DE102014223419A1

DE102014223419A1 - Method and device for handling and / or manipulating articles such as containers or piece goods

Info

Publication number: DE102014223419A1
Application number: DE102014223419.0A
Authority: DE
Inventors: Andreas Kursawe; Manuel Kollmuss; Michael Hartl
Original assignee: Krones AG
Current assignee: Krones AG
Priority date: 2014-11-17
Filing date: 2014-11-17
Publication date: 2016-05-19

Abstract

Es ist ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Handhabung und/oder zum Manipulieren von Artikeln, Gruppierungen, Gebinden, Stückgütern oder dergleichen offenbart, wobei die Vorrichtung (10) eine obere Aufhängung (18) umfasst, an welcher wenigstens drei angetriebene Stellarme (20) gelenkig befestigt sind, wobei die wenigstens drei Stellarme (20) jeweils aus wenigstens zwei relativ zueinander schwenkbaren Armabschnitten (22, 24) bestehen und unabhängig voneinander betätigt werden können. Weiterhin ist ein Manipulator (16) vorgesehen, welcher ein oder mehrere Mittel zum Greifen der Artikel, Gruppierungen, Gebinde oder Stückgüter umfasst und mit den wenigstens drei Stellarmen (20) mechanisch gekoppelt ist, so dass durch eine Bewegung eines oder mehrerer der wenigstens drei Stellarme (20) eine Position des Manipulators (16) vorgegeben werden kann. Ein Beschleunigungs- und/oder Schwingungssensor (36) ist wenigstens einem der Stellarme (20), dem Manipulator (16) und/oder einem den Manipulator (16) tragenden und an den Stellarmen (20) aufgehängten Werkzeugträger (26) zugeordnet. Die Ausgangssignale (38) des Beschleunigungs- und/oder Schwingungssensors (36) werden auf Abweichungen von einem vorgebbaren Handhabungs- und/oder Manipulierungsablauf und/oder auf Kollisionen des Manipulators (16) mit Artikeln, Gruppierungen, Gebinden, Stückgütern oder anderen Gegenständen hin ausgewertet.There is disclosed a method and apparatus for handling and / or manipulating articles, groupings, packages, general cargo or the like, the apparatus (10) comprising an upper suspension (18) on which at least three driven actuating arms (20) articulate are fastened, wherein the at least three actuating arms (20) each consist of at least two relatively pivotable arm portions (22, 24) and can be operated independently. Furthermore, a manipulator (16) is provided which comprises one or more means for gripping the articles, groupings, packages or piece goods and is mechanically coupled to the at least three actuating arms (20), so that by a movement of one or more of the at least three actuating arms (20) a position of the manipulator (16) can be specified. An acceleration and / or vibration sensor (36) is associated with at least one of the actuating arms (20), the manipulator (16) and / or a tool carrier (26) supporting the manipulator (16) and suspended from the actuating arms (20). The output signals (38) of the acceleration and / or vibration sensor (36) are evaluated for deviations from a predefinable handling and / or manipulation sequence and / or for collisions of the manipulator (16) with articles, groupings, containers, piece goods or other objects ,

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Handhabung und/oder zum Manipulieren von Artikeln, Gruppierungen, Gebinden oder Stückgütern mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche 1 bzw. 7. The present invention relates to a method and a device for handling and / or manipulating articles, groupings, containers or piece goods with the features of the independent claims 1 and 7, respectively.

Bekannte Verpackungs- oder Palettieranlagen zum Stapeln und Palettieren von Objekten wie Paketen oder Gebinden mit mehreren Artikeln wie bspw. Getränkebehältern weisen üblicherweise Horizontalfördereinrichtungen mit Förderbändern auf, auf denen die Stückgüter oder Gebinde in ununterbrochener oder unregelmäßiger Folge zu einer Handhabungseinrichtung befördert werden. Dort erfolgt eine Verschiebung, Ausrichtung und/oder Drehen einzelner Stückgüter oder Gebinde, um diese in eine geeignete räumliche Anordnung zu bringen, die eine Basis bildet, um die Stückgüter oder Gebinde in nachgeordneten Gruppierstationen zu stapelfähigen Stückgut- oder Gebindelagen zusammenzuschieben. Known packaging or palletizing systems for stacking and palletizing objects such as packages or containers with several articles such as beverage containers usually have horizontal conveyors with conveyor belts on which the piece goods or packages are transported in uninterrupted or irregular sequence to a handling device. There is a shift, alignment and / or turning individual piece goods or containers to bring them into a suitable spatial arrangement, which forms a basis to push together the piece goods or containers in subordinate Gruppierstationen stackable piece goods or bundle layers.

In aktuellen Abfüll- und Verpackungslinien werden unterschiedliche Verfahren zum Drehen von Gebinden eingesetzt, die bspw. geeignete bewegliche Anschläge oder zwei Bänder mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten aufweisen können. Bekannte Handhabungseinrichtungen können auch mit Greifern versehen sein, die bspw. an einem Portalsystem aufgehängt und in einem definierten Bewegungsbereich verschoben, rotiert und zudem in vertikaler Richtung bewegt werden können, um einzelne Stückgüter oder Gebinde zum Drehen und/oder Verschieben anheben zu können. Die Greifer können bspw. auch an Mehrachsroboterarmen angeordnet sein, die seitlich an den Horizontalfördereinrichtungen platziert sind. In current filling and packaging lines, different methods are used for turning containers which, for example, can have suitable movable stops or two belts at different speeds. Known handling devices can also be provided with grippers, for example, suspended on a gantry system and moved in a defined range of motion, rotated and also can be moved in the vertical direction to lift individual cargo or containers for turning and / or moving. The grippers can, for example, also be arranged on multi-axis robot arms, which are placed laterally on the horizontal conveyors.

Bei einer solchen Handhabung von Stückgütern oder Gebinden werden diese in der Praxis zum Zwecke eines Versetzens und/oder ihrer Ausrichtung erfasst, angehoben und in eine gewünschte Position bzw. Orientierung innerhalb einer Gruppierung überführt. Hierzu sind aus dem Stand der Technik bereits zahlreiche Greifvorrichtungen bekannt, so bspw. aus der EP 2 388 216 A1 . Diese bekannte Greifvorrichtung besitzt zwei horizontal voneinander beabstandete und an einem zwischengeordneten Träger über mechanische Verbindungen angeordnete Greifarme. Die Greifarme können aufeinander zubewegt werden, um Objekte zu erfassen. Weiter sind die Greifarme bei definierter Krafteinwirkung in vertikaler Richtung und entgegen dem Träger vom Träger lösbar. Am freien Ende besitzen beide Greifarme Klemmbacken, die bei Erfassen von Objekten mit den jeweiligen Objekten in Oberflächenkontakt stehen. In such a handling of general cargo or containers they are detected in practice for the purpose of displacement and / or their orientation, lifted and transferred to a desired position or orientation within a grouping. For this purpose, numerous gripping devices are already known from the prior art, so for example. From the EP 2 388 216 A1 , This known gripping device has two horizontally spaced and arranged on an intermediate support via mechanical connections gripping arms. The gripper arms can be moved toward each other to detect objects. Further, the gripping arms with defined force in the vertical direction and against the carrier from the carrier can be solved. At the free end, both gripping arms have clamping jaws which are in surface contact with the respective objects when objects are detected.

Eine weitere Greifvorrichtung zeigt bspw. die DE 102 04 513 A1 . Dort sind mehrere sich gegenüberliegende Greifarme in einem Mittelstück geführt. Ein Greifarm ist mittels eines Stellgliedes in Bezug auf einen weiteren Greifarm verschiebbar, so dass beide Greifarme geschlossen werden können. An den unteren Enden der Greifarme sind an den einander zugewandten Seiten Greifabschnitte zum Greifen von Baustoffpaketen vorgesehen. Another gripping device shows, for example, the DE 102 04 513 A1 , There, a plurality of opposing gripping arms are guided in a central piece. A gripper arm is displaceable by means of an actuator with respect to another gripping arm, so that both gripping arms can be closed. At the lower ends of the gripping arms gripping portions for gripping building material packages are provided on the mutually facing sides.

Darüber hinaus gibt es weitere Handhabungseinrichtungen zum Greifen, Verschieben, Drehen und/oder Versetzen von Artikeln oder Gebinden, die auf sog. Deltarobotern oder Parallelkinematik-Robotern basieren, welche in einer dreiarmigen Ausführung auch als Tripode bezeichnet werden. Jeder der Arme eines solchen Tripods oder Deltaroboters besteht aus einem an der Basis um eine gestellfeste Schwenkachse angetrieben verschwenkbar angeordneten Oberarm und einem mit dem Oberarm und dem Koppelelement gelenkig verbundenen Unterarm. Der Unterarm ist hierbei passiv, frei von einem Antrieb zu dessen Verschwenkung gegenüber dem Oberarm oder dem Koppelelement ausgeführt. Einer oder mehrere der Unterarme können bspw. über Kugelgelenke mit den jeweils zugehörigen Oberarmen und dem Koppelelement verbunden sein. Ein solcher einzelner Unterarm ist frei schwenkbar und besitzt keine Eigenstabilität. Alle Oberarme eines Deltaroboters sind jeweils um vorzugsweise innerhalb einer gemeinsamen Ebene liegende Schwenkachsen verschwenkbar angetrieben gelagert. Drei mit dem Koppelelement und jeweils mit ihrem zugehörigen Oberarm verbundene Unterarme bilden in jeder Position ein Kraftdreieck, das sich nur bewegen lässt, wenn die drei Oberarme synchron die für sie berechnete Schwenkbewegungen um deren gestellfeste Schwenkachsen ausführen. Zwei oder mehr Schwenkachsen können parallel verlaufen; in der Regel weisen alle Schwenkachsen zwei Schnittpunkte mit anderen Schwenkachsen auf. In addition, there are other handling devices for gripping, moving, rotating and / or moving articles or containers, which are based on so-called delta robots or parallel kinematic robots, which are also referred to in a three-armed version as tripod. Each of the arms of such a tripod or delta robot consists of a driven at the base about a frame-fixed pivot axis pivotally mounted upper arm and articulated to the upper arm and the coupling element connected to the lower arm. The forearm here is passive, running free of a drive to its pivoting relative to the upper arm or the coupling element. One or more of the lower arms can be connected, for example, via ball joints with the respectively associated upper arms and the coupling element. Such a single forearm is free to pivot and has no inherent stability. All upper arms of a delta robot are in each case mounted so as to be pivotable about preferably pivot axes lying within a common plane. Three connected to the coupling element and each with its associated upper arm forearms form a force triangle in each position, which can only be moved when the three upper arms synchronously perform the calculated for them pivoting movements about their fixed frame pivot axes. Two or more pivot axes can be parallel; As a rule, all pivot axes have two points of intersection with other pivot axes.

Wenigstens einer der Unterarme kann aus zwei auch als Elle und Speiche bezeichneten, ein Parallelogrammgestänge bildenden Gestängeelementen bestehen, um das Koppelelement in zumindest einer vorgegebenen Ausrichtung relativ zur Basis zu führen. Das Koppelelement dient dabei als Arbeitsplattform, die in der Praxis auch als Tool-Center-Point (TCP) bezeichnet wird. An diesem TCP kann ein Manipulator angeordnet sein, bspw. in Gestalt von gegeneinander zustellbaren Greifarmen o. dgl. Handhabungseinrichtung, so dass damit Artikel, Gebinde o. dgl. Stückgüter ergriffen und gedreht, verschoben oder von einer Auflagefläche angehoben werden können. At least one of the lower arms may consist of two linkage elements, also referred to as ellipses and spokes, forming a parallelogram linkage, for guiding the coupling element in at least one predetermined orientation relative to the base. The coupling element serves as a work platform, which is also referred to in practice as a tool center point (TCP). At this TCP, a manipulator may be arranged, for example. In the form of mutually deliverable gripping arms o. The like. Handling device, so that thus articles, containers o. The like. Piece goods can be gripped and rotated, moved or lifted from a support surface.

Der an der Arbeitsplattform bzw. dem TCP angeordnete Manipulator kann wahlweise drehbar gelagert sein, um den Manipulator ausrichten oder eine gewünschte Drehung der Artikel oder Stückgüter ausführen zu können. Anstelle einer antreibbar drehbaren Lagerung des Manipulators am Koppelelement ist grundsätzlich auch denkbar, den Manipulator unverdrehbar am Koppelelement anzuordnen und das gesamte Koppelelement unter entsprechender Ausgleichbewegung der Arme vermittels der Teleskopwelle gegenüber der Basis zu verdrehen. Damit einhergehend ist jedoch der Nachteil eines nur eingeschränkten Drehwinkels des Koppelelements. Die Einschränkung ergibt sich durch das Erreichen von Endanschlägen der gelenkigen Verbindungen der Oberarme und/oder des Koppelelements mit den Unterarmen und/oder dem gegenseitigen Kontakt benachbarter Unterarme. The arranged on the working platform or the TCP manipulator can optionally be rotatably mounted to align the manipulator or perform a desired rotation of the article or piece goods can. Instead of a drivable rotatable mounting of the manipulator on the coupling element is basically also conceivable to arrange the manipulator non-rotatably on the coupling element and to rotate the entire coupling element with a corresponding compensating movement of the arms by means of the telescopic shaft relative to the base. However, this is associated with the disadvantage of only limited rotation angle of the coupling element. The restriction results from the achievement of end stops of the articulated connections of the upper arms and / or the coupling element with the forearms and / or the mutual contact of adjacent forearms.

Aus der DE 10 2010 006 155 A1 , aus der DE 10 2013 208 082 A1 sowie aus der US 8 210 068 B1 sind derartige Handhabungseinrichtung mit Tripoden bekannt. From the DE 10 2010 006 155 A1 , from the DE 10 2013 208 082 A1 as well as from the US 8 210 068 B1 such handling device with tripods are known.

Die bekannten Parallelkinematik-Roboter bzw. sog. Tripoden können einen für den jeweiligen Roboter verfügbaren Arbeitsraum abdecken, der sich aus der Länge der Oberarme, dem Abstand der Befestigung der Oberarme zum Mittelpunkt einer gestellfesten Basis, der Länge der Unterarme, dem Abstand der Befestigung der Unterarme zum Mittelpunkt des sog. Tool-Center-Points am Werkzeugträger und dem maximalen Schwenkbereich der Oberarme ergibt. Dieser Arbeitsraum ist bezogen auf den Tool-Center-Point in z-Richtung ein Zylinder, an dessen unteren Rand sich ein Kugelsegment anschließt. Ferner wird der Arbeitsraum am oberen Rand gegebenenfalls noch eingeschränkt durch maximale Schwenkwinkel kardanischer Teleskop-Antriebswellen. The known parallel kinematics robots or so-called tripods can cover a work space available for the respective robot, which is composed of the length of the upper arms, the distance between the attachment of the upper arms to the center of a frame-fixed base, the length of the lower arms, the distance of the attachment Forearms to the center of the so-called. Tool Center Points on the tool carrier and the maximum pivoting range of the upper arms results. In terms of the tool center point, this working space is a cylinder in the z direction, at the lower edge of which a sphere segment adjoins. Furthermore, the working space at the upper edge is possibly still limited by maximum pivoting angle gimbal telescopic drive shafts.

Eine besondere Herausforderung bei der Konstruktion solcher Parallelkinematik-Roboter bzw. sog. Tripoden stellt die Dimensionierung der Stellarme, ihrer Antriebe und ihrer Lagerungen dar. Zu knappe Dimensionierungen bergen die Gefahr elastischer Verformungen, was die Stellpräzision der Arme und der damit geführten Handhabungswerkzeuge negativ beeinflusst. Großzügige Bauteildimensionierungen verhindern elastische Verformungen und reduzieren Schwingungs- und Resonanzprobleme, führen jedoch fast zwangsläufig zu höheren Massen, die bewegt und beschleunigt werden müssen. A special challenge in the construction of such parallel kinematic robots or tripods is the dimensioning of the control arms, their drives and their bearings. Too small dimensions pose the risk of elastic deformation, which adversely affects the control precision of the arms and the handling tools guided therewith. Generous component dimensions prevent elastic deformation and reduce vibration and resonance problems, but almost inevitably lead to higher masses that have to be moved and accelerated.

Dem Auftreten unerwarteter Ereignisse kann mit bekannten Deltarobotersystemen nur schwer begegnet werden. Derartige unerwartete Ereignisse können bspw. Kollisionen mit zu handhabenden Artikel, Gebinden oder Stückgütern sein, die nicht an einem erwarteten Platz stehen oder leicht verrutscht oder verdreht sind, so dass sie vom Greifwerkzeug, das mit den Stellarmen innerhalb des Bewegungsraumes bewegt werden kann, nicht in gewünschter Weise oder unter Umständen gar nicht erfasst werden können. Derartige Kollisionen können zu Folgeproblemen führen, so bspw. zu einem Lösen und/oder Herabfallen von lösbar fixierten Werkzeugteilen des Greifwerkzeuges, z.B. von magnetisch fixierten Greifbacken. Derartige unerwarteten Ereignisse müssen entweder durch Überwachungspersonen erkannt und/oder mittels optischer Überwachungseinrichtungen detektiert werden, damit die Maschinenumgebung abgeschaltet werden kann und weitere Störungen im Produktionsablauf bzw. Beschädigungen der Maschinenumgebung vermieden werden können. The occurrence of unexpected events can be met with known delta robot systems difficult. Such unexpected events may be, for example, collisions with items to be handled, packages or piece goods that are not in an expected place or are slightly slipped or twisted so that they are not in the gripping tool that can be moved with the actuating arms within the movement space desired manner or may not be detected under certain circumstances. Such collisions can lead to consequential problems, such as, for example, loosening and / or falling off of releasably fixed tool parts of the gripping tool, e.g. of magnetically fixed gripping jaws. Such unexpected events must either be detected by monitoring persons and / or be detected by means of optical monitoring devices so that the machine environment can be switched off and further disturbances in the production sequence or damage to the machine environment can be avoided.

Ein vorrangiges Ziel der vorliegenden Erfindung kann darin gesehen werden, unerwartete Ereignisse, die beim Betrieb von Handhabungssystemen auf Basis von Deltarobotern zuverlässiger und besser erkennen zu können, um auf diese Weise den Betrieb solcher Handhabungssysteme zuverlässiger zu gestalten. Um dies zu erreichen, sollen eine verbesserte Konstruktion einer solchen Vorrichtung sowie ein verbessertes Verfahren für den Betrieb einer solchen Vorrichtung zur Verfügung gestellt werden. A primary object of the present invention may be seen to be able to more reliably and better recognize unexpected events in the operation of delta robot handling systems to thereby make the operation of such handling systems more reliable. To achieve this, an improved construction of such a device as well as an improved method for the operation of such a device shall be provided.

Dieses Ziel der Erfindung wird mit dem Gegenstand des unabhängigen Verfahrensanspruchs erreicht. Merkmale vorteilhafter Weiterbildungen der Erfindung finden sich in den davon abhängigen Ansprüchen. So schlägt die vorliegende Erfindung zur Erreichung des genannten Ziels ein Verfahren zur Handhabung und/oder zum Manipulieren von Artikeln, Gruppierungen, Gebinden oder Stückgütern vor, das mit einer Vorrichtung durchgeführt wird, welche eine obere Aufhängung umfasst, an der wenigstens drei angetriebene Stellarme gelenkig befestigt sind, wobei die wenigstens drei Stellarme jeweils aus wenigstens zwei relativ zueinander schwenkbaren Armabschnitten bestehen und unabhängig voneinander betätigt werden können. Weiterhin sieht die Vorrichtung einen Manipulator vor, der ein oder mehrere Mittel zum Greifen der Artikel, Gruppierungen, Gebinde oder Stückgüter umfasst und mit den wenigstens drei Stellarmen mechanisch gekoppelt ist, so dass durch eine Bewegung eines oder mehrerer der wenigstens drei Stellarme eine Position des Manipulators vorgegeben werden kann. Gemäß einem wichtigen Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst die Vorrichtung schließlich wenigstens einen Beschleunigungs- und/oder Schwingungssensor, der wenigstens einem der Stellarme, dem Manipulator und/oder einem den Manipulator tragenden und an den Stellarmen aufgehängten Werkzeugträger zugeordnet ist, und der schwingungs- und/oder bewegungsinduzierte Ausgangssignale generiert. Diese Ausgangssignale des wenigstens einen Beschleunigungs- und/oder Schwingungssensors werden erfindungsgemäß im Hinblick von Abweichungen der Stellarmbewegungen von einem vorgebbaren Handhabungs- und/oder Manipulierungsablauf und/oder im Hinblick auf Kollisionen des Manipulators mit Artikeln, Gruppierungen, Gebinden, Stückgütern oder anderen Gegenständen ausgewertet. This object of the invention is achieved with the subject matter of the independent method claim. Features of advantageous developments of the invention can be found in the dependent claims. Thus, in order to achieve the above object, the present invention proposes a method for handling and / or manipulating articles, groupings, packages or piece goods, which is carried out with a device comprising an upper suspension, to which at least three driven actuating arms are articulated are, wherein the at least three actuating arms each consist of at least two relatively pivotable arm portions and can be operated independently. Furthermore, the device provides a manipulator, which comprises one or more means for gripping the articles, groupings, packages or piece goods and is mechanically coupled to the at least three actuating arms, so that by moving one or more of the at least three actuating arms, a position of the manipulator can be specified. Finally, in accordance with an important aspect of the present invention, the device comprises at least one acceleration and / or vibration sensor associated with at least one of the actuator arms, the manipulator, and a tool carrier supporting the manipulator and suspended from the actuator arms, and / or or motion-induced output signals generated. These output signals of the at least one acceleration and / or vibration sensor according to the invention in view of deviations of Stellarmbewegungen of a predetermined handling and / or manipulation process and / or with regard to collisions of the manipulator with articles, groupings, Containers, piece goods or other objects evaluated.

Die normalerweise als Greif- und/oder Manipulationseinheit ausgebildete Vorrichtung ist vorzugsweise oberhalb der Auflageebene und/oder dem Förderabschnitt angeordnet. Jeder der wenigstens drei Stellarme kann unabhängig von den anderen Stellarmen betätigt werden, wodurch sich eine freie Beweglichkeit eines Manipulators ergibt, der ein oder mehrere Mittel zum Greifen der Artikel, Gruppierungen, Gebinde oder Stückgüter umfasst und der mit den wenigstens drei Stellarmen mechanisch gekoppelt ist, so dass durch eine Bewegung eines oder mehrerer der wenigstens drei Stellarme eine Position des Manipulators vorgegeben werden kann. Der wenigstens eine Beschleunigungs- und/oder Schwingungssensor liefert Ausgangssignale, die Aufschluss über einen regulären Betrieb des Handhabungssystems oder über ein unerwartetes Ereignis wie z.B. eine Kollision mit einem der zu greifenden Artikel, Gruppierungen, Gebinde oder Stückgüter geben kann. Da eine solche Kollision zu einem in den Stellarmen spürbaren und mittels eines entsprechenden Beschleunigungs- und/oder Schwingungssensors detektierbaren und nachweisbaren Bewegungssignals führt, lassen sich derartige unerwartete Ereignisse mit hoher Zuverlässigkeit erfassen und nachweisen. The device, which is normally designed as a gripping and / or manipulation unit, is preferably arranged above the supporting plane and / or the conveying section. Each of the at least three actuating arms can be actuated independently of the other actuating arms, resulting in a free mobility of a manipulator comprising one or more means for gripping the articles, groupings, packages or piece goods and which is mechanically coupled to the at least three actuating arms, so that a position of the manipulator can be predetermined by a movement of one or more of the at least three actuating arms. The at least one acceleration and / or vibration sensor provides output signals indicative of regular operation of the handling system or of an unexpected event, such as an accident. a collision with one of the items to be gripped, groups, containers or piece goods can give. Since such a collision leads to a movement signal which can be felt in the actuating arms and can be detected and detected by means of a corresponding acceleration and / or vibration sensor, such unexpected events can be detected and detected with high reliability.

Zur Erhöhung der Systemzuverlässigkeit können bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wahlweise auch die Signale von zwei oder mehr Beschleunigungs- und/oder Schwingungssensoren ausgewertet werden, die an zwei unterschiedlichen Stellarmen oder an wenigstens einem Stellarm und am Werkzeugträger angeordnet sein können. Die Ausgangssignale des wenigstens einen Beschleunigungs- und/oder Schwingungssensors werden vorzugsweise mittels einer Auswerte- und/oder Rechnereinheit analysiert und/oder mit einem vorgebbaren Signalmuster verglichen. So kann in der Auswerte- und/oder Recheneinheit bspw. ein Kennfeldvergleich stattfinden, bei dem die Signale der Sensoren bzw. des wenigstens einen Sensors ständig mit einem zuvor ermittelten Signalkennfeld verglichen werden, um dadurch Unregelmäßigkeiten und Abweichungen von einem typischen bzw. zu erwartenden Signalverlauf zu erkennen. Das Signalkennfeld kann bspw. in Testläufen ermittelt worden sein, bei dem typische Bewegungsabläufe simuliert wurden, so dass ein Signalmuster gewonnen werden kann, das übliche und kollisionsfreie Bewegungsabläufe abbildet. Derartige typische Signalverläufe können sich auch dazu eignen, Gewichtsanalysen vorzunehmen, um bspw. untypische oder nicht reguläre Gewichtsänderungen zu erkennen, die sich z.B. auf den Verlust eines gegriffenen Artikels, Stückgutes oder Gebindes oder auch auf den Verlust eines Teils des Manipulationswerkzeuges bzw. des am Werkzeugträger angeordneten Greifers zurückführen lässt. Alle solche unerwarteten Ereignisse bilden sich normalerweise im Signalverlauf eines solchen Schwingungs- und/oder Beschleunigungssensor ab und können Rückschlüsse auf Störungen im Handhabungsverlauf der Handhabungsvorrichtung erlauben. So sieht eine für die Praxis besonders sinnvoll einsetzbare Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens vor, dass die Signalanalyse und/oder der Vergleich mit dem vorgegebenen Signalmuster zur Kollisionserkennung und/oder zur Erkennung eines Greiffehlers und/oder zur Erkennung eines Verlustes eines gegriffenen Artikels, einer Gruppierung, eines Gebindes oder Stückgutes verwendet wird. In order to increase system reliability, the signals of two or more acceleration and / or vibration sensors which can be arranged on two different actuating arms or on at least one actuating arm and on the tool carrier can optionally also be evaluated in the method according to the invention. The output signals of the at least one acceleration and / or vibration sensor are preferably analyzed by means of an evaluation and / or computer unit and / or compared with a predeterminable signal pattern. Thus, for example, a map comparison can take place in the evaluation and / or arithmetic unit, in which the signals of the sensors or of the at least one sensor are constantly compared with a previously determined signal characteristic field, thereby irregularities and deviations from a typical or expected signal curve to recognize. The signal characteristic field may have been determined, for example, in test runs in which typical motion sequences have been simulated so that a signal pattern can be obtained which maps the usual and collision-free motion sequences. Such typical waveforms may also be useful to perform weight analyzes to detect, for example, untypical or non-regular weight changes, which may occur, e.g. can be traced back to the loss of a gripped item, cargo or container or even to the loss of part of the manipulation tool or arranged on the tool carrier gripper. All such unexpected events are usually reflected in the waveform of such a vibration and / or acceleration sensor and may allow conclusions about disturbances in the handling of the handling device. Thus, a variant of the method according to the invention that is particularly useful in practice provides that the signal analysis and / or the comparison with the predetermined signal pattern for collision detection and / or for detecting a gripping error and / or for detecting a loss of a gripped article, a grouping, a container or piece goods is used.

Die Signalanalyse und/oder der Vergleich mit dem vorgegebenen Signalmuster können besonders vorteilhaft zur Auslösung eines ereignisabhängigen Maschinenstopps genutzt werden. The signal analysis and / or the comparison with the predetermined signal pattern can be used particularly advantageously for triggering an event-dependent machine stop.

Eine weitere Variante des Verfahrens kann vorsehen, dass die Auswertung und/oder Analyse der Ausgangssignale des wenigstens einen Beschleunigungs- und/oder Schwingungssensors mit einer Analyse der Stromverbrauchssignale der elektrischen Antriebsmotoren oder Getriebemotoren für die Stellarme kombiniert werden kann. Da auch die jeweilige Stromaufnahme der elektrischen Stellmotoren für die Stellarme in einem kombinierten Vergleich gewisse Rückschlüsse über das Auftreten unerwarteter Ereignisse erlaubt, kann eine Kombination der oben genannten Signalauswertung von Beschleunigungs- und/oder Schwingungssensoren mit der Auswertung der Stromverbrauchssignale der Antriebsmotoren noch genauere Erkenntnisse über das Einhalten eines regulären Stellbetriebs der Vorrichtung liefern. A further variant of the method can provide that the evaluation and / or analysis of the output signals of the at least one acceleration and / or vibration sensor can be combined with an analysis of the power consumption signals of the electric drive motors or gearmotors for the actuating arms. Since the respective current consumption of the electric servomotors for the control arms in a combined comparison certain conclusions about the occurrence of unexpected events allowed, a combination of the above signal evaluation of acceleration and / or vibration sensors with the evaluation of the power consumption signals of the drive motors even more accurate knowledge of the Maintaining a regular actuator operation of the device supply.

Das oben genannte Ziel der Erfindung wird außerdem mit dem Gegenstand des unabhängigen Vorrichtungsanspruchs 7 erreicht. Merkmale vorteilhafter Weiterbildungen der Erfindung finden sich in den davon abhängigen Ansprüchen. So schlägt die vorliegende Erfindung zur Erreichung des genannten Ziels neben dem erwähnten Verfahren eine Vorrichtung zur Handhabung und/oder zum Manipulieren von Artikeln, Gruppierungen, Gebinden, Stückgütern oder dergleichen vor, die eine obere Aufhängung aufweist, an welcher wenigstens drei separat angetriebene Stellarme gelenkig befestigt sind, wobei jeder der wenigstens drei Stellarme durch wenigstens zwei relativ zueinander schwenkbare Armabschnitte gebildet ist, und wobei die wenigstens drei Stellarme unabhängig voneinander betätigt werden können. Die Vorrichtung weist zudem einen Manipulator auf, welcher ein oder mehrere Mittel zum Greifen der Artikel, Gruppierungen, Gebinde oder Stückgüter umfasst und mit den wenigstens drei Stellarmen mechanisch gekoppelt ist, so dass durch eine Bewegung eines oder mehrerer der wenigstens drei Stellarme eine Position des Manipulators vorgegeben werden kann. Der Manipulator kann bspw. als Greifer ausgebildet sein. Weiterhin umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung wenigstens einen Beschleunigungs- und/oder Schwingungssensor, der wenigstens einem der Stellarme, dem Manipulator und/oder einem den Manipulator tragenden und an den Stellarmen aufgehängten Werkzeugträger zugeordnet ist, und der schwingungs- und/oder bewegungsinduzierte Ausgangssignale generiert, wobei die Ausgangssignale des wenigstens einen Beschleunigungs- und/oder Schwingungssensors hinsichtlich Abweichungen von einem vorgebbaren Handhabungs- und/oder Manipulierungsablauf und/oder hinsichtlich Kollisionen des Manipulators mit Artikeln, Gruppierungen, Gebinden, Stückgütern oder anderen Gegenständen auswertbar sind. The above-mentioned object of the invention is also achieved with the subject matter of the independent apparatus claim 7. Features of advantageous developments of the invention can be found in the dependent claims. Thus, in order to achieve the stated object, the present invention proposes, in addition to the mentioned method, a device for handling and / or manipulating articles, groupings, packages, piece goods or the like, which has an upper suspension to which at least three separately driven actuating arms are articulated wherein each of the at least three actuating arms is formed by at least two relatively pivotable arm portions, and wherein the at least three actuating arms can be actuated independently of each other. The device also has a manipulator, which comprises one or more means for gripping the articles, groupings, packages or piece goods and is mechanically coupled to the at least three actuating arms, so that by a movement of one or more of the at least three actuating arms a position of the manipulator can be specified. The manipulator can, for example, be designed as a gripper. Furthermore, the device according to the invention comprises at least one acceleration and / or vibration sensor, which is assigned to at least one of the actuating arms, the manipulator and / or a tool carrier carrying the manipulator and suspended on the actuating arms, and which generates vibration and / or motion-induced output signals, wherein the output signals of the at least one acceleration and / or vibration sensor can be evaluated with regard to deviations from a predefinable handling and / or manipulation sequence and / or with respect to collisions of the manipulator with articles, groupings, containers, piece goods or other objects.

Die Vorrichtung weist vorzugsweise eine Auswerte- und/oder Rechnereinheit auf oder mit einer solchen gekoppelt, wobei die Auswerte- und/oder Rechnereinheit zur Analyse der Ausgangssignale des wenigstens einen Beschleunigungs- und/oder Schwingungssensors und/oder zum Vergleich der Ausgangssignale mit einem vorgebbaren Signalmuster ausgestattet ist. Dadurch ist bspw. ein Kennfeldvergleich, eine Gewichtsanalyse des Manipulators bzw. Greifers o. dgl. möglich. The device preferably has an evaluation and / or computer unit coupled to or with such, wherein the evaluation and / or computer unit for analyzing the output signals of the at least one acceleration and / or vibration sensor and / or for comparing the output signals with a predetermined signal pattern Is provided. This is, for example, a map comparison, a weight analysis of the manipulator or gripper o. The like. Possible.

Wahlweise können zwei oder mehr Beschleunigungs- und/oder Schwingungssensoren vorgesehen sein, die an zwei unterschiedlichen Stellarmen angeordnet sind. So können die zwei oder mehr Beschleunigungs- und/oder Schwingungssensoren z.B. an einem der Stellarme bzw. am Werkzeugträger angeordnet sein. Die Anordnung von Sensoren an den Stellarmen, insbesondere an deren Oberarme, weist den Vorteil kurzer Signalleitungen auf. Eine Anordnung eines Sensors am Werkzeugträger bzw. am sog. Tool-Center-Point weist allerdings den Vorteil auf, dass damit höhere Signalamplituden bei Kollisionen oder bei einer plötzlichen Gewichtsänderungen erzielbar sind, welche unter Umständen zu einer höheren Genauigkeit bei der Signalauswertung führen können. Optionally, two or more acceleration and / or vibration sensors may be provided, which are arranged on two different actuating arms. Thus, the two or more acceleration and / or vibration sensors may e.g. be arranged on one of the actuating arms or on the tool carrier. The arrangement of sensors on the actuating arms, in particular on the upper arms, has the advantage of short signal lines. However, an arrangement of a sensor on the tool carrier or on the so-called tool center point has the advantage that higher signal amplitudes can be achieved in the event of collisions or sudden weight changes, which under certain circumstances can lead to a higher accuracy in the signal evaluation.

Im Folgenden sollen Ausführungsbeispiele die Erfindung und ihre Vorteile anhand der beigefügten Figuren näher erläutern. Die Größenverhältnisse der einzelnen Elemente zueinander in den Figuren entsprechen nicht immer den realen Größenverhältnissen, da einige Formen vereinfacht und andere Formen zur besseren Veranschaulichung vergrößert im Verhältnis zu anderen Elementen dargestellt sind. In the following, embodiments of the invention and their advantages with reference to the accompanying figures will be explained in more detail. The proportions of the individual elements to one another in the figures do not always correspond to the actual size ratios, since some shapes are simplified and other shapes are shown enlarged in relation to other elements for better illustration.

1 zeigt eine schematische Ansicht einer Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Handhabung und/oder zum Manipulieren von Artikeln, Gruppierungen, Gebinden oder Stückgütern. 1 shows a schematic view of an embodiment of a device according to the invention for handling and / or manipulating articles, groups, containers or cargo.

2 zeigt eine schematische Detailansicht einer ersten Ausführungsvariante der Vorrichtung gemäß 1. 2 shows a schematic detail view of a first embodiment of the device according to 1 ,

3 zeigt eine schematische Detailansicht einer zweiten Ausführungsvariante der Vorrichtung gemäß 1. 3 shows a schematic detail view of a second embodiment of the device according to 1 ,

4 zeigt eine schematische Detailansicht einer dritten Ausführungsvariante der Vorrichtung gemäß 1. 4 shows a schematic detail view of a third embodiment of the device according to 1 ,

Für gleiche oder gleich wirkende Elemente der Erfindung werden identische Bezugszeichen verwendet. Ferner werden der Übersicht halber nur Bezugszeichen in den einzelnen Figuren dargestellt, die für die Beschreibung der jeweiligen Figur erforderlich sind. Die dargestellten Ausführungsformen stellen lediglich Beispiele dar, wie die erfindungsgemäße Vorrichtung oder das erfindungsgemäße Verfahren ausgestaltet sein können und stellen keine abschließende Begrenzung dar. For identical or equivalent elements of the invention, identical reference numerals are used. Furthermore, for the sake of clarity, only reference symbols are shown in the individual figures, which are required for the description of the respective figure. The illustrated embodiments are merely examples of how the device or method of the invention may be configured and are not an exhaustive limitation.

Einleitend sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass die in den 1 bis 4 erläuterten Ausführungsvarianten der erfindungsgemäßen Vorrichtung sich auf einen Deltaroboter mit drei gleichartigen Schwenkarmen bzw. auf einen Tripod beziehen, der Teil einer Handhabungseinrichtung bzw. eines Manipulators zur Handhabung, zum Drehen, Verschieben oder Aufnehmen von Artikeln, Stückgütern oder Gebinden ist. Hinsichtlich einer möglichen Ausgestaltung des Deltaroboters bzw. Tripods, seines Aufbaus, seiner Funktionsweise und seines Bewegungsraumes sei insbesondere auf den Offenbarungsgehalt der DE 10 2013 106 004 A1 verwiesen, auf deren gesamten Inhalt hiermit ausdrücklich Bezug genommen wird. Auf eine detaillierte Beschreibung der Bewegungsmodi, der Antriebe für die drei Schwenkarme etc. soll deshalb an dieser Stelle verzichtet werden. Grundsätzlich könnte die Vorrichtung 10 gemäß 1 bis 4 auch vier gleichartige Stellarme aufweisen. By way of introduction, it should be pointed out that in the 1 to 4 explained embodiments of the device according to the invention relate to a delta robot with three similar pivoting arms or on a tripod, which is part of a handling device or a manipulator for handling, for rotating, moving or picking up articles, general cargo or containers. With regard to a possible embodiment of the delta robot or tripod, its structure, its mode of operation and its range of motion, reference may be made in particular to the disclosure content of DE 10 2013 106 004 A1 referenced, the entire contents of which are hereby incorporated by reference. For a detailed description of the movement modes, the drives for the three pivot arms, etc. should therefore be omitted here. Basically, the device could 10 according to 1 to 4 also have four identical actuating arms.

Die schematische Darstellung der 1 zeigt eine denkbare Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 zur Handhabung und/oder zum Manipulieren von hier nicht dargestellten Artikeln, Gruppierungen, Gebinden, Stückgütern oder dergleichen. The schematic representation of 1 shows a conceivable embodiment of a device according to the invention 10 for handling and / or manipulating articles, groups, containers, general cargo, or the like, not shown here.

Diese hier nicht dargestellten Artikel, Gruppierungen, Gebinde oder Stückgüter stehen insbesondere auf einer Auflageebene und/oder einem Förderabschnitt 12 einer Vorrichtung 14 zur Handhabung, Förderung, Gruppierung und/oder Verpackung von Artikeln, Stückgütern, Gruppierungen und/oder Gebinden bzw. werden auf dieser Auflageebene oder dem Förderabschnitt 12 in horizontaler Richtung bewegt. Die als Greif- und/oder Manipulationseinheit 16 ausgebildete Handhabungsvorrichtung 10 ist oberhalb der Auflageebene und/oder dem Förderabschnitt 12 angeordnet und umfasst eine obere Aufhängung 18, an der drei separat angetriebene Stellarme 20 gelenkig befestigt sind. Jeder dieser drei Stellarme 20 ist durch zwei relativ zueinander schwenkbare Armabschnitte 22 und 24 gebildet, nämlich jeweils durch einen Oberarm 22, der um eine horizontale Schwenkachse beweglich ist und an der oberen Aufhängung 18 gelenkig und motorisch angetrieben aufgehängt ist, sowie durch einen Unterarm 24, der gelenkig mit dem Oberarm 22 verbunden ist und nach unten führt, so dass sich alle drei Unterarme 24 in einem unteren Koppelabschnitt 26 treffen, dem sog. Tool-Center-Point bzw. TCP. An diesem unteren Koppelabschnitt 26 bzw. dem TCP befindet sich eine separat aktivierbare Greifeinrichtung 28 mit einem Paar gegeneinander zustellbarer Greifbacken, die der Erfassung, dem Greifen und/oder Manipulieren der auf dem Förderabschnitt 12 befindlichen Artikel, Gruppierungen, Gebinde oder Stückgüter dienen. These items, groups, containers or piece goods, not shown here, stand in particular on a supporting plane and / or a conveying section 12 a device 14 for the handling, conveying, grouping and / or packaging of articles, general cargo, groups and / or containers or are at this level or the conveyor section 12 moved in a horizontal direction. The as gripping and / or manipulation unit 16 trained handling device 10 is above the support plane and / or the conveyor section 12 arranged and includes an upper suspension 18 , on the three separately driven actuating arms 20 are hinged. Each of these three control arms 20 is by two relatively pivotable arm portions 22 and 24 formed, namely in each case by an upper arm 22 which is movable about a horizontal pivot axis and on the upper suspension 18 articulated and motor driven, as well as by a forearm 24 , which is articulated with the upper arm 22 is connected and leads down, so that all three forearms 24 in a lower coupling section 26 meet, the so-called Tool Center Point or TCP. At this lower coupling section 26 or the TCP is a separately activatable gripping device 28 with a pair of mutually deliverable gripping jaws, the detection, the gripping and / or manipulating the on the conveyor section 12 articles, groupings, packages or general cargo.

Wie dies bereits im Detail in der DE 10 2013 106 004 A1 beschrieben ist, kann jeder der drei Stellarme 20 unabhängig von den anderen Stellarmen 20 betätigt werden, wodurch sich eine freie Beweglichkeit des Manipulators 16 mitsamt seiner Greifeinrichtung 28 innerhalb eines definierten Bewegungsraumes 30 ergibt, wobei durch eine Bewegung eines oder mehrerer der insgesamt drei Stellarme 20 eine Position der Greifeinrichtung 28 innerhalb des Bewegungsraumes 30 vorgegeben werden kann. Dieser Bewegungs- oder Arbeitsraum 30 ist bezogen auf den Tool-Center-Point 26 in vertikaler Richtung bzw. in z-Richtung ein Zylinder, an dessen unteren Rand sich ein Kugelsegment anschließt, wie dies in 1 angedeutet ist. As already detailed in the DE 10 2013 106 004 A1 can be described, each of the three control arms 20 independent of the other actuating arms 20 be actuated, resulting in a free movement of the manipulator 16 together with his gripping device 28 within a defined range of motion 30 results, wherein by a movement of one or more of the total of three actuating arms 20 a position of the gripping device 28 within the movement room 30 can be specified. This movement or work space 30 is related to the Tool Center Point 26 in the vertical direction or in the z-direction, a cylinder, at the lower edge of which a ball segment connects, as in 1 is indicated.

Die obere Aufhängung 18 sieht im gezeigten Ausführungsbeispiel der 1 eine Abstützung über insgesamt drei schräge Stützträger 32 vor, die sich wiederum in einem Rahmengestell 34 der Vorrichtung 14 zur Handhabung, Förderung, Gruppierung und/oder Verpackung von Artikeln, Stückgütern, Gruppierungen und/oder Gebinden abstützen. Das Rahmengestell 34 kann bspw. ein starrer Stahlträgerrahmen o. dgl. mit verschraubten Vertikal- und Horizontalträgern sein, der im unteren Bereich den Horizontalförderabschnitt 12 aufnimmt. The upper suspension 18 sees in the embodiment shown the 1 a support over a total of three inclined support beams 32 before, in turn, in a frame 34 the device 14 for the handling, conveying, grouping and / or packaging of articles, piece goods, groups and / or containers. The frame 34 can be, for example, a rigid steel support frame o. The like. With screwed vertical and horizontal beams, in the lower region of the horizontal conveyor section 12 receives.

Die Vorrichtung umfasst außerdem wenigstens einen Beschleunigungs- und/oder Schwingungssensor 36, dessen Lokalisierung an einem der Stellarme 20, an der Greifeinrichtung 28 bzw. am Manipulator 16 und/oder am Tool-Center-Point 26 in der schematischen Darstellung der 1 lediglich angedeutet sein soll; die Platzierung des wenigstens einen Beschleunigungs- und/oder Schwingungssensors 36 oder von zwei oder mehr solcher Beschleunigungs- und/oder Schwingungssensoren 36 wird anhand der 2 näher erläutert. The device also comprises at least one acceleration and / or vibration sensor 36 whose location on one of the actuating arms 20 , at the gripping device 28 or on the manipulator 16 and / or at the tool center point 26 in the schematic representation of 1 merely intended to be indicated; the placement of the at least one acceleration and / or vibration sensor 36 or of two or more such acceleration and / or vibration sensors 36 is determined by the 2 explained in more detail.

Der wenigstens eine Beschleunigungs- und/oder Schwingungssensor 36 generiert schwingungs- und/oder bewegungsinduzierte Ausgangssignale 38. Diese Ausgangssignale 38 des wenigstens einen Beschleunigungs- und/oder Schwingungssensors 36 können in einer Auswerte- und/oder Rechnereinheit 40 im Hinblick auf Abweichungen der Stellarmbewegungen von einem vorgebbaren Handhabungs- und/oder Manipulierungsablauf und/oder im Hinblick auf Kollisionen der Greifeinrichtung 28 bzw. des Manipulators 16 mit Artikeln, Gruppierungen, Gebinden, Stückgütern oder anderen Gegenständen ausgewertet werden. Somit kann der wenigstens eine Beschleunigungs- und/oder Schwingungssensor 36 Ausgangssignale 38 liefern, die Aufschluss über einen regulären Betrieb des Handhabungssystems 10 oder über ein unerwartetes Ereignis wie z.B. eine Kollision des Manipulators 16 bzw. der Greifeinrichtung 28 mit einem der zu greifenden Artikel, Gruppierungen, Gebinde oder Stückgüter geben kann. Da eine solche Kollision zu einem in den Stellarmen 20 spürbaren und mittels des wenigstens einen Beschleunigungs- und/oder Schwingungssensors 36 detektierbaren und nachweisbaren Bewegungssignals führt, lassen sich derartige unerwartete Ereignisse mit hoher Zuverlässigkeit erfassen und nachweisen. The at least one acceleration and / or vibration sensor 36 generates vibration and / or motion-induced output signals 38 , These output signals 38 the at least one acceleration and / or vibration sensor 36 can in an evaluation and / or computer unit 40 with regard to deviations of Stellarmbewegungen of a predetermined handling and / or Manipulierungsablauf and / or with regard to collisions of the gripping device 28 or the manipulator 16 be evaluated with articles, groupings, containers, piece goods or other objects. Thus, the at least one acceleration and / or vibration sensor 36 output signals 38 provide information about a regular operation of the handling system 10 or an unexpected event such as a collision of the manipulator 16 or the gripping device 28 with one of the articles to be gripped, groupings, packages or piece goods. Because such a collision to one in the Stellarmen 20 perceptible and by means of the at least one acceleration and / or vibration sensor 36 detectable and detectable motion signal, such unexpected events can be detected and detected with high reliability.

Die schematische Teilansicht der 2 verdeutlicht eine mögliche Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10, bei der ein Beschleunigungs- und/oder Schwingungssensor 36 an einem der Oberarme 22 angeordnet sein kann. Wie bei allen solchen Tripoden sind die Unterarme 24 nicht separat angetrieben, sondern lediglich an den Verbindungsstellen 42 gelenkig mit den freien Enden der Oberarme 22 verbunden. An ihren Unterseiten sind die Unterarme 24 mit dem gemeinsamen Koppelabschnitt bzw. Tool-Center-Point (TCP) 26 gelenkig verbunden bzw. tragen diesen. Der Koppelabschnitt 26 bildet gleichzeitig den Werkzeugträger für die hier nur schematisch angedeutete Greifeinrichtung 28, die bspw. durch zwei gegeneinander zustellbare Greifbacken 44 o. dgl. gebildet sein kann. The schematic partial view of 2 illustrates a possible embodiment of the device according to the invention 10 in which an acceleration and / or vibration sensor 36 on one of the upper arms 22 can be arranged. As with all such tripods are the forearms 24 not driven separately, but only at the joints 42 articulated with the free ends of the upper arms 22 connected. On their undersides are the forearms 24 with the common coupling section or Tool Center Point (TCP) 26 articulated connected or wear this. The coupling section 26 at the same time forms the tool carrier for the gripping device indicated only schematically here 28 , for example, by two against each deliverable gripping jaws 44 o. The like. Can be formed.

Die Oberarme 22, von denen in der Detailansicht der 2 der besseren Übersichtlichkeit halber nur einer gezeigt ist, sind jeweils an der oberen Aufhängung 18 gehalten und um eine horizontale Drehachse verschwenkbar in einem oberen Aufhängungspunkt 46 gelagert. Um die Verschwenkbarkeit des Oberarms 22 am oberen Aufhängungspunkt 46 um eine horizontale Drehachse zu ermöglichen, ist an einem Lagerbock 48 der oberen Aufhängung 18 ein Getriebemotor 50 o. dgl. vorgesehen, der insbesondere durch einen elektrischen Antriebsmotor 50 mit angeflanschtem Getriebe gebildet sein kann, der für die schnellen Stellbewegungen des Oberarms 22 und damit des gesamten Gelenkarmes 20 sorgen kann. Jeder der vorhandenen drei Gelenkarme 20 ist mit jeweils einem solchen Getriebemotor 50 versehen, wobei die Gelenkarme 20 durch die separate Ansteuerbarkeit der Getriebemotoren 50 jeweils eigene Stellbewegungen ausführen können, wodurch sich die Bewegungsmöglichkeiten der Greifeinrichtung 28 im vorhandenen Bewegungsraum 30 (vgl. 1) ergeben. The upper arms 22 of which in the detail view the 2 for better clarity, only one is shown, each on the upper suspension 18 held and pivotable about a horizontal axis of rotation in an upper suspension point 46 stored. To the pivotability of the upper arm 22 at the upper suspension point 46 to allow a horizontal axis of rotation is on a bearing block 48 the upper suspension 18 a geared motor 50 o. The like. Provided, in particular by an electric drive motor 50 can be formed with flange-mounted gearbox, which is responsible for the rapid positioning movements of the upper arm 22 and so that the entire articulated arm 20 can provide. Each of the existing three articulated arms 20 is each with such a geared motor 50 provided, wherein the articulated arms 20 due to the separate controllability of the gearmotors 50 can each perform their own positioning movements, causing the possibilities of movement of the gripping device 28 in the existing movement room 30 (see. 1 ).

Wie es die 2 andeutet, kann einer der Oberarme 22 den gezeigten Beschleunigungs- und/oder Schwingungssensor 36 aufweisen, der seine Ausgangssignale 38 gemäß 1 an die Auswerte- und/oder Rechnereinheit 40 liefert. Wahlweise können auch zwei oder alle drei Oberarme 22 jeweils mit separaten Beschleunigungs- und/oder Schwingungssensoren 36 ausgestattet sein, die ihre Ausgangssignale 38 jeweils an die Auswerte- und/oder Rechnereinheit 40 liefern, welche aus den Signalen Informationen über eine regulären Betrieb der Vorrichtung 10 oder über das Auftreten besonderer Ereignisse wie einer Kollision der Greifbacken 44 mit einem Artikel, Gebinde oder Stückgut oder einem Verlust einer der Greifbacken 44 nach einer solchen Kollision gewinnen kann. Like the 2 suggests one of the upper arms 22 the acceleration and / or vibration sensor shown 36 exhibit its output signals 38 according to 1 to the evaluation and / or computer unit 40 supplies. Optionally, two or all three upper arms can 22 each with separate acceleration and / or vibration sensors 36 be equipped with their output signals 38 in each case to the evaluation and / or computer unit 40 supply, which from the signals information about a regular operation of the device 10 or about the occurrence of special events such as a collision of the jaws 44 with an article, container or piece goods or a loss of one of the gripping jaws 44 win after such a collision.

Die schematische Teilansicht der 3 verdeutlicht eine weitere Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10, bei der jeweils ein Beschleunigungs- und/oder Schwingungssensor 36 an jedem der Unterarme 24 angeordnet ist. Darüber hinaus zeigt die Variante gemäß 4 eine weitere alternative Anbringungsmöglichkeit eines Beschleunigungs- und/oder Schwingungssensors 36 am Werkzeugträger bzw. am Tool-Center-Point 26. The schematic partial view of 3 illustrates a further embodiment of the device according to the invention 10 in which in each case an acceleration and / or vibration sensor 36 on each of the forearms 24 is arranged. In addition, the variant shows according to 4 a further alternative attachment possibility of an acceleration and / or vibration sensor 36 at the tool carrier or at the tool center point 26 ,

Die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 wurde unter Bezugnahme auf die in den 1 bis 4 gezeigte bevorzugte Ausführungsvariante beschrieben. Es ist jedoch für einen Fachmann vorstellbar, dass Abwandlungen oder Änderungen der Erfindung gemacht werden können, ohne dabei den Schutzbereich der nachstehenden Ansprüche zu verlassen. The device according to the invention 10 was referring to the in the 1 to 4 shown preferred embodiment variant described. However, it will be apparent to those skilled in the art that modifications or changes may be made to the invention without departing from the scope of the following claims.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: Vorrichtung, Handhabungsvorrichtung Device, handling device
1212: Förderabschnitt, Horizontalförderabschnitt, Horizontalfördereinrichtung Conveyor section, horizontal conveyor section, horizontal conveyor
1414: Vorrichtung, Handhabungs-, Förder-, Gruppierungs-, Verpackungsvorrichtung Device, handling, conveying, grouping, packaging device
1616: Greifeinheit, Manipulationseinheit, Manipulator Gripping unit, manipulation unit, manipulator
1818: obere Aufhängung upper suspension
2020: Stellarm, Gelenkarm Actuator arm, articulated arm
2222: Oberarm, oberer Armabschnitt Upper arm, upper arm section
2424: Unterarm, unterer Armabschnitt Forearm, lower arm section
2626: Koppelabschnitt, Tool-Center-Point (TCP), Werkzeugträger Coupling section, Tool Center Point (TCP), tool carrier
2828: Greifeinrichtung gripper
3030: Bewegungsraum, Arbeitsraum Movement room, work space
3232: Stützträger support beam
3434: Rahmengestell frame
3636: Beschleunigungssensor, Schwingungssensor Acceleration sensor, vibration sensor
3838: Ausgangssignal output
4040: Auswerte- und/oder Rechnereinheit Evaluation and / or computer unit
4242: Verbindungsstelle, Gelenk (zwischen Oberarmen und Unterarmen) Joint, joint (between upper arms and lower arms)
4444: Greifbacken (der Greifeinrichtung) Gripping jaws (gripping device)
4646: oberer Aufhängungspunkt (der Oberarme) upper suspension point (upper arms)
4848: Lagerbock bearing block
5050: Getriebemotor, Antriebsmotor Geared motor, drive motor

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 2388216 A1 [0004]
DE 10204513 A1 [0005]
DE 102010006155 A1 [0009]
DE 102013208082 A1 [0009]
US 8210068 B1 [0009]
DE 102013106004 A1 [0028, 0031]

Claims

Method for handling and / or manipulating articles, groupings, containers, piece goods or the like with a device ( 10 ), which comprises: - an upper suspension ( 18 ), on which at least three driven actuating arms ( 20 ) are hinged, wherein the at least three actuating arms ( 20 ) in each case from at least two arm sections which can be pivoted relative to each other ( 22 . 24 ) and can be operated independently of each other, - a manipulator ( 16 ), which comprises one or more means for gripping the articles, groupings, packages or piece goods and with the at least three actuating arms ( 20 ) is mechanically coupled, so that by a movement of one or more of the at least three actuating arms ( 20 ) a position of the manipulator ( 16 ), and - at least one acceleration and / or vibration sensor ( 36 ), the at least one of the actuating arms ( 20 ), the manipulator ( 16 ) and / or a manipulator ( 16 ) and on the Stellarmen ( 20 ) suspended tool carrier ( 26 ), and the vibration and / or motion-induced output signals ( 38 ), the output signals ( 38 ) of the at least one acceleration and / or vibration sensor ( 36 ) with regard to deviations from a predefinable handling and / or manipulation procedure and / or with respect to collisions of the manipulator ( 16 ) are evaluated with articles, groupings, containers, general cargo or other objects.

The method of claim 1, wherein the signals from two or more acceleration and / or vibration sensors ( 36 ) evaluated on two different actuating arms ( 20 ) or at least one actuator arm ( 20 ) and on the tool carrier ( 26 ) are arranged.

Method according to Claim 1 or 2, in which the output signals ( 38 ) of the at least one acceleration and / or vibration sensor ( 36 ) by means of an evaluation and / or computer unit ( 40 ) and / or compared with a predeterminable signal pattern.

Method according to Claim 3, in which the signal analysis and / or the comparison with the predetermined signal pattern are used for collision detection and / or for detecting a gripping error and / or for detecting a loss of a gripped article, a grouping, a package or a piece item.

Method according to Claim 3 or 4, in which the signal analysis and / or the comparison with the predetermined signal pattern is used to trigger an event-dependent machine stop.

Method according to one of Claims 1 to 5, in which the evaluation and / or analysis of the output signals ( 38 ) of the at least one acceleration and / or vibration sensor ( 36 ) with an analysis of power consumption signals from electric drive motors ( 50 ) for the actuating arms ( 20 ) is combined.

Contraption ( 10 ) for handling and / or manipulating articles, groupings, containers, general cargo or the like, comprising: - an upper suspension ( 18 ), on which at least three separately driven actuating arms ( 20 ) are hinged, wherein each of the at least three actuating arms ( 20 ) by at least two relatively pivotable arm portions ( 22 . 24 ) is formed, and wherein the at least three actuating arms ( 20 ) can be operated independently of each other, - a manipulator ( 16 ), which comprises one or more means for gripping the articles, groupings, packages or piece goods and with the at least three actuating arms ( 20 ) is mechanically coupled, so that by a movement of one or more of the at least three actuating arms ( 20 ) a position of the manipulator ( 16 ), and - at least one acceleration and / or vibration sensor ( 36 ), the at least one of the actuating arms ( 20 ), the manipulator ( 16 ) and / or a manipulator ( 16 ) and on the Stellarmen ( 20 ) suspended tool carrier ( 26 ), and the vibration and / or motion-induced output signals ( 38 ), the output signals ( 38 ) of the at least one acceleration and / or vibration sensor ( 36 ) with regard to deviations from a predefinable handling and / or manipulation procedure and / or with respect to collisions of the manipulator ( 16 ) are evaluable with articles, groupings, containers, piece goods or other objects.

Contraption ( 10 ) according to claim 7, which is an evaluation and / or computer unit ( 40 ) or is coupled to such, wherein the evaluation and / or computer unit ( 40 ) for analyzing the output signals ( 38 ) of the at least one acceleration and / or vibration sensor ( 36 ) and / or for comparing the output signals ( 38 ) is equipped with a predeterminable signal pattern.

Contraption ( 10 ) according to claim 7 or 8, wherein two or more acceleration and / or Vibration sensors ( 36 ) provided on two different actuating arms ( 20 ) are arranged.

Contraption ( 10 ) according to claim 7 or 8, wherein two or more acceleration and / or vibration sensors ( 36 ) provided on one of the actuating arms ( 20 ) or on the tool carrier ( 26 ) are arranged.