NO332877B1 - Fremgangsmate og system for handtering av gjenstander - Google Patents

Abstract

Oppfinnelsen dreier seg om en framgangsmåte og et system for å håndtere lange gjenstander, nærmere bestemt emballere ekstruderte profiler. Den innbefatter to roboter med en arm hver, der nevnte arm har et par gripere, og en styringsenhet som koordinerer og styrer bevegelsene til robotene, Under håndteringsoperasjonen er avstanden mellom de to nevnte griperpar konstant slik at feilstilling av gjenstanden motvirkes.

Description

Den foreliggende oppfinnelsen dreier seg om en framgangsmåte og et system for å håndtere gjenstander. Nærmere bestemt dreier oppfinnelsen seg om å håndtere og emballere avlange gjenstander med lav vekt.

WO 2005009691 framlegger et system for å håndtere tunge gjenstander, der to manipulatorer basert på kraner håndterer en gjenstand. Hver manipulator har en arm med gripeorgan ytterst på enden, og gripeorganet holder gjenstanden ved sine ender under håndteringen.

Den foreliggende oppfinnelsen består hovedsakelig av to manipulatorer eller roboter stående på gulvet, der minst den ene er innrettet for å bevege seg lineært mot den andre for å kompensere for håndterte gjenstander av variabel lengde.

I forbindelse med anlegg for aluminiumsekstrudering er det et visst behov for å håndtere og emballere ekstruderte profiler. Slike profiler kan være ganske tynne i tverrsnitt mens lengden til vanlig kan komme opp i omtrent 7 meter og av og til enda mer. De interne håndteringsoperasjonene i forbindelse med stabling, emballering før frakt eller andre operasjoner, gjøres vanligvis manuelt. På grunn av størrelsen og egenskapene til gjenstandene, trengs det to operatører for å håndtere dem. Vanligvis griper operatørene en ende av gjenstanden hver, og på grunn av at gjenstanden henger ned i det loddrette planet eller bøyer seg i det vannrette, må de unngå at den berører gulvet eller andre fysiske kjennetegn for å unngå riper i overflaten til gjenstanden.

Ofte pakkes profiler med overflatebehandling i kasser av tre, plast eller liknende, med beskyttende mellomlegg mellom dem på sidene og også mellom lagene av profiler. Slike mellomlegg kan være kartongstrimler, bølgepapp eller liknende.

I henhold til oppfinnelsen er det nå mulig å erstatte monoton manuell håndtering av lange, små gjenstander med et automatisk emballeringsanlegg, og samtidig redusere risikoen for overflateskader på gjenstanden under håndteringsoperasjonen.

Denne og andre fordeler kan oppnås ved oppfinnelsen i henhold til de tilhørende kravene.

Oppfinnelsen beskrives med eksempel og figurer nedenfor, der:

Fig. 1 viser et emballeringsanlegg sett i perspektiv ovenfra,

Fig. 2 viser en griper utformet for å håndtere og emballere profiler

og håndtere mellomlegg,

Fig. 3 viser en alternativ realisering av den ytre delen av en robot,

med griper.

Fig. 1 viser et emballeringsanlegg 1 der to roboter 2, 3 er innrettet for å håndtere profiler som kommer inn på et bord 4 fra en ekstruderingspresse (ikke vist på figuren). Robotene på figuren pidestalltype og står på gulvet med en sokkel 5, en arm 6 og griper 7 (se robot 2). I denne realiseringen er robot 2 innrettet for å bevege seg lineært langs et spor 8, slik at den kompenserer for gjenstander av ulik lengde.

Bevegelsene til de to robotene koordineres og styres av en styringsenhet (ikke vist på figuren). Armene til robotene er leddelt med flere akser for å kunne gripe og håndtere gjenstanden. Styringsenheten styrer leddbevegelsene og forflytningen av robotarmene.

Det foretrekkes at robotene er av en industrirobottype med 6 akser, og at minst en av dem kan oppstilles for lineær bevegelse langs et spor.

Videre står styringsenheten i forbindelse med en gjenkjenningsenhet som bestemmer hvilken type gjenstand robotene må håndtere. Denne enheten kan bestemme parametere som er spesifikke for gjenstandene, som tverrsnittskonfigurasjon, tykkelse osv. Gjenkjenningsenheten kan innbefatte minst ett kamera som avbilder enden av gjenstanden, og bildet blir så behandlet for å beregne den viktige tverrsnittsinformasjonen. Det må være klart at det også kan brukes et hvilket som helst annet passende visuelt system.

Styringsenheten vil behandle denne informasjonen, og hvis nødvendig vil griperen bli byttet før gjenstanden håndteres. Dette byttet kan gjøres automatisk ved at robotene beordres til en verktøystasjon med et utvalg passende gripere. Slikt bytte av verktøy og organiseringen av dette er allment kjent av fagfolk og beskrives ikke nærmere her.

Gjenstandene plukkes opp og løftes ved hjelp av robotenes koordinerte bevegelser. Problemene med at gjenstander henger ned (sagger) er løst ved at robotene styres slik at avstanden mellom griperne er konstant under håndteringen. Derfor vil gjenstandene være lite utsatt for å henge ned. I et alternativ kan robotene styres slik at profilene til en viss grad strekkes ved at det brukes en bestemt strekkraft mellom tanggriperne.

Gjenstanden som plukkes opp fra bordet 4 av robotene, flyttes i denne realiseringen til en stableenhet, en transportkasse eller liknende (ikke vist i figuren) som befinner seg på transportbåndet 9. Når en enhet er klar for frakt, føres den ut av anlegget på transportbåndet 10.

I posisjon 11 vises det en enhet for preparering av mellomlegg. Denne enheten tilveiebringer mellomlegg for emballeringsoperasjonen og står i forbindelse med transportbåndet 14 der mellomleggene 12 er jevnt fordelt slik at de kan plukkes opp av robotene og legges på plass under emballeringsoperasjonen.

Denne anordningen kan håndtere både flate mellomlegg og flate mellomlegg med loddrette vegger.

Fig. 2 viser en griperanordning som er utformet som del av oppfinnelsen. Et styringsorgan 20 er anordnet for å forflytte en første sokkel 21 i forhold til en andre sokkel 22. Soklene kan forflyttes lineært ved hjelp av et sett lineære lager 23, 24, som hvert består av et indre ledeelement 25 og et ytre ledeelement 26.

Til den første sokkelen 21 er det festet to gripere 30, 31. Tilsvarende er det også festet to gripere 32, 33 til den andre sokkelen 22. griperne 30, 32 og griperne 31, 33 brukes sammen til å gripe enden av gjenstanden. En fordel med denne griperutformingen er at den kan anordnes på robotarmen, der den kan dreies slik at det kan brukes enten det ene eller det andre gripersettet. Dette er spesielt nyttig hvis robotene håndterer profiler og mellomlegg annenhver gang.

Det foretrekkes at griperne (se griper 32) har lett kileformede sideflanker 35 fra basis 36 til spiss 34. Det foretrekkes at gripeflatene er plane og at de har et overtrekk, et lag eller liknende som gir god friksjonskontakt med gjenstanden. Denne griperutformingen er spesielt fordelaktig ved håndtering av slike gjenstander som ekstruderte profiler.

Griperen 33 har en utstikkende del 37 som er nålformet med sammenløpende spiss. Nålen er anordnet der av kalibreringshensyn.

Fig. 3 viser en alternativ realisering av den ytre delen av en robot, der to gripere 130, 132 kan betjenes som følger: Ved å aktivere en stang 148 kan griperne beveges mot hverandre ved hjelp av et forbindelsessystem 140 som er festet til en brakett 149. Stangen beveges av en hevarm 146, 144, som er festet til den med en dreietapp 147. Hevarmen er hengslet ved en dreietapp 145 og i den andre enden forbundet med stempelstangen 142 til en aktuator 141 med en dreietapp 143.

Når man betjener aktuatoren 141 slik at stangen 148 beveger seg, forflyttes forbindelsessystemet 140 i forhold til braketten 149, og griperne 132, 130 vil forflyttes mot eller fra hverandre avhengig av hvilken vei stangen 148 beveger seg.

Dessuten er griperanordningen forsynt med et organ som ikke er rotasjonsbegrenset. Braketten 149 er anordnet for å rotere i forhold til dreietappen 147. For eksempel kan den festes til en hylse 155 koaksielt anordnet stangen 148, der hylsen drives av en skrittmotor 152 i den andre enden. Motoren virker inn på hylsen gjennom en drivreim 151 og tannhjul 153, 150. Lager befinner seg i pos. 154 og 155.

Den ytre delen av roboten har dessuten minst én vakuumbetjent griper, se pos. 156. Disse griperne er anordnet i en bevegelig ramme, kan forflyttes av en aktuator og brukes til å håndtere mellomleggsmateriale i en emballeringsprosess.

I denne realiseringen har den også gripere som er utformet for å håndtere flate mellomlegg, delvis framstilt på figuren i pos. 157. Disse gripertypene innbefatter vanligvis to stenger i 90° vinkel som opererer parvis og senkes ned på det flate mellomlegget som skal gripes ved at en vannrett del av stangen legges oppå den øvre flaten til mellomlegget og en loddrett del av den ved sidekanten til mellomlegget.

Det skal forstås at systemet kan forsynes med organ for å bestemme gjenstandstype og at bevegelsene til robotene kan styres med en programmerbar styringsenhet (ikke vist på figuren). Slike organ kan være skannerorgan basert på automatisk syn.

Det skal forstås at systemet kan håndtere et bredt utvalg gjenstander og forskjellige profilformer, og emballeringsmetoden er i stand til å skille gjenstandene både vannrett og loddrett.

Robotene kan være av en kommersielt tilgjengelig type, fortrinnsvis med 6 akser, og modifisert i henhold til foreliggende oppfinnelse.

I drift gripes gjenstanden i endene ved hjelp av to synkrone roboter med en arm hver, der den nevnte armen har to gripere slik at de to griperparene holdes i konstant avstand til hverandre under håndteringsoperasjonen for å motvirke feilstilling av gjenstanden. Det foretrekkes at det brukes en strekkraft mellom de to griperne under håndteringen.

Under håndteringen kan de to parene av gripere dreie endene av gjenstanden synkronisert langs en akse som følger lengderetningen av gjenstanden. Det foretrekkes å rotere gjenstanden på denne måten slik at den får tyngdepunktet i samme loddrette plan som de to tanggriperne.

Det foretrekkes at gjenstanden under håndteringen kan dreies rundt en vannrett akse i hver ende, vinkelrett på lengdeaksen og i motsatt retning, for å hindre at gjenstanden henger ned.

Claims (11)

1. Framgangsmåte for å håndtere lange gjenstander, nærmere bestemt å emballere ekstruderte profiler, karakterisert vedat gjenstanden gripes i endene ved hjelp av to synkrone roboter med en arm hver, der nevnte arm har to gripere slik at de to griperparene holdes i konstant avstand til hverandre under håndteringsoperasjonen for å motvirke feilstilling av gjenstanden.

2. Framgangsmåte i henhold til krav 1, karakterisert vedat det brukes en strekkraft mellom de to griperne under håndteringen.

3. Framgangsmåte i henhold til krav 1-2, karakterisert vedat de to parene av gripere under håndteringen dreier endene til gjenstanden synkronisert langs en akse som følger lengderetningen av gjenstanden.

4. Framgangsmåte i henhold til krav 3, karakterisert vedat gjenstanden dreies slik at den får tyngdepunktet i samme loddrette plan som de to griperne.

5. Framgangsmåte i henhold til krav 1-4, karakterisert vedat gjenstanden under håndteringen dreies rundt en vannrett akse i hver ende, vinkelrett på lengdeaksen og i motsatt retning.

6. System for å håndtere lange gjenstander, nærmere bestemt å emballere ekstruderte profiler, omfattande to roboter med en arm hver der nevnte arm har et par gripere, og en styringsenhet som koordinerer og styrer bevegelsene til robotene, karakterisert vedat avstanden mellom nevnte to griperpar er konstant under håndteringsoperasjonen slik at feilstilling av gjenstanden motvirkes.

7. System i henhold til krav 6, karakterisert vedat minst én arm har vakuumbetjente gripere.

8. System i henhold til krav 6, karakterisert vedat minst én arm har gripere utformet for å håndtere flate mellomlegg.

9. System i henhold til krav 6, karakterisert vedat det har organ for å bestemme gjenstandstype og at robotenes bevegelser er styrt av en programmerbar styringsenhet.

10. System i henhold til krav 6, karakterisert vedat robotene er av en industriell robottype med seks akser.

11. System i henhold til krav 6, karakterisert vedat minst én robot er anordnet for å bevege seg lineært.