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Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zum Handhaben von Stückgütern für das, vorzugsweise automatische, Be- und Entladen eines Laderaumes, in dem die Stückgüter übereinander gestapelt bzw. zu stapeln sind und der wenigstens einseitig horizontal zugänglich ist.
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Die
DE 197 19 748 C2 offenbart ein System zum Handhaben von Stückgütern für das, vorzugsweise automatische, Be- und Entladen eines Laderaumes, in dem die Stückgüter übereinander gestapelt bzw. zu stapeln sind und der wenigstens einseitig horizontal zugänglich ist, umfassend eine Transporteinheit zum Transportieren der Stückgüter in die Nähe des Laderaumes bzw. von diesem weg, ein Fahrgestell, das zwischen der Transporteinheit und dem Laderaum positioniert ist, und einen Handhabungsautomaten, der auf oder an dem Fahrgestell angeordnet ist und eine Greifereinrichtung zum Entnehmen eines Stückgutes von vom Stapel und/oder zum Absetzen eines Stückgutes auf dem Stapel aufweist, und einen Stetigförderer, der ebenfalls zwischen der Transporteinheit und dem Laderaum positioniert, mit dem Fahrgestell verbunden und zum Fördern von Stückgut von der Transporteinheit zum Laderaum hin und umgekehrt über im wesentlichen die gesamte Breite des Laderaumes gestaltet ist. Mit dem bekannten System kann der Abstand zwischen einer Transporteinheit und zu entladenden Stückgütern, der normalerweise recht groß ist, damit der Arbeitsraum eines Roboters nicht durch die Transporteinheit behindert wird, reduziert werden. Es weist jedoch den Nachteil auf, dass der Stetigförderer und die Greifereinrichtung miteinander verbunden sind, so dass insbesondere bei wenig gleichförmigen Stückgütern oder unsortierten Stapeln aufwendige Bewegungen des Systems bzw. des Roboters mit Greifereinrichtung vorgenommen werden müssen. Dies steht einem schnellen, insbesondere automatischen, Be- und Entladen von Stückgütern in bzw. aus zum Beispiel Containern entgegen.
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Der Erfindung liegt so mit die Aufgabe zugrunde, ein schnelleres, insbesondere automatisches Be- und Entladen von Stückgütern in und aus Laderäumen, die wenigstens einseitig horizontal zugänglich sind, zu ermöglichen.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein System zum Handhaben von Stückgütern für das, vorzugsweise automatische, Be- und Entladen eines Laderaumes, in dem die Stückgüter übereinander gestapelt bzw. zu stapeln sind und der wenigstens einseitig horizontal zugänglich ist, umfassend
- – eine Transporteinheit zum Transportieren der Stückgüter in die Nähe des Laderaumes bzw. von diesem weg,
- – ein Fahrgestell, das zwischen der Transporteinheit und dem Laderaum positioniert ist, und
- – einen Handhabungsautomaten, der auf oder an dem Fahrgestell angeordnet ist und eine Handhabungseinrichtung zum Entnehmen eines Stückgutes von einem Stapel und/oder zum Absetzen bzw. Schieben eines Stückgutes auf dem/den Stapel aufweist, und
- – einen Stetigförderer, der ebenfalls zwischen der Transporteinheit und dem Laderaum positioniert, mit dem Fahrgestell verbunden und zum Fördern von Stückgut von der Transporteinheit zum Laderaum hin und umgekehrt vorzugsweise über im wesentlichen die gesamte Breite des Laderaumes gestaltet ist,
wobei die Handhabungseinrichtung gestaltet ist, um sich von dem Stetigförderer entkoppelt zu bewegen und ein Stückgut von dem Stapel zu entnehmen und auf den Stetigförderer zu verbringen sowie ein Stückgut von dem Stetigförderer zu nehmen und auf dem Stapel abzusetzen bzw. von dem Stetigförderer auf dem Stapel zu schieben. Anstelle der Transporteinheit könnte auch ein nachgelagerter Prozess, wie zum Beispiel ein Roboter direkt hinter dem Stetigförderer, vorgesehen sein. Zum Entladen könnte man als Handhabungseinrichtung anstelle eines Greifers zum Beispiel ein Klotz verwenden, da das Stückgut, wie zum Beispiel Pakete, einfach hineingeschoben werden können.
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Vorteilhafterweise ist die Transporteinheit mit dem Fahrgestell verbunden. Es reicht aber auch aus, wenn sich das Fahrgestell und die Transporteinheit synchron bewegen.
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Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Transporteinheit ein Förderband ist.
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Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung kann eine zum Laderaum gewandte Vorderkante des Stetigförderers mit einer rein vertikalen Bewegungsbahn höhenverstellbar sein.
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Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, dass die Vorderkante des Stetigförderers über die gesamte Höhe des Laderaumes höhenverstellbar ist.
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Gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsform der Erfindung umfasst der Stetigförderer vier Transportelemente, die T-förmig angeordnet sind, wobei der Stiel des T von der zugänglichen Seite des Laderaumes wegzeigt und aus zwei hintereinander angeordneten Transportelemente besteht und wobei zu beiden Seiten des vorderen, zum Laderaum gewandten Transportelements je ein Transportelement angeordnet ist, die gemeinsam mit dem vorderen Transportelement in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind. Allgemein können die Transportelemente zum Beispiel Transportbänder, Rollen, Rädern, Kugeln und sogar Luft (als Luftpolster) sein.
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Vorteilhafterweise verläuft die im wesentlichen gemeinsame Ebene der drei Transportelemente über einen oberen Höhenverstellbereich horizontal und über einen unteren Höhenverstellbereich zum Laderaum hin gekippt.
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Zweckmäßigerweise umfasst der Stetigförderer zum Verstellen der Höhe der drei Transportelemente und Kippen derselben eine Kombination aus einer Parallelkinematik, die über zwei Linearlager am Fahrgestell gelagert ist, und einer Schubkurbelkinematik, die über ein Drehlager die Parallelkinematik mit dem Fahrgestell verbindet.
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Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, dass das sich direkt an die Transporteinheit anschließende Transportelemente teleskopierbar gestaltet ist. Damit wird erreicht, dass der horizontale Abstand zwischen der Vorderkante des Stetigförderers und der Hinterkante desselben, die sich benachbart zur Fördereinheit befindet, auch bei Verstellung der Höhe und/oder Neigung des Stetigförderers konstant bleibt. Je nach Konstruktion könnte aber auch ein anderes Transportelement teleskopierbar sein, um die Lücke zu schließen.
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Alternativ ist auch denkbar, dass ein fünftes Transportelement zur Transporteinheit hin vorgesehen ist, dessen zum Laderaum hin liegendes Ende unter dem Ende des nächstliegenden Transportelements des Stetigförderers angeordnet ist.
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Schließlich kann die Handhabungseinrichtung eine Greifereinrichtung, insbesondere einen Sauggreifer oder einen Nadelgreifer, umfassen.
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Der Erfindung liegt die überraschende Erkenntnis zugrunde, dass erst durch die Entkopplung des Stetigförderers von der Handhabungseinrichtung eine automatische Entladung effizient möglich ist. Bei dem aus der obengenannten
DE 197 19 748 C2 bekannten System lassen sich die schichtweise übereinander angeordneten Stückgüter stets nur ebenenweise entladen, da der Stetigförderer und die Greifereinrichtung miteinander gekoppelt sind. Im Gegensatz dazu kann bei der vorliegenden Erfindung die Vorderkante des Stetigförderers auch unterhalb der obersten Schicht/Zeile/Lage der Stückgüter, zum Beispiel mehrere Lagen darunter, angeordnet sein und können die Stückgüter unterschiedlicher Lagen auf den Stetigförderer gezogen werden. Dadurch muss die Position des Stetigförderers seltener verändert werden. Dies ist weniger zeitaufwendig.
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Darüber hinaus wird durch die obengenannte Entkopplung auch ein seitliches Anheben eines Stückgutes ermöglicht. Bei dem bekannten System ist nämlich die Greifereinrichtung so mit dem Stetigförderer gekoppelt, dass sie nur horizontal, parallel zur Front eines Paketstapels verschiebbar und vor- und zurückbewegbar ist. Dies beruht auf der Idee, zum Handhaben von Paketen, die neben- und übereinander angeordnet sind, diese unter Einsatz eines Saug- bzw. Vakuumgreifers horizontal aus einem Paketstapel herauszuziehen, und zwar jeweils die obersten Pakete nacheinander innerhalb eines Paketstapels horizontal aus dem Paketstapel, so dass nicht die Gewichtskraft des gesamten Paketes, sondern nur ein geringer Prozentsatz der Gewichtskraft, der durch die Haft- bzw. Gleitreibungskonstanten definiert ist, aufgewendet werden muss.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Ansprüchen und der nachstehenden Beschreibung, in der mehrere Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung anhand der schematischen Zeichnungen im einzelnen erläutert werden, in denen:
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1 eine perspektivische Ansicht von einem System zum Handhaben von Stückgütern für das Be- und Entladen eines Laderaumes, in dem die Stückgüter übereinander gestapelt bzw. zu stapeln sind und der wenigstens einseitig horizontal zugänglich ist, gemäß einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 eine Seitenansicht des Systems von 1 zeigt;
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3a–3e den Stetigförderer, der zu dem in den 1 und 2 gezeigten System gehört, in unterschiedlichen Konfigurationen im Einsatz zeigen;
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4 einen Stetigförderer in einer alternativen Ausführungsform der Erfindung zeigt;
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5 einen Stetigförderer in einer weiteren alternativen Ausführungsform der Erfindung zeigt;
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6 einen Stetigförderer in einer weiteren alternativen Ausführungsform der Erfindung zeigt; und
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7 einen Stetigförderer in einer weiteren alternativen Ausführungsform zeigt.
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Das in den 1 und 2 gezeigte System 10 umfasst ein Förderband 12 bzw. einen Teleskopierförderer als Transporteinrichtung zum Transportieren von Stückgütern in die Nähe eines Laderaumes (nicht gezeigt) bzw. von diesem weg, ein Fahrgestell 14, das zwischen dem Förderband 12 und dem Laderaum positioniert ist, und einen Handhabungsautomaten 16 in Form eines Roboters, der auf dem Fahrgestell 14 angeordnet ist und eine Greifereinrichtung 18 in Form eines Sauggreifers zum Entnehmen eines Stückgutes 20, zum Beispiel eines Pakets, von einem Stapel 22 und zum Absetzen eines Stückgutes auf den Stapel aufweist, und einen Stetigförderer 24, der ebenfalls zwischen dem Förderband 12 und dem Laderaum positioniert ist, mit dem Fahrgestell 14 verbunden und zum Fördern von Stückgut von dem Förderband 12 zum Laderaum hin und umgekehrt über im wesentlichen die gesamte Breite der zugänglichen Seite des Laderaumes gestaltet ist. Besagter Stetigförderer kann auch als Aktivförderer bezeichnet werden, da er in der Höhe aktiv einstellbar ist.
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Auf dem Fahrgestell 14 sind zwei aufrechte Säulen 26 und 28 im Abstand zueinander quer zur Förderachse F angeordnet. Diese dienen zur Führung eines zweispurigen Führungsprofils 30, das zwei horizontale Führungsprofile 32 und 34 umfasst, die durch einen horizontalen Querträger 36 auf der Seite zum Stapel 22 hin mit einander verbunden sind. Gemeinsam mit der Greifeinrichtung 18, die über eine Scara-Kinematik an dem Querträger 36 befestigt ist, bilden das Führungsprofil 30 und der Querträger 36 den Roboter 16.
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Ein Teil des Stetigförderers 24 erstreckt sich in Förderachse bzw. -richtung F zwischen den beiden Säulen 26 und 28 hindurch. Da die Greifereinrichtung 18 nicht an dem Stetigförderer 24 angebracht ist, kann sie sich von dem Stetigförderer 24 entkoppelt bewegen und ein Stückgut 20 von dem Stapel 22 nehmen und auf den Stetigförderer 24 verbringen sowie ein Stückgut 20 von dem Stetigförderer 24 nehmen und auf den Stapel 22 absetzen.
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Das Förderband 12 ist mit dem Fahrgestell 14 über ein Gelenk verbunden.
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Der in den 1 und 2 gezeigte Stetigförderer 24 weist insgesamt fünf Transportelemente, hier Transportbänder, auf, von denen drei, nämlich 38, 40 und 42 in Förderrichtung F hintereinander bzw. je nach Konfiguration im Einsatz überlappend angeordnet und eines 44 sowie 46 jeweils links und rechts von dem vorderen Transportelement 38 und ca. 20 mm höher als letzteres angeordnet sind. Beim Entladen dienen die beiden Transportelemente 44 und 46 zum Transportieren von Stückgut zur Mitte, das heißt zum Transportelement 38, das wiederum das Stückgut zum Transportelement 40 transportiert, wobei letzteres das Stückgut zum Transportelement 42 transportiert, das das Stückgut zum Förderband 12 transportiert. Das Transportelement 40 ist am Rahmen des Stetigförderers 24 montiert und das Transportelement 42 ist mit dem Fahrgestell 14 verbunden.
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Wie sich in Zusammenschau mit den 3a bis 3e ergibt, sind die drei Transportelemente 38, 44 und 46 in nahezu einer Ebene (genauer gesagt sind die seitliche Transportelemente 44 und 46 ca. 20 mm höher als das mittlere Transportelement 38 angeordnet, um einem besseren Übergang der Stückgüter zu erreichen) angeordnet und ist die zum Laderaum gewandte Vorderkante 48 mit einer rein vertikalen Bewegungsbahn höhenverstellbar. Dies wird durch eine Parallelkinematik 50, die über zwei Linearlager 52 und 54 (verdeckt) am Fahrgestell 14 gelagert ist, in Kombination mit einer Schubkurbelkinematik 56, die über ein Drehlager 58 (verdeckt) die Parallelkinematik 50 mit dem Fahrgestell 14 verbindet, realisiert. Durch die Hahenverstellbarkeit über die gesamte Höhe können die Transportelemente 38, 44 und 46 in vielen Greiffällen direkt an die Kante eines Stückgutes, zum Beispiel eine Paketkante, gefahren werden.
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Beide Linearlager 52 und 54 sind mit einem Körper (nicht gezeigt) (zum Beispiel eine Feder, Gasfeder, ein Gummipuffer) verbunden, der seine Länge nach Bedarf andern kann, um die Bewegungen der Parallelkinematik 50 zu beeinflussen. Wenn, wie in der 3d gezeigt, die in Längsrichtung fördernden Transportelemente 38 und 40 eine nahezu waagerechte Position erreicht haben, erreicht das Linearlager 54 seine Endposition. Danach wird das Linearlager 52 weiter nach hinten bewegt. Dadurch sind die Bedingungen einer Parallelkinematik 50 nicht mehr gegeben und bewegt sind das Transportelement 38 nicht parallel zum Boden, sondern kippt zum Stapel 22 nach unten. Dadurch können auch die untersten Stückgüter mittels des Systems entladen werden.
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Wenn das System 10 rückwärts läuft, kann der Stetigförderer auch zur automatischen Beladung von Stückgütern benutzt werden. Zum Beladen muss die Lücke zwischen den Transportelementen 40 und 42 geschlossen sein. Im vorliegenden Fall erfolgt dies, indem das Transportelement 42 über das Transportelement 40 bewegt wird. Die Stückgüter werden vom Förderband 12 zur Vorderkante 48 des Stetigförderers 24 transportiert. Von dort werden sie je nach gewünschter Beladeposition auf das linke Transportelement 44 oder das rechte Transportelement 46 transportiert, bis sie direkt vor der Endposition (auf dem Stapel in beispielsweise einem Container) stehen. Der Roboter bzw. die Greifereinrichtung 18 muss das Stückgut in diesem Fall nur in den Container „hineinschieben”, bis das Stückgut den Stetigförderer 24 vollständig verlassen hat. In dem Moment kann das nächste Stückgut herangefördert und eingeladen werden. Dies kann parallel erfolgen. Wenn ein Stückgut auf der linken Seite des Stapels beladen werden soll, kann in der Zwischenzeit ein Stückgut auf dem rechten Transportelement gefördert werden. Dadurch lässt sich Zeit sparen.
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Wie bereits oben angedeutet, zeigen die 3a bis 3e unterschiedliche Konfigurationen des Stetigförderers 24. Ausgehend von der Konfiguration der 3a, in der sich die Transportelemente 38, 44 und 46 in einer gemeinsamen relativ hohen Ebene befinden, zeigen die weiteren Figuren, wie deren Höhe abgesenkt wird, um Stückgüter von niedrigeren Lagen zu handhaben. Es ist deutlich ersichtlich, dass sich die Hinterkante 60 des hintersten Transportelements 46 im Prinzip immer auf derselben Höhe wie das Förderband 12 befindet und der von dem Stetigförderer 24 horizontal eingenommene Bereich zwischen der Vorderkante 48 und der Hinterkante 60 konstant bleibt. Dies wird dadurch erreicht, dass sich die Hinterkante 62 des Transportelements 40 oberhalb des Transportelements 42 befindet. Wenn dann die Transportelemente 38, 44 und 46 gemeinsam in der Höhe verstellt, das heißt abgesenkt werden, bleibt durch effektive Verkürzung der Transportlänge des Transportelements 42 genannter Abstand konstant.
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4 zeigt eine alternative Ausführungsform eines Stetigförderers 24. Dieser weist lediglich drei Transportelemente, nämlich ein vorderes Transportelement 64 sowie zwei sich dahinter in Förderrichtung anschließende Transportelemente 40 und 42 auf. Das Transportelement 64 ist so gestaltet, dass es Stückgut sowohl in Quer- als auch in Längsrichtung fördert. Dies kann beispielsweise durch Rollen erfolgen, die sowohl eine Längs- als auch eine Querbewegung erlauben, um die Stückgüter von der mittleren Position nach links bzw. nach rechts und umgekehrt transportieren zu können. Dann wäre es auch sinnvoll, Wegmesssysteme an den Transportbändern anzubringen, die die Position der Stückgüter ermitteln können. Zum Beladen muss die Lücke zwischen den Transportelementen 40 und 42 geschlossen sein. Im vorliegenden Fall erfolgt dies, indem das Transportelement 42 über das Transportelement 40 bewegt wird.
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Die in der 5 gezeigte Ausführungsform eines Stetigförderers 24 unterscheidet sich von der in den 1 bis 3e gezeigten Ausführungsform darin, dass das Transportelement 42 durch ein teleskopierbares Element, wie zum Beispiel eine Scheren-Rollbahn 66 ersetzt ist. Dann ist es nicht erforderlich, dass die Hinterkante 62 des Transportelements 40 oberhalb der Scheren-Rollbahn 66 angeordnet ist, und ist auch ohne weiteres bzw. ohne Umbau oder -stellung ein Beladen möglich.
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6 zeigt wiederum eine alternative Ausführungsform eines Stetigförderers. Dieser weist genau wie der in den 1 bis 3e gezeigte Stetigförderer im vorderen Bereich die drei Transportelemente 38, 44 und 46 auf, aber im hinteren Bereich anstelle der Transportelemente 40 und 42 ein teleskopierbares Element, beispielsweise eine Scheren-Rollbahn 68 auf.
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Wiederum alternativ zeigt 7 eine Ausführungsform eines Stetigförderers 24. Diese unterscheidet sich von der Ausführungsform von 6 darin, dass die Scheren-Rollbahn 68 durch Teleskopband 70 ersetzt ist.
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Durch die Verkürzung der Transportwege werden folgende Vorteile erreicht:
- – die Taktzeiten werden verkürzt.
- – Erhöhung des Durchsatzes.
- – Reduzierung des Energieverbrauchs.
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Durch die Möglichkeit der Höheneinstellung werden folgende Vorteile erreicht:
- – Reduzierung der Stückgutverlustrate: Der Abstand zwischen Unterkante und Boden (oder Transportband) kann auf ein Minimum verringert werden. Im Fall des Stückgutverlustes fällt das Stückgut nicht ungebremst zu Boden, sondern nur ein paar Zentimeter auf den Stetigförderer.
- – Vereinfachung der Berechnungen: Der Greifpunkt und die Bahnberechnung müssen weniger genau geplant werden. Das Prinzip des definierten Greifens weicht dadurch einem Prinzip, das keine Kantenerkennung erfordert. Eine grobe Erkennung der Stückgutoberfläche reicht aus.
- – Vermeidung von Sonderfällen: Der Deckenhöhefall wird dadurch beseitigt, dass das Stückgut vom Stapel gezogen und vom Stetigförderer abgeholt wird. Eine Greiferverdrehung ist nicht mehr notwendig.
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Durch die kombinierte Schubkurbel-Parallelkinematik werden folgende Vorteile erzielt:
- – Die Struktur ist besonders schlank und lässt den Raum unter den Transportbändern frei. Kameratechnik kann nun nicht nur über den Transportbändern, sondern auch darunter angebracht werden.
- – Das gesamte System kann mit nur einem Antrieb in der Höhe positioniert werden. Das Kippen der Vorderkante, nachdem die tiefste Position erreicht ist, wird mit dem gleichen Antrieb realisiert.
- – Die Vorderkante des Stetigförderers fährt eine vertikal absolut gerade Bahn. Bei einer Änderung der Höhe des Stetigförderers muss der Roboter nicht vor- oder rückwärts bewegt werden, um die Änderung in der Länge des Roboters zu kompensieren.
- – Wenn Packstücke auf dem Boden liegen, kann das oberste Transportband gekippt werden, um den vertikalen Abstand zu reduzieren.
- – Mit einer an der Vorderkante montierten Vorrichtung kann ein Stückgutstapel gestützt werden, um zu verhindern, dass er während des Entnehmen des oberen Stückgutes umkippt.
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Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- System
- 12
- Förderband
- 14
- Fahrgestell
- 16
- Handhabungsautomat
- 18
- Greifereinrichtung
- 20
- Stückgut
- 22
- Stapel
- 24
- Stetigförderer
- 26, 28
- Säulen
- 30
- Führungsprofil
- 32, 34
- Führungsprofile
- 36
- Querträger
- 38, 40, 42
- Transportelemente
- 44, 46,
- Transportelemente
- 48
- Vorderkante
- 50
- Parallelkinematik
- 52, 54
- Linearlager
- 56
- Schubkurbelkinematik
- 58
- Drehlager
- 60
- Hinterkante
- 62
- Hinterkante
- 64
- Transportband
- 66
- Scheren-Rollbahn
- 68
- Scheren-Rollbahn
- 70
- Teleskopband
- F
- Förderachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19719748 C2 [0002, 0015]
