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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren sowie auf eine Vorrichtung
zum Entpacken von banderolierten Stapeln von Gegenständen. Banderolierte
Stapel von Gegenständen
sind im Rahmen der Erfindung quaderförmige Stapel aus flachen, im Grundriß rechteckförmigen Gegenständen, wobei
jeder einzelne Stapel von einer folienartigen Banderole derart umhüllt und
zusammengehalten ist, daß er
als Einheit gehandhabt werden kann, ohne daß sich die einzelnen Gegenstände sogleich
daraus lösen.
Die Banderole kann unter Spannung aufgebracht sein, beispielsweise
geschrumpft sein. In der Regel handelt es sich um eine aus einem
ebenen Folienstreifen gebildete Banderole, bei der im umhüllten Zustand vier
abwechselnd senkrecht zueinander liegende Außenflächen des Stapels von der Banderole
abgedeckt sind, d.h. zwei einander gegenüberliegende Außenflächen nicht
umhüllt
sind. Die Erfindung ist allerdings auch dann anwendbar, wenn die
Banderole geringfügig über die
einander gegenüberliegenden, an
sich nicht umhüllten
Außenflächen des
Stapels greift.
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein weitestgehend automatisiertes
Verfahren, und eine entsprechende Vorrichtung, zum Entpacken von
banderolierten Stapeln von Gegenständen bereitzustellen, so daß zeit-
und kostenaufwendige manuelle Tätigkeiten
beim Entfernen der Banderole nach Möglichkeit eingespart werden.
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Erfindungsgemäß wird ein
Verfahren zum Entpacken von banderolierten Stapeln von Gegenständen bereitgestellt,
mit den Schritten:
- – Bereitstellen einer Palette
mit darauf lagenweise gestapelten, jeweils mit einer folienartigen
Banderole umhüllten,
quaderförmigen
Stapeln flacher Gegenstände,
- – Lokalisieren
eines Stapels, insbesondere innerhalb einer zu oberst befindlichen
Palettenlage,
- – Absenken
eines Hubkopfs auf eine Oberseite des Stapels,
- – Erfassen
eines der Oberseite zugeordneten Banderolenabschnitts mit dem Hubkopf
- – Entnehmen
des Stapels und Absetzen an einer Entpackungsstation,
- – Erfassen
und Anheben des Banderolenabschnitts mit zwei Greifern an zwei beabstandeten Greifpositionen,
- – Durchtrennen
des Banderolenabschnitts zwischen den Greifpositionen,
- – Öffnen der
Banderole mit den Greifern,
- – Erfassen
des Stapels, während
die Banderole mit den Greifern festgehalten wird, und Ablegen des
Stapels an einer Abgabeposition, und
- – Entfernen
der Banderole.
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Bevorzugt
ist vorgesehen, daß die
Stapel in einer Position bereitgestellt werden, in der die flachen Gegenstände in vertikaler
Stellung nebeneinander angeordnet sind.
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Das
Erfassen des Banderolenabschnitts mit dem Hubkopf kann mittels Unterdruck
oder alternativ oder zusätzlich
durch klemmendes Greifen erfolgen.
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Zweckmäßigerweise
ist vorgesehen, daß das
Erfassen des Banderolenabschnitts an der Entpackungsstation mittels
Unterdruck oder alternativ oder zusätzlich durch klemmendes Greifen
erfolgt.
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Bevorzugt
wird der Banderolenabschnitt durch ein horizontal bewegbares Schneidmesser durchtrennt,
wobei zwei freie Banderolenenden gebildet werden. Die Banderolenenden
können
mit den Greifern in entgegengesetzten Richtungen auseinanderbewegt
und die Banderole dadurch geöffnet
werden, bevor der Stapel erfaßt
und abgelegt wird.
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Zweckmäßigerweise
wird die Banderole mittels Unterdruck abgesaugt und aus der Entpackungsstation
entfernt.
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Bevorzugt
ist weiterhin vorgesehen, daß eine
Orientierung des Stapels erfaßt
und der Stapel vor dem Ablegen in eine vorgegebene Orientierung gedreht
wird.
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Erfindungsgemäß wird ferner
eine Vorrichtung zum Entpacken von banderolierten Stapeln von Gegenständen bereitgestellt,
mit
- – einer
Hubeinrichtung zum Erfassen und Entnehmen eines mit einer folienartigen
Banderole umhüllten,
quaderförmigen
Stapels flacher Gegenstände
von einer Palette,
- – einer
Entpackungseinrichtung mit zwei getrennt bewegbaren Greifern zum
Erfassen eines oberseitigen Banderolenabschnitts des Stapels an zwei
beabstandeten Greifpositionen, und mit einer Schneideinrichtung
zum Durchtrennen des Banderolenabschnitts zwischen den Greifpositionen,
wobei die Greifer so gesteuert sind, daß sie nach dem Erfassen und
Durchtrennen des Banderolenabschnitts die Banderole öffnen,
- – einer
Abgabeeinrichtung zum Erfassen und Ablegen des banderolefreien Stapels
an einer Abgabeposition.
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Bevorzugt
ist vorgesehen, daß die
Hubeinrichtung einen Unterdruck-Hubkopf aufweist, der eine Lochplatte
und einen entlang deren Rand verlaufenden, elastischen Dichtwulst
aufweisen kann.
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Es
kann zweckmäßig sein,
wenn die Hubeinrichtung eine Zentriereinrichtung mit zwei in zueinander
senkrechten Richtungen arbeitenden Lichtschranken zum Lokalisieren
einer Ecke eines Palettenstapels aufweist.
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Die
Greifer können
jeweils einen Greiferkörper
und ein relativ dazu bewegbares Greiferelement aufweisen, wobei
eine Greiferoberfläche
von Greiferkörper
und Greiferelement eine erhöhte
Haftreibung aufweist, um die Banderole mittels Reibung mitzunehmen
und zwischen Greiferelement und Greiferkörper klemmend zu erfassen.
Zu diesem Zwecke kann die Grei feroberfläche eine erhöhte Oberflächenrauhigkeit
aufweisen. Damit sichergestellt ist, daß die Banderole von der Greiferoberfläche des Greiferkörpers und
des Greiferelements mitgenommen wird und dazwischen eingeklemmt
werden kann, kann es zweckmäßig sein,
wenn die Greiferoberfläche
des Greiferkörpers
und/oder des Greiferelements zusätzlich
mit Unterdruck beaufschlagbar ist.
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Es
kann vorgesehen sein, daß die
Greifer in entgegengesetzten Richtungen schwenkbeweglich sind, um
die Banderole zu öffnen.
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Zweckmäßigerweise
ist vorgesehen, daß die Schneideinrichtung
ein horizontal bewegbares Schneidmesser aufweist.
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Eine
günstige
Ausführungsform
zeichnet sich dadurch aus, daß die
Entpackungseinrichtung eine Unterdruck-Abgaugeinrichtung zum Entfernen und
Entsorgen der Banderole aufweist.
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Zusätzlich kann
vorgesehen sein, daß die Abgabeeinrichtung
eine Lageerkennungseinrichtung zum Erkennen der Orientierung eines
Stapels und eine Dreheinrichtung zum Drehen in eine vorgegebene
Orientierung aufweist.
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Weitere
Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung eines Ausführungsbeispiels,
wobei auf eine Zeichnung Bezug genommen ist, in der
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1 eine
Draufsicht auf eine Vorrichtung zum Entpacken von banderolierten
Stapeln von Gegenständen
zeigt,
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2 eine
Seitenansicht einer Entpackungseinrichtung der Vorrichtung nach 1 in Blickrichtung
des Pfeils II in 1 zeigt,
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3 eine
stirnseitige Ansicht der Entpackungseinrichtung nach 2 in
Richtung des Pfeils III in 2 zeigt,
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4 eine
vergrößerte Teildarstellung
der Entpackungseinrichtung nach 2 mit einem
angedeuteten, darin befindlichen Stapel von Gegenständen zeigt,
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5 eine
Darstellung entsprechend 4 zur Erläuterung des Erfassungsvorgangs
eines Banderolenabschnitts zeigt, und
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6.
eine Draufsicht auf die Entpackungseinrichtung nach 2 und 3 zeigt.
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1 zeigt
eine Draufsicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Entpacken
von banderolierten Stapeln von Gegenständen. Innerhalb einer Sicherheitsumschließung 2 der
Maschine befindet sich ein Palettenstellplatz 4 mit einer
darauf befindlichen Palette 6, die mit quaderförmigen Stapeln
flacher Gegenstände
beladen ist. Ein derartiger Stapel 8 ist in 1 angedeutet,
wobei jeder Stapel eine Anzahl von flachen Gegenständen 8a umfaßt, wie
beispielsweise Verpackungen für
Daten- oder Ton-/Filmträger,
beispielsweise also aus einem Stapel von DVD-Verpackungsboxen besteht.
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Die
einzelnen flachen Gegenstände 8a (z.B. Verpackungsboxen)
befinden sich innerhalb der einzelnen Stapel in einer vertikalen
Orientierung, wie in 1 angedeutet ist, wobei die
einzelnen Gegenstände
rechteckförmig
oder quadratisch sind und eine relativ geringe Dicke aufweisen.
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Jeder
Stapel 8 ist mit einer Banderole 10 (3, 4)
derart umhüllt,
daß vier
alternierend senkrecht aufeinander stehende Außenflächen des Stapels umhüllt sind,
während
die zwei verbleibenden, einander gegenüberliegenden Außenflächen nicht
umhüllt
sind. In Bezug auf 1 ist jeder Stapel 8 so
umhüllt,
daß die
obere und untere Fläche
des Stapels 8, parallel zur Darstellungsebene, und die vordere
und hintere Stirnseite des Stapels, in 1 oben und
unten jeweils senkrecht zur Darstellungsebene, umhüllt sind,
während
die in 1 links und rechts angeordneten, senkrecht zur
Darstellungsebene verlaufende Außenflächen des Stapels 8 nicht umhüllt sind.
Auf diese Weise übt
die Banderole mit ihren stirnseitigen Bereichen eine die einzelnen
Gegenstände 8a zusammendrückende Kraft
aus, so daß der
Stapel durch Erfassen der Banderole angehoben und gehandhabt werden
kann, ohne daß einzelne
Gegenstände
herausgleiten.
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Eine
rechtwinklige Palettenanlage 9 dient dazu, eine beladene
Palette mit relativ geringer Toleranz an dem Palettenstellplatz 4 abzustellen,
wobei eine Lichtschranke 12 das Vorhandensein einer beladenen
Palette feststellt.
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Eine
nicht im einzelnen dargestellte Hubeinrichtung dient zum Erfassen
und Entnehmen eines Stapels 8 von der Palette 6,
wobei die Hubeinrichtung einen von einem gesteuerten Handhabungsroboter geführten Unterdruck-Hubkopf
aufweist, der auf den zu entnehmenden Stapel bzw. dessen oberseitigen Banderolenabschnitt
absenkbar ist und durch Unterdruckbeaufschlagung den Banderolenabschnitt
festhält,
so daß der
Stapel abgehoben und gehandhabt werden kann. Der Hubkopf weist eine
ebene, im ganzen etwa rechteckförmige
und mit abgerundeten Ecken versehene Lochplatte aus Metall auf,
entlang deren Rand unterseitig ein elastischer Dichtwulst aus einem
nachgiebigen Material angeordnet ist. Die Lochplatte ist oberseitig
von einem Gehäuse
umschlossen, welches einen Unterdruckanschluß aufweist, so daß der oberseitige
Banderolenabschnitt des zu erfassenden Stapels gegen die Lochplatte
gesaugt wird.
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Im
Bereich des Hubkopfs sind zwei in zueinander senkrechten (z.B. X
und Y) Richtungen wirkende Lichtschranken angeordnet, jeweils ein
Paar zur Erfassung einer von zwei zueinander senkrechten Kanten,
um eine Ecke der Palettenladung lokalisieren zu können.
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Die
Hubeinrichtung ist so gesteuert, daß der erfaßte Stapel im Bereich einer
Entpackungseinrichtung 14 ablegbar ist, die in 2 bis 6 in
unterschiedlichen Ansichten dargestellt ist. 6 zeigt eine
Draufsicht der Entpackungseinrichtung entsprechend 1 in
vergrößertem Maßstab, wobei
ein darin abgelegter Stapel 8 gestrichelt dargestellt ist.
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Die
Entpackungseinrichtung 14 ist in 2 in Seitenansicht
und in 3 in einer dazu senkrechten stirnseitigen Ansicht
dargestellt, wobei erste Zentrierschieber 16 den Stapel 8 in
einer ersten Richtung 16a Zentrieren, nach dem dieser in
einer Grobpositionierung abgesetzt worden ist, und zweite Zentrierschieber 18 in
einer zweiten, dazu senkrechten Richtung 18a (6).
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Zwei
Greifer 20 sind an Schwenkarmen 26 schwenkbar
um horizontale Schwenkachsen 22 angebracht und haben die
Aufgabe, die Banderole 10, nachdem der Stapel zentriert
worden ist, von der Oberseite des Stapels abzuheben, damit ein horizontal
bewegliches Schneidmesser 24 (4) zwischen Banderole
und Stapel hindurchbewegt werden kann. Zu diesem Zwecke sind die
Greifer 20, neben der Schwenkbarkeit in Pfeilrichtung 22a um
die Schwenkachsen 22, relativ zu den Schwenkarmen 26 in
vertikaler Richtung 28 um ein gewisses Maß bewegbar,
beispielsweise 5 % bis 50 % der vertikalen Abmessung h des Stapels 8.
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4 und 5 erläutern im
vergrößertem Maßstab Aufbau
und Arbeitsweise der Greifer 20 sowie des Schneidmessers 24.
In den Darstellungen nach 4 und 5 liegen
die einzelnen Gegenstände
des Stapels parallel zur Darstellungsebene und hintereinander in
Richtung senkrecht zur Darstellungsebene, während die Banderole die horizontalen
Ober- und Unterseiten des Stapels, wie angedeutet, sowie die senkrechten,
in der Darstellungsebene liegenden Stirnseiten des Stapels bedeckt.
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Die
beiden Greifer 20 bestehen jeweils aus einem zentralen
Greiferkörper 32 und
zwei symmetrisch daran angebrachten, in horizontaler Richtung 33 bewegbaren
Greiferelementen 34. Greiferkörper und Greiferelemente weisen
unterseitig eine Greiferoberfläche 36 auf,
die durch erhöhte
Oberflächenrauhigkeit
oder Belegung mit einem entsprechenden Material einen gro ßen Haftreibungskoeffizienten
aufweist. Beispielsweise kann die Greiferoberfläche 36 mit Schmirgelpapier
beklebt sein.
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Im
geöffneten
Zustand der Greifer 20 ist zwischen den Greiferelementen 34 und
dem Greiferkörper 32 jeweils
ein Zwischenraum 38 gebildet. Wenn die Greiferoberfläche 36 mit
einer gewissen Andruckkraft auf der Banderole 10 aufliegt,
kann durch Zusammenbewegen der Greiferelemente in Richtung der Pfeile 33 die
Banderole 10 unter Aufwölbung (5)
in den Zwischenraum 38 mitgenommen werden, wo sie bei vollständigem Schließen der
Greiferelemente gegen den Greiferkörper durch Festklemmen gehalten
ist. Anschließend
kann durch Anheben der Greifer in Richtung 28 (3)
die Banderole 10 in der gewünschten Weise angewoben werden,
wobei ein möglicher
Verlauf der Banderole im angehobenen Zustand in 3 strichpunktiert
mit 10' angedeutet
ist.
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Zur
Verbesserung der Mitnameeigenschaften der Greiferoberfläche 36 können in
diese mündende
Unterdruckbohrungen vorgesehen sein, die das Anhaften der Banderole
an der Greiferoberfläche während der
Schließbewegung
der Greiferelemente noch verbessern.
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Das
Schneidmesser 24 weist eine Schneidklinge 42 (4, 5)
auf, die schräg
geneigt unter einem Fangarm 44 angeordnet ist, der beim
Zurückbewegen
des Schneidmessers entgegen der Vorschubrichtung 46 (5)
sicherstellt, daß die
Banderole von der Schneidklinge erfaßt und geschnitten wird.
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In
Vorschubrichtung 46 gesehen vor der Schneidklinge 42 ist
eine um eine horizontale Achse drehbare Rolle 48 angeordnet,
die den Vorschubvorgang des Schneidmesser zwischen angehobener Banderole
z.B. 10')
und Stapel 8 erleichtert. Wenn das Schneidmesser ganz vorgeschoben
ist, lassen die Greifer die Banderole los, so daß diese beim Zurückfahren
des Schneidmessers erfaßt
werden kann.
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Wie 5 zeigt,
ist an einer in etwa den Greifern 20 gegenüberliegenden
Position der Entpackungseinrichtung 14, d.h. dort, wo sich
etwa die Mitte eines unterseitigen Banderolenabschnitts eines abgestellten
Stapels befindet, eine Unterdruck-Abgaugeinrichtung 50 zum
Entfernen und Entsorgen der aufgeschnittenen Banderole angeordnet.
Die Abgaugeinrichtung 50 besteht im wesentlichen aus einem
oben offen mündenden
Rohrstutzen 52 mit einem Ventil 54. Nachgeordnet
und nicht dargestellt ist eine Unterdruckerzeugungseinrichtung,
beispielsweise ein Industriestaubsauger, der in einem gewissen Volumen
einen vorbestimmten Unterdruck aufrechterhält. Bei schnellem Öffnen des
Ventils 54 gelangt stoßartig
ein Unterdruck an die Mündung
des Rohrstutzens 52, so daß die Banderole 10 schlagartig
abgesaugt wird.
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Der
Entpackungseinrichtung 14 nachgeordnet ist eine Abgabeeinrichtung,
die in 1 lediglich schematisch angedeutet und mit 60 bezeichnet
ist. Die Abgabeeinrichtung weist einen Greifer zum Erfassen des
von seiner Banderole befreiten Stapels 8 an der Entpackungseinrichtung 14 auf,
der mit einer Einrichtung zum Drehen des Stapels um eine oder zwei
Achsen versehen ist, um den Stapel in eine vorbestimmte Orientierung
zu bringen. Hierzu ist weiterhin eine Lage- oder Orientierungserkennungseinrichtung 70 vorgesehen,
die beispielsweise mit einer Kamera bestimmte Merkmale der Gegenstände an einer
Stirnseite des Stapels erfaßt
und daraus die Orientierung des Stapels ableitet. Gegebenenfalls
wird daraufhin der Stapel um eine oder zwei Achsen gedreht, bis
die vorgegebene Orientierung erreicht ist. Danach wird der Stapel
in der vorgegebenen Orientierung auf einem Abförderband 80 abgelegt,
welches den Stapel von Gegenständen
zur weiteren Verarbeitung abtransportiert.
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- 2
- Sicherheitsumschließung
- 4
- Palettenstellplatz
- 6
- Palette
- 8
- Stapel
- 8a
- Gegenstand
- 9
- Palettenanlage
- 10
- Banderole
- 10'
- angehobene
Stellung
- 12
- Lichtschranke
- 14
- Endpackungseinrichtung
- 16
- erster
Zentrierschieber
- 16a
- Erste
Zentriereinrichtung
- 18
- zweiter
Zentrierschieber
- 18a
- zweite
Zentriereinrichtung
- 20
- Greifer
- 22
- Schwenkachse
- 22a
- Schwenkrichtung
- 24
- Schneidmesser
- 26
- Schwenkarm
- 28
- Pfeil
- 32
- Greiferkörper
- 34
- Greifelement
- 36
- Greiferoberfläche
- 38
- Zwischenraum
- 42
- Schneidklinge
- 44
- Fangarm
- 46
- Vorschubrichtung
- 48
- Rolle
- 50
- Unterdruck-Absaugeeinrichtung
- 52
- Rohrstutzen
- 54
- Ventil
- 60
- Abgabeeinrichtung
- 70
- Lageerkennungseinrichtung
- 80
- Abförderband