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Die Erfindung betrifft eine Greifvorrichtung zum Greifen zumindest eines Objektes, wobei das zumindest eine Objekt mittels einer Aufwälzvorrichtung in einen Objektaufnahmebereich aufgenommen wird und in diesem durch zumindest eine flexible Unterstützungsfläche gehalten wird, welche sich hinter der Aufwälzvorrichtung hinterher bewegt. Eine solche Vorrichtung ist aus der
DE 10 2008 020 486 A1 bekannt. Die Erfindung betrifft außerdem ein entsprechendes Verfahren zum Greifen zumindest eines Objektes.
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Eine Vielzahl von Handhabungsaufgaben in der Intralogistik, wie beispielsweise das automatisierte Kommissionieren, Depalettieren oder das Entladen von Containern, setzen die Möglichkeit voraus, Objekte greifen zu können.
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Die Intralogistik stellt dabei eine Vielzahl von Anforderungen an entsprechende Greifsysteme. So sollen beispielsweise Objekte der unterschiedlichsten Verpackungsarten (z. B. Karton, Becher, Tube, Tray etc.), aber auch unterschiedlicher Abmessungen und Gewichte gegriffen werden. Darüberhinaus entstehen Anforderungen aus den logistischen Randbedingungen, beispielsweise ob Objekte im Einfachgriff oder im Lagengriff zu handhaben sind, oder wie Objekte zur Handhabung bereitgestellt werden, beispielsweise auf einer Palette, im Container etc.
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Greifsysteme für die Intralogistik müssen daher eine hohe Flexibilität bezüglich Objekteigenschaften und -anzahl sowie Bereitstellung aufweisen, um diese Anforderungen erfüllen zu können. Darüberhinaus wird davon ausgegangen, dass diese Anforderungen steigen werden. Gründe hierfür sind insbesondere: eine Steigerung des internationalen Warenflusses im Zuge der zunehmenden Globalisierung von Unternehmen, der Trend zu kundenindividualisierten Produkten sowie das veränderte Kaufverhalten der Konsumenten in Richtung Internet- und Versandhandel.
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Der Stand der Technik im Bereich der Handhabungstechnik für Intralogistik-Prozesse zeigt eine Vielzahl von Greifern und Greifsystemen für die Stückguthandhabung auf, die sich jedoch jeweils durch eine gewisse Spezialisierung auf bestimmte Anwendungen und Produkte auszeichnen.
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Zu nennen sind insbesondere Vakuumgreifer und Klemmgreifer. Mit Vakuumgreifern wird das zu greifende Objekt an seiner Oberfläche angesaugt und dadurch vom Greifer gehalten. Vakuumgreifer erfordern steife, glatte Oberflächen und eine Zugriffsmöglichkeit von oben. Dies ist nicht bei jeder Bereitstellungsart, wie z. B. beim Greifen aus Containern oder sonstigen Behältern der Fall. Auch das Greifen von Trays (z. B. Joghurt-Becher auf Papp-Kartons) und anderen Verpackungskombinationen ist nicht möglich. Außerdem haben Vakuumgreifer einen hohen Energieverbrauch und eine starke Lärmentwicklung.
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Bei Klemmgreifern wird das zu greifende Objekt zwischen zwei Elemente eingeklemmt. Klemmgreifer benötigen stets zwei gegenüberliegende freie Flächen, d. h. sie sind nicht für im Verbund liegende Güter, wie dies z. B. bei einer Palette der Fall ist, geeignet. Des Weiteren muss ein Gut eine ausreichende Formstabilität und Druckunempfindlichkeit gegenüber den Greifkräften aufweisen. Wie beim Vakuumgreifer ist auch beim Klemmgreifer eine Zugriffsmöglichkeit von oben erforderlich.
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Darüberhinaus gibt es eine Vielzahl neuerer Greifsysteme. Ein System weist beispielsweise zwei senkrecht zueinander stehende Förderbänder auf. Dadurch wird zwar eine gute Zugänglichkeit erreicht, jedoch auf Kosten einer Reihe weiterer Nachteile, wie beispielsweise der Beschädigung der Produkte durch die Reibflächen und die mangelnde Flexibilität in Bezug auf die Abmessungen der Produkte. Zusammengesetzte Produkte und Verpackungskombinationen wie z. B. Trays lassen sich auch mit einem solchen System nicht greifen.
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Des Weiteren ist das Prinzip des Aufwälzgreifens zu nennen, das besonders geeignet ist, um bezüglich Form und Abmessungen von Gütern flexibel zu sein. Dazu besitzen Aufwälzgreifer ein Friktionselement, z. B. eine sich rückwärts drehende Rolle oder Walze. Dieses Friktionselement sorgt aufgrund der Reibung beim Andrücken an ein zu greifendes Objekt für dessen Anheben. Der Spalt zwischen Objekt und dessen Standfläche muss durch geeignete Sensoren detektiert werden, so dass der Roboter nun unter das Objekt fahren kann.
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Ein solcher Greifer ist beispielsweise in
EP 0 627 373 A1 beschrieben. Dieser Greifer ist für das Greifen einzelner Objekte bestimmt und dadurch vergleichsweise langsam. Zudem wird eine spezielle Gegenhalter-Kinematik mit Zusatzachsen benötigt, was diesen Greifer teuer macht.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Greifvorrichtung anzugeben, mit welcher einzelne Objekte und/oder Gebinde von Objekten, wie beispielsweise Trays, weitgehend unabhängig von deren Form und Stabilität aus einer Vielzahl von Anordnungen gegriffen werden können. Die Vorrichtung und das Verfahren sollten ein schnelles und zuverlässiges Greifen ermöglichen und eine hohe Flexibilität bezüglich des Objektspektrums aufweisen. Die Prozesssicherheit sollte möglichst hoch sein.
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Die Aufgabe wird gelöst durch die Greifvorrichtung zum Greifen von zumindest einem Objekt nach Anspruch 1 sowie das Verfahren zum Greifen zumindest eines Objekts nach Anspruch 10.
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Erfindungsgemäß wird eine Greifvorrichtung angegeben, mit welcher zumindest ein Objekt, vorzugsweise mehrere Objekte gleichzeitig, greifbar sind. Die Greifvorrichtung weist einen Objektaufnahmebereich auf, in welchem die zu greifenden Objekte aufnehmbar sind. Ist ein zu greifendes Objekt in den Objektaufnahmebereich eingebracht, so kann es in diesem Bereich mittels zumindest einer flexiblen Unterstützungsfläche gehalten werden, die so unter den Objektaufnahmebereich bewegbar ist, dass sie das in dem Objektaufnahmebereich befindliche Objekt unterstützt und/oder trägt. Vorzugsweise liegt der Objektaufnahmebereich innerhalb eines Kubus vor oder hat kubische Form. Eine Unterseite des Kubus oder des Objektaufnahmebereiches ist dann jene Seite, in deren Richtung sich ein im Objektaufnahmebereich befindliches Objekt aufgrund der Wirkung der Schwerkraft bewegt, wenn keine anderen Kräfte auf das Objekt wirken.
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Die flexible Unterstützungsfläche ist dann vorzugsweise parallel zu dieser Unterseite unter den Objektaufnahmebereich bewegbar. Die untere Seite des Kubus kann hierbei offen sein und durch die flexible Unterstützungsfläche ganz oder teilweise geschlossen werden.
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Erfindungsgemäß ist die Unterstützungsfläche flexibel, was bedeutet, dass sie in Richtung der Bewegung krümmbar ist. Das heißt, dass die Unterstützungsfläche bei ihrer Bewegung in Richtung unter den Objektaufnahmebereich und in die Gegenrichtung einen gekrümmten Bereich durchläuft, also einen Bereich, in dem sie gekrümmt ist. Vorzugsweise ist die Fläche nur in der Bewegungsrichtung gekrümmt, was heißt, dass in jener auf der Unterstützungsfläche liegenden Richtung senkrecht zur Bewegungsrichtung keine Krümmung vorliegt.
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Wenn die flexible Unterstützungsfläche unter dem Objektaufnahmebereich angeordnet ist, kann sie ein Objekt im Objektaufnahmebereich unterstützen und/oder tragen. Das Objekt liegt, steht oder ruht dann also auf der Unterstützungsfläche. Bei Bedarf kann das Objekt durch weitere Mechanismen gehalten werden.
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Erfindungsgemäß ist an jener Kante der flexiblen Unterstützungsfläche, die bei der Bewegung der Unterstützungsfläche unter den Objektaufnahmebereich vorne liegt, zumindest eine Aufwälzvorrichtung angeordnet, mit welcher das zu greifende bzw. in den Objektaufnahmebereich aufzunehmende Objekt auf die Unterstützungsfläche aufwälzbar ist. Eine solche Aufwälzvorrichtung weist vorzugsweise in Bewegungsrichtung zu vorderst eine Fläche mit hoher Reibung auf, welche beim Vorschub der Aufwälzvorrichtung gemeinsam mit der flexiblen Unterstützungsfläche mit dem aufzuwälzenden Objekt in Kontakt kommt. Diese Fläche mit hoher Reibung wird dabei so bewegt, dass das Objekt aufgrund der Reibung zwischen der genannten Fläche mit hoher Reibung und dem Objekt mitgezogen wird und dadurch über die flexible Unterstützungsfläche angehoben wird. Mit weiterer Vorwärtsbewegung der Aufwälzvorrichtung und der Unterstützungsfläche schieben sich Aufwälzvorrichtung und Unterstützungsfläche weiter unter das Objekt bzw. rollen das Objekt aufgrund der Reibung zwischen der Fläche der Aufwälzvorrichtung und dem Objekt weiter über die Aufwälzvorrichtung hinweg auf die flexible Unterstützungsfläche. Um den Aufwälzvorgang zu unterstützen, kann die Greifvorrichtung vorzugsweise einen hinteren Anschlag aufweisen, welcher der Vorschubbewegung der Aufwälzvorrichtung entgegenwirkt und dadurch ein Ausweichen des Objekts verhindert. Im Falle eines quaderförmigen Objektaufnahmebereiches kann der Anschlag durch jene Seitenfläche gebildet werden, in deren Richtung die Bewegung der flexiblen Unterstützungsfläche unter den Objektaufnahmebereich erfolgt oder ein flächiges Element dieser Stirnfläche sein.
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Besonders bevorzugt kann die Aufwälzvorrichtung zumindest eine Aufwälzrolle aufweisen, deren Rollenachse senkrecht zur Bewegungsrichtung der flexiblen Unterstützungsfläche liegt und gleichzeitig parallel zur flexiblen Unterstützungsfläche. Eine Oberfläche dieser Rolle bildet dann die oben genannte Fläche mit hoher Reibung, welche das Objekt bei einer Drehung der Rolle mitzieht. Die Rolle dreht sich hierbei also vorzugsweise so, dass sich die in Bewegungsrichtung unter den Objektaufnahmebereich vorne liegende Seite der Rolle nach oben, also in Richtung des Objektaufnahmebereiches, bewegt. Die Rolle kann durch einen eigenen Motor oder Antrieb angetrieben werden, es ist aber auch möglich, dass die Rolle dadurch angetrieben wird, dass die Vorwärtsbewegung der flexiblen Unterstützungsfläche in eine Drehung der Rolle umgesetzt wird, beispielsweise über ein Zahnrad in einer Zahnschiene.
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Bevorzugt weist die Greifvorrichtung außerdem einen vorderen Anschlag auf, welcher besonders bevorzugt auf jener dem hinteren Anschlag gegenüberliegenden Seite des Objektaufnahmebereichs angeordnet ist. Dieser Anschlag kann die Bewegung eines Objektes beschränken, wenn die flexible Unterstützungsfläche von unterhalb des Objektaufnahmebereiches zurückgezogen wird, so dass die Unterseite des Objektaufnahmebereiches freigegeben wird. Auf diese Weise kann das Objekt aus dem Objektaufnahmebereich freigegeben bzw. abgelegt werden.
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Es ist besonders bevorzugt, wenn die flexible Unterstützungsfläche durch einen Rollenteppich gebildet wird. Ein Rollenteppich weist hierbei eine Vielzahl von zylinderförmigen Rollen bzw. Walzen auf (die Begriffe Rolle und Walze werden in dieser Schrift synonym verwendet), die mit parallelen Zylinder- bzw. Rollenachsen nebeneinander angeordnet sind. Bevorzugt werden die Rollen in seitlichen Führungen geführt. Jedes Ende jeder Rolle ist also jeweils an einer Führungsschiene angeordnet und wird von dieser geführt. In der Führung können die Rollen beispielsweise durch Rollenketten mit Mitnehmerbolzen bewegt werden. Vorzugsweise ist der Rollenteppich mit einem eigenen Antrieb ausgestattet, der für den Vorschub sorgt. Sofern, wie oben beschrieben, das Aufwälzmodul als Rolle ausgeführt ist, kann diese Rolle die vorderste Rolle des Rollenteppichs bilden und hierzu mit einer Reibschicht an ihrer Oberfläche ausgestattet sein, welche die Reibung der Oberfläche erhöht. Die Rolle kann hierbei gegenüber den anderen Rollen des Rollenteppichs gesondert angetrieben sein.
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Der Rollenteppich kann so ausgeführt sein, dass er als Nachrüstsatz für bereits bestehende und im Einsatz befindliche Flächensauger dient. Dazu ist auf eine entsprechende Gestaltung der mechanischen, energetischen und signaltechnischen Schnittstellen zu achten.
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Bevorzugterweise weist die Greifvorrichtung für einen Objektaufnahmebereich genau eine Unterstützungsfläche auf, die von einem Rand des Objektaufnahmebereiches aus unter den Objektaufnahmebereich bewegt wird und von diesem Rand aus über die gesamte Breite des Objektaufnahmebereichs unter diesen bewegt wird. Es ist allerdings auch möglich, dass für einen Objektaufnahmebereich zwei flexible Unterstützungsflächen vorgesehen sind, die von gegenüberliegenden Seiten des Objektaufnahmebereichs miteinander entgegengesetzter Bewegungsrichtung vorzugsweise gleichzeitig aufeinander zu unter den Objektaufnahmebereich bewegt werden. Bei letzterer Ausführungsform kann die Länge der Unterstützungsflächen in Richtung der Bewegung halbiert werden.
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Bevorzugterweise wird die flexible Unterstützungsfläche außerhalb des Bereichs unterhalb des Objektaufnahmebereichs zumindest teilweise gekrümmt so geführt, dass die Baugröße der Greifvorrichtung in horizontaler Richtung möglichst gering gehalten wird. Besonders bevorzugt durchläuft daher die flexible Unterstützungsfläche, nachdem sie den Objektaufnahmebereich verlassen hat bzw. bevor sie in den Objektaufnahmebereich einläuft, eine Krümmung um 90°, so dass sie unterhalb des Objektaufnahmebereiches horizontal verläuft und außerhalb des Objektaufnahmebereichs vertikal. Sofern die flexible Unterstützungsfläche durch einen Rollenteppich gebildet wird, ist es besonders bevorzugt, wenn dessen Walzen stets horizontal verlaufen.
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Die beschriebene Greifvorrichtung kann vorteilhaft mit weiteren Haltevorrichtungen ausgestattet werden. So kann vorteilhaft zumindest ein Klemmmodul vorgesehen sein, mit welchem das Objekt im Aufnahmebereich einklemmbar und dadurch haltbar ist. Die Klemmvorrichtung kann gegenüber dem Objektaufnahmebereich und dem Aufwälzmodul sowie der flexiblen Unterstützungsfläche fixiert sein. In diesem Falle ist mit ihr ein in den Objektaufnahmebereich aufgenommenes Objekt lediglich fixierbar. Es ist jedoch auch möglich, dass die Klemmvorrichtung gegenüber dem Objektaufnahmebereich sowie der flexiblen Unterstützungsfläche bewegbar ist. In diesem Fall kann das Objekt mit der Klemmvorrichtung in den Aufnahmebereich angehoben werden, im Aufnahmebereich bewegt werden und/oder auf die flexible Unterstützungsfläche abgesetzt werden.
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Eine derartige Klemmvorrichtung weist vorzugsweise zwei oder vier paarweise einander gegenüberliegende Klemmelemente auf, die aufeinander zu und voneinander weg bewegt werden können, so dass ein Objekt eingeklemmt oder freigegeben werden kann. Besonders bevorzugt können die Klemmelemente mit den oben beschriebenen Anschlägen übereinstimmen, welche die Bewegung des Objektes im Objektaufnahmebereich begrenzen. Die Anschläge können hierzu in horizontaler Richtung beweglich ausgestaltet sein, wobei jedoch auch eine Bewegung in vertikaler Richtung möglich ist. Bei derart beweglich ausgestalteten Anschlägen bzw. Klemmelementen können die Anschläge auch zur Positionierung und/oder Zentrierung des Objektes im Objektaufnahmebereich dienen. Hierbei wird das Objekt durch die Anschläge in die gewünschte Position geschoben.
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Die Greifvorrichtung kann zusätzlich oder alternativ zum Klemmmodul auch eine Saugeinheit aufweisen, mit welcher ein Objekt im Objektaufnahmebereich ansaugbar ist. Auch die Saugeinheit kann gegenüber dem Objektaufnahmebereich bzw. der flexiblen Unterstützungsfläche fixiert sein, so dass die Saugeinheit das Objekt im Objektaufnahmebereich lediglich sichert, es ist jedoch auch möglich und bevorzugt, wenn die Saugeinheit beweglich ist, so dass mit ihr ein Objekt im Objektaufnahmebereich hebbar ist und insbesondere ein Objekt, welches unterhalb des Objektaufnahmebereiches befindlich ist, angesaugt und in den Objektaufnahmebereich gehoben werden kann.
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Eine solche Saugeinheit weist vorzugsweise eine Vielzahl von Saugelementen auf, die in einer gemeinsamen Ebene angeordnete Saugöffnungen aufweisen. Zum Ansaugen eines Objektes werden die Saugöffnungen so über das Objekt positioniert, dass das Objekt die Saugöffnungen verschließt. Hinter den Saugöffnungen wird dann ein Unterdruck erzeugt. Solange der Unterdruck besteht, bleibt das Objekt an den Saugelementen angesaugt.
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Vorzugsweise weist die Greifvorrichtung zumindest eine Handhabungsvorrichtung auf, mit welcher die Greifvorrichtung bewegbar ist. Es wird hierbei dann auch der Objektaufnahmebereich bewegt. Dadurch kann mit der Greifvorrichtung ein Objekt im Objektaufnahmebereich aufgenommen werden und dieses Objekt dann an einen anderen Ort transportiert werden, wo es abgesetzt werden kann.
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Erfindungsgemäß wird auch ein Verfahren zum Greifen zumindest eines Objekts angegeben, wobei zunächst eine Greifvorrichtung so angeordnet wird, dass sich das Objekt in einem Objektaufnahmebereich der Greifvorrichtung befindet und anschließend eine flexible Unterstützungsfläche so unter das Objekt bewegt wird, dass sie das Objekt im Objektaufnahmebereich trägt. Hierbei wird das Objekt auf die Unterstützungsfläche aufgewälzt. Die flexible Unterstützungsfläche wird hierzu unter den Objektaufnahmebereich bewegt.
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Im Folgenden soll die Erfindung anhand der Figuren beispielhaft erläutert werden. Gleiche Bezugszeichen kennzeichnen gleiche oder entsprechende Merkmale.
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Es zeigt
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1 eine erfindungsgemäße Greifvorrichtung und das hiermit ausgeführte Verfahren zum Greifen von Objekten,
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2 den Vorgang des Absetzens von mit der Greifvorrichtung gegriffenen Objekten,
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3 ein Beispiel einer konstruktiven Ausführung der erfindungsgemäßen Greifvorrichtung,
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4 mögliche Greifverfahren mit einer Greifvorrichtung, die zusätzlich einen Flächensauger aufweist,
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5 eine Greifvorrichtung, die zusätzlich ein Klemmmodul aufweist sowie hiermit durchführbare Verfahren zum Greifen von Objekten,
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6 eine Greifvorrichtung, die sowohl ein Klemmmodul wie auch einen Flächensauger aufweist sowie Möglichkeiten des Greifens hiermit,
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7 eine Greifvorrichtung mit Flächensauger, wobei Objekte mit dem Flächensauger hebbar sind,
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8 eine Greifvorrichtung mit Flächensauger und Klemmmodulen, wobei Objekte, die angesaugt und geklemmt sind, gegenüber einer flexiblen Unterstützungsfläche hebbar sind und
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9 eine Greifvorrichtung mit zwei entgegenlaufenden flexiblen Unterstützungsflächen.
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1 zeigt in Teilfigur A zunächst eine erfindungsgemäße Greifvorrichtung 1, die über drei zu greifenden Objekten 2a, 2b, 2c angeordnet ist. Die Greifvorrichtung 1 weist hierbei einen Objektaufnahmebereich 3 auf, in welchem die drei Objekte 2a, 2b, 2c aufgenommen werden sollen. Dies geschieht durch Einsatz einer flexiblen Unterstützungsfläche 4, die im vorliegenden Beispiel als Rollenteppich 4 ausgestaltet ist. Der Rollenteppich 4 weist an seiner in Richtung der Bewegung unter den Objektaufnahmebereich 3 vordersten Kante eine Aufwälzvorrichtung 5 auf, die hier als Aufwälzrolle 5 oder Aufwälzwalze 5 ausgestaltet ist. Die gezeigte Greifvorrichtung weist außerdem eine Handhabungsvorrichtung 6 auf, mit welcher die Greifvorrichtung 1 bzw. der Objektaufnahmebereich 3 und die zum Greifen erforderlichen Elemente gemeinsam bewegbar sind. Hierdurch kann ein Objekt 2a, 2b, 2c mit der Greifvorrichtung 1 transportiert werden.
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Im in 1 gezeigten Verfahren zum Greifen der Objekte 2a, 2b, 2c wird, wie in 1B gezeigt, zunächst die Lage der Objekte 2a, 2b, 2c relativ zum Objektaufnahmebereich 3 und zur Greifvorrichtung 1 dadurch festgelegt, dass die Greifvorrichtung 1 mittels der Handhabungsvorrichtung 6 so bewegt wird, dass die Objekte 2a, 2b, 2c gegen einen hinteren Anschlag 7a stoßen.
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Wie in 1C gezeigt, wird nun der Rollenteppich 4 mit der Aufwälzwalze 5 dadurch unter die Objekte 2a, 2b, 2c bewegt, dass die Aufwälzwalze 5 die Objekte auf die flexible Unterstützungsfläche 4 aufwälzt. Die Objekte 2a, 2b, 2c kommen hierdurch im Objektaufnahmebereich 3 zu liegen und werden, wie in 1D gezeigt, von der flexiblen Unterstützungsfläche 4 unterstützt bzw. getragen. Im Zustand, wie er in 1D gezeigt ist, kann nun die Greifvorrichtung mittels der Handhabungsvorrichtung 6 an einen anderen Ort bewegt werden, an welchem die Objekte 2a, 2b, 2c abgesetzt werden sollen.
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Der Rollenteppich 4 sowie die Aufwälzrolle 5 werden in Schienen 8 geführt, von welchen hier nur jene den Betrachter zugewandte zu sehen ist. Zwischen den Schienen 8 besteht ein Freiraum, welcher die Unterseite des Objektaufnahmebereichs 3 bildet und durch welchen die Objekte 2a, 2b, 2c in den Objektaufnahmebereich 3 eintreten können.
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Der Vorgang des Absetzens von Objekten mittels der Greifvorrichtung wird in den 2A bis 2D gezeigt. 2A entspricht hierbei 1D, wobei die Objekte 2a, 2b, 2c nun an ihren Zielort transportiert wurden und dort abgesetzt werden sollen. Hierzu wird, wie in 2B gezeigt, der Rollenteppich 4 aus dem Bereich unterhalb des Objektaufnahmebereichs 3 bewegt, wobei er die Objekte 2a, 2b, 2c zunächst mitführt. Die Objekte 2a, 2b, 2c stoßen dann gegen einen vorderen Anschlag 7b, welcher die weitere Bewegung der Objekte mit dem Rollenteppich 4 verhindert. Wie in 2C gezeigt, wird nun der Rollenteppich 4 weiter aus dem Bereich unterhalb des Objektaufnahmebereichs 3 weg bewegt, wobei das Objekt 2a bereits vom Rollenteppich 4 abgesetzt wurde. In 2D ist zu erkennen, dass alle Objekte 2a, 2b, 2c von der Greifvorrichtung 1 abgesetzt wurden. Die Greifvorrichtung kann nun mittels der Handhabungsvorrichtung 6 entfernt werden und die Objekte 2a, 2b, 2c kommen am Zielort zu liegen.
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Im gezeigten Beispiel des Transports von Objekten 2a, 2b, 2c wird der Greifer 1 von oben über die zu greifenden Objekte so abgesenkt, dass sich die Objekte zwischen den Anschlägen 7a und 7b befinden und sich die Aufwälzrolle 5 geringfügig oberhalb des Bodenniveaus der zu greifenden Objekte befindet. Die zu greifenden Objekte 2a, 2b, 2c können beispielsweise eine Lage von auf einer Palette gestapelten quaderförmigen Objekten sein. Der Greifer wird hierbei horizontal so bewegt, dass der hintere Anschlag Kontakt mit der letzten Reihe der Lage hat. Dadurch ist die Position der Lage relativ zum Greifer eindeutig festgelegt. Die Aufwälzrolle 5 dreht sich nun und der Rollenteppich 4 wird gegen die vorderste Reihe der Lage gedrückt, so dass diese Aufsteigen und mit dem Rollenteppich unterfahren werden kann. Die Gegenkraft zum Aufwälzen wird hierbei von dem hinteren Anschlag aufgebracht und durch die komplette Lage auf die vorderste Reihe übertragen. Anschließend werden nacheinander alle Reihen aufgewälzt, so dass die ganze Lage auf dem Rollenteppich zu liegen kommt.
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Eine konstruktive Ausführung des Aufwälzmoduls ist in den 3A und 3B gezeigt. Dabei zeigt 3A den Zustand, in welchem die flexible Unterstützungsfläche unterhalb des Objektaufnahmebereichs 3 befindlich ist, so dass ein Objekt im Aufnahmebereich 3 getragen werden könnte, während 3B den geöffneten Zustand zeigt, in welchem ein Objekt aufgenommen oder abgesetzt werden könnte.
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Der Objektaufnahmebereich 3 ist hierbei kubusförmig, wobei die Kanten des Kubus durch Metallträger gebildet werden. Die Seitenflächen des Kubus sind offen, sofern sie nicht durch die flexible Unterstützungsfläche 4 verschlossen werden. Die flexible Unterstützungsfläche 4 ist hierbei zwischen einer horizontalen Position wie in 3A gezeigt und einer vertikalen Position wie in 3B gezeigt beweglich. In der horizontalen Position kann sie ein im Objektaufnahmebereich 3 befindliches Objekt tragen oder unterstützen. Die flexible Unterstützungsfläche 4 ist im gezeigten Beispiel nur in Richtung der Bewegung unter den Objektaufnahmebereich oder in der Gegenrichtung krümmbar bzw. flexibel. In einer Richtung senkrecht hierzu, jedoch parallel zur Unterstützungsfläche 4 ist die Fläche starr, da die Rollen 9a, 9b, 9c, welche die Unterstützungsfläche 4 zusammensetzen, in dieser Richtung starr sind. Die Rollen bzw. Walzen 9a, 9b, 9c des Rollenteppichs 4 sind hier zylinderförmige Walzen, die mit zueinander parallelen Zylinder- bzw. Walzenachsen nebeneinander und äquidistant angeordnet sind. Die Walzen 9a, 9b, 9c werden in einer seitlichen Führung 8 geführt und mittels einer Kette 10 bewegt. Ein Aufwälzelement 5 ist hierbei als in Richtung der Bewegung unter den Objektaufnahmebereich 3 vorderster Kante angeordnete Rolle ausgebildet, die eine Oberfläche mit erhöhter Reibung aufweist.
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4 zeigt mögliche Verwendungen einer erfindungsgemäßen Greifvorrichtung, die zusätzlich mit einem Flächensauger 11 ausgestattet ist. Der Flächensauger 11 weist hierbei eine Vielzahl von Saugelementen 12 auf, welche in einer gemeinsamen Ebene angeordnete, nach unten geöffnete Saugöffnungen haben. Die Saugelemente 12 des Flächensaugers 11 sind hierbei oberhalb des Objektaufnahmebereichs 3 angeordnet. Eine solche Greifvorrichtung ist auf unterschiedliche Weise verwendbar. Teilfigur A zeigt die Greifvorrichtung angeordnet über den zu greifenden Elementen 2a, 2b, 2c vor Beginn des Greifvorgangs. Es ist nun einerseits möglich, die Objekte 2a, 2b, 2c durch Aufwälzen zu greifen, wie in 4B gezeigt. Das Vorgehen entspricht hier dem bezüglich 1 beschriebenen. In den 4C und 4D ist eine alternative Vorgehensweise der Verwendung der erfindungsgemäßen Greifvorrichtung gezeigt, bei welchem die Objekte 2a, 2b, 2c durch Ansaugen mittels des Flächensaugers 11 aufgenommen und gegriffen werden. Der Rollenteppich 4 wird anschließend unter die Objekte 2a, 2b, 2c bewegt, die sich im Objektaufnahmebereich 3 befinden und dient hier nur zur Sicherung vor einem Herabfallen.
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5 zeigt eine erfindungsgemäße Greifvorrichtung, die zusätzlich mit Klemmmodulen ausgestattet ist. Diese Ausgestaltung der Greifvorrichtung ist auf zwei verschiedene Weisen verwendbar, die in den Teilfiguren 5B und 5C gezeigt sind.
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5A zeigt zunächst wieder den Ausgangszustand, in welchem die Greifvorrichtung 1 über den zu greifenden Objekten 2a, 2b, 2c angeordnet ist. Die Anschläge 7a und 7b sind in horizontaler Richtung beweglich ausgeführt. Es ist nun, wie in 5B gezeigt, einerseits möglich, die Objekte 2a, 2b, 2c durch Aufwälzen in den Objektaufnahmebereichen 3 aufzunehmen. Die beweglichen Anschläge 7a, 7b ermöglichen es hierbei, die Objekte 2a, 2b, 2c vor dem Aufwälzen im Objektaufnahmebereich 3 zu zentrieren. Hierzu werden die Anschläge 7a, 7b an die Objekte 2a, 2b, 2c herangeführt und diese dadurch in Richtung der gewünschten Position verschoben. Es wird dann ein Aufwälzvorgang durchgeführt, welcher jenem in 1 beschriebenen entspricht.
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5C zeigt eine alternative Vorgehensweise, bei welcher die Objekte 2a, 2b, 2c mittels Klemmen zwischen den Anschlägen 7a, 7b gegriffen werden. Die flexible Unterstützungsfläche 4 braucht hierbei nicht notwendigerweise bewegt zu werden. Durch diese Ausführung ist es möglich, neben solchen Objekten, die aufwälzbar sind, ohne apparative Umstellung auch solche Objekte zu greifen und zu bewegen, welche nicht aufwälzbar, aber klemmbar sind. Das Klemmen von Objekten hat außerdem gleichzeitig den Vorteil, dass die Objekte im Greifer zentriert werden und dadurch die Prozesssicherheit erhöht wird.
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6 zeigt eine erfindungsgemäße Greifvorrichtung, welche sowohl ein Klemmmodul wie auch einen Flächensauger aufweist. Dabei zeigt 6A wieder den Zustand vor Beginn des Greifvorgangs. Zwei verschiedene Verwendungen einer solchen Greifvorrichtung sind möglich. In 6B werden zunächst die Objekte 2a, 2b, 2c mittels der Anschläge 7a, 7b zentriert, was eine Erhöhung der Prozesssicherheit ermöglicht. Anschließend erfolgt dann ein Aufwälzvorgang, welcher jenem in 1 gezeigtem entspricht. Im Anschluss an das Aufwälzen kann bei Bedarf zusätzlich ein Klemmen stattfinden, bei welchem die Objekte 2a, 2b, 2c mittels der Anschläge 7a, 7b im Objektaufnahmebereich 3 festgeklemmt werden.
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6C zeigt eine alternative Verwendung dieser Greifvorrichtung, wobei die Objekte 2a, 2b, 2c im Objektaufnahmebereich 3 sowohl durch Klemmen als auch durch Ansaugen mittels des Flächensaugers 11 gehalten werden. Der Rollenteppich 4 muss hierbei nicht zum Einsatz kommen. Durch diese Greifvorrichtung ist es möglich, einerseits Objekte zu greifen, die aufwälzbar sind, gleichzeitig aber auch ohne apparative Umstellung Objekte zu greifen, die nicht aufwälzbar, jedoch klemmbar und/oder ansaugbar sind.
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7 zeigt eine weitere Greifvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, welche zusätzlich einen Flächensauger aufweist, wobei diese Vorrichtung außerdem eine Hubeinheit aufweist, mit welcher der Flächensauger 11 und durch diesen gegriffene Objekte 2a, 2b, 2c gegenüber dem Rollenteppich 4 anhebbar sind. Der Objektaufnahmebereich 3 ist hierbei gemeinsam mit dem Flächensauger 11 durch die Hubvorrichtung 13 in vertikaler Richtung anhebbar.
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Die 7A, 7B und 7C zeigen das Vorgehen beim Greifen von Objekten 2a, 2b, 2c mittels dieser Greifvorrichtung.
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In 7A ist die Greifvorrichtung über den zu greifenden Objekten 2a, 2b, 2c angeordnet und die Objekte 2a, 2b, 2c werden mittels des Flächensaugers 11 im Objektaufnahmebereich 3 angesaugt und dadurch gegriffen. Mittels der Hubvorrichtung 13 werden nun die Objekte 2a, 2b, 2c im Objektaufnahmebereich 3 angehoben, während sie durch den Flächensauger 11 angesaugt sind. Sie werden hierbei über jene Ebene hinaus angehoben, in welcher der Rollenteppich 4 unter den Objektaufnahmebereich 3 bewegbar ist. Der Rollenteppich 4 wird dann unter den Objektaufnahmebereich 3 bewegt.
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Wie in 7C gezeigt, können nun die Objekte 2a, 2b, 2c auf dem Rollenteppich 4 abgesetzt werden, indem die Hubvorrichtung 13 den Flächensauger 11 und damit auch die Objekte 2a, 2b, 2c vertikal nach unten bewegt, also absetzt. Hierdurch können die Objekte 2a, 2b, 2c nun transportiert werden, ohne weiter am Flächensauger 11 angesaugt zu sein, wodurch Energie gespart werden kann.
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8 zeigt eine Greifvorrichtung entsprechend der in 7 gezeigten, wobei jedoch zusätzlich die Anschläge 7a, 7b in horizontaler Richtung beweglich sind, so dass die Objekte neben dem Ansaugen durch die Ansaugvorrichtung 11 auch noch im Objektaufnahmebereich 3 festgeklemmt werden können. Das Vorgehen beim Greifen entspricht im Wesentlichen jenem in 7 gezeigten, wobei jedoch der Greifvorgang, welcher in 7 lediglich durch Ansaugen bewirkt wird, durch Einklemmen zwischen die Anschläge 7a, 7b unterstützt wird. Wie in den 8B und 8C gezeigt, werden die Objekte 2a, 2b, 2c wiederum über das Niveau des Rollenteppichs 4 angehoben und dann auf diesen abgesetzt. In dieser Lage können sie dann mit dem Greifer 1 transportiert werden.
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9 zeigt schließlich eine erfindungsgemäße Greifvorrichtung, welche einerseits mit einem Flächensauger 11 ausgestattet ist, der über eine Hubvorrichtung 13 anhebbar ist, welcher jedoch im Gegensatz zu den in den anderen Figuren gezeigten Greifvorrichtungen zwei flexible Unterstützungsflächen 4a, 4b aufweist, welche jeweils an ihrer in Bewegungsrichtung vorne liegenden Kante eine Aufwälzrolle 5a, 5b aufweisen. Die Vorgehensweise eines eventuellen Anhebens und Absetzens mittels der Ansaugvorrichtung 11 und der Hubvorrichtung 13 entspricht jener in den 7 und 8 beschriebenen. Es ist hier jedoch auch wiederum möglich, dass das Anheben in den Objektaufnahmebereich 3 ohne Einsatz der Hubvorrichtung 13 und des Flächensaugers 11 durch Aufwälzen auf die Rollenteppiche 4a und 4b erfolgt. Die Rollenteppiche 4a und 4b werden hierzu in entgegengesetzter Richtung unter den Objektaufnahmebereich 3 aufeinanderzu bewegt, wobei die Aufwälzrollen 5a und 5b wie oben beschrieben entsprechend bewegt werden, so dass die Objekte auf die Rollenteppiche 4a und 4b aufgewälzt werden.