DE3613089C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Stapeln von Gegenständen, wie Großpackungen, Kartons etc., wobei die Gegenstände durch wenigstens einen ausschließlich in hori­ zontaler Ebene verlaufenden Zuförderer in einer Aufnahme­ ebene zugefördert und durch einen Schwenkförderer - Roboter - mit auf- und abbewegbarem Gelenkarm zum Erfassen der Gegenstände bis auf eine durch Stapeln der Gegenstände ge­ bildete Absetzebene gebracht werden, wobei sich die Absetz­ ebene nach Maßgabe der Stapelhöhe ändert.

Eine Vorrichtung der vorstehend genannten Gattung, die zum Versetzen von Gegenständen, beispielsweise zum Laden und Entladen von Paletten, dient, ist aus der DE-OS 33 47 474 bekannt. Diese weist eine vertikale Säule mit einem dazu horizontal ausragenden, in vertikaler Richtung auf- und ab­ bewegbaren Träger auf, der mit einem entlang des Trägers versetzbaren Stützelement versehen ist. Das Stützelement trägt einen Arm, der in horizontaler Richtung von dem Träger ausragt und auf dem wiederum ein entlang des Armes versetzbares zweites Stützelement angeordnet ist. Dem letzt­ genannten Stützelement ist ein Aufnahmeorgan, üblicherweise ein Saugkopf, zum Erfassen der Gegenstände zugeordnet, wobei der Saugkopf und damit die Gegenstände durch Relativ­ bewegung der genannten Elemente auf- und ab- sowie horizon­ talbewegbar sind. Die in Abhängigkeit von der Höhendiffe­ renz zwischen Zuförder- bzw. Aufnahmeebene und Absetzebene mitunter großen Hubwege des Aufnahmeorgans verursachen Zeit­ verluste, die durch erhöhte Bewegungsgeschwindigkeit nur begrenzt ausgeglichen werden können. Eine dieser Vorrich­ tung zugeordnete höhenverstellbare Palettenunterstützung ermöglicht zwar geringere Hubwege des Aufnahmeorgans, erfordert aber große Hubarbeit der Palettenunterstützung, da zur höhengerechteren Aufnahme eines Gegenstands stets die gesamte Palette höhenverstellt werden muß. Die Vorrich­ tung ist zudem mechanisch aufwendig aufgebaut und ermög­ licht keine hohen Umsetzleistungen.

Die Be- bzw. Entladung von Paletten erfolgt neuerdings mit sogenannten Robotern, nämlich selbsttätig arbeitenden Schwenkförderern, bei denen an einem auf- und abbewegbaren sowie schwenkbaren Gelenkarm ein Halter, üblicherweise ein Saugkopf, zum Erfassen der Gegenstände angeordnet ist. Auch hierbei muß der Saugkopf in Abhängigkeit von der Höhen­ differenz zwischen Zuförder- bzw. Aufnahmeebene und Absetz­ ebene mitunter große Hubwege zurücklegen, wodurch die Umsetzleistung des Roboters begrenzt ist.

Schließlich ist aus der EP-OS 01 31 555 eine Umsetzvorrich­ tung bekannt, die eine zur Anpassung an das Höhenniveau von auf einer Palette abgestapelten Gegenständen höhenverstell­ bare horizontale Rollenplattform aufweist. Der Rollenplatt­ form ist eine Traverse zugeordnet, die zur Rollenplattform stets den gleichen vertikalen Abstand hat und entlang derer ein Greifelement zum Erfassen der Gegenstände horizon­ talbewegbar ist. Der Rollenplattform, die für das Greifele­ ment die Aufnahmeebene bestimmt, ist außerdem eine in Ab­ hängigkeit von dem Höhenniveau der Rollenplattform neigungs­ veränderbare Rollenbahn zugeordnet, über die die Gegen­ stände der Rollenplattform zugeführt werden. Wenngleich hierdurch relativ geringe Hubbewegungen des Greifelements erreichbar sind, ist diese Vorrichtung mechanisch aufwendig aufgebaut. Ferner erfordert die Aufstellung derselben einen großen Platzbedarf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Umsetz-Vor­ richtung der eingangs genannten Art dahingehend weiterzuent­ wickeln und zu verbessern, daß ohne Erhöhung der Arbeits­ geschwindigkeiten eine größere Leistung beim Umsetzen von Kartons oder dergleichen von einem Zuförderer auf eine Palette ermöglicht ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die erfindungsgemäße Vorrich­ tung dadurch gekennzeichnet, daß jedem Zuförderer ein Höhen­ förderer zugeordnet ist, der eine im Arbeitsbereich des Schwenkförderers auf- und abbewegbare Plattform zur Auf­ nahme eines Gegenstandes aufweist, wobei jeweils ein Gegen­ stand durch den zugeordneten Zuförderer auf die Plattform in der Aufnahmeebene förderbar ist, die Gegenstände durch den Höhenförderer ausschließlich in Vertikalrichtung bis zu einer sich nach Maßgabe der gesamten Hubhöhe ändernden Über­ nahmeebene gefördert werden, die sich etwa mittig zwischen der Aufnahmeebene und der Absetzebene für die Gegenstände befindet.

Der Höhenförderer für die Kartons, insbesondere eine auf- und abbewegbare Plattform, übernimmt einen Teil der not­ wendigen Hubbewegung für die Kartons, so daß der Schwenk­ förderer lediglich geringe bzw. keine Hubbewegungen aus­ führt. Konkret kann die Plattform jeweils in eine Übernahme­ ebene bewegt werden, die unter Berücksichtigung aller Bewegungsabläufe die Leistung der Plattform einerseits und des Schwenkförderers andererseits optimal ausnutzt. Dabei wird in der Regel der Schwenkförderer auch eine gewisse Hub­ bewegung übernehmen. Die Auf- und Abbewegung der Plattform als Höhenförderer ist automatisch gesteuert nach Maßgabe der sich verändernden Absetzebene, die in geeigneter Weise abgetastet wird.

Zur optimalen Leistungsverwertung sind nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung einem gemeinsamen Schwenkförderer zwei Zuförderer für Kartons zugeordnet, jeweils mit einer selbständig heb- und senkbaren Plattform am Ende des Zu­ förderers. Der Schwenkförderer ist dabei zweckmäßigerweise zwischen zwei abwechselnd bedienten Paletten angeordnet, die mit Kartons von beiden Zuförderern beschickt werden.

Weitere Merkmale beziehen sich auf die Gestaltung der Zu­ förderer sowie der Plattform.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Vorrichtung zum Beladen von Paletten in Seitenansicht,

Fig. 2 die Vorrichtung gemäß Fig. 1 im Grundriß.

Die gezeigte Vorrichtung ist für die Beladung von Pa­ letten 10, 11 mit Großpackungen, nämlich Kartons 12 be­ stimmt. Die Kartons 12, die beispielsweise kleinere Packungen enthalten können, werden auf zwei Zuförderern 13 und 14 zugeführt. Diese sind als Förderbänder ausge­ bildet und können kontinuierlich oder taktweise ange­ trieben sein. Bei kontinuierlicher Förderbewegung ist eine Einrichtung zum zeitweiligen Stauen der Kartons 12 auf den Zuförderern 13, 14 vorzusehen.

Die Überführung bzw. Umsetzung der Kartons 12 von den Zuförderern 13 und 14 auf eine von zwei Paletten 10, 11 erfolgt durch einen selbsttätig arbeitenden Schwenkför­ derer 15. Dieser ist im Prinzip bekannt als Industrie- Roboter. Ein gelenkiger, in horizontaler Ebene sowie auf- und abbewegbarer Gelenkarm 16 ist am freien Ende mit einer Greifeinrichtung zum Erfassen eines Kartons 12 versehen, nämlich im vorliegenden Falle mit einem Saugkopf 17. Dieser erfaßt einen Karton 12 jeweils an der Oberseite. Durch entsprechende Schwenkbewegung des Gelenkarms 16 wird der Karton 12 längs einer bogenför­ migen Förderbahn der Palette 10 oder 11 zugeführt und auf dieser abgesetzt.

Der Gelenkarm 16 besteht bei dem vorliegenden Beispiel aus zwei gegeneinander abknickbaren Teilarmen 18 und 19. Diese sind durch ein Mittelgelenk 20 miteinander verbunden. Die jeweils erforderliche Winkelstellung der Teilarme 18 und 19 zueinander wird durch einen dem Mittel­ gelenk 20 zugeordneten Stellmotor 21 bewirkt. Insgesamt ist der Gelenkarm 16 längs einer aufrechten Führungs­ säule 22 auf- und abbewegbar, und zwar durch einen weiteren Stellmotor 23. Der Gelenkarm 16 ist dabei an einer Halterung 24 gelagert, die ihrerseits an der Führungssäule 22 auf- und abbewegt wird. Im Bereich der Halterung 24 ist der Gelenkarm 16 insgesamt um eine weitere vertikale Achse schwenkbar durch Bildung eines Endgelenks 25. Die Bewegungen des Gelenkarms 16 im Be­ reich dieses Endgelenks 25 werden durch einen diesem zugeordneten Stellmotor 26 ausgeführt.

Darüber hinaus ist der Saugkopf 17 durch einen weiteren Stellmotor 44 um die eigene, vertikale Achse drehbar, so daß dessen Relativstellung in bezug auf die zu transportierenden Kartons 12 ebenfalls eingestellt wer­ den kann.

Durch die vorstehend beschriebene Bewegbarkeit des Ge­ lenkarms 16 in vertikaler sowie horizontaler Ebene kann jeder Bereich der Palette 10 erfaßt werden, so daß die Kartons 12 in jeweils günstiger Relativanordnung lagen­ weise auf der Palette 10, 11 gestapelt werden können.

Aus Stabilitätsgründen ist parallel zur Führungssäule 22 eine Tragsäule 27 vorgesehen. Führungssäule 22 und Tragsäule 27 sind am oberen Ende durch eine Traverse 28 miteinander verbunden. Unten sind Führungssäule 22 und Tragsäule 27 in einem gemeinsamen Maschinenfundament 29 verankert, an dem auch der Stellmotor 23 angebracht ist.

Mit zunehmender Stapelhöhe auf den Paletten 10, 11 muß der Gelenkarm 16 größere Hubbewegungen für das Umsetzen der Kartons 12 ausführen. Um die dadurch bedingten Zeit­ verluste zu vermindern, sind den beiden Zuführförderern 13, 14 jeweils gesondert steuerbare Hochförderer zuge­ ordnet. Bei den vorliegenden Ausführungsbeispielen han­ delt es sich dabei um Plattformen 30 und 31, die in der Ausgangsstellung an die Zuförderer 13 und 14 an­ schließen, so daß die ankommenden Kartons 12 einzeln unmittelbar auf die eine oder andere Plattform 30, 31 gefördert werden.

Für die Funktion der Vorrichtung sind demnach drei Ebe­ nen maßgeblich. Die Zuförder- bzw. Aufnahmeebene ist durch die Zuförderer 13 und 14 bestimmt. Die Zuförder- bzw. Aufnahmeebene ist vorgegeben und unveränderlich. Eine Übernahmeebene ist durch die jeweiligen Höhenposi­ tion der Plattform 30, 31 vorgegeben. Schließlich wird durch die Stapelhöhe der Kartons 12 auf den Paletten 10, 11 die Absetzebene festgelegt. Die beiden letztge­ nannten Ebenen sind veränderlich und nur im Falle der Niveaugleichheit zwischen dem Stapel der Kartons auf der Palette 10, 11 und den Zuförderern 13, 14 gleichge­ richtet.

Die Plattformen 30, 31 sind auf- und abbewegbar. Die Be­ wegungen bzw. die (obere oder untere) Stellung (Über­ nahmeebene) sind so auf die jeweilige Stapelhöhe der Pa­ letten 10, 11 abgestimmt, daß der Gelenkarm 16 für die Übernahme eines Kartons 12 von einer der Plattformen 30, 31 keine oder nur eine geringe Hubbewegung durchzu­ führen hat. Im einzelnen werden die Bewegungen so ge­ steuert, daß die Hub- und Schwenkbewegungen des Gelenk­ arms 16, also ein Arbeitstakt desselben, den gleichen Zeitraum in Anspruch nimmt wie eine Auf- und Abbewegung der Plattform 30, 31 einschließlich Übernahme eines Kartons 12.

Die Plattformen 30, 31 sind an aufrechten Haltesäulen 32, 33 gelagert. Diese weisen an einer Seite eine über die Höhe durchgehende Verzahnung 34 auf. Ein mit der Plattform 30, 31 verbundenes Antriebsritzel 35 wird durch einen der betreffenden Plattform 30, 31 zugeord­ neten Antriebsmotor 36 angetrieben.

Die Haltesäulen 32, 33 sind mit Abstand von den Zuför­ derern 13, 14 angeordnet. Die Plattformen 30, 31 sind über Tragarme 37 mit einer Lagerhülse 38 verbunden, die auf der Haltesäule 32, 33 auf- und abbewegbar ist.

Die Plattformen 30, 31 sind mit seitlichen Begrenzungen für die Ausrichtung der Kartons 12 versehen, nämlich aufrechten Seitenwandungen 39, 40 sowie mit einer Quer­ wandung 41 auf der zu den Zuförderern 13, 14 gegenüber­ liegenden Seite der Plattform 30, 31. Eine zwischen den beiden Zuförderern 13, 14 angeordnete, feststehende Sei­ tenführung 42 erstreckt sich bis in den Bereich der Plattformen 30, 31 und bildet hier quergerichtete An­ schlagschemkel 43, ebenfalls zur Ausrichtung der Kar­ tons 12 auf der Plattform 30, 31.

Mit Hilfe der auf- und abbewegbaren Plattformen 30, 31 ist die Leistung des Schwenkförderers 15 beträchtlich gesteigert, so daß zwei Zuförderer 13, 14 und zwei Pa­ letten 10, 11 durch eimen gemeinsamen Schwenkförderer 15 bedient werden können. Die Plattformen 30, 31 er­ füllen die beschriebene Aufgabe auch im Bereich unter­ halb der Ebene der Zuförderer 13, 14, also bei Beginn der Stapelung auf den Paletten 10, 11.

Claims (6)

1. Vorrichtung zum Stapeln von Gegenständen, wie Groß­ packungen, Kartons etc., wobei die Gegenstände durch wenig­ stens einen ausschließlich in horizontaler Ebene verlaufen­ den Zuförderer (13, 14) in einer Aufnahmeebene zugefördert und durch einen Schwenkförderer (15) - Roboter - mit auf- und abbewegbarem Gelenkarm (16) zum Erfassen der Gegenstände bis auf eine durch Stapeln der Gegenstände gebildete Absetz­ ebene gebracht werden, wobei sich die Absetzebene nach Maß­ gabe der Stapelhöhe ändert, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

• a) jedem Zuförderer (13, 14) ist ein Höhenförderer zugeordnet, der eine im Arbeitsbereich des Schwenkför­ derers (15) auf- und abbewegbare Plattform (30, 31) zur Auf­ nahme eines Gegenstands (Karton 12) aufweist, wobei jeweils ein Gegenstand (Karton 12) durch den zugeordneten Zuförderer (13, 14) auf die Plattform (30, 31) in der Aufnahmeebene förderbar ist.
• b) die Gegenstände (Kartons 12) werden durch den Höhenförderer ausschließlich in Vertikalrichtung bis zu einer sich nach Maßgabe der gesamten Hubhöhe ändernden Übernahmeebene gefördert, die sich etwa mittig zwischen der Aufnahmeebene und der Absetzebene für die Gegenstände (Kartons 12) befindet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Zuförderer (13, 14) mit je einem Höhenförderer mit auf- und abbewegbarer Plattform (30, 31) einem gemeinsamen Schwenkförderer (15) zugeordnet und abwechselnd von diesem bedienbar sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem gemeinsamen Schwenkförderer (15) zwei Paletten (10, 11) zugeordnet sind, auf denen die Gegenstände (Kartons 12) alter­ nativ absetzbar sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Plattform (30, 31) wenigstens auf der zum Zuförderer (13, 14) gegenüberliegenden Seite einen Anschlag (Querwandung 41), Anschlagschenkel (43) für die ankommenden Gegenstände (Kartons 12) aufweist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Plattform (30, 31) an einer Halte­ säule (32, 33) auf- und abbewegbar ist, vorzugsweise durch einen mit der Plattform (30, 31) verbundenen Antriebsmotor (36) über ein mit einer aufrechten Verzahnung (34) der Haltesäule (32, 33) in Eingriff stehendes Antriebsritzel (35).

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß zwischen den Zuförderern (13, 14) eine feststehende Seitenführung (42) angeordnet ist, die am Ende zwei quergerichtete Anschlagschenkel (43) für die Gegenstände (Kartons 12) auf den Plattformen (30, 31) aufweist.