EP2128057A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Anheben und Hanhaben eines Stapels von Blättern oder eines Teilstapels davon - Google Patents
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- EP2128057A1 EP2128057A1 EP08009723A EP08009723A EP2128057A1 EP 2128057 A1 EP2128057 A1 EP 2128057A1 EP 08009723 A EP08009723 A EP 08009723A EP 08009723 A EP08009723 A EP 08009723A EP 2128057 A1 EP2128057 A1 EP 2128057A1
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Definitions
- the invention relates to a method for lifting and handling a stack of sheets or a sub-stack thereof with the features specified in the preamble of claim 1 and a device for carrying out this method with the features specified in the preamble of claim 6.
- a fundamental problem with the piercing into the stack is that there is a risk that the stack shifts during insertion of the stack divider, so for lifting and handling, the stack usually has to be manually aligned again and the piercing must be repeated.
- the invention has the object of providing a generic method in such a way that it works reliably and so can be integrated into automatic workflows and avoids the above-described manual intervention.
- a device for carrying out the method is to be created, which is structurally simple but effective.
- the inventive method for lifting and handling a stack of sheets or a sub-stack thereof provides that initially by means of a stack divider, the stack or sub-stack is under attack, then raised at least the edge side and gripped tongs for the purpose of further handling.
- the invention is applied before reaching under or before grasping the stack on its upper side and that outside of the gripping area with an executed to the footprint of the stack pressure force.
- the application of force takes place before reaching under, d. H.
- the pressing force outside of the gripping area that is applied outside of the area in which attack the stack divider and the gripper so as not to hinder.
- the basic idea of the method according to the invention is to apply a pressure force to the stack, typically in the region of the stack center, in order to secure it against lateral displacement.
- the stability of the stack is increased in this way, so that the taking under hand, ie the piercing of the stack divider as well as the insertion of the pliers-like tools for the purpose of gripping takes place on the fixed piles, which is secured against lateral displacement by the pressing from above.
- the pressing force is canceled at the latest before handling, but preferably before raising the stack or sub-stack.
- the pressure force can optionally be selectively maintained for targeted processing of the stack or sub-stack to be handled, if this is expedient for the processing.
- the method according to the invention can be carried out with one or more stack dividers which form part of a gripper, typically the lower part.
- the method according to the invention provides that the gripping and edge-side lifting of the stack or sub-stack is effected by means of a tool operated independently of the grippers, since it has been shown that when using such an additional stack divider which exclusively takes on the task of stacking the stack Automation of the process can be made much more reliable and easier.
- the gripping of the stack or sub-stack takes place during insertion of the stack divider by pivoting or linear insertion of a tool and subsequent lifting of the same.
- the device according to the invention serves for lifting and handling a stack of sheets or a sub-stack thereof, which has at least one pincer-like gripper and, moreover, is provided with a pressure device which can force the stack towards its bearing surface.
- Such a pressure device can be retrofitted even with existing handling machines or machines in a simple manner by, for example, at a suitable location a pneumatic cylinder is attached with pressure plate and the control of the pressure plate d. H. the pressurization of the cylinder is carried out by a correspondingly adapted control of the machine.
- the design and manufacturing effort to install such a pressure device is relatively low, but increases the function of the system in which this device is integrated considerably.
- a stack divider can form part of a tong-like gripper, but the stack divider is preferably arranged separately from the tong gripper. Due to the separate arrangement and the possibility of independent operation, the reliability of the device is further increased, since the stack divider can be specifically optimized for the under-grip, whereas the forceps-like gripper can be easily formed according to their exclusive gripping function.
- a preferred embodiment of the stack divider makes it flat at the end, so that it can penetrate into the stack with little force. It is expedient in particular when entering from the edge of the stack ago not let the stack divider tapered, but straight as a spatula.
- the penetration depth of the stack divider is limited in the stack, preferably by an elastic stop, which may be formed by a corresponding formation at the top of the stack divider.
- the grippers movable on rails wherein the rails are preferably arranged at an angle of 90 ° to each other, so that the lifted stack or partial stack seized on two sides of the grippers and thus can be handled defined.
- the mobility of the grippers on the rails not only to account for different blade sizes, but also be used in particular that the grippers are first moved in the open stack in the stack or partial stack in the vicinity of the stack divider and then along the rails in move the position in which they should apply the clamping force for the purpose of later handling.
- the arrangement of the rails at an angle of 90 ° is particularly advantageous in the handling of rectangular arches, since the rails are then always arranged parallel to the stack sides and for extending and retracting the gripper a central diagonal feed movement of the entire device is sufficient.
- the stack divider itself can likewise be arranged such that it can move on a rail, wherein the movement into the stack is effected by movement along the rail. Then it is convenient to arrange the rail so that it is located between the rails of the gripper and divides the spanned by the gripper rails angle. In that case, the arrangement of stack divider and gripper is ideally adapted to the geometry of the typically rectangular stack.
- the stack divider can also be arranged to be pivotable. It has proved to be advantageous to arrange the stack divider about a horizontal axis pivotally mounted on the device, so pivots preferably by a horizontal pivoting movement of the stack divider in the edge of the stack and raises the stack of parts simultaneously by further pivoting.
- the arrangement of the pressure device should be to prevent a disability of the stack divider but also the gripper reliably outside the gripping area, preferably with a sufficient distance to be.
- the pressure device is at a spanned by the rails of the gripper area, and that at a distance opposite arranged to the stack divider. It is then ensured that the pressure device engages approximately in the middle of the paper stack or in a diagonal region which is sufficiently spaced from the stack divider and in any case lies outside the region of the gripper.
- the device according to the invention is preferably used as part of an articulated arm robot, with which expediently a part of the movement sequences of the device are executed.
- articulated arm robots are already comparatively inexpensive available today and include a controller which can typically take over the movements to be performed by the device.
- the device according to the invention consists of a six-axis articulated robot 1, on the articulated arm via a terminal flange 2, a chassis 3 is fixed, which carries further, hereinafter described in detail assemblies / parts.
- the articulated robot 1 is mounted on the floor and stands here at a distance from a sheet vibrator 4, which forms part of a cutting system not shown here, which is to be fed.
- the chassis 3 which is formed in the illustrated embodiment substantially from a triangular support plate 7 in plan view with a pipe section 8 projecting therefrom with mating flange 2, is to be understood here only as an example.
- the chassis construction can be made of any suitable components, in particular truss-like.
- two optical buttons 9 are provided, with which the position and thus also the size (length and width) of the paper stack 6 located underneath can be scanned.
- the optical buttons 9 are arranged so that they can radiate down freely, so that their rays impinge either on the paper stack 6 at its top depending on the arrangement or next to what is registered in the (not shown) control / regulation of the device.
- the chassis 3 with the buttons located thereon 9 by means of the articulated arm robot 1 in a position at a distance above the paper stack 6 so moved that in each case an optical button 9 scans two points, each lying on a stack 6 limiting line.
- an optical probe 10 For detecting the height of the stack 6, an optical probe 10 is provided, the scanning beam is directed towards the stack, but parallel to the top and which is also firmly connected to the chassis 3. To detect the height of the stack 6, the chassis 3 with the button 10 located thereon is moved from above by means of the articulated arm robot 1 down until the button 10 registered a side surface of the stack 6 and thus the heightwise position of the top of the stack. 6 detected. These coordinates are stored in the control / regulation of the articulated arm robot 1 and taken into account in the subsequent control operations.
- a stack divider 11 is mounted, which is wedge-shaped towards the stack and either, as based on Fig. 6 shown pivotable about a horizontal axis 12 on the chassis 3 or as shown Fig. 5 is arranged linearly movable.
- Fig. 5 an obliquely arranged to the support plate 7 rail 14 along which the stack divider 11 is movable.
- the device is aligned and arranged so that after the detection of height and position of the paper stack 6, the stack divider 11 with its front flat side 15 during pivoting ( Fig. 6 ) or linear movement ( Fig. 5 ) in the area of a vertical Edge 16 enters the stack 6, ie this engages under the corner and raises.
- a pressure device in the form of a pneumatic cylinder 17 is provided with a pressure plate 18 attached thereto at the end of the support plate 7, and at a distance from the stack divider 11, such that the pressure plate 18 is always arranged at a sufficient distance from the stack divider 11 and the grippers 20.
- the grippers 20 are formed like a pair of pliers and have a lower and an upper clamping part, which are pneumatically movable toward each other for the purpose of clamping. They can also be moved on the guide rails 19 motor and pivoted.
- the control of all functions of the mounted on the chassis 3 assemblies / parts is done centrally via the control of the articulated arm robot 1.
- the articulated arm robot 1 moves first in a high position above the maximum allowable stack height from so that by means of the optical switch 9, the position of the stack 6 with respect to the articulated arm robot 1 and thus also the length and width of the sheets to be processed is detected.
- the chassis 3 is moved down until by means of the vertical switch 10, the height, ie the top of the stack 6 is detected.
- the articulated-arm robot 1 then moves to an intended position, in which the stack divider 11 is arranged at a small distance in front of a vertical edge 16 of the paper stack 6 and the guide rails 19 are aligned approximately with the sides of the paper stack. Then, the stack 6 is fixed by pressurizing the cylinder 17. Thereafter, in the execution according to Fig. 5 by means of a linear drive of the stack divider 11 along the rail 14 from the corner into the vertical edge 16 of the stack 6. In the execution according to Fig. 6 this is done by extending the pneumatic cylinder 21, whereby a lever 22 is pivoted about the horizontal axis 12, at the lower end of the actual stack divider 11 is seated.
- the grippers 20 are pivoted by motor, so that a compulsory fan, which releases adhering leaves solves.
- the entire chassis 3 is then pivoted with the assemblies located thereon and the sub-stack by 90 ° and placed in a position above the Bogenrüttler 13, after which open the gripper 20 and swing to release the sub-stack down, so that this sub-stack comes to rest on the table of the bow vibrator 4, where he further processed and finally the cutting machine is supplied.
- several sub-stacks are successively stacked on the Bogenrüttler 4 one above the other. In the time in which the vibrator 4 works, a feed with another sub-stack can not be done. This time is used to again measure the remaining stack 6 as described above in terms of location and height.
- the existing of the pneumatic cylinder 17 and the pressure plate 18 pressure device is typically activated prior to piercing the stack divider 11. Such an activated position is in Fig. 6 shown. Then presses the pressure plate 18 from the top of the stack, thus increasing the friction within the sheet stack, so that both the piercing of the stack divider and the subsequent retraction of the gripper 20 does not change the stacking layer. Only after closing the gripper, the pressure plate is relieved again and returns to the in Fig. 5 shown position back.
- Fig. 1 clarifies the entire device can be moved by, for example, turning the articulated arm robot about its vertical axis by 90 ° or 180 ° from the access area of the Bogenrüttlers 4 to this in another way, for. B. manually feed.
- the device can optionally be used for loading from the right or from the left.
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Abstract
Das Verfahren und die Vorrichtung ist zum Anheben und Handhaben eines Stapels (6) von Blättern oder eines Teilstapels davon vorgesehen. Der Stapel (6) oder Teilstapel wird zunächst mittels eines Stapelteilers (11) untergriffen, zu- mindest randseitig angehoben und dann zangenartig zum Zwecke des weiteren Handhabens gegriffen. Vor dem Untergreifen oder Greifen wird der Stapel (6) an seiner Oberseite außerhalb des Greifbereichs mit einer zur Aufstandsfläche des Stapels (6) hin gerichteten Andruckkraft beaufschlagt.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anheben und Handhaben eines Stapels von Blättern oder eines Teilstapels davon mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen sowie eine Vorrichtung zur Ausführung dieses Verfahrens mit den im Oberbegriff des Anspruchs 6 angegebenen Merkmalen.
- Beim automatischen Anheben und Handhaben von Blattstapeln zählt es zum Stand der Technik, zunächst von einer Seite des Stapels mit einem Instrument in diesen einzustechen um den Stapel zu untergreifen, dann dieses Instrument anzuheben um den so vom verbleibenden Reststapel getrennten Teilstapel dann mittels Greifzangen randseitig zu fassen, wonach der Stapel angehoben und gehandhabt werden kann. Ein solches Verfahren ist beispielsweise aus
DE 2 742 159 A1 bekannt. Bei dem dort beschriebenen Verfahren kommt eine konstruktiv aufwändige Vorrichtung zum Einsatz, die sich in der Praxis nicht bewährt hat, weshalb das Verfahren sowie auch die entsprechend arbeitende Vorrichtung heutzutage keine Bedeutung mehr hat. - Ein grundsätzliches Problem bei dem Einstechen in den Stapel ist jedoch, dass die Gefahr besteht, dass sich der Stapel beim Einstechen des Stapelteilers verschiebt, sodass zum Anheben und Handhaben zunächst der Stapel wieder in der Regel manuell ausgerichtet werden muss und der Einstechvorgang wiederholt werden muss.
- Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde ein gattungsgemäßes Verfahren so auszubilden, dass es zuverlässig arbeitet und so auch in automatische Arbeitsabläufe integrierbar ist und die vorbeschriebenen manuellen Eingriffe vermeidet. Darüber hinaus soll eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens geschaffen werden, die konstruktiv einfach aber effektiv ist.
- Der verfahrensmäßige Teil dieser Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Eine Vorrichtung zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist durch die Merkmale des Anspruchs 6 definiert. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.
- Das erfindungsgemäße Verfahren zum Anheben und Handhaben eines Stapels von Blättern oder eines Teilstapels davon sieht vor, dass zunächst mittels eines Stapelteilers der Stapel oder Teilstapel untergriffen wird, dann zumindest randseitig angehoben und zangenartig zum Zwecke des weiteren Handhabens gegriffen wird. Gemäß der Erfindung wird jedoch vor dem Untergreifen oder vor dem Greifen der Stapel an seiner Oberseite und zwar außerhalb des Greifbereichs mit einer zur Aufstanzfläche des Stapels hingerichteten Andruckkraft beaufschlagt. Bevorzugt erfolgt die Kraftbeaufschlagung vor dem Untergreifen, d. h. vor dem Einstechen des Stapelteilers in den Stapel, es kann jedoch je nach Ausgestaltung der verwendeten Vorrichtung auch genügen, vor dem Greifen des Stapels diese Andruckkraft aufzubringen. Dabei wird die Andruckkraft außerhalb des Greifbereichs, also außerhalb des Bereichs aufgebracht, in welchem der Stapelteiler und die Greifer angreifen um diese nicht zu behindern.
- Grundgedanke des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es, den Stapel typischerweise im Bereich der Stapelmitte mit einer Andruckkraft zu beaufschlagen um ihn gegen seitliches Verschieben zu sichern. Die Stabilität des Stapels wird auf diese Weise erhöht, sodass das Untergreifen, d. h. das Einstechen des Stapelteilers sowie auch das Einführen der zangenartigen Werkzeuge zum Zwecke des Greifens an dem in sich fixierten Stapel erfolgt, der gegen seitliches Verschieben durch das Andrücken von oben gesichert ist.
- Gemäß einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Andruckkraft spätestens vor dem Handhaben, vorzugsweise jedoch schon vor dem Anheben des Stapels oder Teilstapels aufgehoben. Die Andruckkraft kann jedoch ggf. zur gezielten Bearbeitung des zu handhabenden Stapels oder Teilstapels gezielt aufrechterhalten werden, wenn dies für die Bearbeitung zweckmäßig ist.
- Das erfindungsgemäße Verfahren kann mit einem oder mehreren Stapelteilern ausgeführt werden, die Teil eines Greifers bilden, typischerweise den unteren Teil. Bevorzugt sieht das erfindungsgemäße Verfahren jedoch vor, dass das Untergreifen und randseitige Anheben des Stapels oder Teilstapels mittels eines unabhängig von den Greifern betätigten Werkzeugs erfolgt, da sich gezeigt hat, dass bei Einsatz eines solchen zusätzlichen Stapelteilers, der ausschließlich die Aufgabe der Stapelteilung übernimmt, die Automatisierung des Verfahrens deutlich zuverlässiger und einfacher gestaltet werden kann.
- Insbesondere bei Einsatz eines gesonderten Stapelteilers ist es vorteilhaft, das Untergreifen des Stapels oder Teilstapels nicht, wie aus dem Stand der Technik bekannt, an einer Seite des Stapels zu vollziehen, sondern an einer vertikalen Kante des Stapels. Dabei kann durch geeignete Bewegung des Stapelteilers beim Einstechvorgang eine Auffächerung im Bereich dieser Kante erzeugt werden, welche zuverlässig sicherstellt, dass der Stapelteiler zwischen zwei Blättern des Stapels zum Eingriff kommt, ohne dabei eine Blattkante zu beschädigen.
- Gemäß einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt das Untergreifen des Stapels oder Teilstapels beim Einstechen des Stapelteilers durch Einschwenken oder lineares Einschieben eines Werkzeuges und nachfolgendes Anheben desselben.
- Zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dient insbesondere die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Anheben und Handhaben eines Stapels von Blättern oder eines Teilstapels davon, welche mindestens einen zangenartigen Greifer aufweist, sowie darüber hinaus mit einer Andruckeinrichtung versehen ist, die den Stapel zu seiner Auflagefläche hin kraftbeaufschlagen kann.
- Eine solche Andruckeinrichtung kann auch bei vorhandenen Handhabungsautomaten oder Maschinen in einfacher Weise nachgerüstet werden, indem beispielsweise an geeigneter Stelle ein Pneumatikzylinder mit Andruckplatte angebracht wird und die Steuerung der Andruckplatte d. h. die Druckbeaufschlagung des Zylinders durch eine entsprechend angepasste Steuerung der Maschine erfolgt. Der konstruktive und fertigungstechnische Aufwand zur Installation einer solchen Andruckeinrichtung ist vergleichsweise gering, erhöht jedoch die Funktion der Anlage, in welche diese Vorrichtung integriert ist, erheblich.
- Grundsätzlich kann, wie eingangs ausgeführt ein Stapelteiler Teil eines zangenartigen Greifers bilden, bevorzugt wird jedoch der Stapelteiler getrennt von dem Zangengreifer angeordnet. Durch die getrennte Anordnung und die Möglichkeit der unabhängigen Betätigung wird die Betriebssicherheit der Vorrichtung weiter erhöht, da der Stapelteiler gezielt auf das Untergreifen hin optimiert werden kann, wohingegen die zangenartigen Greifer einfach entsprechend ihrer ausschließlichen Greiffunktion ausgebildet werden können.
- Eine bevorzugte Ausbildung des Stapelteilers sieht vor, diesen am Ende flach auszubilden, damit er mit wenig Kraft in den Stapel eindringen kann. Dabei ist es insbesondere beim Eindringen von der Kante des Stapels her zweckmäßig den Stapelteiler nicht spitz zulaufen zu lassen, sondern gradlinig wie ein Spachtel. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird dabei die Eindringtiefe des Stapelteilers in den Stapel begrenzt, vorzugsweise durch einen elastischen Anschlag, der durch eine entsprechende Ausbildung an der Oberseite des Stapelteilers gebildet sein kann. Durch eine solche Ausbildung der Vorrichtung kann sichergestellt werden, dass der Stapelteiler vorteilhaft nur in den Randbereich des Papierstapels eindringt, der bei der späteren Bearbeitung beispielsweise durch Randschnitte ohnehin entfernt wird, wodurch sichergestellt wird, dass der Stapelteiler mit der eigentlichen Nutzfläche der Blätter nie in Berührung kommt.
- Um den Stapel bzw. Teilstapel sicher und weitgehend unabhängig von der Größe (Länge und Breite) handhaben zu können, ist es vorteilhaft, mindestens zwei Greifer vorzusehen und diese zu beiden Seiten des Stapelteilers anzuordnen, also in den Bereichen, in denen der abzuhebende Stapel oder Teilstapel durch den Stapelteiler nach dem Untergreifen entsprechend angehoben ist.
- Insbesondere zur Handhabung unterschiedlicher Papiergrößen ist es vorteilhaft die Greifer an Schienen verfahrbar anzuordnen, wobei die Schienen vorzugsweise in einem Winkel von 90 ° zueinander angeordnet sind, sodass der abzuhebende Stapel oder Teilstapel an zwei Seiten von den Greifern gegriffen und somit definiert gehandhabt werden kann. Dabei kann die Verfahrbarkeit der Greifer an den Schienen nicht nur zur Berücksichtung unterschiedlicher Blattgrößen, sondern insbesondere auch dazu genutzt werden, dass die Greifer zunächst in der Nähe des Stapelteilers in geöffneter Stellung in den abzuhebenden Stapel oder Teilstapel eingefahren werden und danach längs der Schienen in die Position verfahren werden, in denen sie zum Zwecke der späteren Handhabung die Klemmkraft aufbringen sollen. Hierdurch kann ein sicheres Eingreifen der Greifer in den Stapel bzw. Teilstapel auch dann erreicht werden, wenn der Stapelteiler nur vergleichsweise wenig angehoben worden ist. Die Anordnung der Schienen im Winkel von 90 ° ist insbesondere bei der Handhabung von rechteckigen Bögen vorteilhaft, da die Schienen dann stets parallel zu den Stapelseiten angeordnet sind und zum Ein- und Ausfahren der Greifer eine zentrale diagonale Zustellbewegung der gesamten Vorrichtung genügt.
- Der Stapelteiler selbst kann ebenfalls an einer Schiene verfahrbar angeordnet sein, wobei durch Bewegung längs der Schiene das Einstechen in den Stapel erfolgt. Dann ist es zweckmäßig, die Schiene so anzuordnen, dass sie zwischen den Schienen der Greifer angeordnet ist und den durch die Greiferschienen aufgespannten Winkel teilt. Dann nämlich ist die Anordnung von Stapelteiler und Greifer der Geometrie des typischerweise rechteckigen Stapels in idealer Weise angepasst.
- Während die vorbeschriebene Schienengeführte Stapelteileranordnung für ein lineares Einfahren in den Stapel vorgesehen ist, kann alternativ oder zusätzlich der Stapelteiler auch schwenkbar angeordnet sein. Dabei hat sich als günstig erwiesen, den Stapelteiler um eine horizontale Achse schwenkbar an der Vorrichtung anzuordnen, sodass durch eine horizontale Schwenkbewegung der Stapelteiler vorzugsweise in die Kante des Stapels einschwenkt und durch weiteres Verschwenken den Teilstapel gleichzeitig anhebt.
- Die Anordnung der Andruckeinrichtung sollte um eine Behinderung des Stapelteilers aber auch der Greifer zuverlässig auszuschließen außerhalb des Greifbereichs, vorzugsweise mit ausreichendem Abstand dazu sein. Bevorzugt ist die Andruckeinrichtung an einem von den Schienen der Greifer aufgespannten Bereich, und zwar mit Abstand gegenüberliegend zum Stapelteiler angeordnet. Dann ist sichergestellt, dass die Andruckeinrichtung etwa in der Mitte des Papierstapels bzw. in einem diagonalen Bereich angreift, der vom Stapelteiler ausreichend beabstandet ist und in jedem Fall außerhalb des Bereichs der Greifer liegt.
- Die erfindungsgemäße Vorrichtung findet bevorzugt Anwendung als Teil eines Gelenkarmroboters, mit dem zweckmäßigerweise ein Teil der Bewegungsabläufe der Vorrichtung ausgeführt werden. Solche Gelenkarmroboter sind heutzutage schon vergleichsweise kostengünstig verfügbar und beinhalten eine Steuerung welche die von der Vorrichtung auszuübenden Bewegungsabläufe typischerweise mit übernehmen kann.
- Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1
- in Draufsicht eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit Papierstapel und einen Teil einer Schneidanlage in Form eines Bogenrüttlers,
- Fig. 2
- eine Seitenansicht der Vorrichtung gemäß
Fig. 1 , - Fig. 3
- in perspektivischer Darstellung schräg von oben den vom Arm des Roboters abgenommenen Teil der Vorrichtung,
- Fig. 4
- den Teil gemäß
Fig. 3 in perspektivischer Ansicht schräg von unten, - Fig. 5
- einen Schnitt längs der Schnittlinie A-A in
Fig. 3 einer ersten Ausführungsform und - Fig. 6
- eine zweite Ausführungsform in Darstellung nach
Fig. 5 . - Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht aus einem Sechsachsen-Gelenkarmroboter 1, an dessen Gelenkarm über einen endseitigen Anschlussflansch 2 ein Chassis 3 befestigt ist, welches weitere, nachfolgend noch im Einzelnen beschriebene Baugruppen/-teile trägt. Der Gelenkarmroboter 1 ist bodenmontiert und steht hier mit Abstand zu einem Bogenrüttler 4, der Teil einer hier nicht im Weiteren dargestellten Schneidanlage bildet, die zu beschicken ist. Neben dem Gelenkarmroboter 1 und dem Bogenrüttler 4 ist im Bereich unterhalb des Chassis 3 (in
Fig. 1 ) eine bodenstehende Palette 5 mit einem darauf abgelegten Papierstapel 6 inFig. 1 dargestellt, der mittels der Vorrichtung in Teilstapeln von beispielsweise 1 cm bis 2 cm Dicke von dem Papierstapel 6 abzuheben, zwangszufächern und schließlich auf dem Bogenrüttler 4 abzulegen ist. - Das Chassis 3, das bei der dargestellten Ausführungsform im Wesentlichen aus einer in Draufsicht dreieckigen Tragplatte 7 mit einem davon aufkragenden Rohrabschnitt 8 mit Gegenanschlussflansch 2 gebildet ist, ist hier nur beispielhaft zu verstehen. Die Chassis-Konstruktion kann aus beliebigen geeigneten Bauteilen, insbesondere fachwerkartig aufgebaut sein.
- An der im Betrieb zum Stapel hin gerichteten Unterseite des Chassis 3 sind zwei optische Taster 9 vorgesehen, mit der die Lage und somit auch die Größe (Länge und Breite) des darunter befindlichen Papierstapels 6 abtastbar ist. Die optischen Taster 9 sind so angeordnet, dass sie nach unten frei strahlen können, so dass ihre Strahlen je nach Anordnung entweder auf den Papierstapel 6 an seiner Oberseite auftreffen oder daneben, was in der (nicht dargestellten) Steuerung/Regelung der Vorrichtung registriert wird. Hierzu wird das Chassis 3 mit den daran befindlichen Tastern 9 mittels des Gelenkarmroboters 1 in einer Stellung mit Abstand über dem Papierstapel 6 so verfahren, dass jeweils ein optischer Taster 9 zwei Punkte abtastet, die jeweils auf einer den Stapel 6 begrenzenden Linie liegen. Darüber hinaus werden von einer dieser Linien zwei Punkte abgetastet, so dass die Lage des obersten Blatts des Stapels 6 bei einem typischerweise rechteckigen Bogen definiert und erfasst ist. Zugleich definiert und erfasst ist damit Länge und Breite des Stapels 6. Diese Koordinaten werden in der Steuerung/Regelung des Gelenkarmroboters 1 gespeichert und bei den nachfolgenden Steuervorgängen berücksichtigt.
- Zur Erfassung der Höhe des Stapels 6 ist ein optischer Taster 10 vorgesehen, dessen Taststrahl in Richtung zum Stapel, jedoch parallel zur Oberseite gerichtet ist und der ebenfalls fest mit dem Chassis 3 verbunden ist. Zur Erfassung der Höhe des Stapels 6 wird das Chassis 3 mit dem daran befindlichen Taster 10 von oben kommend mittels des Gelenkarmroboters 1 so lange nach unten bewegt, bis der Taster 10 eine Seitenfläche des Stapels 6 registriert und somit die höhenmäßige Lage der Oberseite des Stapels 6 erfasst. Diese Koordinaten werden in der Steuerung/Regelung des Gelenkarmroboters 1 gespeichert und bei den nachfolgenden Steuervorgängen berücksichtigt.
- An der Unterseite des Chassis 3 ist ein Stapelteiler 11 angebracht, der zum Stapel hin keilförmig ausgebildet ist und entweder, wie anhand von
Fig. 6 dargestellt, um eine horizontale Achse 12 schwenkbar am Chassis 3 oder gemäß Darstellung nachFig. 5 linear verfahrbar angeordnet ist. Hierzu ist bei der Ausführungsvariante gemäßFig. 5 eine schräg zur Tragplatte 7 angeordnete Schiene 14 vorgesehen, längs der der Stapelteiler 11 verfahrbar ist. Die Vorrichtung ist so ausgerichtet und angeordnet, dass nach erfolgter Erfassung von Höhe und Lage des Papierstapels 6 der Stapelteiler 11 mit seiner vorderen Flachseite 15 beim Schwenken (Fig. 6 ) bzw. Linearbewegen (Fig. 5 ) im Bereich einer vertikalen Kante 16 in den Stapel 6 einfährt, d. h. diesen im Eckbereich untergreift und anhebt. - Damit sich der Stapel beim Einstechen des Stapelteilers 11 bzw. beim nachfolgenden Einfahren der Greifer 20 nicht verschiebt, ist an der Tragplatte 7 eine Andruckeinrichtung in Form eines pneumatischen Zylinders 17 mit einer endseitig daran befestigten Andruckplatte 18 vorgesehen, und zwar mit Abstand zum Stapelteiler 11, derart, dass die Andruckplatte 18 stets mit ausreichendem Abstand zum Stapelteiler 11 sowie auch den Greifern 20 angeordnet ist.
- Weiterhin sind an der Unterseite der Tragplatte 7 zwei im 90°-Winkel parallel zu den kurzen Seiten der Platte 7 angeordnete Führungsschienen 19 angebracht, welche die längs dazu verfahrbare Greifer 20 tragen. Die Greifer 20 sind zangenartig ausgebildet und weisen einen unteren und einen oberen Klemmteil auf, die pneumatisch zum Zwecke des Klemmens aufeinander zu bewegbar sind. Sie können zudem an den Führungsschienen 19 motorisch verfahren sowie verschwenkt werden.
- Die Steuerung sämtlicher Funktionen der am Chassis 3 angebrachten Baugruppen/-teile erfolgt zentral über die Steuerung des Gelenkarmroboters 1. Nach Absetzen eines auf der Palette 5 befindlichen Papierstapels 6 in einem Bereich, wie er in
Fig. 1 beispielhaft dargestellt ist, fährt der Gelenkarmroboter 1 zunächst in einer hohen Position über der maximal zulässigen Stapelhöhe diesen so ab, dass mittels der optischen Taster 9 die Lage des Stapels 6 in Bezug auf den Gelenkarmroboter 1 und somit auch die Länge und Breite der zu verarbeitenden Blätter erfasst wird. Sodann wird unter Berücksichtigung der Lage mittels des Gelenkarmroboters 1 das Chassis 3 nach unten verfahren, bis mittels des Vertikaltasters 10 die Höhe, also die Oberseite des Stapels 6 erfasst ist. Unter Berücksichtigung dieser Lagedaten fährt dann der Gelenkarmroboter 1 in eine bestimmungsgemäße Stellung, in welcher der Stapelteiler 11 mit geringem Abstand vor einer vertikalen Kante 16 des Papierstapels 6 angeordnet und die Führungsschienen 19 etwa mit den Seiten des Papierstapels fluchten. Sodann wird der Stapel 6 durch Druckbeaufschlagung des Zylinders 17 fixiert. Danach wird bei der Ausführung gemäßFig. 5 mittels eines Linearantriebs der Stapelteiler 11 längs der Schiene 14 von der Ecke aus in die vertikale Kante 16 des Stapels 6 hineingefahren. Bei der Ausführung gemäßFig. 6 erfolgt dies durch Ausfahren des Pneumatikzylinders 21, wodurch ein Hebel 22 um die horizontale Achse 12 verschwenkt wird, an dessen unterem Ende der eigentliche Stapelteiler 11 sitzt. - Es können bei beiden Ausführungen vorzugsweise an der Oberseite des Stapelteilers 11 Anschläge aus elastischem Material vorgesehen sein, die die Eindringtiefe des Stapelteilers 11 begrenzen.
- Beim Einstechen des Stapelteilers 11 hebt dieser aufgrund seiner Geometrie und Anordnung einen Teil des Stapels (Teilstapel), bzw. wenn es der letzte Teil ist, den Stapel (Reststapel) selbst im Randbereich an, so dass die Greifer 20 in diesem Bereich eingeführt werden können. Diese werden dann längs der Schienen 19 verfahren und in vorbestimmter Stellung kraftbeaufschlagt, so dass sie den Teilstapel bzw. Stapel randseitig klemmen. Dann wird der Stapelteiler 11 zurückgefahren, und die Handhabung des abgehobenen Teilstapels beginnt.
- Zum Auffächern des Teilstapels werden die Greifer 20 motorisch verschwenkt, so dass eine Zwangsfächerung erfolgt, welche aneinander haftende Blätter löst. Mittels des Gelenkarmroboters 1 wird dann das gesamte Chassis 3 mit den daran befindlichen Baugruppen und dem Teilstapel um 90° geschwenkt und in eine Position über dem Bogenrüttler 13 gebracht, wonach die Greifer 20 öffnen und zur Freigabe des Teilstapels nach unten ausschwenken, so dass dieser Teilstapel auf dem Tisch des Bogenrüttlers 4 zu liegen kommt, wo er weiterverarbeitet und schließlich der Schneidmaschine zugeführt wird. Dabei werden auf dem Bogenrüttler 4 nacheinanderfolgend mehrere Teilstapel übereinander gestapelt. In der Zeit, in der der Bogenrüttler 4 arbeitet, kann eine Beschickung mit einem weiteren Teilstapel nicht erfolgen. Diese Zeit wird genutzt, um den verbleibenden Reststapel 6 erneut wie vorbeschrieben hinsichtlich Lage und Höhe zu vermessen.
- Die aus dem Pneumatikzylinder 17 und der Andruckplatte 18 bestehende Andruckeinrichtung wird typischerweise vor dem Einstechen des Stapelteilers 11 aktiviert. Eine solche aktivierte Stellung ist in
Fig. 6 dargestellt. Dann drückt die Andruckplatte 18 von der Oberseite auf den Stapel, erhöht somit die Reibung innerhalb des Blattstapels, so dass sowohl das Einstechen des Stapelteilers als auch das nachfolgende Einfahren der Greifer 20 die Stapellage nicht verändert. Erst nach Schließen der Greifer wird die Andruckplatte wieder entlastet und kehrt in die inFig. 5 dargestellte Position zurück. - Wie insbesondere
Fig. 1 verdeutlicht, kann die gesamte Vorrichtung durch beispielsweise Drehen des Gelenkarmroboters um seine vertikale Achse um 90° oder 180° aus dem Zugriffsbereich des Bogenrüttlers 4 verfahren werden, um diesen in anderer Weise, z. B. manuell zu beschicken. Darüber hinaus kann die Vorrichtung wahlweise zur Beschickung von rechts oder von links genutzt werden. -
- 1 -
- Gelenkarmroboter
- 2 -
- Anschlussflansch
- 3 -
- Chassis
- 4 -
- Bogenrüttler
- 5 -
- Palette
- 6 -
- Papierstapel
- 7 -
- Tragplatte
- 8 -
- Rohrabschnitt
- 9 -
- optische Taster
- 10 -
- optischer Taster, vertikal
- 11 -
- Stapelteiler
- 12 -
- horizontale Achse
- 14 -
- Schiene
- 15 -
- Flachseite
- 16 -
- vertikale Kante
- 17 -
- Pneumatikzylinder
- 18 -
- Andruckplatte
- 19 -
- Führungsschienen
- 20 -
- Greifer
- 21 -
- Pneumatikzylinder
- 22 -
- Hebel
Claims (15)
- Verfahren zum Anheben und Handhaben eines Stapels (6) von Blättern oder eines Teilstapels davon, bei dem der Stapel (6) oder Teilstapel zunächst mittels eines Stapelteilers (11) untergriffen, zumindest randseitig angehoben und dann zangenartig zum Zwecke des weiteren Handhabens gegriffen wird, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Untergreifen oder Greifen der Stapel (6) an seiner Oberseite außerhalb des Greifbereichs mit einer zur Aufstandsfläche des Stapels (6) hin gerichteten Andruckkraft beaufschlagt wird.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass spätestens vor dem Handhaben, vorzugsweise vor dem Anheben des Stapels (6) oder Teilstapels dieser von der Andruckkraft entlastet wird.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Untergreifen und randseitige Anheben des Stapels (6) oder des Teilstapels mittels eines Werkzeugs (11) erfolgt, das unabhängig vom Greifer (20) betätigt wird.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Untergreifen des Stapels (6) oder Teilstapels im Bereich einer vertikalen Kante (16) des Stapels (6) erfolgt.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Untergreifen des Stapels (6) oder Teilstapels durch Einschwenken oder lineares Einschieben des Stapelteilers (11) und nachfolgendes Anheben erfolgt.
- Vorrichtung zum Anheben und Handhaben eines Stapels von Blättern oder eines Teilstapels davon mit mindestens einem zangenartigen Greifer (20), insbesondere zum Ausführen des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine den Stapel (6) zu seiner Auflagefläche hin kraftbeaufschlagende Andruckeinrichtung (17, 18) vorgesehen ist.
- Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Stapelteiler (11) vorgesehen ist, der getrennt von dem zangenartigen Greifer (20) angeordnet und betätigbar ist.
- Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stapelteiler (11) am freien Ende flach ausgebildet und mit einem die Eindringtiefe in den Stapel begrenzenden vorzugsweise elastischen Anschlag versehen ist.
- Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zu beiden Seiten des Stapelteilers (11) je ein Greifer (20) angeordnet ist.
- Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Greifer (20) an je einer Schiene (19) verfahrbar angeordnet sind, wobei die Schienen (19) vorzugsweise in einem Winkel von 90° zueinander angeordnet sind.
- Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stapelteiler (11) an einer Schiene (19) verfahrbar angeordnet ist, die vorzugsweise zwischen den Schienen (19) der Greifer (20) angeordnet ist und den durch die Greiferschienen (19) aufgespannten Winkel teilt.
- Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stapelteiler (11) vorzugsweise um eine horizontale Achse (12) schwenkbar angeordnet ist.
- Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Andruckeinrichtung (17, 18) einen vorzugsweise pneumatisch betätigten Hubzylinder (17) aufweist, an dessen freien Ende eine Andruckplatte (18) angeordnet ist.
- Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Andruckeinrichtung (17, 18) in einem von den Schienen (19) der Greifer (20) aufgespannten Bereich und zwar mit Abstand und gegenüberliegend zum Stapelteiler (11) angeordnet ist.
- Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie Teil eines Gelenkarmroboters (1) ist.
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EP08009723A EP2128057A1 (de) | 2008-05-28 | 2008-05-28 | Verfahren und Vorrichtung zum Anheben und Hanhaben eines Stapels von Blättern oder eines Teilstapels davon |
Applications Claiming Priority (1)
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EP08009723A EP2128057A1 (de) | 2008-05-28 | 2008-05-28 | Verfahren und Vorrichtung zum Anheben und Hanhaben eines Stapels von Blättern oder eines Teilstapels davon |
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EP2128057A1 true EP2128057A1 (de) | 2009-12-02 |
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ID=40043071
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