgerät 2 nacheinander in das Abgabemagazin 13 verbracht werden, wo sie für Kunden zur Ansicht und Entnahme zwecks ihres Erwerbes zugänglich sind . In an application in the food trade, packaged food can be made available invisibly for the customer in the delivery magazine 12, which is successively brought into the delivery magazine 13 by the handling device 2 as required, where it is accessible for customers to view and remove for the purpose of their purchase.
Die beiden Magazine 12 , 13 sind in der y-Achsrichtung beab- standet zueinander angeordnet . Zwischen ihnen bef indet sich ein Zwischenraum 17 , der in der y-Achsrichtung eine gewisse Zwischenraumbreite hat und in dem das Handhabungsgerät 2 platziert ist . The two magazines 12, 13 are spaced apart from one another in the y-axis direction. Between them there is an intermediate space 17 which has a certain intermediate space width in the y-axis direction and in which the handling device 2 is placed.
Die Handhabungseinheit 3 ist über ihre Basiseinheit 5 so an der Lineareinheit 4 angebracht , dass durch eine Betätigung der Lineareinheit 4 eine Linearbewegung der Basiseinheit 5 in der x-Achsrichtung hervorrufbar ist , wobei die möglichen Li nearbewegungen als Basiseinheit -Linearbewegungen 18 bezeichnet werden, die in der Zeichnung durch einen Doppelpfeil il lustriert sind . Im Rahmen der Basiseinheit -Linearbewegungen 18 lässt sich die Basiseinheit 5 linear in wahlweise einer von zwei möglichen Richtungen verlagern und nach Bedarf in beliebigen a-Achspositionen entlang der x-Achse positionieren . The handling unit 3 is attached to the linear unit 4 via its base unit 5 in such a way that an actuation of the linear unit 4 can cause a linear movement of the base unit 5 in the x-axis direction, with the possible linear movements being referred to as base unit linear movements 18, which are shown in of the drawing are illustrated by a double arrow . Within the framework of the basic unit -Linear movements 18, the base unit 5 can be linearly displaced in either one of two possible directions and, if required, positioned in any desired a-axis position along the x-axis.
Erzeugbar sind die Basiseinheit -Linearbewegungen 18 durch ei ne im Folgenden zur besseren Unterscheidung als dritte Antriebseinheit 22c bezeichnete Antriebseinheit einer zu dem Handhabungsgerät 2 gehörenden Antriebseinrichtung 22 , die sich exemplarisch aus mehreren individuellen Antriebseinhei ten 22a , 22b , 22c zusammensetzt . The base unit linear movements 18 can be generated by a drive unit, referred to below as the third drive unit 22c for better differentiation, of a drive device 22 belonging to the manipulator 2, which is composed of several individual drive units 22a, 22b, 22c, for example.
Für die gewünschte Betriebsweise ist die Antriebseinrichtung 22 mittels einer elektronischen Steuereinrichtung 23 des Handhabungs systems 1 elektrisch ansteuerbar . Exemplarisch ist die elektronische Steuereinrichtung 23 für diesen Zweck mit der dritten Antriebseinheit 22c elektrisch verbunden . Dafür verwendete elektrische Steuerleitungen sind bei 24c angedeutet . For the desired mode of operation, the drive device 22 can be controlled electrically by means of an electronic control device 23 of the handling system 1 . For example, the electronic control device 23 is electrically connected to the third drive unit 22c for this purpose. Electrical control lines used for this are indicated at 24c.
Die Lineareinheit 8 hat exemplarisch eine Längsachse 21 , die parallel zu der x-Achse verläuf t . The linear unit 8 has, for example, a longitudinal axis 21 which runs parallel to the x-axis.
Bevorzugt enthält die Lineareinheit 4 eine sich in der x- Achsrichtung erstreckende Führungsstruktur 25 und ein an dieser Führungsstruktur 25 in der x-Achsrichtung verschiebbar gelagertes Abtriebsglied 26 , das in der Zeichnung nur in den Figuren 1 und 2 abgebildet ist . Durch die dritte Antriebseinheit 22c kann das Abtriebsglied 26 zu linearen Abtriebsbewegungen 27 in der x-Achsrichtung angetrieben werden, bei denen es durch die Führungsstruktur 25 exakt geführt ist . Bei spielsweise ist die Lineareinheit 4 mit einem Zahnriemenantrieb ausgestattet , der einen an dem Abtriebsglied 26 angrei fenden Zahnriemen 28 aufweist , der durch die dritte Antriebs - einheit 22c zu einer Umlauf bewegung um nicht weiter il lustrierte Rollen antreibbar ist , bei der er das Abtriebs glied 26 unter Erzeugung einer linearen Abtriebsbewegung 27 mit nimmt . The linear unit 4 preferably contains a guide structure 25 extending in the x-axis direction and an output member 26 which is mounted on this guide structure 25 so as to be displaceable in the x-axis direction and is only shown in FIGS. 1 and 2 in the drawing. The output member 26 can be driven by the third drive unit 22c to perform linear output movements 27 in the x-axis direction, during which it is precisely guided by the guide structure 25 . For example, the linear unit 4 is equipped with a toothed belt drive, which has a toothed belt 28 engaging the driven member 26, which is driven by the third drive unit 22c can be driven to perform a revolving movement around rollers that are not illustrated in more detail, during which it takes the output member 26 with it, generating a linear output movement 27 .
Die Handhabungseinheit 3 ist mit ihrer Basiseinheit 5 an dem Abtriebsglied 26 angeordnet , sodass sie die linearen Abtriebsbewegungen 27 mitmacht , woraus die erwähnten Basiseinheit -Linearbewegungen 18 resultieren . The handling unit 3 is arranged with its base unit 5 on the output member 26 so that it participates in the linear output movements 27 , from which the mentioned base unit linear movements 18 result.
Beispielhaf t verfügt die Basiseinheit 5 über einen Sockel 31 , über den sie am Abtriebsglied 26 befestigt ist . Ein starr mit dem Sockel 31 verbundener , bevorzugt eine lineare Längser- streckung aufweisender Tragarm 32 der Basiseinheit 5 ragt von dem Sockel 31 weg, wobei er sich in einer strichpunktiert angedeuteten Basisebene 33 erstreckt , die parallel zu einer von der x-Achse und der y-Achse gemeinsam auf gespannten x-y-EbeneFor example, the base unit 5 has a base 31 via which it is attached to the output member 26 . A support arm 32 of the base unit 5, which is rigidly connected to the base 31 and preferably has a linear longitudinal extension, protrudes from the base 31, wherein it extends in a base plane 33, indicated by dot-dashed lines, which is parallel to one of the x-axis and the y -Axis common on tense x-y plane
34 ausgerichtet ist . Zweckmäßigerweise ragt der Tragarm 32 in der y-Achsrichtung von dem Sockel 31 weg, wobei sein zu dem Sockel 31 beabstandeter distaler Armendabschnitt 35 bevorzugt dem Abgabemagazin 13 zugewandt ist . 34 is aligned. The support arm 32 expediently projects away from the base 31 in the y-axis direction, with its distal arm end section 35 spaced apart from the base 31 preferably facing the dispensing magazine 13 .
Der Schwenkarm 6 hat bevorzugt eine lineare Erstreckung und verfügt über einen bezogen auf die Basiseinheit 5 proximalen Armendabschnitt 36 und einen diesbezüglich beabstandeten dis talen Armendabschnitt 37 . Mit seinem proximalen Armendabschnitt 36 ist der Schwenkarm 6 am distalen ArmendabschnittThe swivel arm 6 preferably has a linear extension and has a proximal arm end section 36 with respect to the base unit 5 and a distal arm end section 37 spaced apart with respect thereto. With its proximal arm end section 36, the swivel arm 6 is at the distal arm end section
35 des Tragarms 32 derart verschwenkbar gelagert , dass er bezüglich der Basiseinheit 5 um eine erste Schwenkachse 38 hin und her verschwenkbar ist . Die erste Schwenkachse 38 erstreckt sich in der zu der x-y-Ebene 34 orthogonalen z - Achsrichtung, sodass die vom Schwenkarm 6 ausführbaren, als Schwenkarm- Schwenkbewegungen 42 bezeichneten Schwenkbewegun- gen in einer zu der x-y-Ebene 34 parallelen ersten Schwenkebene 43 stattf inden . 35 of the support arm 32 is pivotably mounted in such a way that it can be pivoted back and forth about a first pivot axis 38 with respect to the base unit 5 . The first pivoting axis 38 extends in the z-axis direction, which is orthogonal to the xy plane 34, so that the pivoting movements that can be carried out by the pivoting arm 6 and are referred to as pivoting arm pivoting movements 42 gene take place in a parallel to the xy plane 34 first pivot plane 43 indents.
Die Greifeinheit 7 ist an dem distalen Armendabschnitt 37 des Schwenkarms 6 um eine zweite Schwenkachse 39 verschwenkbarThe gripping unit 7 can be pivoted about a second pivot axis 39 on the distal arm end section 37 of the pivot arm 6
5 gelagert . Die zweite Schwenkachse 39 ist wie die erste Schwenkachse 38 orthogonal zu der x-y-Ebene 34 ausgerichtet , wobei sie zu der ersten Schwenkachse 38 beabstandet ist . Bezüglich des Schwenkarms 6 ausgeführte , als Greif einheit - Schwenkbewegungen 44 bezeichnete Schwenkbewegungen um die0 zweite Schwenkachse 39 führt die Greif einheit 7 in einer zweiten Schwenkebene 45 aus , die wie die erste Schwenkebene 43 parallel zu der x-y-Ebene 34 ausgerichtet ist . 5 stored . The second pivot axis 39 , like the first pivot axis 38 , is oriented orthogonally to the x-y plane 34 while being spaced from the first pivot axis 38 . Pivoting movements about the second pivoting axis 39, referred to as gripping unit pivoting movements 44, are carried out by the gripping unit 7 in a second pivoting plane 45, which, like the first pivoting plane 43, is aligned parallel to the x-y plane 34.
Die schwenkbare Lagerung der Greifeinheit 7 bezüglich des Schwenkarms 6 erfolgt an einem Befestigungsabschnitt 46 der Greifeinheit 7 . Der Befestigungsabschnitt 46 ist in der Achs richtung der zweiten Schwenkachse 39 benachbart zu dem distalen Armendabschnitt 37 des Schwenkarms 6 angeordnet . Die Greif Struktur 11 ist an dem Befestigungsabschnitt 46 angeordnet , und zwar insbesondere in einer Weise , bei der sie ent ¬0 sprechend dem illustrierten Ausführungsbeispiel von dem Befestigungsabschnitt 46 in bezüglich der zweiten Schwenkachse 39 radialer Richtung wegragt . An einer von der zweiten Schwenkachse 39 abgewandten Vorderseite def iniert die Greif Struktur 11 einen Obj ektaufnahmebereich 47 , der ausge¬5 bildet ist , um ein zu ergreifendes beziehungsweise ergrif fenes Obj ekt zumindest teilweise auf zunehmen . The gripping unit 7 is pivotably mounted with respect to the pivoting arm 6 on a fastening section 46 of the gripping unit 7 . The fastening section 46 is arranged in the axial direction of the second pivot axis 39 adjacent to the distal arm end section 37 of the pivot arm 6 . The gripping structure 11 is arranged on the attachment section 46 , in particular in a manner in which it projects away from the attachment section 46 in a radial direction with respect to the second pivot axis 39 , in accordance with the illustrated exemplary embodiment. On a front side facing away from the second pivot axis 39, the gripping structure 11 defines an object receiving area 47, which is designed to at least partially receive an object that is to be gripped or has been gripped.
Die Greif einheit 7 hat eine Greifeinheit -Längsachse 48 , die sich in der zweiten Schwenkebene 45 in bezüglich der zweiten Schwenkachse 39 radialer Richtung erstreckt , wobei sie die0 zweite Schwenkachse 39 und den Obj ektaufnahmebereich 47 schneidet . Bei den Greif einheit - Schwenkbewegungen 44 schwenkt somit der Obj ektaufnahmebereich 47 mit radialem Abstand um die zweite Schwenkachse 39 herum . The gripping unit 7 has a gripping unit longitudinal axis 48 which extends in the second pivoting plane 45 in the radial direction with respect to the second pivoting axis 39 , intersecting the second pivoting axis 39 and the object receiving area 47 . At the gripping unit - pivoting movements 44 pivots thus the object receiving area 47 with a radial spacing around the second pivot axis 39 .
Bevorzugt hat die Greif Struktur 11 zwei von der zweiten Schwenkachse 39 , beziehungsweise genauer gesagt von dem Befestigungsabschnitt 46 in der zweiten Schwenkebene 45 wegragende Greif arme 52 , die sich längsseits nebeneinander erstrecken, insbesondere mit einer zu der Greif einheit -Längsachse 48 parallelen Ausrichtung . Diese beiden Greif arme 45 haben j eweils einen von dem Befestigungsabschnitt 46 abgewandten f reien Endbereich, wobei sie insbesondere mit diesen f reien Endbereichen den dazwischen bef indlichen Obj ektauf nahmebe- reich 47 begrenzen . The gripping structure 11 preferably has two gripping arms 52 that protrude away from the second pivot axis 39, or more precisely from the fastening section 46 in the second pivot plane 45, which extend alongside one another, in particular with an alignment parallel to the longitudinal axis 48 of the gripping unit. These two gripping arms 45 each have a free end region facing away from the fastening section 46, and in particular with these free end regions they delimit the object receiving region 47 located between them.
Die Greifarme 52 können zu durch Doppelpfeile angedeuteten Greif armbewegungen 53 angetrieben werden, durch die sich die Breite des Obj ektaufnahmebereiches 47 verändern lässt . Auf diese Weise kann ein in den Obj ektaufnahmebereich 47 eingeführtes Obj ekt 8 wahlweise ergrif fen und festgehalten und auch wieder losgelassen werden . The gripper arms 52 can be driven to gripper arm movements 53 indicated by double arrows, through which the width of the object receiving area 47 can be changed. In this way, an object 8 introduced into the object receiving area 47 can be selectively gripped and held and also released again.
Zum Hervorrufen der Greif armbewegungen 53 verfügt die Grei feinheit 7 über eine Betätigungseinrichtung 54 . Der Befesti gungsabschnitt 46 gehört zu der Betätigungseinrichtung 54 und ist exemplarisch von einem Gehäuse 54a der Betätigungseinrichtung 54 gebildet . Innerhalb des Gehäuses 54a bef inden sich mit den beiden Greifarmen 52 antriebsmäßig verbundene Betätigungsmittel 55 , die abhängig vom Typ der Greif einheit 7 elektrisch oder mit Fluidkraf t betätigbar sind, um die Greif armbewegungen 53 hervorzurufen . The gripping unit 7 has an actuating device 54 for causing the gripping arm movements 53 . The fastening section 46 belongs to the actuating device 54 and is formed, for example, by a housing 54a of the actuating device 54 . Inside the housing 54a there are actuating means 55 which are drivingly connected to the two gripping arms 52 and which, depending on the type of gripping unit 7, can be actuated electrically or with fluid power in order to cause the gripping arm movements 53.
Exemplarisch ist die Greifeinheit 7 von einer f luidbetätigten und dabei insbesondere von einer pneumatisch betätigten Bauart . Die Betätigungsmittel 55 enthalten in diesem Zusammen- hang insbesondere mindestens einen durch Fluidkraf t verschiebbaren Antriebskolben, der mit der Greif Struktur 11 antriebsmäßig gekoppelt ist . Über nur schematisch angedeutete Fluidleitungen 56 , beispielsweise Druckluf tschläuche , kann ein Betätigungsf luid gesteuert zu- und abgeführt werden, um die Greif armbewegungen 53 hervorzurufen . Für die Fluidsteuerung ist eine mit den Fluidleitungen 56 verbundene , elektrisch betätigbare Steuerventileinrichtung 57 vorhanden, die zum Empfang von sie betätigenden elektrischen Steuersignalen über elektrische Steuerleitungen 24d mit der elektroni schen Steuereinrichtung 23 verbunden ist . By way of example, the gripping unit 7 is of a fluid-actuated and in particular of a pneumatically-actuated type. The actuating means 55 contain in this combination In particular, there is at least one drive piston that can be displaced by fluid power and that is drivingly coupled to the gripping structure 11 . An actuating fluid can be supplied and discharged in a controlled manner via fluid lines 56 , which are only indicated schematically, for example compressed air hoses, in order to bring about the movements of the gripping arm 53 . For fluid control, there is an electrically actuatable control valve device 57 connected to the fluid lines 56, which is connected to the electronic control device 23 via electrical control lines 24d in order to receive electrical control signals that actuate it.
Die geschilderte Ausgestaltung der Greifeinheit 7 ermöglicht es , gemäß den später noch näher erläuterten Betriebsphasen der Figuren 5 und 6 ein in einer Bereitstellungsposition 15 bef indliches Obj ekt 8 zu greifen, während eines anschließenden, in der Zeichnung aus den Betriebsphasen der Figuren 8 bis 10 ersichtlichen Umpositioniervorganges festzuhalten und schließlich bei Erreichen einer gewünschten Abgabeposition gemäß den in den Figuren 11 und 12 illustrierten Betriebsphasen wieder loszulassen . The design of the gripping unit 7 described makes it possible to grip an object 8 located in a ready position 15 according to the operating phases of FIGS Hold on to the repositioning process and finally release it again when a desired release position is reached according to the operating phases illustrated in FIGS. 11 and 12.
Die bereits angesprochene Antriebseinrichtung 22 ist nicht nur zur Erzeugung der Basiseinheit -Linearbewegungen 18 ausgebildet , sondern ebenfalls zur Erzeugung der Schwenkarm- Schwenkbewegungen 42 und der Greif einheit - Schwenkbewegungen 44 . An dieser Stelle sei erwähnt , dass die Schwenkbewegungen selbstverständlich bezogen auf die j eweils zugeordnete Schwenkachse 38 , 39 sowohl im Uhrzeigersinn als auch entgegen dem Uhrzeigersinn ausführbar sind . The already mentioned drive device 22 is designed not only to generate the base unit linear movements 18 but also to generate the swivel arm swivel movements 42 and the gripping unit swivel movements 44 . It should be mentioned at this point that the pivoting movements can of course be carried out both clockwise and counterclockwise in relation to the respectively assigned pivot axis 38 , 39 .
Bevorzugt enthält die Antriebseinrichtung 22 gesonderte Antriebseinheiten zur Erzeugung der beiden Schwenkbewegungen 42 , 44 . So enthält sie eine erste Antriebseinheit 22a zur Er- zeugung der Schwenkarm- Schwenkbewegungen 42 und eine diesbezüglich gesonderte zweite Antriebseinheit 22b zur Erzeugung der Greif einheit - Schwenkbewegungen 44 . Die beiden Antriebs einheiten 22a , 22b sind über elektrische Steuerleitungen 24a , 24b ebenso wie die der Lineareinheit 4 zugeordnete dritte Antriebseinheit 22c mit der elektronischen Steuereinrichtung 23 elektrisch verbunden, um den j eweiligen Betrieb steuernde Steuersignale zu empfangen und auch um Rückmeldesignale an die elektronische Steuereinrichtung 23 zurückzuübertragen . Solche Rückmeldesignale enthalten insbesondere Positionsinformationen über die momentane x-Achsposition der Basiseinheit 5 und über die momentane Schwenkposition des Schwenkarms 6 und der Greif einheit 7 . The drive device 22 preferably contains separate drive units for generating the two pivoting movements 42 , 44 . So it contains a first drive unit 22a for generation of the pivoting arm pivoting movements 42 and a separate second drive unit 22b in this regard for generating the gripping unit pivoting movements 44 . The two drive units 22a, 22b are electrically connected to the electronic control device 23 via electrical control lines 24a, 24b, as is the third drive unit 22c assigned to the linear unit 4, in order to receive control signals controlling the respective operation and also to send feedback signals to the electronic control device 23 transfer back . Such feedback signals contain, in particular, position information about the instantaneous x-axis position of the base unit 5 and the instantaneous pivoting position of the pivoting arm 6 and the gripping unit 7 .
Bei dem illustrierten Ausführungsbeispiel bef inden sich die Bereitstellungspositionen 15 und die Abgabepositionen 16 der Obj ekte 8 in der z -Achsrichtung auf gleicher Höhe . Dement sprechend ist es vorteilhaf t , wenn sich die in der z - Achsrichtung betrachtete Höhenposition des Handhabungsgerätes 2 bei einem ein Obj ekt 8 umpositionierenden Handhabungs zyklus nicht verändert . Es besteht daher die Möglichkeit , zur Reali sierung des Handhabungsgerätes 2 auf eine Lineareinheit 4 zurückzugreifen, bei der die Basiseinheit in der z -Achsrichtung unbeweglich am Abtriebsglied 26 befestigt ist . In the illustrated embodiment, the supply positions 15 and the delivery positions 16 of the objects 8 are at the same height in the z-axis direction. Accordingly, it is advantageous if the height position of the handling device 2 viewed in the z-axis direction does not change during a handling cycle that repositions an object 8 . It is therefore possible to use a linear unit 4 for realizing the manipulator 2, in which the base unit is fastened immovably to the output member 26 in the z-axis direction.
Im Vergleich dazu bietet das beispielhaf te Handhabungsgerät 2 j edoch die Möglichkeit , die Höhenposition der Handhabungseinheit 3 und somit insbesondere auch der Greifeinheit 7 in der z -Achsrichtung zu variieren, sodass die vorteilhaf te Möglichkeit besteht , auf unterschiedlicher Höhe bereitgestellte oder abzugebende Obj ekte 8 umzupositionieren . Realisiert ist diese vertikale Verfahr- und Positioniermöglichkeit beispielhaf t dadurch, dass die Basiseinheit 5 mit ihrem Sockel 31 in der z -Achsrichtung verfahrbar am Abtriebsglied 26 der Linearein- heit 4 angeordnet ist . Die möglichen z -Verf hrbewegungen 60 sind in der Zeichnung durch einen Doppelpfeil illustriert . Exemplarisch ist der Sockel 31 mit einem Schlittenabschnitt 31a an dem sich in der z -Achsrichtung erstreckenden Abtriebs glied 26 verschiebbar gelagert , wobei eine nicht weiter il lustrierte weitere Antriebseinheit der Antriebseinrichtung 22 , die auch an die elektronische Steuereinrichtung 23 angeschlossen ist , die z -Verfahrbewegungen 60 und die Positionierung in gewünschten z -Achspositionen hervorrufen kann . In comparison, however, the exemplary handling device 2 offers the possibility of varying the height position of the handling unit 3 and thus in particular also of the gripping unit 7 in the z-axis direction, so that there is the advantageous possibility of objects 8 provided or to be handed over at different heights to reposition . This vertical movement and positioning option is realized, for example, in that the base unit 5 can be moved with its base 31 in the z-axis direction on the output member 26 of the linear unit. unit 4 is arranged. The possible z displacement movements 60 are illustrated in the drawing by a double arrow. For example, the base 31 is slidably mounted with a carriage section 31a on the driven member 26 extending in the z-axis direction, with a further drive unit of the drive device 22, which is not illustrated in any more detail, which is also connected to the electronic control device 23, performing the z-travel movements 60 and positioning in the desired z-axis positions.
Um ein Obj ekt 8 in seiner Bereitstellungsposition 15 zwecks eines Umpositioniervorganges abzuholen, wird die Greifeinheit 7 durch entsprechende elektrische Ansteuerung der Antriebs einrichtung 22 in eine aus den Figuren 5 und 6 ersichtliche Arbeitsstellung 61 verfahren, sodass sich das Obj ekt 8 in dem Obj ektaufnahmebereich 47 der Greif Struktur 11 bef indet . Zur besseren Unterscheidung wird diese Arbeitsstellung 61 im Fol genden auch als Abhol -Arbeitsstellung 61a bezeichnet . In order to pick up an object 8 in its ready position 15 for the purpose of a repositioning process, the gripping unit 7 is moved into a working position 61, which can be seen in Figures 5 and 6, by appropriate electrical activation of the drive device 22, so that the object 8 is in the object receiving area 47 the gripping structure 11 is located. For better differentiation, this working position 61 is also referred to below as the pick-up working position 61a.
Zum Abgeben des zuvor ergrif fenen und anschließend umpositionierten Obj ektes 8 in einer Abgabeposition 16 wird die Grei feinheit 7 durch die entsprechend angesteuerte Antriebseinrichtung 22 in eine aus Figuren 11 und 12 ersichtliche andere Arbeitsstellung 61 positioniert , die dadurch charakterisiert ist , dass das Obj ekt 8 die gewünschte Abgabeposition 16 einnimmt und sich gleichzeitig noch im Obj ektaufnahmebereich 47 der Greif Struktur 11 bef indet . Zur besseren Unterscheidung wird diese Arbeitsstellung 61 im Folgenden auch als Abgabe- Arbeitsstellung 61b bezeichnet . To deliver the previously gripped and then repositioned object 8 in a delivery position 16, the gripping unit 7 is positioned by the appropriately controlled drive device 22 in another working position 61, which can be seen in Figures 11 and 12, which is characterized in that the object 8 assumes the desired delivery position 16 and at the same time is still in the object receiving area 47 of the gripping structure 11 . For better differentiation, this working position 61 is also referred to below as delivery working position 61b.
Jede Arbeitsposition 61 , 61a , 61b der Greifeinheit 7 ist in der x-y-Ebene 34 durch zwei Koordinaten def iniert , nämlich durch eine x-Achsposition entlang der x-Achsrichtung der x- Achse und durch eine y-Achsposition entlang der y- Achsrichtung der y-Achse . Diese x-y-Koordinaten unterscheiden sich in der Abhol -Arbeitsstellung 61a von der Abgabe- Arbeitsstellung 61b . Each working position 61, 61a, 61b of the gripping unit 7 is defined in the xy plane 34 by two coordinates, namely by an x-axis position along the x-axis direction of the x-axis and by a y-axis position along the y-axis. axis direction of the y-axis . These xy coordinates differ in the pick-up working position 61a from the delivery working position 61b.
Eine Besonderheit des Handhabungs systems 1 besteht darin, dass die Antriebseinrichtung 22 bei einem ein Umpositionieren eines Obj ekts 8 bezweckenden Handhabungs zyklus durch die elektronische Steuereinrichtung 23 derart angesteuert wird, dass die Greifeinheit 7 sowohl beim Verfahren in eine Arbeitsstellung 61 als auch beim Herausfahren aus einer Arbeitsstellung 61 zum Abholen oder Abgeben eines Obj ekts 8 ei ne durch Pfeile angedeutete , rein lineare Arbeitsbewegung 62 ausführt , die mit konstanter x-Achsposition in der y- Achsrichtung stattf indet , also ohne eine wie auch immer überlagerte Bewegung in der x-Achsrichtung, und die zur besseren Unterscheidung als y-Arbeitsbewegung bezeichnet wird . A special feature of the handling system 1 is that, during a handling cycle intended to reposition an object 8, the drive device 22 is controlled by the electronic control device 23 in such a way that the gripping unit 7 moves both when moving into a working position 61 and when moving out of a Working position 61 for picking up or delivering an object 8 executes a purely linear working movement 62 indicated by arrows, which takes place with a constant x-axis position in the y-axis direction, i.e. without any superimposed movement in the x-axis direction, and which, for better distinction, is called the y-work movement.
Zur besseren Unterscheidung wird im Folgenden die in Richtung einer Bereitstellungsposition 15 oder Abgabeposition 16 stattf indende lineare y-Arbeitsbewegung 62 auch als lineare Einfahr-Arbeitsbewegung 62a und die sich von einer Bereit stellungsposition 15 oder Abgabeposition 16 entfernende lineare y-Arbeitsbewegung 62 auch als lineare Ausfahr- Arbeitsbewegung 62b bezeichnet . For better distinction, the linear y-working movement 62 taking place in the direction of a ready position 15 or delivery position 16 is also referred to below as a linear retraction working movement 62a, and the linear y-working movement 62 moving away from a ready position 15 or delivery position 16 is also referred to as a linear extension - Working movement 62b called.
Zwar könnte die Greifeinheit 7 prinzipiell auch allein durch die Schwenkarm- Schwenkbewegungen 42 und die Greif einheit - Schwenkbewegungen 44 in der y-Achsrichtung in das Bereitstel lungsmagazin 12 und das Abgabemagazin 13 hinein und auch wieder herausbewegt werden, was allerdings aufgrund der vorgegebenen Kinematik zwangsweise mit einer überlagerten Bewegung in der x-Achsrichtung verbunden wäre . Durch die zusätzlich erzeugbaren Basiseinheit -Linearbewegungen 18 können die durch die Schwenkbewegungen 42 , 44 in der x-Achsrichtung hervorge- rufenen Bewegungen der Basiseinheit 5 j edoch so kompensiert werden, dass die Greifeinheit 7 während der linearen y- Arbeitsbewegungen 62 nur ihre y-Achsposition verändert , die x-Achsposition j edoch konstant beibehält . In principle, the gripping unit 7 could also be moved in and out of the supply magazine 12 and the delivery magazine 13 solely by the pivoting arm pivoting movements 42 and the gripping unit pivoting movements 44 in the y-axis direction; would be connected to a superimposed movement in the x-axis direction. Due to the base unit linear movements 18 that can be generated in addition, the pivot movements 42, 44 in the x-axis direction can called movements of the base unit 5, however, are compensated in such a way that the gripping unit 7 only changes its y-axis position during the linear y-working movements 62, but keeps the x-axis position constant.
In den Figuren 4 bis 7 und 10 ist durch eine strichpunktierte Linie der lineare Verfahrweg 63 der Greifeinheit 7 angedeutet , entlang dessen sich die Greif einheit 7 bei ihren rein linearen y-Arbeitsbewegungen 62 bewegt . In FIGS. 4 to 7 and 10, the linear travel path 63 of the gripping unit 7 is indicated by a dot-dash line, along which the gripping unit 7 moves during its purely linear y working movements 62.
Die elektronische Steuereinrichtung 23 ist mit einer integrierten Steuerungsfunktionalität ausgestattet , die - insbesondere auch unter Berücksichtigung der weiter oben erwähnten Rückmeldesignale - dafür ausgebildet ist , die Antriebseinrichtung 22 und exemplarisch die drei Antriebseinheiten 22a , 22b , 22c so anzusteuern, dass sich überlagernde Greif einheit - Schwenkbewegungen 44 , Schwenkarm- Schwenkbewegungen 42 und Basiseinheit -Linearbewegungen 18 stattf inden, wobei die Bewegungsüberlagerung die rein lineare y-Arbeitsbewegung 62 der Greif einheit 7 zur Folge hat . The electronic control device 23 is equipped with an integrated control functionality, which - in particular also taking into account the feedback signals mentioned above - is designed to control the drive device 22 and, for example, the three drive units 22a, 22b, 22c in such a way that overlapping gripping unit - pivoting movements 44, swivel arm swivel movements 42 and base unit linear movements 18 take place, with the superimposition of movements resulting in the purely linear y working movement 62 of the gripping unit 7 .
Durch die rein lineare , in der y-Achsrichtung orientierte y- Arbeitsbewegung 62 können Obj ekte 8 ohne Beeinträchtigung benachbarter Obj ekte 8 selbst dann zuverlässig umpositioniert werden, wenn die Bereitstellungspositionen 15 und/oder Abgabepositionen 16 innerhalb der Magazine 12 , 13 sehr eng beiei nander liegen . Due to the purely linear y working movement 62 oriented in the y-axis direction, objects 8 can be reliably repositioned without affecting neighboring objects 8 even if the ready positions 15 and/or delivery positions 16 within the magazines 12, 13 are very close together lay .
Bevorzugt ist die elektronische Steuereinrichtung 23 ferner so ausgebildet , dass die Ansteuerung der Antriebseinrichtung 22 in einer Weise erfolgt , bei der die drehwinkelmäßige Aus richtung der Greifeinheit 7 innerhalb der zweiten Schwenkebene 45 während der linearen y-Arbeitsbewegung 62 konstant bleibt . Es f indet während der linearen y-Arbeitsbewegung also kein Verschwenken der Greif einheit 7 um irgendeine zur z - Achse parallele Achse statt . Dadurch ist ein besonders exaktes , zielgerichtetes Abholen und Abgeben von Obj ekten 8 möglich . Insbesondere erfolgt die Ansteuerung der Antriebseinrichtung 22 derart , dass die innerhalb der zweiten Schwenkebene 45 eingenommene Drehwinkelposition des Ob j ektauf nähme - bereiches 47 bei der linearen y-Arbeitsbewegung 62 konstant bleibt . Die weiter oben erwähnte Greifeinheit -Längsachse 48 behält dementsprechend bei dem illustrierten Ausführungsbei spiel bei j eder linearen y-Arbeitsbewegung 62 ihre Paralleli tät zur y-Achse bei . The electronic control device 23 is preferably also designed in such a way that the drive device 22 is actuated in such a way that the angular orientation of the gripping unit 7 within the second pivoting plane 45 remains constant during the linear y working movement 62 . So it finds during the linear y-working movement there is no pivoting of the gripping unit 7 about any axis parallel to the z-axis. As a result, objects 8 can be picked up and delivered in a particularly precise, targeted manner. In particular, the actuation of the drive device 22 takes place in such a way that the rotational angle position of the object-taking region 47 assumed within the second pivoting plane 45 remains constant during the linear y working movement 62 . The longitudinal axis 48 of the gripping unit mentioned above accordingly retains its parallelism to the y-axis in the illustrated exemplary embodiment during each linear y-work movement 62 .
Insbesondere die Figuren 1 und 2 zeigen eine bevorzugte konstruktive Umsetzung des Handhabungs systems 1 . In particular, FIGS. 1 and 2 show a preferred structural implementation of the handling system 1.
Dementsprechend sind die vorhandenen Antriebseinheiten 22a , 22b , 22c bevorzugt als rein elektrische Antriebseinheiten ausgebildet , obgleich prinzipiell auch f luidbetätigte Bauarten zum Einsatz kommen könnten . Accordingly, the existing drive units 22a, 22b, 22c are preferably designed as purely electric drive units, although in principle fluid-actuated designs could also be used.
Die für die Erzeugung der Schwenkarm- Schwenkbewegungen 42 zuständige erste Antriebseinheit 22a verfügt über ein an der Basiseinheit 5 angeordnetes erstes Antriebsaggregat 64 , wobei dieses erste Antriebsaggregat 64 im Bereich des Sockels 31 platziert ist . Die für die Erzeugung der Greifeinheit - Schwenkbewegungen 44 zuständige zweite Antriebseinheit 22b hat ein eigenes , zweites Antriebsaggregat 65 , das ebenfalls an der Basiseinheit angeordnet ist , allerdings im Bereich des distalen Armendabschnittes 35 und somit im Bereich der ersten Schwenkachse 38 . Die Anbringung der beiden Antriebsaggregate 64 , 65 an der Basiseinheit 5 reduziert die bei den Schwenkbewegungen 42 , 44 zu bewegenden Massen . Beide Antriebsaggregate 64 , 65 sind exemplarisch von Elektromotoren gebildet und dabei insbesondere von Servomotoren . The first drive unit 22a responsible for generating the swivel arm swivel movements 42 has a first drive unit 64 arranged on the base unit 5 , with this first drive unit 64 being placed in the area of the base 31 . The second drive unit 22b responsible for generating the gripping unit pivoting movements 44 has its own second drive unit 65 , which is also arranged on the base unit, but in the area of the distal arm end section 35 and thus in the area of the first pivot axis 38 . Attaching the two drive units 64 , 65 to the base unit 5 reduces the masses to be moved during the pivoting movements 42 , 44 . Both drive units 64 , 65 are formed by electric motors, for example, and in particular by servomotors.
Jedes Antriebsaggregat 64 , 65 hat eine rotativ antreibbare Antriebswelle 64a , 65a , deren Längsachse in der z - Achsrichtung verläuf t , wobei die Längsachse der Antriebswelle 64a des ersten Antriebsaggregats 64 die erste Schwenkachse 38 und die Antriebswelle 65a des zweiten Antriebsaggregats 65 die zweite Schwenkachse 39 def iniert . Each drive unit 64, 65 has a rotationally drivable drive shaft 64a, 65a, the longitudinal axis of which runs in the z-axis direction, the longitudinal axis of the drive shaft 64a of the first drive unit 64 being the first pivot axis 38 and the drive shaft 65a of the second drive unit 65 being the second pivot axis 39 Are defined .
Das erste Antriebsaggregat 64 ist zur Erzeugung der Schwenkarm- Schwenkbewegungen 42 über ein erstes Zugmittelgetriebe 66 mit dem Schwenkarm 6 antriebsmäßig gekoppelt . Die zweite Antriebseinheit 65 ist zur Erzeugung der Greif einheit - Schwenkbewegungen 44 über ein zweites Zugmittelgetriebe 67 mit der Greif einheit 7 antriebsmäßig gekoppelt . The first drive unit 64 is drivingly coupled to the swivel arm 6 via a first traction mechanism 66 in order to generate the swivel arm swivel movements 42 . The second drive unit 65 is drivingly coupled to the gripping unit 7 via a second traction mechanism 67 in order to generate the gripping unit pivoting movements 44 .
Zur Realisierung des ersten Zugmittelgetriebes 66 ist bei spielhaf t eine erste Umlenkscheibe 68 auf der Antriebswelle 64a des ersten Antriebsaggregats 64 drehfest angeordnet , während eine zweite Umlenkscheibe 69 koaxial auf der Antriebs welle 65a des zweiten Antriebsaggregats 65 angeordnet ist , allerdings ohne eine Verbindung zu dieser Antriebswelle 65a , sodass die zweite Umlenkscheibe 69 diesbezüglich f rei drehbar ist . Um die beiden Umlenkscheiben 68 , 69 ist ein in sich geschlossenes erstes Zugmittel 72 herumgeschlungen, das eine vom ersten Antriebsaggregat 64 erzeugte Drehbewegung der ers ten Umlenkscheibe 68 auf die zweite Umlenkscheibe 69 überträgt . Die zweite Umlenkscheibe 69 ist fest mit einem Befes tigungsf lansch 73 verbunden, der in z -Achsrichtung unten an der Basiseinheit 5 angeordnet ist und an dem der Schwenkarm 6 mit seinem proximalen Armendabschnitt 36 befestigt ist . Eine Betätigung des ersten Antriebsaggregats 64 führt somit unter Vermittlung des ersten Zugmittelgetriebes 66 zu einer Rotation des Befestigungsf lansches 73 , woraus die Schwenkarm- Schwenkbewegung 42 des daran f ixierten Schwenkarms 6 resul tiert . To implement the first traction mechanism 66, a first deflection pulley 68 is arranged in a rotationally fixed manner on the drive shaft 64a of the first drive unit 64, while a second deflection pulley 69 is arranged coaxially on the drive shaft 65a of the second drive unit 65, but without a connection to this drive shaft 65a, so that the second deflection disk 69 can be rotated freely in this regard. A self-contained first traction means 72 is looped around the two deflection pulleys 68 , 69 , which transmits a rotational movement of the first deflection pulley 68 generated by the first drive unit 64 to the second deflection pulley 69 . The second deflection disk 69 is firmly connected to a fastening flange 73, which is arranged on the base unit 5 at the bottom in the z-axis direction and on which the swivel arm 6 is fastened with its proximal arm end section 36. Actuation of the first drive unit 64 thus leads to a rotation of the fastening flange 73 through the mediation of the first traction mechanism 66, which results in the pivoting arm pivoting movement 42 of the pivoting arm 6 fixed thereto.
Die Antriebswelle 65a des zweiten Antriebsaggregats 65 steht mit einem Antriebsabschnitt 74 in der z -Achsrichtung nach unten über die Basiseinheit 5 vor . Auf diesem Antriebsabschnitt 74 sitzt drehfest eine dritte Umlenkscheibe 75 , die ebenso zu dem zweiten Zugmittelgetriebe 67 gehört wie eine dazu beab- standet am distalen Armendabschnitt 37 des Schwenkarms 6 drehbar angeordnete vierte Umlenkscheibe 76 und ein zweites Zugmittel 77 , das um die dritte und vierte Umlenkscheibe 75 , 76 herumgeschlungen ist . The drive shaft 65a of the second drive unit 65 projects downward from the base unit 5 with a drive portion 74 in the z-axis direction. A third deflection pulley 75 is seated in a rotationally fixed manner on this drive section 74, which also belongs to the second traction mechanism 67, as does a fourth deflection pulley 76, which is arranged rotatably at a distance from it on the distal arm end section 37 of the swivel arm 6, and a second traction mechanism 77, which surrounds the third and fourth deflection pulleys 75 , 76 is looped around .
Die vierte Umlenkscheibe 76 sitzt drehfest auf einer Abtriebswelle 78 , deren Längsachse in der z -Achsrichtung ausgerichtet ist und die an dem Schwenkarm 6 um ihre Längsachse verdrehbar gelagert ist , wobei diese Längsachse die zweite Schwenkachse 39 def iniert . The fourth deflection pulley 76 is non-rotatably seated on an output shaft 78 whose longitudinal axis is aligned in the z-axis direction and which is mounted on the swivel arm 6 such that it can rotate about its longitudinal axis, this longitudinal axis defining the second swivel axis 39 .
Ein Abtriebsabschnitt 82 ragt in der z -Achsrichtung nach unten aus dem Schwenkarm 6 heraus und trägt die Greif einheit 7 . Letztere ist exemplarisch mit ihrem Befestigungsabschnitt 46 an dem Abtriebsabschnitt 82 montiert , sodass sie bei einer Rotation der Abtriebswelle 78 die Greifeinheit - Schwenkbewegung 44 ausführt . A driven section 82 protrudes downwards from the swivel arm 6 in the z-axis direction and carries the gripping unit 7 . The latter is mounted, for example, with its fastening section 46 on the output section 82 so that it executes the gripping unit pivoting movement 44 when the output shaft 78 rotates.
Bevorzugt sind die beiden Zugmittelgetriebe 66 , 67 als Zahnriemengetriebe ausgebildet , wobei die Umlenkscheiben 68 , 69 , 75 , 76 als Zahnriemenscheiben und die beiden Zugmittel 72 , 77 als Zahnriemen ausgebildet sind . Auf die Zugmittelgetriebe 66 , 67 kann verzichtet werden, wenn die Antriebsaggregate 64 , 65 als Direktantriebe genutzt werden . In diesem Fall bef indet sich das erste Antriebsaggregat 64 am distalen Armendabschnitt 35 der Basiseinheit 5 und treibt den Befestigungsf lansch 73 an, während das zweite Antriebsaggregat 65 am distalen Armendabschnitt 37 des Schwenkarms 6 angeordnet ist und die Abtriebswelle 78 antreibt . The two traction mechanisms 66 , 67 are preferably in the form of toothed belt drives, with the deflection pulleys 68 , 69 , 75 , 76 being in the form of toothed belt pulleys and the two traction mechanisms 72 , 77 being in the form of toothed belts. The traction mechanism 66, 67 can be dispensed with if the drive units 64, 65 are used as direct drives. In this case, the first drive unit 64 is located on the distal arm end section 35 of the base unit 5 and drives the fastening flange 73, while the second drive unit 65 is arranged on the distal arm end section 37 of the swivel arm 6 and drives the output shaft 78.
Nachfolgend wird ein bei der Nutzung des beschriebenen Handhabungssystems 1 bevorzugt stattf indender Verfahrensablauf erläutert . Geschildert wird ein Handhabungs zyklus zum Umposi tionieren eines Obj ekts 8 aus der Bereitstellungsposition 15 in die Abgabeposition 16 . A process sequence that preferably takes place when using the described handling system 1 is explained below. A handling cycle for repositioning an object 8 from the ready position 15 to the delivery position 16 is described.
Die Figur 3 zeigt eine Ausgangssituation, bei der die Grei feinheit 7 in dem Zwischenraum 17 positioniert ist und bereits eine Ausrichtung einnimmt , bei der die Greifeinheit - Längsachse 48 in der y-Achsrichtung verläuf t und der Obj ekt - auf nahmebereich 47 einem umzupositionierenden, in einer Bereitstellungsposition angeordneten Obj ekt 8 in der y- Achsrichtung gegenüberliegt . Eine sich in der y-Achsrichtung erstreckende , strichpunktierte erste Positionslinie 83 markiert die dabei von der Basiseinheit 5 und genauer gesagt von der ersten Schwenkachse 38 eingenommene , als x-Achsposition bezeichnete Position entlang der x-Achsrichtung . FIG. 3 shows an initial situation in which the gripping unit 7 is positioned in the intermediate space 17 and is already in an orientation in which the gripping unit—longitudinal axis 48 runs in the y-axis direction and the object—receiving area 47 is in a position to be repositioned. arranged in a ready position obj ect opposite 8 in the y-axis direction. A first dot-dash position line 83 extending in the y-axis direction marks the position along the x-axis direction occupied by the base unit 5 and more precisely by the first pivot axis 38, referred to as the x-axis position.
Ausgehend von der eine Ausgangsposition def inierenden ersten Betriebsphase der Figur 3 wird durch eine aufeinander abgestimmte und bedarf sgemäß überlagerte Betätigung der drei Antriebseinheiten 22a , 22b , 22c , von denen in den Figuren 3 bis 12 nur die dritte Antriebseinheit 22c abgebildet ist , eine lineare Einfahr-Arbeitsbewegung 62a der Greifeinheit 7 hervorgerufen, bei der sich der Obj ektaufnahmebereich 47 entlang des linearen Verfahrweges 63 an das umzupositionierende Ob- j ekt 8 annähert . Bezogen auf die gezeigte Drauf sicht wird dies erreicht mit einem Verschwenken des Schwenkarms 6 entgegen dem Uhrzeigersinn und einem diesbezüglich überlagerten Verschwenken der Greifeinheit 7 im Uhrzeigersinn unter Aus führung einer Basiseinheit -Linearbewegung 18 im Sinne eines Entfernens von dem linearen Verfahrweg 63 , das heißt beim Ausführungsbeispiel nach rechts gerichtet . In Figur 4 ist zu erkennen, wie sich dadurch die x-Achsposition der Basiseinheit 5 von der ersten Positionslinie 83 zu einer diesbezüglich beabstandeten zweiten Positionslinie 84 verändert . Die Greifeinheit 7 führt dabei eine rein lineare Einfahr- Arbeitsbewegung 62a aus , die sie bis zum Abschluss einer in Figur 5 illustrierten dritten Betriebsphase fortsetzt . Starting from the first operating phase in FIG. 3, which defines a starting position, a linear retraction is achieved by a coordinated and, if necessary, superimposed actuation of the three drive units 22a, 22b, 22c, of which only the third drive unit 22c is shown in FIGS - Working movement 62a of the gripping unit 7 is caused, in which the object receiving area 47 moves along the linear travel path 63 to the object to be repositioned j ect approximates 8 . In relation to the top view shown, this is achieved by pivoting the pivoting arm 6 counterclockwise and, in this regard, pivoting the gripping unit 7 clockwise, which is superimposed, with the execution of a base unit linear movement 18 in the sense of a removal from the linear travel path 63, i.e. in the exemplary embodiment directed to the right. In FIG. 4 it can be seen how the x-axis position of the base unit 5 changes from the first position line 83 to a second position line 84 spaced apart in this regard. The gripping unit 7 performs a purely linear retraction working movement 62a, which it continues until the end of a third operating phase illustrated in FIG.
Während der dritten Betriebsphase verlagert sich die Grei feinheit 7 so weit entlang des linearen Verfahrweges 63 , bis die Greif einheit 7 gemäß Figur 5 in ihrer Abhol - Arbeitsstellung 61a angelangt ist , die durch gewisse x-y- Koordinaten def iniert ist . Die Schwenkarm- Schwenkbewegungen 42 und die Greif einheit - Schwenkbewegungen 44 behalten dabei verglichen mit der zweiten Betriebsphase der Figur 4 ihre Schwenkrichtung bei , während allerdings die Basiseinheit 5 eine im Vergleich zur zweiten Betriebsphase entgegengesetzt orientierte Basiseinheit -Linearbewegung 18 ausführt , bei der sie sich an den linearen Verfahrweg 63 annähert . Dabei verändert die Basiseinheit 5 ihre x-Achsposition von der zweiten Positionslinie 84 zu einer dritten Positionslinie 85 . During the third operating phase, the gripping unit 7 moves along the linear travel path 63 until the gripping unit 7 has reached its pick-up working position 61a according to FIG. 5, which is defined by certain x-y coordinates. The pivoting arm pivoting movements 42 and the gripping unit pivoting movements 44 retain their pivoting direction compared to the second phase of operation in FIG approximates the linear travel 63 . In doing so, the base unit 5 changes its x-axis position from the second position line 84 to a third position line 85 .
Die beiden Greifarme 52 sind bei diesem Vorgang auseinandergefahren, sodass der Obj ektaufnahmebereich 47 verbreitert ist und das Obj ekt 8 ungehindert in sich auf nehmen kann . The two gripping arms 52 are moved apart during this process, so that the object receiving area 47 is widened and the object 8 can be received unhindered.
Es schließt sich die in Figur 6 illustrierte vierte Betriebs phase an, in der sich die räumlichen Positionen der Basisein- heit 5 , des Schwenkarms 6 und der Greif einheit 7 nicht verändern und lediglich durch Ausführung von Greif armbewegungen 53 der Obj ektaufnahmebereich 47 verengt und das weiterhin in der Bereitstellungsposition 15 bef indliche Obj ekt 8 ergrif fen wird . This is followed by the fourth operating phase illustrated in FIG. 6, in which the spatial positions of the base units Unit 5, the swivel arm 6 and the gripping unit 7 do not change and the object receiving area 47 is narrowed merely by performing gripping arm movements 53 and the object 8 which is still in the ready position 15 is gripped.
Nunmehr schließt sich die in Figur 7 illustrierte fünf te Betriebsphase an, bei der die Greifeinheit 7 eine lineare Aus fahr-Arbeitsbewegung 62b entlang des linearen Verfahrweges 63 ausführt , wobei sie das ergrif fene Obj ekt 8 mitnimmt , das folglich aus der nur noch gepunktet angedeuteten Bereitstel lungsposition 15 entfernt ist . Die fünf te Betriebsphase endet mit einem der ersten Betriebsphase gemäß Figur 3 entsprechenden Betriebszustand, allerdings mit dem Unterschied, dass die Greif einheit 7 nun ein Obj ekt 8 festhält . This is followed by the fifth operating phase illustrated in FIG. 7, in which the gripping unit 7 executes a linear extending working movement 62b along the linear travel path 63, taking the gripped object 8 with it, which consequently consists of the only indicated by dots Ready treatment position 15 is removed. The fifth operating phase ends with an operating state corresponding to the first operating phase according to FIG. 3, but with the difference that the gripping unit 7 now holds an object 8 firmly.
Verglichen mit der Einfahr-Arbeitsbewegung 62a gemäß Figur 5 sind die Richtungen der Schwenkarm- Schwenkbewegung 42 , der Greif einheit - Schwenkbewegung 44 und der Basiseinheit - Linearbewegung 18 in der fünf ten Betriebsphase der Figur 7 entgegengesetzt orientiert . Compared to the retracting working movement 62a according to FIG. 5, the directions of the swivel arm swivel movement 42, the gripping unit swivel movement 44 and the base unit linear movement 18 are oriented in opposite directions in the fifth operating phase of FIG.
In der sich daran anschließenden sechsten Betriebsphase der Figur 8 setzt die Basiseinheit 5 die Basiseinheit - Linearbewegung 18 kontinuierlich fort , während gleichzeitig der Schwenkarm 6 und die Greifeinheit 7 verglichen mit den Bewegungsabläufen der fünf ten Betriebsphase der Figur 7 mit entgegengesetzter Schwenkrichtung verschwenkt werden . Dabei verlässt die Greifeinheit -Längsachse 48 ihre Parallelausrichtung bezüglich der y-Achse . Anders als bei den ersten bis fünf ten Betriebsphasen der Figuren 3 bis 7 dient hierbei die Greif einheit - Schwenkbewegung 44 nicht zum Einhalten einer konstanten Raumlage in der x-y-Ebene , sondern zum Verschwen- ken der Greifeinheit 7 in der x-y-Ebene zwecks Veränderung der Ausrichtung des Obj ektaufnahmebereichs 47 , in dem das umzupositionierende Obj ekt 8 angeordnet ist . In the subsequent sixth operating phase of FIG. 8, the base unit 5 continues the base unit linear movement 18 continuously, while at the same time the pivoting arm 6 and the gripping unit 7 are pivoted in the opposite pivoting direction compared to the movement sequences of the fifth operating phase of FIG. In the process, the gripping unit leaves its longitudinal axis 48 in parallel with respect to the y-axis. In contrast to the first to fifth operating phases of FIGS. 3 to 7, the gripping unit does not serve - pivoting movement 44 to maintain a constant spatial position in the xy plane, but to pivot the gripping unit 7 in the xy plane for the purpose of change the alignment of the object receiving area 47 in which the object 8 to be repositioned is arranged.
Im weiteren Verfahrensablauf schließt sich eine aus Figur 9 ersichtliche siebte Betriebsphase an, die damit endet , dass die Greif einheit -Längsachse 48 wieder parallel zur y-Achse verläuf t , wobei gleichzeitig der weiterhin mit dem Obj ekt 8 bestückte Obj ektaufnahmebereich 47 der bei der Umpositionierung angestrebten, in Figur 9 gepunktet dargestellten Abgabeposition 16 zugewandt ist . Der Obj ektaufnahmebereich 47 und die besagte Abgabeposition 16 liegen in der x-Achsrichtung relativ zueinander auf gleicher Höhe . 9 follows, which ends with the longitudinal axis 48 of the gripping unit running parallel to the y-axis again, with the object receiving area 47, which is still equipped with the object 8, simultaneously moving at the same time Repositioning desired, in Figure 9 shown dotted delivery position 16 facing. The object receiving area 47 and said release position 16 are at the same height relative to one another in the x-axis direction.
In der sich nun anschließenden, in Figur 10 illustrierten achten Betriebsphase startet als neuerliche lineare y- Arbeitsbewegung 62 eine neuerliche Einfahr-Arbeitsbewegung 62a , bei der sich die Greifeinheit 7 ohne räumliche Ausrichtungsänderung entlang des linearen Verfahrweges 63 hin zu der proj ektierten Abgabeposition 16 verlagert . Dabei f inden ei nander entgegengesetzte Schwenkarm- Schwenkbewegungen 42 und Greif einheit - Schwenkbewegungen 44 statt , und zwar mit einer diesbezüglich überlagerten Basiseinheit -Linearbewegung 18 , die zur Folge hat , dass die Basiseinheit 5 ihre x- Achsposition ausgehend von der in der siebten Betriebsphase eingenommenen vierten Positionslinie 86 zu einer diesbezüglich beabstandeten fünf ten Positionslinie 87 verändert . In the eighth operating phase which now follows and is illustrated in FIG. 10, a new retraction working movement 62a starts as a new linear y-working movement 62, in which the gripping unit 7 moves along the linear travel path 63 towards the projected release position 16 without any spatial change in orientation. Opposite pivoting arm pivoting movements 42 and gripping unit pivoting movements 44 take place, with a base unit linear movement 18 superimposed in this regard, which means that the base unit 5 moves its x-axis position based on that assumed in the seventh operating phase fourth position line 86 changed to a fifth position line 87 spaced apart in this regard.
Die Figur 11 zeigt eine neunte Betriebsphase , die das Ende der achten Betriebsphase der Figur 10 und dementsprechend das Ende der linearen Einfahr-Arbeitsbewegung 62a markiert . Hier bef indet sich die Greifeinheit 7 in ihrer Abgabe- Arbeitsstellung 61b , bei der das noch festgehaltene Obj ekt 8 in der Abgabeposition 16 angelangt ist . Die Abgabe- Arbeitsstellung 61b ist durch x-y-Koordinaten def iniert , die sich von denj enigen der Abhol -Arbeitsstellung 61a unterschei den . Während der vorausgegangenen Einfahr-Arbeitsbewegung 62a haben in der schon erläuterten Weise Schwenkarm- Schwenkbewegungen 42 und Greif einheit - Schwenkbewegungen 44 stattgefunden, wobei durch eine überlagerte Basiseinheit - Linearbewegung 18 eine dahingehende kinematische Kompensation stattf indet , dass die Greif einheit 7 ihre x-Achsposition konstant beibehält . Beim Übergang von der achten Betriebsphase in die neunte Betriebsphase hat sich die Basiseinheit 5 von der fünf ten Positionslinie 87 zu einer sechsten Positionsli nie 88 verlagert , sich also an die zweite Schwenkachse 39 angenähert . FIG. 11 shows a ninth operating phase, which marks the end of the eighth operating phase of FIG. 10 and accordingly the end of the linear retraction working movement 62a. Here the gripping unit 7 is in its delivery working position 61b, in which the object 8 that is still held has reached the delivery position 16 . The delivery working position 61b is defined by xy coordinates that differ from those of the pick-up work position 61a. During the preceding retraction work movement 62a, swivel arm swivel movements 42 and gripping unit swivel movements 44 have taken place in the manner already explained, with a superimposed base unit linear movement 18 taking place to the effect of kinematic compensation such that the gripping unit 7 keeps its x-axis position constant maintains . During the transition from the eighth operating phase to the ninth operating phase, the base unit 5 has shifted from the fifth position line 87 to a sixth position line 88 , ie has approached the second pivot axis 39 .
Um den Umpositionierungsvorgang abzuschließen, wird anschließend gemäß der in Figur 12 illustrierten zehnten Betriebsphase die Greif Struktur 11 durch Veranlassung von Greif armbewe- gungen 53 geöf fnet , sodass das bis dahin festgehaltene Obj ekt 8 losgelassen wird und an der vorgesehenen Abgabeposition 16 verbleiben kann . In order to complete the repositioning process, the gripping structure 11 is then opened according to the tenth operating phase illustrated in FIG.
Es schließt sich dann ein Vorgang analog der fünf ten Betriebsphase gemäß Figur 7 an, bei der die Greifeinheit 7 - nun allerdings ohne das zuvor losgelassene Obj ekt 8 - im Rahmen einer linearen Ausfahr-Arbeitsbewegung 62b in den Bereich des Zwischenraumes 17 verlagert wird . Von dort aus kann dann durch entsprechende Ansteuerung der diversen Antriebseinhei ten 22a , 22b , 22c und der Betätigungseinrichtung 54 ein neuer Handhabungs zyklus gestartet werden . This is followed by a process analogous to the fifth operating phase according to FIG. 7, in which the gripping unit 7—but now without the previously released object 8—is shifted into the area of the intermediate space 17 as part of a linear extension working movement 62b. From there, a new handling cycle can be started by appropriately controlling the various drive units 22 a , 22 b , 22 c and the actuating device 54 .
Der vorstehend erläuterte Handhabungs zyklus macht deutlich, dass die Greifeinheit 7 ohne weiteres zum Abholen eines in einer Bereitstellungsposition 15 bef indlichen Obj ekts 8 und zum Abgeben dieses Obj ekts 8 in einer Abgabeposition 16 um 180 ° bezüglich der zweiten Schwenkachse 39 verschwenkbar sein kann . Dieses Verschwenken um 180 ° bedeutet exemplarisch, dass der Obj ektaufnahmebereich 47 in der Achsrichtung der y-Achse in einander entgegengesetzte Richtungen weisn kann . Bezogen auf eine von der x-Achse und der y-Achse auf gespannte , die Längsachse 21 der Lineareinheit 8 enthaltende x- z -Ebene kann durch das Verschwenken um 180 ° erreicht werden, dass der Obj ektaufnahmebereich 47 in der y-Achsrichtung entweder auf der einen oder auf der anderen Seite der Lineareinheit 8 positioniert ist . Exemplarisch erlaubt dies eine einfache Bedienung des Bereitstellungsmagazins 12 und des Abgabemagazins 13 , die auf einander entgegengesetzten Seiten der Lineareinheit 8 angeordnet sind . The handling cycle explained above makes it clear that the gripping unit 7 can easily be pivoted by 180° with respect to the second pivot axis 39 to pick up an object 8 located in a ready position 15 and to deliver this object 8 to a delivery position 16 can . This pivoting by 180° means, for example, that the object receiving area 47 can point in opposite directions in the axial direction of the y-axis. Based on an x-axis and the y-axis spanned, the longitudinal axis 21 of the linear unit 8 containing x-z plane can be achieved by pivoting by 180 ° that the Obj ect receiving area 47 in the y-axis direction either on is positioned on one or the other side of the linear unit 8 . By way of example, this allows easy operation of the supply magazine 12 and the delivery magazine 13 , which are arranged on opposite sides of the linear unit 8 .
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 22823369 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 22823369 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |