WO2024074213A1

WO2024074213A1 - Handhabungsvorrichtung für produkte oder produktstapel und verfahren zum übergeben von produkten oder produktstapeln

Info

Publication number: WO2024074213A1
Application number: PCT/EP2022/077937
Authority: WO
Inventors: Sebastian König; Rafael SEIFERT
Original assignee: Mbo Postpress Solutions Gmbh
Priority date: 2022-10-07
Filing date: 2022-10-07
Publication date: 2024-04-11

Abstract

Die Handhabungsvorrichtung (2) zum Bewegen von Produkten oder Produktstapeln (10) umfasst einen Roboter, der einen Roboterarm (18) mit einem freien Ende (20) umfasst, wobei eine Greifeinrichtung (16) an dem freien Ende (20) des Roboterarms (18) angeordnet ist. Die Greifeinrichtung (16) ist mittels des Roboterarms (18) in drei Dimensionen bewegbar und darauf ausgerichtet, ein in einem Aufnahmebereich (12) angeordnetes Produkt oder einen im Aufnahmebereich (12) angeordneten Produktstapel (10) aufzunehmen, anzuheben und in einem Ablagebereich (14) abzulegen. Die Greifeinrichtung (16) umfasst mindestens zwei untere Halteelemente (24, 32) zum Stützen einer Unterseite (10d) des aufgenommenen Produkts oder Produktstapels (10). Die Handhabungsvorrichtung (2) umfasst weiterhin eine Steuereinrichtung (82), die dazu eingerichtet ist, die Greifeinrichtung (16) anzusteuern, und eine Höhenmessvorrichtung (80) zur Messung der Höhe des Produkts oder Produktstapels (10), die in der Greifeinrichtung (16) angeordnet ist und in Kommunikationsverbindung mit der Steuereinrichtung (82) steht.

Description

Handhabungsvorrichtung für Produkte oder Produktstapel und Verfahren zum Übergeben von Produkten oder Produktstapeln

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Handhabungsvorrichtung für Produkte oder Produktstapel, insbesondere von Stapeln von gefalzten, gehefteten oder gebundenen Produkten, sowie ein Verfahren zum Übergeben von Produkten oder Produktstapeln.

In vielen Maschinen zur Herstellung oder Verpackung von Produkten werden die Produkte an einem Ausgang der Maschine in Form eines Stapels in einem Auslegebereich der Maschine bereitgestellt, in dem eine Mehrzahl der Produkte übereinander liegt, um die nachfolgende Handhabung, Lagerung und den Transport der Produkte zu vereinfachen. Beispielsweise werden in einer Falzmaschine flächige Medien, wie z.B. Papierbögen, mittels eines oder mehrerer Falzwerke zu Falzprodukten gefaltet. Diese Falzprodukte werden im Anschluss in der Regel mittels einer Stapelvorrichtung zu Stapeln von Falzprodukten gestapelt. Diese Stapel müssen dann auf einem Transportmedium, wie z.B. einer Palette, nebeneinander und gegebenenfalls auch aufeinander abgelegt werden.

Ein Beispiel einer für die Übergabe von Produktstapeln geeigneten Handhabungsvorrichtung ist in EP 3 736 235 A1 offenbart. Der darin beschriebene Roboter folgt einem vorab festgelegten Ablaufplan und kann so auf schnelle und effiziente Weise Produktstapel vordefinierter Größe auch in enger Anordnung schnell auf einer Palette ablegen und ist daher für die meisten Anwendungen geeignet.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Handhabungsvorrichtung sowie ein Verfahren zum Übergeben von Produkten oder Produktstapeln bereitzustellen, mittels derer eine gleichmäßige Beschickung des Transportmediums im Ablagebereich auch bei unterschiedlich hohen Produkten bzw. Produktstapeln effizient und zuverlässig möglich ist.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche 1 und 15 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die erfindungsgemäße Handhabungsvorrichtung zum Bewegen von Produkten oder Produktstapeln umfasst einen Roboter, insbesondere einen Portalroboter oder Knickarmroboter, wobei der Roboter einen Roboterarm mit einem freien Ende umfasst, wobei eine Grei- feinrichtung an dem freien Ende des Roboterarms angeordnet ist. Die Greifeinrichtung ist mittels des Roboterarms in drei Dimensionen bewegbar und darauf ausgerichtet, ein in einem Aufnahmebereich angeordnetes Produkt oder einen im Aufnahmebereich angeordneten Produktstapel aufzunehmen, anzuheben und in einem Ablagebereich abzulegen. Die Greifeinrichtung umfasst mindestens zwei untere Halteelemente zum Stützen einer Unterseite des aufgenommenen Produkts oder Produktstapels. Die Handhabungsvorrichtung umfasst außerdem eine Steuereinrichtung, die dazu eingerichtet ist, die Greifeinrichtung anzusteuern, und eine Höhenmessvorrichtung zur Messung der Höhe des Produkts oder Produktstapels, die in der Greifeinrichtung angeordnet ist und in Kommunikationsverbindung mit der Steuereinrichtung steht.

Auf diese Weise kann während des Betriebs die Höhe des Produkts oder Produktstapels überprüft werden und auf Basis des Messergebnisses eine Anpassung der Wahl der Ablageposition des Produkts oder Produktstapels getroffen werden, um eine möglichst gleichmäßige Höhe aller Stapel von Produkten oder Produktstapeln im Ablagebereich zu gewährleisten.

Es ist bevorzugt, wenn die Höhenmessvorrichtung einen Abstandssensor aufweist.

Vorzugsweise ist die Höhenmessvorrichtung oberhalb des in der Greifeinrichtung vorgesehenen Aufnahmeraums für das Produkt oder den Produktstapel angeordnet und dazu vorgesehen, einen Abstand zu einer Oberseite des Produkts oder Produktstapels zu messen. Die Höhenmessvorrichtung kann dann durch Differenzbildung, ausgehend von dem bekannten vertikalen Abstand zwischen Abstandssensor und unteren Halteelementen, die Höhe des Produkts oder Produktstapels bestimmen.

In bevorzugter Ausgestaltung umfasst die Höhenmessvorrichtung einen Ultraschallsensor, Lasersensor, Radarsensor oder ein mechanisches Tastrad. Ultraschallsensoren haben sich als besonders robust gegenüber äußeren Einflüssen erwiesen.

In einer bevorzugten Ausführungsform werden Höhenwerte oder Ausgangssignale der Höhenmessvorrichtung an die Steuereinrichtung übermittelt und die Steuereinrichtung ist dazu eingerichtet, auf Basis der Ausgangssignale eine Ablageposition für das jeweilige Produkt oder den jeweiligen Produktstapel zu bestimmen. Es ist auch denkbar, dass weitere Messvorrichtungen zur Bestimmung der Länge und/oder Breite des Produkts oder Produktstapels in die Greifeinrichtung integriert sind. Damit verbreitert sich das Spektrum der Möglichkeiten zur Anordnung der Produkte oder Produktstapel im Ablagebereich und es können dann auch Produkte oder Produktstapel mit unterschiedlichen Abmessungen in Länge und Breite von der Handhabungsvorrichtung sinnvoll abgestapelt werden.

Auch wenn eine Mehrzahl von unteren Halteelementen bevorzugt ist, kann die Greifeinrichtung für bestimmte Anwendungsbereiche auch nur ein einziges unteres Halteelement umfassen. Alle Ausführungen in dieser Anmeldung treffen daher analog auf Ausführungsformen zu, bei denen die Greifeinrichtung nur ein unteres Halteelement oder eine Mehrzahl von unteren Halteelementen umfasst.

Um eine zuverlässige Aufnahme des Produkts oder Produktstapels durch die Greifeinrichtung zu gewährleisten, definieren die unteren Halteelemente in einer Tragestellung eine Stützebene zur Auflage des Stapels. Ein zu bewegendes Produkt oder Produktstapel ist mit der Unterseite auf dieser Stützebene der Greifeinrichtung angeordnet, sodass das Produkt oder die Produkte des Stapels im Wesentlichen parallel zu dieser Stützebene angeordnet und eben ausgerichtet sind. Während der Aufnahme, der Übergabe und der Ablage des jeweiligen Produkts oder Produktstapels ist die Handhabungsvorrichtung bevorzugt derart angesteuert und angetrieben, dass die Stützebene im Wesentlichen horizontal ausgerichtet ist. Dadurch wird ein Kippen des Stapels oder ein Verrutschen der Produkte vermieden.

Ist nur ein einziges unteres Halteelement vorgesehen, umfasst dieses eine ebene Stützfläche. Die Stützfläche tritt in Kontakt mit der Unterseite des zu bewegenden Stapels. Das untere Halteelement kann aber auch eine Mehrzahl von in einer Ebene liegenden Kontaktstellen aufweisen.

Ist eine Mehrzahl von unteren Halteelementen vorgesehen, umfassen die unteren Halteelemente vorzugsweise jeweils eine Stützfläche, die in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind, um die Stützebene zu definieren. Die unteren Halteelementen können jedoch auch jeweils eine andere Form aufweisen, die geeignet ist, die Stützebene zu definieren. Zum Beispiel können die unteren Halteelemente im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet sein und jeweils einen Linienkontakt zur Unterseite des Stapels aurweisen, wobei die Kontaktstellen in einer Ebene liegen. Die unteren Halteelemente können alle die gleiche Form aufweisen oder unterschiedlich ausgebildet sein.

Bei der Ausgestaltung der unteren Halteelemente ist die Steifigkeit der Produkte bzw. des Stapels von Produkten zu berücksichtigen, sodass diese zuverlässig aufgenommen werden und nicht z.B. aufgrund ihrer Durchbiegung zwischen den unteren Halteelementen herunterfallen. Insgesamt ist es daher bevorzugt, dass zumindest zwei oder vier untere Halteelemente vorgesehen sind, die vorzugsweise zumindest im Bereich von zwei einander gegenüberliegenden Seitenrändern der Unterseite des zu bewegenden Produkts oder Produktstapels angeordnet sind.

Bevorzugt umfasst die Handhabungsvorrichtung auch mindestens ein oberes Halteelement, das relativ zu den unteren Halteelementen bewegbar ist. Die Greifeinrichtung kann ein einziges oberes Halteelement umfassen, um eine einfache und somit kostengünstige Konstruktion der Greifeinrichtung zu ermöglichen. Die Greifeinrichtung kann aber auch eine Mehrzahl von oberen Halteelementen umfassen. Alle Ausführungen in dieser Anmeldung treffen daher analog auf Ausführungsformen zu, bei denen die Greifeinrichtung nur ein oberes Halteelement oder eine Mehrzahl von oberen Halteelementen umfasst. In bevorzugter Ausgestaltung ist das mindestens eine obere Halteelement relativ zu den unteren Halteelementen bewegbar. Auf diese Weise kann das Produkt oder der Produktstapel auch von oben fixiert werden.

Um die Oberseite des aufgenommenen Produkts oder Produktstapels möglichst zuverlässig niederzuhalten, ist es bevorzugt, dass das obere Halteelement oder die oberen Halteelemente eine Kontaktebene zum Kontaktieren der Oberseite des Produkts oder Produktstapels definiert.

Ist nur ein einziges oberes Halteelement vorgesehen, so weist dieses entsprechend eine Kontaktfläche zur Definition der Kontaktebene auf. Alternativ können die oberen Halteelemente auch jeweils andere Kontaktgeometrien, wie z.B. einen Linienkontakt oder Punktkontakt, zur Oberseite des Stapels aufweisen, um die Kontaktebene zu definieren. Die Kontaktebene ist bevorzugt parallel zur Stützebene ausgerichtet. Insgesamt ist es bevorzugt, wenn zwei oder vier obere Halteelemente im Bereich von zumindest zwei einander gegenüberliegenden Seitenrändern der Oberseite des Produkts oder Produktstapels angeordnet sind, um ein zuverlässiges Niederhalten der Oberseite zu gewährleisten.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind die oberen und die unteren Halteelemente relativ zueinander bewegbar. Dadurch sind die oberen und unteren Halteelemente zugleich relativ zum aufzunehmenden und zu bewegenden Produkt oder Produktstapel bewegbar. Dies bietet den Vorteil, dass das obere und das untere Halteelement zunächst beabstandet zum Produkt oder Produktstapel angeordnet sein können und erst in Richtung des Produkts oder Produktstapels bewegt werden, wenn dieses zwischen den oberen und unteren Halteelementen angeordnet ist. Die Aufnahme des Produkts oder Produktstapels wird dadurch erleichtert. Zudem kann der Abstand zwischen oberen und unteren Halteelementen einfach an unterschiedliche Stapelhöhen angepasst werden.

Die Relativbewegung zwischen oberen und unteren Halteelementen umfasst bevorzugt eine Bewegungskomponente in Richtung des Produkts oder Produktstapels bzw. senkrecht zur Stützebene und somit senkrecht zur Ober- bzw. Unterseite des aufzunehmenden Produkts oder Produktstapels. Eine Relativbewegung zwischen den oberen und unteren Halteelementen kann auch dafür sorgen, Luft aus dem Produktstapel herauszupressen und die Produkte des Stapels dadurch in einer im Wesentlichen ebenen Form anzuordnen, sofern die Produkte ausreichend flexibel sind, wie z.B. bei gefalzten, gehefteten oder gebundenen Produkten.

Es können sowohl die oberen Halteelemente als auch die unteren Halteelemente in Richtung der jeweils anderen Halteelemente und wieder zurück bewegbar sein. Es können aber auch nur die oberen oder nur die unteren Halteelemente bewegbar sein.

Jedes bewegbare Halteelement kann mittels eines Antriebs direkt oder mittels eines gemeinsamen Antriebs über einen entsprechenden Mechanismus indirekt bewegt werden.

Jedes bewegbare Halteelement kann auch mittels geeigneter Vorspannelemente (z.B. Federn) in eine vorbestimmte Position vorgespannt sein oder frei verschiebbar in einer Führung der Greifeinrichtung gelagert sein. Dabei kann z.B. alleine die Gewichtskraft der obe- ren Halteelemente eine Verschiebung der Halteelemente in Richtung des Produkts oder Produktstapels bewirken. Die oberen Halteelemente können auch mittels einer Zug- oder Druckfeder in Richtung der Oberseite des Stapels vorgespannt sein.

In bevorzugter Ausgestaltung umfasst die Greifeinrichtung ein erstes seitliches Begrenzungselement und ein zweites seitliches Begrenzungselement, die jeweils einer von zwei einander gegenüberliegenden Seitenflächen des Produkts oder Produktstapels zuordenbar sind. Das erste und das zweite Begrenzungselement erstrecken sich bevorzugt im Wesentlichen senkrecht zu der durch die unteren Halteelemente aufgespannten Stützebene.

Das erste und das zweite Begrenzungselement dienen der seitlichen Begrenzung eines Aufnahmebereichs für das Produkt oder den Produktstapel in der Greifeinrichtung. Das erste und das zweite Begrenzungselement eignen sich insbesondere zur Aufnahme und Lagerung der oberen und unteren Halteelemente. Alternativ oder zusätzlich können das erste und das zweite seitliche Begrenzungselement auch die jeweilige Seitenfläche des Produkts oder Produktstapels stützen, der sie zugeordnet sind. Dadurch wird eine noch sicherere und formbeständigere Übergabe des Produkts oder Produktstapels gewährleistet.

Es kann jeweils ein erstes und ein zweites seitliches Begrenzungselement vorgesehen sein. Optional kann eine Mehrzahl von ersten und/oder eine Mehrzahl von zweiten Begrenzungselementen vorgesehen sein. Die nachfolgenden Ausführungen sind daher analog auf Ausführungsformen mit einer beliebigen Anzahl von ersten und zweiten Begrenzungselementen übertragbar.

Um eine optimale Ausrichtung des Produkts oder Produktstapels zu erreichen, definiert das erste Begrenzungselement vorzugsweise eine erste Begrenzungsebene und das zweite Begrenzungselement definiert vorzugsweise eine zweite Begrenzungsebene zur Anlage an jeweils einer von zwei einander gegenüberliegenden Seitenflächen des aufzunehmenden Produkts oder Produktstapels. Die erste und die zweite Begrenzungsebene sind parallel zueinander sowie jeweils senkrecht zur Stützebene ausgerichtet.

Umfasst die Greifeinrichtung jeweils nur ein erstes und ein zweites Begrenzungselement, umfassen diese bevorzugt jeweils eine Begrenzungsfläche oder eine Mehrzahl von Kon- taktsteilen zur Definition der Begrenzungsebenen. Bei einer Mehrzahl von ersten und zweiten Begrenzungselementen können auch eine andere Kontaktgeometrie (z.B. Linienkontakt oder Kontaktpunkte) zu den Seitenflächen des aufzunehmenden Produkts oder Produktstapels vorliegen, um eine Begrenzungsebene zu definieren.

Eine einfache Aufnahme eines Produkts oder Produktstapels mittels der Greifeinrichtung wird erreicht, wenn das erste und das zweite Begrenzungselement gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform relativ zueinander bewegbar sind. Insbesondere können das erste und das zweite Begrenzungselement aufeinander zu bewegbar sein. Die Relativbewegung des ersten und des zweiten Begrenzungselement umfasst daher eine Bewegungskomponente, die parallel zur Stützebene bzw. senkrecht zu den Begrenzungsebenen und den einander gegenüberliegenden Seitenflächen des Produkts oder Produktstapels, denen die Begrenzungselemente jeweils zuordenbar sind, ausgerichtet ist.

Bevorzugt werden das erste und das zweite Begrenzungselement mittels jeweils eines eigenen Antriebs direkt oder mittels eines gemeinsamen Antriebs und eines geeigneten Mechanismus mittelbar angetrieben.

Die Relativbewegung zwischen dem ersten und dem zweiten Begrenzungselement kann besonders einfach umgesetzt werden, wenn die Greifeinrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform einen T räger umfasst und zumindest eines aus erstem und zweitem Begrenzungselement linear verschiebbar an dem Träger gelagert ist. Es versteht sich, dass eines der beiden Begrenzungselemente feststehend ausgebildet sein kann und nur das jeweils andere Begrenzungselement linear verschiebbar sein kann. Alternativ können das erste und das zweite Begrenzungselement linear verschiebbar am Träger gelagert sein, wobei die Bewegung der Begrenzungselemente vorzugsweise synchron erfolgt.

Zum Beispiel kann der Träger zumindest eine entsprechende Linearführung aufweisen, mit der ein entsprechendes Gegenstück an dem zumindest einen linear verschiebbaren Begrenzungselement in Eingriff steht. Die Linearbewegung des linear verschiebbaren Begrenzungselements kann durch geeignete Antriebe, wie z.B. einen Linearantrieb, einen Spindelantrieb oder einen hydraulischen oder pneumatischen Antrieb erfolgen. Es kann aber auch ein entsprechender Mechanismus zur Bewegung des ersten und des zweiten Begren- zungselements relativ zueinander vorgesehen sein, wie insbesondere aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung hervorgeht.

Es ist besonders bevorzugt, wenn die oberen und unteren Halteelemente am ersten und/oder zweiten Begrenzungselement gelagert bzw. angebracht sind. Dadurch ergibt sich ein einfacher Aufbau der Greifeinrichtung mit einer geringen Anzahl von Komponenten. Ist eine Mehrzahl von oberen bzw. unteren Halteelementen vorgesehen, ist es bevorzugt, dass ein Teil der Mehrzahl von oberen bzw. unteren Halteelementen am ersten Begrenzungselement gelagert ist und der jeweils andere Teil der Mehrzahl von oberen bzw. unteren Halteelementen am zweiten Begrenzungselement gelagert ist. Die Halteelemente der Mehrzahl von oberen bzw. unteren Halteelementen können dann symmetrisch zu einer Mittelebene angeordnet sein, die zwischen dem ersten und dem zweiten Begrenzungselement senkrecht zur Stützebene definiert ist. Alternativ können die jeweiligen Halteelemente auch asymmetrisch zu dieser Mittelebene angeordnet sein.

In bevorzugter Ausgestaltung ist das mindestens eine obere Halteelement entlang zumindest eines aus erstem und zweitem Begrenzungselement linear verschiebbar gelagert.

Es ist bevorzugt, dass jedes untere Halteelement entlang eines aus erstem und zweitem Begrenzungselement linear verschiebbar gelagert ist.

Hierzu kann das zumindest eine aus erstem und zweitem Begrenzungselement eine Führung umfassen, die mit einem entsprechenden Gegenstück am jeweiligen Halteelement zusammenwirkt, sodass das Halteelement entlang der Führung verschiebbar ist. Eine Längsrichtung der Führung ist bevorzugt senkrecht zur Stützebene ausgebildet, um eine lineare Verschiebbarkeit des Halteelements in Richtung des Stapels zu ermöglichen.

Die Führungen für die oberen und unteren Halteelemente können als eine gemeinsame Führung ausgebildet sein, falls sowohl die oberen als auch die unteren Halteelemente linear verschiebbar am ersten und/oder zweiten Begrenzungselement gelagert sind. Die Führung für untere Halteelemente kann aber auch eine andere sein als die Führung für obere Halteelemente. Alternativ oder ergänzend zur linearen Verschiebbarkeit kann jedes untere Halteelement bezüglich eines aus erstem und zweitem Begrenzungselement schwenkbar gelagert sein. Dadurch reduziert sich der seitliche Platzverbrauch beim Aufnehmen und Ablegen.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist jedes untere Halteelement mehrteilig ausgebildet und umfasst zumindest einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt wobei der erste Abschnitt mittels einer ersten Drehachse schwenkbar am ersten oder zweiten Begrenzungselement gelagert ist und der zweite Abschnitt mittels einer zweiten Drehachse schwenkbar am ersten oder zweiten Begrenzungselement gelagert ist, wobei der erste und der zweite Abschnitt jedes unteren Halteelements ferner an einem jeweiligen freien Ende mittels einer dritten Drehachse gelenkig miteinander verbunden sind, wobei die erste Drehachse entlang des ersten oder zweiten Begrenzungselements linear verschiebbar gelagert ist. Auf diese Weise kann ein Produktstapel im Ablagebereich abgelegt werden, ohne dass eine seitliche Verschiebung der Begrenzungselemente notwendig wäre.

Es ist bevorzugt, dass eine weitere Höhenmessvorrichtung zur Messung der Höhe des Produkts oder Produktstapels im Bereich einer Fördervorrichtung angeordnet ist, welche das Produkt oder den Produktstapel zum Aufnahmebereich fördert, wobei die weitere Höhenmessvorrichtung ebenfalls in Kommunikationsverbindung mit der Steuereinrichtung steht. Auf diese Weise können bereits vor der Übergabe der Produkte oder Produktstapel geeignete Ablagepositionen für die Produkte oder Produktstapel berechnet werden bzw. es können auch im Aufnahmebereich bereits Produkte oder Produktstapel mittels der Greifeinrichtung aufeinander gestapelt werden, wenn die Höhenmessung eine geringe Höhe ergibt.

Für die weitere Höhenmessvorrichtung gelten - abgesehen von der Anordnung in der Greifeinrichtung - dieselben Ausführungen wie zur ersten Höhenmessvorrichtung.

Ebenso können im Bereich der Fördervorrichtung weitere Messvorrichtungen zur Messung der Länge und/oder Breite des von der Fördervorrichtung transportierten Produkts oder Produktstapels vorgesehen sein. Auch diese Daten können von der Steuereinrichtung verwendet werden, um eine sinnvolle Stapelung der Produkte oder Produktstapel im Ablagebereich zu gewährleisten. Die Handhabungsvorrichtung eignet sich grundsätzlich für alle Produkte, die sich stapeln lassen, aber auch für bestimmte nicht gestapelte Produkte, wie beispielsweise Verpackungsschachteln. Die Handhabungsvorrichtung eignet sich insbesondere auch für Stapel von Produkten, welche ein geringes Eigengewicht aufweisen. Selbst Produkte, die flexibel sind und sich daher unter Ausübung von Druck leicht verformen, lassen sich einfach und zuverlässig übergeben. Die Produkte sind beispielsweise gefalzte, geheftete oder gebundene Produkte, wie z.B. rückstichdrahtgeheftete Produkte oder klebegebundene Produkte.

Der Aufnahmebereich ist bevorzugt der Auslegebereich einer Maschine, wie z.B. einer Falzmaschine oder einer Druckmaschine, bzw. einer Stapelvorrichtung, die Stapel von Produkten bildet. Der Aufnahmebereich kann aber auch durch ein Transportmedium gebildet sein, auf dem die Produkte oder Produktstapel gelagert werden, oder das Ende einer Förderstrecke, auf der die Produkte oder Produktstapel transportiert werden.

Der Ablagebereich, in den die Produkte oder Produktstapel bewegt werden sollen, wird bevorzugt durch ein Transportmedium, wie z.B. eine Palette, gebildet, auf dem die Produkte oder Produktstapel abgelegt werden. Der Ablagebereich kann aber auch am Eingang einer Fördervorrichtung ausgebildet sein oder ein Bereich sein, in dem die Produkte oder Produktstapel einer weiteren Verarbeitung, sei es manuell oder maschinell, zugeführt werden.

Die Greifeinrichtung ist in drei Dimensionen bewegbar. Dadurch wird erreicht, dass die Greifvorrichtung einen im Aufnahmebereich aufgenommenen Produktstapel zum einen in verschiedenen, zueinander versetzten Ablagepositionen im Ablagebereich anordnen kann, sowie auch Hindernisse oder Höhenunterschiede zwischen dem Aufnahmebereich und dem Ablagebereich überwinden kann. Die Bewegung der Greifeinrichtung kann dabei linear erfolgen oder durch Überlagerung von Bewegungen auf beliebig gekrümmten Bewegungsbahnen. Hierzu ist die Greifeinrichtung entsprechend an einem Roboterarm gelagert, welcher wiederum entsprechend angesteuert und angetrieben ist.

Die Greifeinrichtung ist bevorzugt translatorisch und rotatorisch bewegbar. Dabei kann die Greifeinrichtung an dem Roboterarm festgelegt sein, sodass keine Relativbewegung zwischen der Greifeinrichtung und dem Roboterarm möglich ist. Die Greifeinrichtung kann aber auch translatorisch und/oder rotatorisch relativ zum Roboterarm bewegbar sein. Insbeson- dere kann die Greifeinrichtung um zumindest eine Achse drehbar am Roboterarm gelagert sein.

Der Roboter ist vorzugsweise als kollaborierender Roboter ausgebildet, sodass eine optimale Zusammenarbeit zwischen einem Bediener und dem Roboter möglich ist und zusätzliche Schutzvorrichtungen, wie z.B. Zäune um den Roboter, nicht erforderlich sind, die den Arbeitsbereich des Bedieners einschränken würden. Dennoch wird zugleich die Sicherheit des Bedieners sichergestellt, der sich im Umfeld des Roboters aufhält.

Die Steuereinrichtung zum Steuern des Roboters kann eine Benutzeroberfläche zur Eingabe von Steuerbefehlen durch den Bediener aufweisen. Die Steuereinrichtung des Roboters kann ferner mit der Steuereinrichtung der Maschine gekoppelt sein oder in diese integriert sein, um eine optimale Abstimmung zwischen dem Roboter und der Maschine zu ermöglichen. Die Steuereinrichtung kann aber auch nur für den Betrieb der Handhabungsvorrichtung zuständig sein.

Ferner kann der Roboter das Übergeben eines Produkts oder eines Stapels von Produkten teilautomatisch oder vollautomatisch (autonom) übernehmen.

Die Handhabungsvorrichtung lässt sich besonders vorteilhaft zusammen mit einer Falzmaschine nutzen, wobei die gestapelten Produkte gefalzte Produkte sind.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Übergeben von Produkten oder Produktstapeln umfasst:

Anordnen eines Produkts oder Produktstapels in einem Aufnahmebereich;

Aufnehmen des im Aufnahmebereich angeordneten Produkts oder Produktstapels mittels einer Greifeinrichtung;

Anheben des Produkts oder Produktstapels und Bewegen des Produkts oder Produktstapels aus dem Aufnahmebereich in den Ablagebereich mittels der Greifeinrichtung;

Messen der Höhe des Produkts oder Produktstapels;

Auswählen einer aus einer Mehrzahl von Ablagepositionen im Ablagebereich auf Basis der gemessenen Höhe des Produkts oder Produktstapels und Ablegen des Produkts oder Produktstapels an der ausgewählten Ablageposition; Wiederholen aller vorangehenden Schritte für weitere Produkte oder Produktstapel, wobei für zumindest einige der weiteren Produkte oder Produktstapel andere Ablagepositionen gewählt werden und eine Mehrzahl der Produkte oder Produktstapel aufeinander gestapelt wird.

Auf diese Weise kann während des Betriebs durch eine Anpassung der Wahl der Ablageposition des jeweiligen Produkts oder Produktstapels eine möglichst gleichmäßige Höhe aller Stapel von Produkten oder aller Stapel von Produktstapeln im Ablagebereich gewährleistet werden.

Besonders effektiv gestaltet sich die Abstapelung, wenn die Produkte oder Produktstapel derart abgelegt werden, dass eine möglichst gleichmäßige Höhe der gestapelten Produkte oder Produktstapel über den gesamten Ablagebereich erzielt wird. Für ein gutes Endergebnis ist es vorteilhaft, wenn eine absolute Zielhöhe des fertigen Stapels vordefiniert ist. Üblicherweise liegen solche maximalen Zielhöhen im Bereich von 1 m bis 1 ,5 m.

Besonders bevorzugt werden die Produkte oder Produktstapel derart abgelegt, dass mehrere Etagen von gestapelten Produkten oder Produktstapeln gebildet werden, wobei die gestapelten Produkte oder Produktstapel in einer bestimmten Etage jeweils eine möglichst gleichmäßige Höhe aufweisen. Die Höhe der verschiedenen Etagen kann identisch sein oder sich unterscheiden. Es ist auch denkbar, zwischen den unterschiedlichen Etagen jeweils Zwischenlagen, beispielsweise in Form von robusten Folien oder dergleichen, einzulegen.

Dabei kann es bevorzugt sein, dass die Produkte oder Produktstapel derart abgelegt werden, dass die Produkte oder Produktstapel in verschiedenen Etagen eine unterschiedliche Ausrichtung zeigen. Auf diese Weise die Stabilität des gebildeten Stapels von Produkten oder von Produktstapeln erhöht.

Es kann vorteilhaft sein, wenn eine Zielhöhe jeder Etage von der Bedienperson vorgegeben wird. Die Zielhöhe für eine Etage liegt üblicherweise zwischen 20 cm und 50 cm. Auf diese Weise wird im Ablagebereich zunächst jede Etage entsprechend der Zielhöhe aufgefüllt, wodurch die Variationsmöglichkeiten für die Steuereinrichtung reduziert werden und der Gesamtprozess effektiv gestaltet werden kann. In bevorzugter Ausgestaltung erfolgt das Messen der Höhe des Produkts oder Produktstapels während der Verweildauer des Produkts oder Produktstapels in der Greifeinrichtung. Dies dient einem effizienten Prozessablauf.

Besonders bevorzugt erfolgt das Messen der Höhe des Produkts oder Produktstapels während des Bewegens des Produkts oder Produktstapels mittels der Greifeinrichtung vom Aufnahmebereich zum Ablagebereich.

Alternativ oder ergänzend kann das Messen der Höhe des Produkts oder Produktstapels auch während einer Förderung des Produkts oder Produktstapels zum Aufnahmebereich mittels einer Fördervorrichtung erfolgen.

In diesem Fall kann als zusätzliche Funktion vorgesehen sein, dass abhängig von der gemessenen Höhe des Produkts oder Produktstapels mittels der Greifeinrichtung eine Aufeinanderstapelung von mindestens zwei Produkten oder Produktstapeln im Aufnahmebereich erfolgt, wobei anschließend die so aufeinandergestapelten mindestens zwei Produkte oder Produktstapel von der Greifeinrichtung in den Ablagebereich bewegt werden. Dies ist insbesondere bei geringen Höhen der zwei Produkte oder Produktstapel sinnvoll. Wenn eine etagenweise Befüllung des Transportmediums im Ablagebereich durchgeführt wird, sollte zudem die kombinierte Höhe der zwei Produkte oder Produktstapel die vordefinierte Zielhöhe der jeweiligen Etage nicht überschreiten.

Ganz allgemein erfolgt der Schritt des Aufnehmens des im Aufnahmebereich angeordneten Produkts oder Produktstapels mittels der Greifeinrichtung bevorzugt derart, dass eine Unterseite des Produkts oder Produktstapels auf mindestens zwei unteren Halteelementen der Greifeinrichtung abgestützt wird.

Der Schritt des Aufnehmens des im Aufnahmebereich angeordneten Produkts oder Produktstapels mittels der Greifeinrichtung erfolgt bevorzugt derart, dass sich die unteren Halteelemente vor dem Aufnehmen des Produkts oder Produktstapels in einer ersten zurückgezogenen Stellung befinden, und dass das Aufnehmen des Produkts oder Produktstapels das Bewegen jedes der unteren Halteelemente aus der ersten Stellung in eine zweite Stel- lung umfasst, in der die unteren Halteelemente eine Stützfläche für die Unterseite des Produkts oder Produktstapels bilden.

Das Bewegen der unteren Halteelemente in die zweite Stellung kann erfolgen, sobald die unteren Halteelemente unterhalb der durch die Unterseite des Produkts oder Produktstapels definierten Ebene angeordnet sind.

Es versteht sich, dass die unteren Halteelemente beim Aufnehmen aber auch dauerhaft in der zweiten Stellung angeordnet sein können, wobei dann entsprechende Sorgfalt beim Positionieren der Greifeinrichtung relativ zum Stapel geboten ist. Das Anordnen der Greifeinrichtung relativ zum Produkt oder Produktstapel erfolgt dann z.B. derart, dass das erste und das zweite Begrenzungselement einen größeren Abstand zur jeweiligen Seitenfläche des Produkts oder Produktstapels aufweisen, der ausreicht, um eine Kollision der unteren Halteelemente mit dem Produkt oder Produktstapel zu vermeiden, und erst anschließend eine Schließbewegung der Greifeinrichtung erfolgt. Einer horizontalen Bewegung der Begrenzungselemente kann dann eine vertikale Bewegung der gesamten Greifeinrichtung nach oben folgen. Ebenso ist es denkbar, dass der horizontalen Bewegung der Begrenzungselemente zunächst eine vertikale Bewegung der unteren Halteelemente folgt, bevor die Greifeinrichtung als Ganzes bewegt wird.

In bevorzugter Ausgestaltung umfasst das Bewegen der unteren Halteelemente von der ersten Stellung in die zweite Stellung eine Schwenkung der unteren Halteelemente.

Der Schritt des Aufnehmens des Produkts oder Produktstapels umfasst vorzugsweise den Schritt, mindestens ein oberes Halteelement in Richtung der Oberseite des Produkts oder Produktstapels zu bewegen. Dadurch wird das Produkt oder der Produktstapel für den T ransport besser fixiert.

Der Schritt des Aufnehmens des im Aufnahmebereich angeordneten Produkts oder Produktstapels mittels der Greifeinrichtung erfolgt vorzugsweise derart, dass zwei einander gegenüberliegende Seitenflächen des Produkts oder Produktstapels zwischen einem ersten und einem zweiten seitlichen Begrenzungselement der Greifeinrichtung angeordnet werden. Dies dient der weiteren Fixierung des zu transportierenden Produkts oder Produktstapels. Dieser Effekt wird verstärkt, wenn der Schritt des Aufnehmens des Produkts oder Produktstapels weiterhin umfasst, zumindest eines aus erstem und zweitem Begrenzungselement in Richtung einer diesem Begrenzungselement zugewandten Seitenfläche des Produkts oder Produktstapels zu bewegen.

In bevorzugter Ausgestaltung umfasst der Schritt des Ablegens des bewegten Produkts oder Produktstapels den Schritt, die unteren Halteelemente aus einer zweiten Stellung, in der die unteren Halteelemente eine Stützfläche für die Unterseite des Produkts oder Produktstapels bilden, in eine erste zurückgezogene Stellung zu bewegen, in der sie das Produkt oder den Produktstapel nach unten freigeben. Auf diese Weise wird eine spontane Freigabe des Produkts oder Produktstapels ermöglicht, ohne dass eine ausladende seitliche Bewegung der Begrenzungselemente nötig wäre.

In diesem Zusammenhang ist es besonders bevorzugt, dass das Bewegen der unteren Halteelemente von der zweiten Stellung in die erste Stellung eine Schwenkung der unteren Halteelemente umfasst.

Der Schritt des Ablegens des bewegten Produkts oder Produktstapels umfasst in einer bevorzugten Variante den Schritt, mindestens ein oberes Halteelement mit der Oberseite des Produkts oder Produktstapels während des Ablegens mitzuführen, bis die Unterseite des Produkts oder Produktstapels im Ablagebereich aufliegt. Dies dient der besseren Führung insbesondere eines Produktstapels bei der Ablage.

Es wird oft nicht möglich sein, Produkte oder Produktstapel mittels der Greifeinrichtung im Ablagebereich derart abzulegen, dass die Unterseite des Produkts oder Produktstapels bereits im Ablagebereich aufliegt, während die unteren Halteelemente noch unter der Unterseite des Produkts oder Produktstapels angeordnet sind. Es ist daher bevorzugt, dass sich die unteren Halteelemente aus der zweiten in die erste Stellung bewegen, dadurch das Produkt oder den Produktstapel freigeben und das Produkt oder der Produktstapel die verbleibende Distanz zur Auflagefläche im Ablagebereich nach unten rutscht. Dabei ist der Stapel vorzugsweise durch das erste und das zweite seitliche Begrenzungselement geführt und das mindestens eine obere Halteelement wird vorzugsweise mitgeführt, um den Zusammenhalt des Stapels zu gewährleisten. Beim Ablegen können aber auch die seitlichen Begrenzungselemente auseinander bewegt werden, alternativ oder zusätzlich zur Bewegung der unteren Halteelemente.

Es sei darauf hingewiesen, dass das erfindungsgemäße Verfahren bevorzugt mittels der zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Handhabungsvorrichtung durchgeführt wird. Alle diesbezüglichen Erläuterungen hinsichtlich Struktur und Funktionsweise der Handhabungsvorrichtung sollen somit auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren offenbart sein.

Sind die Produkte als gefalzte, geheftete oder gebundene Produkte ausgebildet, ist es bei der Abstapelung bevorzugt, dass sich gemäß einem vorbestimmten Muster zwei Produktstapel im Ablagebereich derart gegenüberliegen, dass die durch die Rücken der Produkte gebildeten Seitenflächen beider Produktstapel voneinander abgewandt sind. Diese Anordnung führt dazu, dass keine Produkte aus dem Ablagebereich fallen können, selbst wenn ein dort angeordneter Stapel von Produkten umkippt oder die Produkte rutschen.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.

Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform einer Falzmaschine mit einer erfindungsgemäßen Handhabungsvorrichtung schematisch in einer perspektivischen Ansicht.

Fig. 2a zeigt eine Ausführungsform einer Greifeinrichtung der erfindungsgemäßen Handhabungsvorrichtung in einer perspektivischen Ansicht, wobei die Höhenmessvorrichtung zur besseren Übersichtlichkeit weggelassen ist.

Fig. 2b zeigt eine Ausführungsform einer Greifeinrichtung der erfindungsgemäßen Handhabungsvorrichtung in einer perspektivischen Ansicht mit integrierter Höhenmessvorrichtung.

Fig. 3 zeigt die Greifeinrichtung nach Fig. 2b in einer Vorderansicht.

Fig. 4 zeigt die Greifeinrichtung nach Fig. 2b in einer Seitenansicht. Fig. 5 zeigt die Greifeinrichtung nach Fig. 2b in einer Unteransicht.

Fig. 6a-6g zeigen die Greifeinrichtung nach Fig. 2a in einer Vorderansicht in verschiedenen Zuständen während des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Fig. 7a, b zeigen jeweils schematisch ein Muster zur Ablage von Stapeln gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren in einer Draufsicht.

Fig. 8 zeigt eine Teilbeladung eines Transportmediums mit unterschiedlich hohen Produktstapeln.

Fig. 9 zeigt eine Vollbeladung eines Transportmediums mit mehreren in Etagen aufeinander gestapelten Produktstapeln.

Aufgrund der besonderen Eignung der erfindungsgemäßen Handhabungsvorrichtung für Stapel von gefalzten, gehefteten oder gebundenen Produkten wird die Erfindung nachfolgend anhand einer Falzmaschine und eines Stapels von Falzprodukten beschrieben. Es versteht sich, dass die in diesem Zusammenhang beschriebenen Merkmale und Vorteile im Wesentlichen auch auf alle anderen Maschinen und Produkte, sowie auf die Übergabe eines Produkts oder Produktstapels aus einem anderen Aufnahmebereich in einen anderen Ablagebereich im Rahmen der Erfindung übertragbar sind.

Fig. 1 zeigt schematisch eine Falzmaschine 1 mit einer erfindungsgemäßen Handhabungsvorrichtung 2. An einer Zuführung 4 werden der Falzmaschine 1 flächige Medien, z. B. Papierbögen, zugeführt. Die Zuführung 4 kann einen Anleger, z. B. einen Palettenanleger, umfassen oder direkt mittels geeigneter Fördermittel mit einer vorangehenden Verarbeitungsmaschine, z. B. einer Druckmaschine, verbunden sein.

Die Falzmaschine 1 umfasst ferner entlang einer Durchlaufrichtung D hintereinander angeordnet mindestens ein Falzwerk 6 zum Falzen der flächigen Medien zu Falzprodukten, eine Stapelvorrichtung 8 zum Bilden eines Stapels 10 von Falzprodukten (siehe Fig. 3 und Fig.

6) aus den Falzprodukten, und einen Auslegebereich zum Auslegen des Stapels von Falzprodukten, der im Folgenden als Aufnahmebereich 12 für die Handhabungsvorrichtung 2 bezeichnet ist. Ein im Aufnahmebereich 12 angeordneter Stapel 10 von Falzprodukten ist dann in einem Ablagebereich 14 anzuordnen. Hierzu ist die Handhabungsvorrichtung 2 vorgesehen. Im Ablagebereich 14 ist vorzugsweise ein Transportmedium, wie z.B. eine Palette, angeordnet, auf dem die Stapel 10 abgelegt werden. Bezugszeichen 11 bezeichnet eine Fördervorrichtung, auf der Produkte oder Produktstapel 10 transportiert werden.

Die Handhabungsvorrichtung 2 zum Übergeben des Stapels 10 von Falzprodukten vom Auslegebereich 12 der Falzmaschine 1 in den der Falzmaschine 1 zugeordneten Ablagebereich 14 umfasst eine Greifeinrichtung 16. Die Greifeinrichtung 16 ist in drei Dimensionen bewegbar und dazu eingerichtet, einen im Aufnahmebereich 12 angeordneten Stapel 10 von Falzprodukten aufzunehmen und im Ablagebereich 14 abzulegen. Details der Greifeinrichtung 16 ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Fig. 2 bis 6. Es versteht sich, dass die Handhabungsvorrichtung 2 im Wesentlichen unabhängig von der Falzmaschine 1 ausgebildet ist, solange sich der Auslegebereich 12 und der Ablagebereich 14 in Reichweite der Handhabungsvorrichtung 2 befinden. Die Fördervorrichtung 11 kann zusammen mit der Handhabungsvorrichtung 2 eine Einheit bilden und separat von anderen Bauteilen vorliegen.

Die Handhabungsvorrichtung 2 ist als Roboter, insbesondere als ein Portalroboter oder, wie dargestellt, als Knickarmroboter ausgebildet. Der Roboter umfasst einen Roboterarm 18 mit einem freien Ende 20, an dem die Greifeinrichtung 16 angeordnet ist. Die Greifeinrichtung 16 ist mittels einer Verbindungseinrichtung mit dem Roboterarm 18 verbunden, wobei die Verbindungseinrichtung eine starre Verbindung zwischen der Greifeinrichtung 16 und dem Roboterarm herstellen kann, oder einen beliebigen Freiheitsgrad der Greifeinrichtung 16 relativ zum Roboterarm 18 ermöglichen kann.

Die Fig. 2a, 2b und 3 zeigen eine Ausführungsform der Greifeinrichtung 16 zum Aufnehmen, Bewegen und Ablegen eines Stapels 10 von Falzprodukten, der in Fig. 3 gestrichelt angedeutet ist.

Der Stapel 10 ist im Wesentlichen quaderförmig und umfasst zwei einander gegenüberliegende Seitenflächen, nämlich eine linke Seitenfläche 10a und eine rechte Seitenfläche 10b, sowie eine Oberseite 10c und eine der Oberseite 10c gegenüberliegende Unterseite 10d. Die zwei weiteren Seitenflächen, die senkrecht zur linken und rechten Seitenfläche 10a, 10b und zur Ober- und Unterseite 10c, 10d ausgerichtet sind, verlaufen in den Vorderansichten nach Fig. 3 und Fig. 6 parallel zur Zeichenebene. Der Stapel 10 kann sich aufgrund von den Falzprodukten innewohnenden Rückstellkräften im Bereich des jeweiligen Falzes derart zurückstellen, dass in einem unkomprimierten Zustand eine der Seitenflächen, die durch die Rücken der Falzprodukte gebildet ist, eine größere Höhe aufweist, als die gegenüberliegende Seitenfläche. Die quaderförmige Form des Stapels, auf die hier Bezug genommen wird, liegt dann bei Komprimieren des Stapels und Ausdrücken der Luft vor, wenn die Falzprodukte des Stapels 10 flächig aufeinander aufliegen. Die Greifeinrichtung 16 ist selbstverständlich auch bei Stapeln mit gewölbten Seitenflächen (inkl. Oberseite und Unterseite) einsetzbar.

Die Greifeinrichtung 16 umfasst in der dargestellten Ausführungsform eine Mehrzahl von oberen Halteelementen 22, 26, 28, 30 zum Niederhalten der Oberseite 10c des Stapels 10 und eine Mehrzahl von unteren Halteelementen 24, 32 zum Stützen der Unterseite 10d des Stapels 10.

Die Greifeinrichtung 16 umfasst ferner ein erstes seitliches Begrenzungselement 34 und ein zweites seitliches Begrenzungselement 36, die jeweils einer der zwei einander gegenüberliegenden Seitenflächen 10a, 10b des Stapels 10 zuordenbar sind. Das erste und das zweite Begrenzungselement 34, 36 liegen einander derart gegenüber, dass sie den Stapel 10 zwischen sich aufnehmen können. Hat die Greifeinrichtung 16 einen Stapel 10 aufgenommen, erstrecken sich das erste und das zweite Begrenzungselement 34, 36 im Wesentlichen parallel zu den zwei gegenüberliegenden Seitenflächen 10a, 10b des Stapels 10.

Die unteren Halteelemente 24, 32 definieren in der in den Fig. 2a, 2b und 3 dargestellten Stellung, in der sie zur Aufnahme eines Stapels 10 eingerichtet sind, eine Stützebene S zur Auflage des Stapels 10. Die Stützebene S ist vorzugsweise horizontal ausgerichtet, um eine stabile Aufnahme des Stapels 10 zu gewährleisten.

Die oberen Halteelemente 22, 26, 28, 30 können eine Kontaktebene K definieren, die parallel zur Stützebene S ausgerichtet ist. Es ist bevorzugt, dass die oberen Halteelemente 22, 26, 28, 30 den Stapel 10 von Falzprodukten so weiter komprimieren, dass die Oberseite 10c des Stapels 10 in der Kontaktebene K ausgerichtet ist und im Stapel 10 vorhandene Luft aus diesem herausgepresst wird. Dies ist zur sicheren Handhabung des Stapels 10 aber nicht zwingend erforderlich.

Die Mehrzahl von oberen Halteelementen 22, 26, 28, 30 kann relativ zur Mehrzahl von unteren Halteelementen 24, 32 bewegbar sein. Die oberen Halteelemente 22, 26, 28, 30 und die unteren Halteelemente 24, 32 sind in einer Richtung senkrecht zur Stützebene S bzw. senkrecht zur Unterseite 10d eines aufgenommenen Stapels 10 relativ zueinander bewegbar. Dabei können nur die oberen Halteelemente 22, 26, 28, 30 oder nur die unteren Halteelemente 24, 32 bewegbar ausgebildet sein, oder es sind sowohl die oberen als auch die unteren Halteelemente 22, 24, 26, 28, 30, 32 bewegbar gelagert.

In der dargestellten Ausführungsform sind das erste und das zweite obere Halteelement 22, 26 entlang des ersten Begrenzungselements 34 linear verschiebbar gelagert und das zweite und das dritte obere Halteelement 28, 30 sind entlang des zweiten Begrenzungselements 36 verschiebbar gelagert.

Hierzu weisen das erste und das zweite Begrenzungselement jeweils eine Führung 38 für jedes entlang des jeweiligen Begrenzungselements 34, 36 bewegbare obere Halteelement 22, 26, 28, 30 auf. Die Führung 38 erstreckt sich parallel zur angestrebten Bewegungsrichtung der oberen Halteelemente 22, 26, 28, 30. Geeignete Linearführungen sind dem Fachmann bekannt und können hier verwendet werden. Zum Beispiel kann eine Führung 38 in den Begrenzungselementen 34, 36 als Nut ausgebildet sein, die einen Führungsabschnitt 40 des jeweiligen oberen Halteelements 22, 26, 28, 30 aufnimmt und diesen entlang der Längsrichtung der Nut führt, wie in Fig. 2a dargestellt.

In der dargestellten Ausführungsform sind die oberen Halteelemente 22, 26, 28, 30 frei entlang des jeweiligen Begrenzungselements 34, 36 verschiebbar. D.h., dass kein Antrieb und keine Vorspannmittel vorgesehen sind, die die oberen Halteelemente 22, 26, 28, 30 in eine vordefinierte Position bewegen oder in einer solchen halten. Der Bewegungsspielraum der oberen Halteelemente 22, 26, 28, 30 wird hier nur durch ein oberes Ende und ein unteres Ende der jeweiligen Führung 38 beschränkt, an denen die oberen Halteelemente 22, 26, 28, 30 bei maximaler Verschiebung anschlagen. Alternative Lagerungen oder Führungen der oberen Halteelemente 22, 26, 28, 30 sind ebenso denkbar, wie der Einsatz eines Antriebs oder eines Vorspannmittels für die oberen Halteelemente 22, 26, 28, 30. Alternativ oder zusätzlich kann die Mehrzahl von unteren Halteelementen 24, 32 entlang zumindest eines aus erstem und zweitem Begrenzungselement 34, 36 linear verschiebbar gelagert sein. Die unteren Halteelemente 24, 32 können analog zur linear verschiebbaren Lagerung der oberen Halteelemente 22, 26, 28, 30 in dem entsprechenden Begrenzungselement 34, 36 gelagert sein. Im Allgemeinen ist die Ausbildung und Lagerung der unteren Halteelemente 24, 32 unabhängig von der Ausbildung und Lagerung der oberen Halteelemente 22, 26, 28, 30.

Die Mehrzahl von unteren Halteelementen 24, 32 kann auch bezüglich zumindest eines aus erstem und zweitem Begrenzungselement 34, 36 schwenkbar gelagert sein. Das jeweilige Begrenzungselement 34, 36 ist hierzu mit dem jeweiligen unteren Halteelement 24, 32 schwenkbar verbunden, z.B. mittels eines geeigneten Drehgelenks.

Die unteren Halteelemente 24, 32 können auch sowohl linear verschiebbar als auch bezüglich des jeweiligen Begrenzungselements 34, 36 schwenkbar gelagert sein. Die dargestellte Ausführungsform veranschaulicht eine solche kombinierte Lagerung der unteren Halteelemente 24, die anhand des ersten unteren Halteelements 24 näher beschrieben ist. Das zweite untere Halteelement 32 kann analog zum ersten unteren Halteelement 24 ausgebildet sein und entsprechend am zweiten Begrenzungselement 36 gelagert sein.

Das untere Halteelement 24 ist mehrteilig ausgebildet und umfasst zumindest einen ersten Abschnitt 42 und einen zweiten Abschnitt 44. Der erste Abschnitt 42 ist mittels einer Drehachse 42a schwenkbar am ersten Begrenzungselement 34 gelagert. Der zweite Abschnitt 44 ist mittels einer Drehachse 44a schwenkbar am ersten Begrenzungselement 34 gelagert. Der erste und der zweite Abschnitt 42, 44 des unteren Halteelements 24 sind ferner an einem jeweiligen freien Ende mittels einer dritten Drehachse 46 gelenkig miteinander verbunden. Die erste, zweite und dritte Drehachse 42a, 44a, 46 können ebenso wie der erste Abschnitt 42 und der zweite Abschnitt 44 einteilig ausgebildet sein oder mehrteilig ausgebildet sein, wie dies gemäß Fig. 2a für den ersten Abschnitt 42, den zweiten Abschnitt 44 und die zweite Drehachse 44a der Fall ist.

Die erste Drehachse 42a des ersten Abschnitts 42 des unteren Halteelements 24 ist entlang des ersten Begrenzungselements 34 linear verschiebbar gelagert. Hierzu weist das erste Begrenzungselement 34 geeignete Mittel auf, wie z.B. eine Führung oder eine Nut zur Aufnahme der ersten Drehachse 42a. Gemäß Fig. 2a ist die erste Drehachse 42a mit jeweils einem Ende in einer von zwei einander gegenüberliegenden Führungsnuten 48 des ersten Begrenzungselements 34 aufgenommen.

Wird der erste Abschnitt 42 bzw. dessen Drehachse 42a linear entlang des ersten Begrenzungselements 34 verschoben, schwenkt der erste Abschnitt 42 des unteren Halteelements 24 um die erste Drehachse 42a. Zugleich schwenken der erste und der zweite Abschnitt 42, 44 um die dritte Drehachse 46 relativ zueinander, was wiederum bewirkt, dass der zweite Abschnitt 44 um die zweite Drehachse 44a schwenkt. Dadurch wird das untere Halteelement 24 in Richtung des ersten Begrenzungselements 34 geklappt. In dieser Stellung ragt das untere Halteelement 24 nicht in den Zwischenraum zwischen dem ersten und dem zweiten Begrenzungselement 34, 36 hinein.

Zum Erzeugen der Bewegung des unteren Halteelements 24 kann dieses ferner geeignete Antriebsmittel 50 aufweisen, die unter Bezugnahme auf Fig. 4 näher beschrieben sind.

Es ist bevorzugt, dass die unteren Halteelemente 24, 32 zwischen einer ersten Stellung, in der sie im Wesentlichen nicht in einen Zwischenraum zwischen dem ersten und dem zweiten Begrenzungselement 34, 36 hineinragen (vgl. Fig. 6a, 6b) und einer zweiten Stellung, in der die unteren Halteelemente 24, 32 in den Zwischenraum zwischen dem ersten und dem zweiten Begrenzungselement 34, 36 hineinragen und den Zwischenraum nach unten begrenzen, um eine Aufnahme für den Stapel 10 zu bilden (vgl. Fig. 2a, 3), bewegbar sind. In der zweiten Stellung sind die unteren Halteelemente 24, 32 zur Aufnahme eines Stapels 10 eingerichtet und definieren die Stützebene S.

Diese Bewegbarkeit zwischen der ersten und der zweiten Stellung ist bevorzugt durch den vorangehend beschriebenen Mechanismus der unteren Halteelemente umsetzbar, wobei zugleich eine sanfte Ablage des Stapels im Ablagebereich erreicht wird. Andere Mechanismen, wie z.B. eine einfachere lineare Verschiebbarkeit oder ein einfaches Klappen eines einteiligen Halteelements 24, sind ebenso denkbar.

Unabhängig von der Ausbildung und Lagerung der oberen und unteren Halteelemente 22 bis 32 können das erste und das zweite Begrenzungselement 34, 36 relativ zueinander be- wegbar sein. Dabei kann nur eines von beiden Begrenzungselementen 34, 36 bewegbar sein, es können aber auch beide Begrenzungselemente 34, 36 bewegbar sein.

Das erste und das zweite Begrenzungselement 34, 36 sind vorzugsweise linear in Richtung der jeweiligen Seitenfläche 10a, 10b des aufgenommen Stapels 10, die dem jeweiligen Begrenzungselement 34, 36 zugewandt ist, bewegbar. Die Bewegungsrichtung des ersten und des zweiten Begrenzungselements 34, 36 ist somit parallel zur Stützebene S und senkrecht zu den zwei einander gegenüberliegenden Seitenflächen 10a, 10b des Stapels 10. Es ist bevorzugt, dass das erste und das zweite Begrenzungselement 34, 36 so weit relativ zueinander bewegbar sind, dass sie an der jeweiligen Seitenfläche 10a, 10b des Stapels 10 anliegen. Dadurch wird der Stapel 10 während des Bewegens durch die Greifeinrichtung 16 weiter gesichert und behält zuverlässig seine Form bei.

Hierzu definiert das erste Begrenzungselement 34 eine erste Begrenzungsebene B1 und das zweite Begrenzungselement 36 definiert eine zweite Begrenzungsebene B2. Die Begrenzungsebenen B1 und B2 sind senkrecht zur Stützebene S sowie parallel zu den Seitenflächen 10a, 10b eines aufgenommenen Stapels 10 angeordnet.

Um das erste und das zweite Begrenzungselement 34, 36 relativ zueinander bewegbar zu lagern, umfasst die Greifeinrichtung 16 vorzugsweise einen Träger 52, an dem zumindest eines aus erstem und zweitem Begrenzungselement 34, 36 linear verschiebbar gelagert ist. In der dargestellten Ausführungsform umfasst der Träger 52 zwei Führungsstäbe 54 und das erste und das zweite Begrenzungselement 34, 36 umfassen entsprechende Öffnungen 56, durch die sich die Führungsstäbe 54 hindurch erstrecken. Die Begrenzungselemente 34, 36 sind entlang der Führungsstäbe 54 verschiebbar.

Das erste und das zweite Begrenzungselement 34, 36 können jeweils durch einen eigenen Antrieb bewegt werden oder sie können mittels eines geeigneten Mechanismus mit einem gemeinsamen Antrieb gekoppelt sein, wie unter Bezugnahme auf Fig. 5 beschrieben ist.

In den Fig. 2a bis 7 ist ferner ein kartesisches Koordinatensystem angegeben. Es ist bevorzugt, dass die x-y-Ebene dieses Koordinatensystems horizontal ausgerichtet ist und die z- Achse vertikal ausgerichtet ist. Die Stützebene S ist vorzugsweise parallel zur x-y-Ebene. Die ersten und die zweiten Halteelemente 22, 24, 26, 28, 30, 32 sind vorzugsweise in Rich- tung der z-Achse relativ zueinander bewegbar, während das erste und das zweite Begrenzungselement 34, 36 bevorzugt in Richtung der x-Achse relativ zueinander bewegbar sind. Die zwei einander gegenüberliegenden Seitenflächen 10a, 10b des Stapels 10 sind dann parallel zur y-z-Ebene ausgerichtet. Die Drehachsen 42a, 44a, 46 erstrecken sich bevorzugt parallel zur y-Achse. Die Greifeinrichtung 16 ist schließlich bevorzugt um die z-Achse drehbar an der Handhabungsvorrichtung 2 gelagert.

Fig. 4 zeigt die Greifeinrichtung 16 in einer Seitenansicht zur Erläuterung der Antriebsmittel 50 für das erste untere Halteelement 24. Entsprechende Antriebsmittel können auch für das zweite untere Halteelement 32 vorgesehen sein. Die Antriebsmittel 50 sind in dieser Ausführungsform zum Bewegen der ersten Drehachse 42a des ersten Halteelements 24 senkrecht zur Stützebene S eingerichtet. Die Antriebsmittel 50 umfassen einen Drehantrieb 58 mit einer durch diesen drehbaren Ausgangswelle 60. Auf der Ausgangswelle 60 ist eine Pleuelstange 62 exzentrisch gelagert, wobei das der Ausgangswelle 60 gegenüberliegende Ende der Pleuelstange 62 mit dem unteren Halteelement 24, vorzugsweise mit der ersten Drehachse 42a des unteren Halteelements 24 verbunden ist. Die Pleuelstange 62 ist bezüglich des unteren Halteelements 24 schwenkbar. Durch diese Anordnung wird eine Drehbewegung der Ausgangswelle 60 eine lineare Hubbewegung des unteren Halteelements 24 umgewandelt. Dabei ist das untere Halteelement 24 mittels der Drehachse 42a des ersten Abschnitts 42 des unteren Halteelements 24 linear in dem ersten Begrenzungselement 34 geführt. Alternative Antriebe bzw. Antriebsmechanismen sind durchaus denkbar.

Der Antriebsmechanismus 64 zur Bewegung des ersten und des zweiten Begrenzungselements 34, 36 wird anhand der Fig. 5 beschrieben. Der Antriebsmechanismus 64 umfasst einen Drehantrieb 66 (Fig. 2a) mit einer durch ihn angetriebenen Ausgangswelle 68, auf der ein Mitnehmer 68 drehfest gelagert ist. Am Mitnehmer 68 sind ein erster Verbindungsstab 70 und ein zweiter Verbindungsstab 72 exzentrisch bezüglich der Ausgangswelle 68 des Drehantriebs 66 drehbar gelagert. Der erste Verbindungsstab 70 ist mit einem dem Mitnehmer 68 gegenüberliegenden Ende schwenkbar mit dem ersten Begrenzungselement 34 verbunden und der zweite Verbindungsstab 72 ist mit einem dem Mitnehmer 68 gegenüberliegenden Ende schwenkbar mit dem zweiten Begrenzungselement 36 verbunden. Ein Drehen des Mitnehmers 68 durch den Drehantrieb 66 bewirkt, dass diese Drehbewegung mittels des ersten und des zweiten Verbindungsstabs 70, 72 in eine Linearbewegung des ers- ten und zweiten Begrenzungselements 34, 36 umgewandelt wird. Dabei sind das erste und zweite Begrenzungselement 34, 36 vorzugsweise entlang der Führungsstäbe 54 geführt. Je nach Drehrichtung des Drehantriebs 66 und des Mitnehmers 68 werden das erste und das zweite Begrenzungselement 34, 36 auseinandergeschoben oder zusammengezogen. Auch hier sind ohne Weiteres andere Antriebsmechanismen einsetzbar.

In Fig. 2b ist außerdem eine Höhenmessvorrichtung 80 für die Höhe des Stapels 10 dargestellt. Im dargestellten Beispielsfall ist diese oberhalb des Aufnahmeraums 88 für den Stapel 10 in der Greifeinrichtung 16 angeordnet und als Abstandssensor ausgebildet, mit dem ein Abstand zur Oberseite 10c des Stapels 10 gemessen wird. Die Höhenmessvorrichtung 80 ist mit der Steuereinrichtung 82 (Fig. 1) in Kommunikationsverbindung. Die Ausgangssignale der Höhenmessvorrichtung 80 werden in der Steuereinrichtung 82 verarbeitet und dienen dazu, eine geeignete Ablageposition für den Stapel 10 im Ablagebereich 12 auszuwählen. Nähere Erläuterungen hierzu finden sich weiter unten unter Bezugnahme auf die Figuren 7 bis 9.

In den Fig. 6a bis 6g ist die Greifeinrichtung 16 in verschiedenen Zuständen während der Übergabe dargestellt. Es versteht sich, dass es dabei vielmehr auf die durch die Greifeinrichtung 16 ausgeführten Verfahrensschritte ankommt, als auf die hierzu vorgesehenen Vorrichtungsmerkmale der Greifeinrichtung 16. Das nachstehend erläuterte Verfahren ist daher auch mit alternativen Ausführungsformen der Greifeinrichtung 16 ausführbar und nicht auf die abgebildete und unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 5 beschriebene Ausführungsform beschränkt.

Gemäß Fig. 6a ist der Stapel 10 im Aufnahmebereich 12 angeordnet. Nach Fig. 6a und 6b wird die Greifeinrichtung 16 ebenfalls in Aufnahmebereich 12 angeordnet. Dabei ist es bevorzugt, dass die Greifeinrichtung 16 derart angeordnet wird, dass zwei einander gegenüberliegende Seitenflächen 10a, 10b des Stapels 10 von Falzprodukten zwischen dem ersten und dem zweiten Begrenzungselement 34, 36 der Greifeinrichtung 16 angeordnet sind. Die Oberseite 10c des Stapels 10 ist unterhalb oder in der Kontaktebene K der oberen Halteelemente 22, 26, 28, 30 angeordnet und die Unterseite 10d des Stapels ist oberhalb der durch die unteren Halteelemente 24, 32 definierten Stützebene S angeordnet, sodass die Oberseite 10c und die Unterseite 10d des Stapels 10 zwischen den oberen Halteelementen 22, 26, 28, 30 und den unteren Halteelementen 24, 32 angeordnet sind. In Fig. 6a ist zu sehen, dass die Greifeinrichtung 16 zunächst über dem Stapel 10 angeordnet wird und dann im Wesentlichen linear vertikal nach unten bewegt wird. Die unteren Halteelemente 24, 32 befinden sich in der ersten Stellung, in der sie nicht in den Zwischenraum zwischen dem ersten und dem zweiten Begrenzungselemente 34, 36 hineinragen. Die oberen Halteelemente 22, 26, 28, 30 befinden sich in einer unteren Stellung, in der ihr Führungsabschnitt 40 am unteren Ende der als Nut ausgebildeten Führung 38 anschlägt (vgl. Fig. 2a). Das erste und das zweite Begrenzungselement 32, 34 sind in horizontaler Richtung beabstandet zueinander angeordnet, sodass der zwischen ihnen definierte Abstand größer ist als der Abstand zwischen den zwei gegenüberliegenden Seitenflächen 10a, 10b des Stapels 10. Dadurch kollidieren das erste und das zweite Begrenzungselement 34, 36 nicht mit dem Stapel 10, wenn sie nach unten bewegt werden.

Wie in Fig. 6b zu erkennen ist, kommen die oberen Halteelemente 22, 26, 28, 30 in Kontakt mit der Oberseite 10c des Stapels 10, wenn die Greifeinrichtung 16 weiter nach unten bewegt wird. Bewegt sich die Greifeinrichtung dann weiter nach unten, verschieben sich die oberen Halteelemente 22, 26, 28, 30 relativ zum Begrenzungselement 34 entlang der Führung 38 nach oben. Die Oberseite 10c wird dadurch zuverlässig während des weiteren Verfahrens durch die oberen Halteelemente 22, 26, 28, 30 niedergehalten.

Die Greifeinrichtung 16 wird so weit nach unten bewegt, bis die unteren Halteelemente 24, 32 unterhalb der Unterseite 10d des Stapels 10 bzw. der durch diese definierten Ebene angeordnet ist. Hierzu ist es bevorzugt, dass der Aufnahmebereich 12 derart ausgebildet ist, dass er im Bereich der Begrenzungselemente 34, 36 und des unteren Halteelements 24 Aussparungen für diese aufweist, während er im Bereich der Unterseite 10c des Stapels 10 eine ausreichende Auflagefläche für den Stapel 10 bildet.

Ist die Greifeinrichtung 16 wie gewünscht im Aufnahmebereich 12 angeordnet, wird der im Aufnahmebereich 12 angeordnete Stapel 10 von Falzprodukten mittels der Greifeinrichtung 16 aufgenommen.

Fig. 6c zeigt, dass die unteren Halteelemente 24, 32 hierzu von der ersten Stellung in die zweite Stellung bewegt werden, in der die unteren Halteelemente 24, 32 in den Zwischenraum zwischen dem ersten und dem zweiten Begrenzungselement 34, 36 hineinragen und diesen Zwischenraum nach unten begrenzt, um eine Aufnahme für den Stapel 10 zu bilden und die Stützebene S zu definieren. Während des Bewegens der unteren Halteelemente 24, 32 aus der ersten Stellung in die zweite Stellung können die unteren Halteelemente 24, 32 beabstandet zur Unterseite 10c des Stapels 10 angeordnet sein und erst nach dem Bewegen in die zweite Stellung zusammen mit der Greifeinrichtung 16 nach oben bewegt werden, bis sie in Kontakt mit der Unterseite 10c des Stapels 10 treten. Die Greifeinrichtung 16 kann aber auch so angeordnet sein, dass die unteren Halteelemente 24, 32 die Unterseite 10c des Stapel 10 berühren, sobald sie in die zweite Stellung bewegt werden. Aufgrund der freien Lagerung der oberen Halteelemente 22, 26, 28, 30 folgen diese stets der Oberseite 10c des Stapels 10.

Wie ebenfalls in Fig. 6c zu sehen ist, werden beide Begrenzungselemente 34, 36, in Richtung der dem jeweiligen Begrenzungselement 34, 36 zugewandten Seitenfläche 10a, 10b des Stapels 10 bewegt. Vorzugsweise werden die Begrenzungselemente 34, 36 so weit in Richtung der Seitenflächen 10a, 10b des Stapels 10 bewegt, bis sie diese Seitenflächen 10a, 10b berühren, um den Stapel 10 seitlich abzustützen. Das Bewegen der Begrenzungselemente 34, 36 kann vor, nach oder zeitgleich mit dem Bewegen des unteren Halteelements 24, 32 in die zweite Stellung erfolgen.

In dem in Fig. 6c dargestellten Zustand ist der Stapel 10 vollständig durch die Greifeinrichtung 16 aufgenommen. Bevorzugt liegt die Greifeinrichtung 16 zumindest an vier Seiten des Stapels 10 an, um die Falzprodukte des Stapels 10 in ihrer Position relativ zueinander zu sichern und so einen sicheren und formstabilen Transport des Stapels 10 zu ermöglichen. Die oberen Halteelemente 22, 26, 28, 30 liegen auf der Oberseite 10c des Stapels 10 auf und sind vorzugsweise derart ausgelegt, dass ihre Gewichtskraft Luft aus dem Stapel 10 presst, so dass die Falzprodukte eine im Wesentlichen ebene Gestalt annehmen.

Der aufgenommene Stapel 10 von Falzprodukten 10 wird dann angehoben und mittels der Greifeinrichtung 16 aus dem Aufnahmebereich 12 in den Ablagebereich 14 bewegt.

Wie sich aus einer Zusammenschau der Fig. 6d und 6e ergibt, wird die Greifeinrichtung 16 zunächst über dem Ablagebereich 14 angeordnet und dann in die entsprechende für den jeweiligen Stapel 10 vorgesehene Ablageposition bewegt. Die Greifeinrichtung 16 wird so- weit wie möglich nach unten bewegt, um einen minimalen Abstand zwischen der Unterseite 10d des Stapels 10 und der Ablagefläche des Ablagebereichs 14 zu bewirken.

Da im Ablagebereich 14 in der Regel ein standardisiertes Transportmedium für die Stapel 10 von Falzprodukten vorgesehen ist, kann es der Fall sein, dass es nicht möglich ist, die Begrenzungselemente 34, 36 durch entsprechende Ausnehmungen im Transportmedium bzw. der Ablagefläche hindurchzubewegen. Die Unterseite 10c des Stapels 10 kann dann mit der Greifeinrichtung 16 gemäß der dargestellten Ausführungsform nicht unmittelbar in Kontakt mit der Ablagefläche gebracht werden. Vielmehr verbleibt zwischen der Unterseite 10c des Stapels 10 und der Ablagefläche ein Abstand, dessen Größe durch die Konstruktion der unteren Halteelemente 24, 32 bestimmt ist. Es versteht sich, dass das Transportmedium bzw. der Ablagebereich 14 auch an die Greifeinrichtung 16 angepasst sein können, so dass eine unmittelbare Ablage des Stapels 10 auf der Ablagefläche des Ablagebereichs 14 möglich ist.

Ist die Greifeinrichtung 16 im Ablagebereich 14 angeordnet, wird der bewegte Stapel 10 von Falzprodukten im Ablagebereich 14 abgelegt. In der dargestellten Ausführungsform werden die unteren Halteelemente 24, 32 aus der zweiten Stellung in die erste Stellung bewegt, wodurch der Stapel 10 nach unten freigegeben wird.

Wie in Fig. 6f zu sehen ist, rutscht der Stapel 10 dann nach unten, bis die Unterseite 10d des Stapels 10 im Ablagebereich 14 flächig aufliegt. Dabei werden die oberen Halteelemente 22, 26, 28, 30 mit der Oberseite 10c des Stapels 10 mitgeführt, bis die Unterseite 10d des Stapels 10 im Ablagebereich 14 aufliegt. Dadurch werden die Falzprodukte des Stapels 10 bis zur endgültigen Ablage im Ablagebereich 14 gesichert. Es ist weiterhin bevorzugt, dass der Stapel 10 während des Rutschens nach unten auch durch das erste und das zweite Begrenzungselement 34, 36 geführt ist. Entsprechend werden das erste und das zweite Begrenzungselement 34, 36 bevorzugt erst dann seitlich vom Stapel 10 wegbewegt, wenn dieser vollständig im Ablagebereich 14 aufliegt.

Gemäß Fig. 6g kann die Greifeinrichtung 16 dann aus dem Ablagebereich 14 bewegt werden. Wird die Greifeinrichtung 16 aus dem Ablagebereich 14 angehoben, rutschen die oberen Halteelemente 22, 26, 28, 30 relativ zu den Begrenzungselementen 34, 36 nach unten. Kann die Greifeinrichtung 16 nicht mehr mit dem Stapel 10 kollidieren, wird sie zurück in den Aufnahmebereich 12 bewegt, um das Verfahren für zumindest einen weiteren Stapel 10 von Falzprodukten zu wiederholen.

Ein oder mehrere nachfolgende Stapel von Falzprodukten werden dann auf analoge Weise aus dem Aufnahmebereich 12 in den Ablagebereich 14 bewegt. Das Ablegen der Stapel 10 im Ablagebereich 14 erfolgt dann bevorzugt in einem vorbestimmten Muster, in dem die Stapel 10 versetzt zueinander angeordnet sind.

Die Fig. 7a und 7b zeigen mögliche vorbestimmte Muster zur Ablage der Stapel 10. Dabei sind jeweils zehn mit den Ziffern 1 bis 10 nummerierte Stapel 10 im Ablagebereich 14, vorzugsweise auf einem Transportmedium angeordnet.

Hier sind die Stapel 10 immer paarweise im Ablagebereich 14 angeordnet, um eine optimale Ausnutzung der im Ablagebereich 14 bzw. auf dem Transportmedium zur Verfügung stehenden Fläche zu erreichen, können die Paare von Stapeln 10 auch unterschiedlich zueinander ausgerichtet sein. Im in Fig. 7a dargestellten Muster sind die Paare 1-2 und 3-4 von Stapeln 10 daher um 90° relativ zu den Paaren 9-10, 7-8, 5-6 von Stapeln 10 gedreht.

Das Muster gemäß Fig. 7b ist spiegelverkehrt zum Muster nach Fig. 7a. Zum Beispiel kann das Muster nach 7a eine erste Etage 86 (Fig. 9) von Stapeln 10 auf einem Transportmedium darstellen. Auf dieser ersten Etage 86 von Stapeln 10 kann ein Trennelement wie z.B. aus Pappkarton oder Folie, angeordnet sein, das alle Stapel 10 der ersten Etage 86 überdeckt. Auf dem Trennelement kann dann eine zweite Etage 86 von Stapeln 10 gemäß dem Muster nach Fig. 7b angeordnet werden. Auf diese Weise wird eine gleichmäßige Gewichtsverteilung auf dem Transportmedium erreicht und eine Schieflage der Stapel 10 zueinander vermieden.

Es versteht sich, dass die vorbestimmten Muster beliebig an die Größe des Ablagebereichs 14 bzw. des Transportmediums sowie an die Dimensionen der Stapel 10 angepasst werden können.

Aus den Fig. 7a und 7b ist ferner ersichtlich, dass die Handhabungsvorrichtung 2 der Greifeinrichtung 16 ausreichend Bewegungsmöglichkeiten bereitstellen muss. Um die Stapel versetzt zueinander im Ablagebereich 14 anzuordnen, muss die Greifeinrichtung 16 zumindest in zwei Richtungen in einer Ebene, vorzugsweise der x-y-Ebene, bewegbar sein. Um die Stapel 10 relativ zueinander gedreht im Ablagebereich 14 anzuordnen, muss die Greifeinrichtung 16 um eine Achse, vorzugsweise die z-Achse, drehbar sein. Um ferner mehrere Lagen von Stapeln übereinander anzuordnen und/oder einen Höhenunterschied zwischen dem Aufnahmebereich 12 und dem Ablagebereich 14 zu überwinden, ist die Greifeinrichtung 16 zudem senkrecht zur Ebene des Ablagebereichs 14, also in der Regel in z- Richtung bewegbar auszubilden. Auch ein beliebiger seitlicher Versatz in x-y-Richtung zwischen dem Auslegebereich 12 und dem Ablagebereich 14 ist zu berücksichtigen. Die Ausbildung der Handhabungsvorrichtung 2 als Knickarmroboter hat sich daher als besonders vorteilhaft erwiesen, um der Greifeinrichtung 16 ausreichend Bewegungsfreiheiten zu ermöglichen.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es nunmehr auch möglich, Stapel 10 unterschiedlicher Höhe im Ablagebereich 12 auf möglichst ökonomische Weise zu stapeln. Das Ziel ist, eine möglichst gleichmäßige Höhe in allen Bereichen des Endstapels zu erzielen. Hierzu werden, wie in Fig. 8 dargestellt, unterschiedlich hohe Stapel 10 hinsichtlich ihrer Höhe ausgemessen und von der Greifeinrichtung 16 mittels Ansteuerung durch die Steuereinrichtung 82 auf den entsprechend sinnvollen Ablagepositionen abgelegt. Im dargestellten Beispielsfall sind die Grundrisse der Stapel 10 identisch, aber es ist auch denkbar, durch Verwendung zusätzlicher Sensoren eine Ausweitung auf unterschiedliche Längen und Breiten der einzelnen Stapel 10 durchzuführen.

Die Steuereinrichtung 82 speichert dazu die Höhen der zuvor abgelegten Stapel 10 in ihrem Speicher. So gelingt es, im Bereich einer jeden Ablagepositionen 1-12 identisch hohe oder nahezu identisch hohe Stapelhöhen zu gewährleisten.

Wie in Fig. 9 dargestellt, kann der Endstapel auch aus mehreren Etagen 86 bestehen, wobei in aufeinanderfolgenden Etagen 86 auch eine andere Ausrichtung der jeweiligen Teilstapel 10 vorliegen kann.

An jeder Ablageposition 1-12 in jeder Etage 86 kann beispielsweise ein einziger Stapel 10 vorliegen, sofern er bereits die gewünschte Höhe dieser Etage 86 aufweist. Häufiger werden aber an jeder Ablageposition 1-12 in jeder Etage 86 mehrere Teilstapel 10 von Produk- ten übereinander gelegt sein, sodass die summierte Höhe aller aufeinander gelegten Teilstapel 10 der gewünschten Höhe dieser Etage 86 entspricht.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist es für die Bedienperson möglich, eine gewünschte Zielhöhe einer jeden Etage 86 voreinzustellen.

Die Steuereinrichtung 82 steuert die Handhabungsvorrichtung 2 möglichst so an, dass immer zunächst eine Etage 86 vollständig befüllt wird, bevor die Bildung der nächsten Etage 86 beginnt.

Wenn keine Trennelemente zwischen den einzelnen Etagen 86 eingefügt werden sollen, ist es auch denkbar, die Bildung der nachfolgenden Etage 86 bereits zu beginnen, wenn die Bildung der vorhergehenden Etage 86 noch nicht abgeschlossen ist. Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn die Höhe des als nächstes gelieferten Teilstapels 10 nicht mit der Höhe der noch freien letzten Lücke in der vorherigen Etage 86 übereinstimmt.

Insgesamt erfolgt die Höhenmessung vorzugsweise während der Verweildauer eines Stapels 10 in der Greifeinrichtung 16. Es ist aber auch möglich, zusätzlich oder alternativ die Höhenmessung mittels einer Höhenmessvorrichtung 84 (Fig. 1) im Bereich der Fördervorrichtung 11 vor dem Aufnahmebereich 12 oder im Aufnahmebereich 12 selbst vorzusehen.

In Fall der Höhenmessvorrichtung 84 ist es möglich, bereits im Aufnahmebereich 12 zwei oder mehr Teilstapel mittels der Greifvorrichtung 16 zu einem größeren Stapel 10 zu stapeln und erst diesen so gebildeten größeren Stapel 10 dann einer Ablageposition im Ablagebereich 12 zuzuführen.

Claims

Ansprüche Handhabungsvorrichtung (2) zum Bewegen von Produkten oder Produktstapeln (10), mit einem Roboter, insbesondere einem Portalroboter oder Knickarmroboter, wobei der Roboter einen Roboterarm (18) mit einem freien Ende (20) umfasst, wobei eine Greifeinrichtung (16) an dem freien Ende (20) des Roboterarms (18) angeordnet ist, wobei die Greifeinrichtung (16) mittels des Roboterarms (18) in drei Dimensionen bewegbar ist und darauf ausgerichtet ist, ein in einem Aufnahmebereich (12) angeordnetes Produkt oder einen im Aufnahmebereich (12) angeordneten Produktstapel (10) aufzunehmen, anzuheben und in einem Ablagebereich (14) abzulegen, wobei die Greifeinrichtung (16) mindestens zwei untere Halteelemente (24, 32) zum Stützen einer Unterseite (10d) des aufgenommenen Produkts oder Produktstapels (10) umfasst, einer Steuereinrichtung (82), die dazu eingerichtet ist, die Greifeinrichtung (16) anzusteuern, und einer Höhenmessvorrichtung (80) zur Messung der Höhe des Produkts oder Produktstapels (10), die in der Greifeinrichtung (16) angeordnet ist und in Kommunikationsverbindung mit der Steuereinrichtung (82) steht. Handhabungsvorrichtung (2) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Höhenmessvorrichtung (80) einen Abstandssensor aufweist. Handhabungsvorrichtung (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhenmessvorrichtung (80) oberhalb des in der Greifeinrichtung (16) vorgesehenen Aufnahmeraums (88) für das Produkt oder den Produktstapel (10) angeordnet ist und dazu vorgesehen ist, einen Abstand zu einer Oberseite (10c) des Produkts oder Produktstapels (10) zu messen.

4. Handhabungsvorrichtung (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhenmessvorrichtung (80) einen Ultraschallsensor, Lasersensor, Radarsensor oder ein mechanisches Tastrad aufweist.

5. Handhabungsvorrichtung (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Ausgangssignale der Höhenmessvorrichtung (80) an die Steuereinrichtung (82) übermittelt werden und die Steuereinrichtung (82() dazu eingerichtet ist, auf Basis der Ausgangssignale eine Ablageposition für das jeweilige Produkt oder den jeweiligen Produktstapel (10) zu bestimmen.

6. Handhabungsvorrichtung (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens ein oberes Halteelement (22, 26, 28, 30) aufweist, das relativ zu den unteren Halteelementen (24, 32) bewegbar ist.

7. Handhabungsvorrichtung (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Greifeinrichtung (16) weiterhin ein erstes seitliches Begrenzungselement (34) und ein zweites seitliches Begrenzungselement (36) umfasst, die jeweils einer von zwei einander gegenüberliegenden Seitenflächen (10a, 10b) des Produkts oder Produktstapels (10) zuordenbar sind.

8. Handhabungsvorrichtung (2) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die unteren Halteelemente (24, 32) eine Stützebene (S) zur Auflage des Produkts oder Produktstapels (10) definieren und sich das erste und das zweite Begrenzungselement (34, 36) im Wesentlichen senkrecht zu der Stützebene (S) erstrecken.

9. Handhabungsvorrichtung (2) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Begrenzungselement (34, 36) relativ zueinander bewegbar sind.

10. Handhabungsvorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens ein oberes Halteelement (22, 26, 28, 30) aufweist, das relativ zu den unteren Halteelementen (24, 32) bewegbar ist, wobei das obere Halteelement (22, 26, 28, 30) entlang zumindest eines aus erstem und zweitem Begrenzungselement (34, 36) linear verschiebbar gelagert ist. Handhabungsvorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass jedes untere Halteelement (24, 32) entlang eines aus erstem und zweitem Begrenzungselement (34, 36) linear verschiebbar gelagert ist Handhabungsvorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 7 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass jedes untere Halteelement (24, 32) bezüglich eines aus erstem und zweitem Begrenzungselement (34, 36) schwenkbar gelagert ist. Handhabungsvorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass jedes untere Halteelement (24, 32) mehrteilig ausgebildet ist und zumindest einen ersten Abschnitt (42) und einen zweiten Abschnitt (44) umfasst, wobei der erste Abschnitt (42) mittels einer ersten Drehachse (42a) schwenkbar am ersten oder zweiten Begrenzungselement (34, 36) gelagert ist und der zweite Abschnitt (44) mittels einer zweiten Drehachse (44a) schwenkbar am ersten oder zweiten Begrenzungselement (34, 36) gelagert ist, wobei der erste und der zweite Abschnitt (42, 44) jedes unteren Halteelements (24, 32) ferner an einem jeweiligen freien Ende mittels einer dritten Drehachse (46) gelenkig miteinander verbunden sind, wobei die erste Drehachse (42a) entlang des ersten oder zweiten Begrenzungselements (34, 36) linear verschiebbar gelagert ist. Handhabungsvorrichtung (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine weitere Höhenmessvorrichtung (84) zur Messung der Höhe des Produkts oder Produktstapels (10) im Bereich einer Fördervorrichtung (11) angeordnet ist, welche das Produkt oder den Produktstapel (10) zum Aufnahmebereich (12) fördert, wobei die weitere Höhenmessvorrichtung (84) ebenfalls in Kommunikationsverbindung mit der Steuereinrichtung (82) steht. Verfahren zum Übergeben von Produkten oder Produktstapeln (10), umfassend:

Anordnen eines Produkts oder Produktstapels (10) in einem Aufnahmebereich Aufnehmen des im Aufnahmebereich (12) angeordneten Produkts oder Produktstapels mittels einer Greifeinrichtung (16);

Anheben des Produkts oder Produktstapels (10) und Bewegen des Produkts oder Produktstapels (10) aus dem Aufnahmebereich (12) in den Ablagebereich (14) mittels der Greifeinrichtung (16);

Messen der Höhe des Produkts oder Produktstapels (10);

Auswahlen einer aus einer Mehrzahl von Ablagepositionen im Ablagebereich (14) auf Basis der gemessenen Höhe des Produkts oder Produktstapels (10) und Ablegen des Produkts oder Produktstapels (10) an der ausgewählten Ablageposition;

Wiederholen aller vorangehenden Schritte für weitere Produkte oder Produktstapel (10), wobei für zumindest einige der weiteren Produkte oder Produktstapel (10) andere Ablagepositionen gewählt werden und eine Mehrzahl der Produkte oder Produktstapel (10) aufeinander gestapelt wird.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Produkte oder Produktstapel (10) derart abgelegt werden, dass eine möglichst gleichmäßige Höhe der gestapelten Produkte oder Produktstapel (10) über den gesamten Ablagebereich (14) erzielt wird.

17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Produkte oder Produktstapel (10) derart abgelegt werden, dass mehrere Etagen (86) von gestapelten Produkten oder Produktstapeln (10) gebildet werden, wobei die gestapelten Produkte oder Produktstapel (10) in einer bestimmten Etage (86) jeweils eine möglichst gleichmäßige Höhe aufweisen.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Produkte oder Produktstapel (10) derart abgelegt werden, dass die Produkte oder Produktstapel (10) in verschiedenen Etagen (86) eine unterschiedliche Ausrichtung zeigen. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zielhöhe jeder Etage (86) von der Bedienperson vorgegeben wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Messen der Höhe des Produkts oder Produktstapels (10) während der Verweildauer des Produkts oder Produktstapels (10) in der Greifeinrichtung (16) erfolgt. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Messen der Höhe des Produkts oder Produktstapels (10) während des Bewegens des Produkts oder Produktstapels (10) mittels der Greifeinrichtung (16) vom Aufnahmebereich (12) zum Ablagebereich (14) erfolgt. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 21 , dadurch gekennzeichnet, dass das Messen der Höhe des Produkts oder Produktstapels (10) während einer Förderung des Produkts oder Produktstapels (10) zum Aufnahmebereich (12) mittels einer Fördervorrichtung (11) erfolgt. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass abhängig von der gemessenen Höhe des Produkts oder Produktstapels (10) mittels der Greifeinrichtung (16) eine Aufeinanderstapelung von mindestens zwei Produkten oder Produktstapeln (10) im Aufnahmebereich (12) erfolgt, wobei anschließend die so aufeinandergestapelten mindestens zwei Produkte oder Produktstapel (10) von der Greifeinrichtung (16) in den Ablagebereich (14) bewegt werden. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Aufnehmens des im Aufnahmebereich (12) angeordneten Produkts oder Produktstapels (10) mittels der Greifeinrichtung (16) derart erfolgt, dass eine Unterseite (10d) des Produkts oder Produktstapels (10) auf mindestens zwei unteren Halteelementen (24, 32) der Greifeinrichtung (16) abgestützt wird. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Aufnehmens des im Aufnahmebereich (12) angeordneten Produkts oder Produktstapels (10) mittels der Greifeinrichtung (16) derart erfolgt, dass sich die unteren Halteelemente (24, 32) vor dem Aufnehmen des Produkts oder Produktstapels (10) in einer ersten zurückgezogenen Stellung befinden, und dass das Aufnehmen des Produkts oder Produktstapels (10) das Bewegen jedes der unteren Halteelemente (24, 32) aus der ersten Stellung in eine zweite Stellung umfasst, in der die unteren Halteelemente (24, 32) eine Stützfläche für die Unterseite (10d) des Produkts oder Produktstapels (10) bilden. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Bewegen der unteren Halteelemente (24, 32) von der ersten Stellung in die zweite Stellung eine Schwenkung der unteren Halteelemente (24, 32) umfasst. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Aufnehmens des Produkts oder Produktstapels (10) umfasst, mindestens ein oberes Halteelement (22, 26, 28, 30) in Richtung der Oberseite (10c) des Produkts oder Produktstapels (10) zu bewegen. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Aufnehmens des im Aufnahmebereich (12) angeordneten Produkts oder Produktstapels (10) mittels der Greifeinrichtung (16) derart erfolgt, dass zwei einander gegenüberliegende Seitenflächen (10a, 10b) des Produkts oder Produktstapels (10) zwischen einem ersten und einem zweiten seitlichen Begrenzungselement (34, 36) der Greifeinrichtung (16) angeordnet werden. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Aufnehmens des Produkts oder Produktstapels (10) weiterhin umfasst, zumindest eines aus erstem und zweitem Begrenzungselement (34, 36) in Richtung einer diesem Begrenzungselement (34, 36) zugewandten Seitenfläche (10a, 10b) des Produkts oder Produktstapels (10) zu bewegen. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Ablegens des bewegten Produkts oder Produktstapels (10) den Schritt umfasst, die unteren Halteelemente (24, 32) aus einer zweiten Stellung, in der die unteren Halteelemente (24, 32) eine Stützfläche für die Unterseite des Produkts oder Produktstapels (10) bilden, in eine erste zurückgezogene Stellung zu bewegen, in der sie das Produkt oder den Produktstapel (10) nach unten freigeben. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass das Bewegen der unteren Halteelemente (24, 32) von der zweiten Stellung in die erste Stellung eine Schwenkung der unteren Halteelemente (24, 32) umfasst. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 31 , dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Ablegens des bewegten Produkts oder Produktstapels (10) umfasst, mindestens ein oberes Halteelement (22, 26, 28, 30) mit der Oberseite (10c) des Produkts oder Produktstapels (10) während des Ablegens mitzuführen, bis die Un- terseite (10d) des Produkts oder Produktstapels (10) im Ablagebereich (14) aufliegt. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass es mit einer Handhabungsvorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 14 durchgeführt wird.