DE102007028680A1

DE102007028680A1 - Gruppierungsstation

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Publication number: DE102007028680A1
Application number: DE200710028680
Authority: DE
Original assignee: Elau Elektronik Automations AG
Current assignee: Elau GmbH
Priority date: 2007-06-21
Filing date: 2007-06-21
Publication date: 2008-12-24

Abstract

Gruppierungsstation für die Gruppierung von in beliebigem Abstand zueinander eintreffenden Waren, bestehend aus wenigstens einem Transportband, auf dem sich mehrere Waren befinden, und einem Warensensor am Eintritt der Waren und einem Drehgeber am Transportband und wenigstens einem Warenaufnehmer zur Aufnahme einer Ware, der an einem Roboter befestigt und mit wenigstens einem Antrieb bewegbar ist, und einer elektronischen Steuerung, die elektrisch mit dem Warensensor und dem Drehgeber und jedem Antrieb verbunden ist, wobei der Warenaufnehmer in Richtung vom und positionssynchron zum Transportband bewegbar ist und dabei auf eine Ware positionierbar ist und in einen vorwählbaren Abstand zur jeweils zuvor bewegten Ware bringbar ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Gruppierungsstation für die Gruppierung von in beliebigem Abstand zueinander eintreffenden Waren, bestehend aus wenigstens einem Transportband, auf dem sich mehrere Waren befinden und einem Warensensor am Eintritt der Waren und einem Drehgeber am Transportband und wenigstens einem Warenaufnehmer zur Aufnahme einer Ware, der an einem Roboter befestigt und mit wenigstens einem Antrieb bewegbar ist und einer elektronischen Steuerung, die elektrisch mit dem Warensensor und dem Drehgeber und jedem Antrieb verbunden ist.
Auf aktuellem Stand der Technik können Maschinen mit komplexen Bewegungsabläufen, wie z. B. Verpackungsmaschinen, häufig die eintreffenden Waren nur dann störungsfrei und mit der maximal möglichen Geschwindigkeit bearbeiten, wenn die Waren in gleichmäßigem Abstand zueinander angeliefert werden.
Für die Anlieferung und Einstellung dieses Abstandes ist das am häufigsten verwendete Verfahren die Hintereinanderschaltung von mehreren Transportbändern. Das erste dieser Bänder fungiert als Stauband, indem seine Geschwindigkeit soweit gegenüber dem eintreffenden Warenstrom reduziert wird, dass alle Waren auf dem Stauband aneinander stoßen, wobei sie von seitlichen Begrenzungswänden daran gehindert werden, zur Seite hin auszubrechen. Auf wenigstens einem anschließenden Band mit höherer Geschwindigkeit werden die Waren wieder auseinandergezogen und sind dann alle gleichmäßig zueinander beabstandet.
Abhängig von der Geometrie der Ware kann dabei der durch den Übergang von einem auf das nächste Band erzielte Abstand nicht ausreichend groß sein, so dass ein weiteres Band dazwischen geschaltet werden muss. Hier ist die Verwendung von bis zu elf sogenannten Korrekturbändern bekannt geworden.
Problematisch ist dieses Prinzip bei Waren, wie z. B. Weichkäse, die sich nicht auf dem Transportband stauen lassen, da sie beim Anstoßen beschädigt werden.
Ein weiterer Nachteil ist, dass bei einer größeren Lücke im Warenstrom die bremsende Wirkung des Staubandes nicht ausreicht, um diese Lücke zu schließen, woraufhin auch beim Ausgeben der Waren ein Abstand entsteht, der größer ist als der eigentlich geforderte Wert. Dann führt die nachfolgende Maschine einen sogenannten Leertakt durch, z. B. schneidet eine Maschine, die Waren in schlauchartige Beutel aus Kunststoff verpackt, einen Kunststoffabschnitt zu und formt daraus einen Schlauchbeutel, der jedoch keine Ware enthält. Wenn die nächste Station ein Schrumpfofen ist, in dem die Folie durch Erwärmung soweit schrumpft, dass sie sich an die Waren anlegt, kann ein Beutel im Schrumpfofen ohne die Kühlung einer im Beutel enthaltenen Ware vollständig zusammenschmelzen und sich dabei so stark erwärmen, dass er in Brand gerät.
In diesem Anwendungsbeispiel bewirkt ein Leertakt, dass die gesamte Verarbeitungsstraße angehalten, der zerschmolzene Beutel entfernt und die Anlage wieder hochgefahren werden muss, was die mittlere Verarbeitungsgeschwindigkeit empfindlich beeinträchtigt.
Weitere Nachteile des bekannten Standes der Technik sind die begrenzte Flexibilität aufgrund der geometrischen Bedingungen: Die Korrekturbänder sind in ihren Abmessungen so zu wählen, dass sie mit den entsprechenden Produktgrößen harmonieren, wobei für grö ßere Produkte mehrere Bänder zusammengeschaltet werden können. In jedem Fall ist der Platzbedarf jedoch hoch, da die Bänder in Reihen hintereinander angeordnet sind und die Länge eines jeden Bandes auf die Abmessung des kleinsten Produkts abgestimmt werden muss.
Ein weiterer Nachteil ist, dass bei nicht staubaren Produkten eine Pufferfunktion nicht realisierbar ist, wodurch bei Störungen oder beim Auswechseln von Zuführmaterial, wie z. B. Verpackungspapier ein Ausgleich nicht mehr möglich ist.
Weitere Einschränkungen sind, dass die Oberfläche des Bandes recht genau an den Haftreibungskoeffizient der Ware angepasst werden muss und dass die Korrekturbänder auf die Charakteristik der Folgemaschine abgestimmt werden müssen, wenn deren Geschwindigkeit nur in einem sehr geringen Prozentsatz des Nominalwertes geändert werden kann.
Auf diesem Hintergrund hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, eine Gruppierungsstation zu entwickeln, die auf einem Transportband in ungleichmäßigen Abständen eintreffende Warenströme von Waren der verschiedensten Größe in einen Warenstrom mit gleichmäßigen Abständen zueinander oder in Gruppen mit jeweils innerhalb einer Gruppe gleichmäßigem Abstand zu bringen, wobei der benötigte Platz sehr viel geringer ist und Waren von verschiedener Charakteristik gruppiert werden können.
Als Lösung schlägt die Erfindung eine Gruppierungsstation vor, bei der der Warenaufnehmer in Richtung vom und positionssynchron zum Transportband bewegbar ist und dabei auf eine Ware positionierbar ist und in einen vorwählbaren Abstand zur jeweils zuvor be wegten Ware bringbar ist.
Der wichtigste Vorteil ist, dass sich der bei der Vereinzelung der Waren bildende Abstand nicht mehr indirekt aus dem Geschwindigkeitsunterschied von zwei benachbarten Bändern sowie dem jeweiligen Haftreibungs- und Gleitreibungskoeffizient der Waren auf den Bändern ergibt, sondern durch den direkten, mechanischen Kontakt des Warenaufnehmers mit der Ware zwangsweise vorgeben wird.
Weitere Vorteile sind, dass anstelle von bisher bis zu elf Korrekturbändern ein einziges Band ausreicht und die Möglichkeit, eine Pufferstation anzugliedern.
Sobald der Warensensor am Eintritt der Ware in die Gruppierungsstation das Eintreffen einer Ware gemeldet hat, wird der Warenaufnehmer möglichst nahe an den Eintritt herangefahren und so rechtzeitig auf die Geschwindigkeit der eintreffenden Ware beschleunigt, dass er beim Erreichen der Ware die gleiche Geschwindigkeit erreicht hat. Wenn dieser Zustand der positionssynchronen Bewegung in geringem Abstand zur Ware erreicht ist, wird der Warenaufnehmer auf die Ware abgesenkt, greift die Waren und hebt sie vom Transportband ab.
Sobald die Ware einen bestimmten Abstand zur Oberfläche des Transportbandes erreicht hat, wird sie vom Roboter solange beschleunigt bzw. verzögert, bis der gewünschte Abstand zur vorausgehenden Ware erreicht ist, jedoch unter Berücksichtigung des für den Geschwindigkeitsausgleich noch erforderlichen Verfahrweges. Dann wird der Warenaufnehmer wieder auf die gleiche Geschwindigkeit wie das Transportband beschleunigt bzw. verzögert. Wenn der Zustand synchroner Bewegung erreicht ist, wird die Ware auf dem Transportband abgesetzt. Jetzt befindet sie sich im gewünschten Abstand zur vorhergehenden Ware, so dass die Nachfolgemaschine jede einzelne Ware problemlos aufnehmen und weiter bearbeiten kann.
Es ist denkbar, dass auf eine Gruppierungsstation ein manueller Bearbeitungsschritt folgt. Meist schließt sich jedoch eine Maschine, wie z. B. eine Verpackungsmaschine an. In diesem Fall muss ein Geber an dieser Maschine der Master der erfindungsgemäßen Gruppierungsstation sein.
In einer solchen Konfiguration kann eine erfindungsgemäße Gruppierungsstation die Waren nicht nur in jeweils gewünschte Abstände sondern auch in einen bestimmten Phasenwinkel in Bezug auf eine nachfolgende Maschine bringen. Dazu ist es erforderlich, dass die nachfolgende Maschine der Master für das Transportband der Gruppierungsstaion ist.
In jedem Fall benötigt die Gruppierungsstation einen Warensensor. Das kann eine Lichtschranke sein, die eine sehr genaue Erkennung ermöglicht. Oder ein Kamerasystem, das z. B. auch die Orientierung der Waren erfassen kann. Prinzipiell sind jedoch alle anderen bekannten Sensoren wie Schaltkontakte, Infrarotsensoren, Näherungsinitiatoren oder andere geeignet, sofern deren Genauigkeit für die jeweilige Anwendung ausreicht.
Al zusätzliche Funktionalität der Gruppierungsstation können die Waren senkrecht zum Transportband verschwenkt werden. Dazu ist in der Regel ein eigener Antrieb erforderlich.
Eine sowohl in der Anwendung als auch in der Herstellung sehr einfache Ausführungsvariante ist eine Gruppierungsstation, deren Roboter über zwei Antriebe verfügt, so dass er die Waren in Richtung des Transportbandes bewegen kann, sowie auch vertikal zu dieser Richtung.
In einer weiteren, sehr sinnvollen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Gruppierungsstation hat der Roboter drei Antriebe, so dass er in drei Richtungen beweglich ist. Dann kann er eine aufgenommene Ware alternativ auch auf einer Pufferstation abstellen, die seitlich neben dem Transportband angeordnet ist. Wenn die Nachfolgemaschine kurzzeitig angehalten werden muss, z. B. um einer Verpackungsmaschine weiteres Verpackungsmaterial zuzuführen oder wenn die Folgemaschine eine schnell behebbare Störung erleidet, können die Waren derweil vom Roboter in der Pufferstation zwischengelagert werden.
Falls die Oberfläche der Pufferstation in der selben Ebene wie die Oberfläche des Transportbandes angeordnet ist und falls die Waren auf dem Transportband verschiebbar sind sowie seitlich durch den Warenaufnehmer berührt und gegenüber dem Transportband verschoben werden können, reicht auch ein Roboter mit nur zwei Freiheitsgraden aus, um die Waren auf dem Transportband in den geforderten Abstand zu bringen und alternativ Waren vom Transportband in die Pufferstation zu schieben und bei Bedarf wieder aus der Pufferstation zu holen.
Das ist jedoch nur dann möglich, wenn die Oberfläche des Transportbandes und der Pufferstation so ausgebildet ist, dass zusammen mit jeder darauf zu gruppierenden Ware der Haftreibungskoeffizient ausreichend groß ist, um die Ware gegen unbeabsichtigtes Verrut schen auf dem Transportband zu sichern und der Gleitreibungskoeffizient so niedrig ist, dass die Ware durch seitliche Berührung des Warenaufnehmers und anschließendes Gleiten auf dem Transportband bzw. auf der Pufferstation weder an der Unterseite noch in ihrem inneren Gefüge beschädigt wird.
Zur Erweiterung der Bearbeitungskapazität einer erfindungsgemäßen Gruppierungsstation ist es möglich, dass mehrere Roboter in Bewegungsrichtung des Transportbandes gesehen hintereinander angeordnet sind. Das Transportband ist also entsprechend verlängert, so dass alle Roboter neben dem Transportband angeordnet werden können. Dabei können sich die Arbeitsbereiche beider Roboter einander überdecken, so dass an der Grundfläche der Anlage gespart werden kann, wobei der erste Roboter einen möglichst großen Anteil der Gruppierungstätigkeit bis an seine dynamischen Grenzen heran übernimmt. Auf dem Transportband dann noch unsortierte Waren werden vom nächsten, nachfolgenden Roboter gruppiert.
Zusätzlich oder alternativ können mehrere Roboter auch in Bewegungsrichtung des Transportbandes parallel arbeiten, also nebeneinander angeordnet werden und gleichzeitig auf den Warenstrom zugreifen. In diesem Fall greifen ihre Arbeitsräume zwangsläufig ineinander, so dass Kollisionen zu verhindern sind.
Als Untervariante ist es bei Nutzung mehrerer Roboter vorteilhaft, deren Steuerung in einer gemeinsamen Steuerungseinheit zusammenzufassen, wodurch innerhalb dieser Steuerungseinheit verschiedene Synergien möglich werden.
Alternativ ist es auch möglich, dass der Strom der Waren auf dem Transportband auf wenigstens zwei nachfolgende Folgetransport bänder aufgeteilt wird, an welchen wenigstens ein Roboter angeordnet ist. Dabei ist eine freie Ausrichtung der Folgetransportbänder möglich, wenn der Roboter zusätzlich zur Funktion der Gruppierung auch eine ggf. erforderliche Umorientierung der Waren übernehmen kann. Ein Vorteil der parallelen Anordnung von Robotern ist, dass jeder Roboter gleichmäßig belastet ist.
Für Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Gruppierungsstation, bei denen der Roboter die Waren vom Transportband abheben kann, können die Waren nach dem Gruppieren entweder auf dem gleichen Transportband abgesetzt werden, auf dem sie gekommen sind oder alternativ auf ein anderes, folgendes Transportband oder andere, lineare Fördereinrichtungen abgesetzt werden.
Falls die Gruppierungsstation während des Betriebs abgeschaltet werden muss, z. B. wegen einer Störungsmeldung in einer Maschine der Verarbeitungsstraße, ist es sehr sinnvoll, dass für jede in der Gruppierungsstation befindliche Ware der jeweils letzte Positions-Istwert in der Steuerung gespeichert wird und nach einem Stopp beim Wiederanlauf der Gruppierungsstation sofort abrufbar ist. Dann kann die Gruppierungsstation bei einem sogenannten Warmstart sofort alle Waren wieder kontrolliert in den nächsten Verarbeitungsschritt überführen, wodurch die Gefahr einer fehlenden oder gar falschen Bearbeitung deutlich reduziert wird.
Die Sicherheit der Speicherung der Positions-Istwerte wird dadurch weiter erhöht, dass sie jeweils in einem Ringspeicher abgelegt werden und der jeweils älteste Positions-Istwert laufend durch den jüngsten Positions-Istwert ersetzt wird. Dann steht beim Wiederanlauf der Maschine nach einem Stopp nicht nur der jeweils letzte Positions-Istwert zur Verfügung, sondern aus der Vielzahl der gespei cherten Werte sind dann auch dynamische Daten wie Geschwindigkeit, Beschleunigung und Beschleunigungsänderung (Jerk) ableitbar.
Für eine erfindungsgemäße Gruppierungsstation können alle bekannten Robotertypen eingesetzt werden, wobei jedoch die Anzahl der möglichen Freiheitsgrade der Bewegung gemäß den zuvor geschilderten Kriterien festgelegt werden muss. Mit dieser Einschränkung sind Scara-Roboter, Delta-Roboter, Portal-Roboter, Linear-Roboter oder Gelenkarm-Roboter geeignet.
Für den Fall, dass die Waren auf dem Transportband verschiebbar sind, kann der Roboter mit nur einer einzigen Antriebsachse ausgeführt werden. Eine solche Anordnung wird im asiatischen Raum ebenfalls als Roboter bezeichnet, in Europa jedoch vorwiegend als Handling-Einrichtung. Ein solches Handling kann z. B. aus einer parallel zum Transportband ausgerichteten Kette oder Riemen bestehen, die über zwei Umlenkrollen verläuft, wobei der Warenaufnehmer an der Kette oder dem Riemen befestigt ist. Einer der beiden gerade verlaufenden Abschnitte der Kette oder des Riemens muss in einem geringeren Abstand zum Transportband angeordnet werden als der andere Abschnitt. Der nahe am Transportband verlaufende Abschnitt der Kette bewegt sich stets in der gleichen Richtung wie das Transportband, so dass der Warenaufnehmer in diesem Abschnitt seine Gruppierungsaufgabe erfüllen kann, wozu sich der Antrieb der Kette gemäß dem Prinzip dieser Erfindung bewegt. Wenn der Warenaufnehmer auf der Kette an der Umlenkrolle angekommen ist, wird er durch die Umlenkrolle zwangsläufig für 180° auf eine erste kreissegmentförmige Bewegung gelenkt und bewegt sich auf dem Transportbandfernen Abschnitt der Kette zurück – in Bezug auf das Transportband – zur anderen Umlenkrolle, wird dort in einer weiteren, kreissegmentförmigen Bewegung wieder auf das Transportband ab gesenkt und beginnt die Gruppierung der nächsten Ware auf dem Transportband. Dabei läuft die Kette stets in einer Bewegungsrichtung, jedoch ergeben sich dabei durch die erfindungsgemäße Funktion der Gruppierung stark schwankende Geschwindigkeiten.
Sobald der Warenaufnehmer den gewünschten Abstand der Ware zur vorhergehenden Ware eingestellt hat, wird er entweder etwas verzögert oder etwas beschleunigt, so dass er den Kontakt zur Ware wieder verliert. Er fährt dann in einem Abstand zur Ware solange weiter, bis die andere Umlenkrolle erreicht ist und der Warenaufnehmer auf dem Radius der Umlenkrolle wieder auf den zum Transportband beabstandeten Abschnitt der Kette zurück verschwenkt wird und dann in linearer Bewegung zurück zum Eintrittsbereich der Gruppierungsstation gelangt, wo der nächste Zyklus beginnt.
Eine erfindungsgemäße Gruppierungsstation kann die Gruppierungsarbeit für jede nachfolgende Maschine in einer Verarbeitungsstraße übernehmen. Dabei ist diese Funktion besonders dann interessant, wenn die nachfolgende Maschine aufgrund der Komplexität ihrer Bewegungen und/oder zeitkritischer Abläufe im Bearbeitungsprozess, wie z. B. dem Verschweißen von Beuteln darauf angewiesen ist, dass die Waren in einem gleichmäßigen Abstand zueinander eintreffen. Dies gilt insbesondere auch für andere Verpackungsmaschinen.
In einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Gruppierungsstation ist die Steuerung des Bewegungsprofils aller Antriebe des Roboters mit in der elektronischen Steuerung der Gruppierungsstation enthalten. Dazu wertet die Steuerung die Geber an jedem der Antriebe aus, bestimmt daraus den aktuellen Positions-Istwert des Warenaufnehmers am Roboter und errechnet entspre chende Sollwerte, die an die Servoverstärker der einzelnen Antriebe weitergegeben werden.
Als zusätzliche Ausstattung kann an die Steuerung eine Visualisierung mit Eingabe der nötigen Parameter angeschlossen werden. Denkbar ist ein einfaches LCD-Display mit wenigen Funktionstasten, einem zusätzlichen Zifferntastenblock, einer alphanumerischen Tastatur oder ein spezifischer Touchscreen.
In der einfachsten Ausführungsform ist damit nur die Eingabe eines Abstandswertes zwischen aufeinanderfolgenden Waren möglich. Als Erweiterung ist auch die Konfiguration von Gruppen sinnvoll, d. h. die Eingabe einer Anzahl von Waren, die mit dem ersten Wert zueinander beabstandet sein sollen sowie die Eingabe eines zweiten Abstandswertes zwischen den beiden Gruppen. Eine denkbare Erweiterung ist auch die Vorgabe einer Anzahl der Gruppen.
Eine weitere Ausführungsvariante ist ein Warenaufnehmer, der mehrere Waren gleichzeitig aufnehmen kann. Denkbar ist auch eine sequentielle Aufnahme, so dass sich der Warenaufnehmer allmählich füllt und dann seinen Inhalt entweder in einem Zug ablegt, wobei der Abstand der Waren zueinander dann durch die geometrische Auslegung des Warenaufnehmers bestimmt ist, oder die Waren werden wiederum sequentiell abgelegt, was eine freie Gruppierung ermöglicht.
Im Folgenden sollen weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung anhand von Beispielen näher erläutert werden. Diese sollen die Erfindung jedoch nicht einschränken, sondern nur erläutern. Die 1 zeigt in schematischer Darstellung und in perspektivischer Ansicht eine Prinzipskizze eines Transportbandes 2, das zahlreiche Waren 1 trägt. In der Mitte des Transportbandes ist ein Roboter 4 angeordnet. Links vom Roboter sind die Waren 1 chaotisch auf dem Transportband 2 verteilt; rechts vom Roboter 4, also im Auslauf, sind die Waren 1 mit dem stets gleichen Abstand A zueinander auf dem Transportband 2 beabstandet.
Ganz links ist am Transportband 2 der Drehgeber 32 angeflanscht und überträgt die genaue Information über die Bewegung des Transportbandes 2. In der Regel ist dieser Drehgeber 32 ein Inkrementalgeber, der für jedes Weginkrement einen Impuls an die Steuerung 3 sendet. Selbstverständlich sind jedoch auch alle anderen bekannten und denkbaren Typen von Gebern geeignet.
An der linken Seite, beim Eintritt der Waren 1 in die Gruppierungsstation ist der Warensensor 31 angeordnet, der jeweils das Eintreffen einer neuen Ware an die Steuerung 3 meldet. Zusammen mit dem Drehgeber 32 kann daraus die Steuerung 3 den Abstand zwischen zwei, nacheinander eintreffenden Waren 1 ermitteln. Die Waren 1 werden vom Transportband 2 in den Arbeitsbereich des Roboters 4 hineinbewegt.
Als Ausführungsbeispiel ist ein Deltaroboter gezeigt, der mit drei Stück Antrieben 42 ausgerüstet ist. Dadurch ist er in drei Freiheitsgraden bewegbar, nämlich in Richtung des Transportbandes, quer zum Transportband und vertikal zum Transportband. In der gezeichneten Ausführungsvariante ist der Warenaufnehmer 41 an einer Platte befestigt, die über drei Paar, in Kugelgelenken gelagerte Stäbe und je einen Schwenkhebel mit je einem Antrieb 42 an einer oberen Halteplatte verbunden ist.
Die hier dargestellte Ausführungsform eines Deltaroboters kann alle Punkte des Raumes anfahren. Dadurch ist der Roboter in der Lage, den Warenaufnehmer 41 nahe an den Warensensor 31 heranzufahren, ihn dort in die Nähe des Transportbandes 2 abzusenken, ihn zu beschleunigen, bis er sich in horizontaler Richtung positionssynchron mit dem Transportband bewegt, ihn dann auf eine Ware 1 absenken zu lassen, diese anzuheben und in Bezug auf die Gruppierungsstation verlassenden Waren 1 in den Abstand A zu bringen.
Weil dieser Roboter 4 mit drei Antrieben ausgestattet ist, kann er den Warenaufnehmer 41 auch quer zur Bewegungsrichtung des Transportbandes 2 bewegen, so dass die Waren 1 alternativ auf eine Pufferstation 5 abgelegt werden können, die seitlich neben dem Transportband 2 angeordnet ist. Im gezeichneten Betriebszustand sind dort bereits zwei Stück Waren 1 abgelegt.
In 1 ist die Steuerung 3 schematisch als ein Block dargestellt, der elektrisch mit dem Warensensor 31 am Eintritt der Waren 1 verbunden ist sowie mit dem Drehgeber 32 am Transportband 2 und mit sämtlichen Antrieben 42 des Roboters 4, in der hier gezeigten Ausführungsvariante also mit insgesamt 3 Stück.

A: Abstand zwischen der Ware im Warenaufnehmer 41 und der vorhergehenden Ware im Auslassbereich
1: Waren, auf Transportband 2 liegend
2: Transportband, trägt mehrere Waren 1
3: elektronische Steuerung, elektrisch verbunden mit jedem Warensensor 31, jedem Drehgeber 32 und jedem Antrieb 42
31: Warensensor, am Eintritt der Waren 1
32: Drehgeber, am Transportband 2
4: Roboter, trägt Warenaufnehmer 41
41: Warenaufnehmer, zur Aufnahme einer Ware 1
42: Antrieb an Roboter 4, bewegt Warenaufnehmer 41
5: Pufferstation, seitlich am Transportband 2

Claims

Gruppierungsstation für die Gruppierung von in beliebigem Abstand zueinander eintreffenden Waren 1, bestehend aus – wenigstens einem Transportband 2, auf dem sich mehrere Waren 1 befinden und – einem Warensensor 31 am Eintritt der Waren 1 und – einem Drehgeber 32 am Transportband 2 und – wenigstens einem Warenaufnehmer 41 zur Aufnahme einer Ware 1, der an einem Roboter 4 befestigt und mit wenigstens einem Antrieb 42 bewegbar ist und – einer elektronischen Steuerung 3, die elektrisch mit dem Warensensor 31 und dem Drehgeber 32 und jedem Antrieb 42 verbunden ist dadurch gekennzeichnet, dass der Warenaufnehmer 41 – in Richtung vom und positionssynchron zum Transportband 2 bewegbar ist und – dabei auf eine Ware 1 positionierbar ist und – in einen vorwählbaren Abstand A zur jeweils zuvor bewegten Ware 2 bringbar ist.
Gruppierungsstation nach dem vorhergehenden Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Warensensor 31 eine Lichtschranke ist.
Gruppierungsstation nach dem vorhergehenden Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Warensensor 31 ein Kamerasystem ist.
Gruppierungsstation nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Warenaufnehmer 41 um eine senkrecht zum Transportband 2 ausgerichtete Achse verschwenkbar ist.
Gruppierungsstation nach dem vorhergehenden Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass für die Verschwenkung des Warenaufnehmers 41 ein eigener Antrieb 42 vorhanden ist.
Gruppierungsstation nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit einer nachfolgenden Maschine funktionell verbunden ist und diese Maschine der Master des Transportbandes 2 ist.
Gruppierungsstation nach dem vorhergehenden Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Waren 1 in einen bestimmten Phasenwinkel zu der nachfolgenden Maschine bringbar sind.
Gruppierungsstation nach den vorhergehenden Ansprüchen 7 und/oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die nachfolgende Maschine eine Verpackungsmaschine ist.
Gruppierungsstation nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Roboter 4 über zwei Antriebe 42 verfügt und der Warenaufnehmer 41 parallel und/oder vertikal zum Transportband 2 bewegbar ist.
Gruppierungsstation nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Roboter 4 über drei Antriebe 42 verfügt und der Warenaufnehmer 41 parallel und/oder in der gleichen Ebene quer und/oder vertikal zum Transportband 2 bewegbar ist
Gruppierungsstation nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass neben dem Transportband 2 eine Pufferstation 5 angeordnet ist.
Gruppierungsstation nach dem vorhergehenden Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberseite der Pufferstation 5 in derselben Ebene wie die obere Seite des Transportbandes 2 angeordnet ist.
Gruppierungsstation nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Waren 1 auf dem Transportband 2 und/oder auf der Pufferstation 5 durch den Warenaufnehmer 41 in eine gleitende Bewegung versetzbar sind.
Gruppierungsstation nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Roboter 4 in Bewegungsrichtung des Transportbands 2 gesehen hintereinander und jeweils neben dem Transportband 2 angeordnet sind.
Gruppierungsstation nach dem vorhergehenden Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Roboter 4 an dieselbe Steuerung 3 angeschlossen sind.
Gruppierungsstation nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Strom der Waren 1 auf dem Transportband 2 auf wenigstens zwei nachfolgende Folgetransportbänder aufgeteilt ist, an welchen jeweils wenigstens ein Roboter 4 angeordnet ist.
Gruppierungsstation nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit wenigstens einem Roboter 4 die Waren 1 vom Transportband 2 abhebbar sind.
Gruppierungsstation nach dem vorhergehenden Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Waren 1 auf demselben Transportband 2 wieder absetzbar sind.
Gruppierungsstation nach dem vorhergehenden Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Waren 1 auf einem anderen Folgetransportband oder auf einer anderen, folgenden, linearen Fördereinrichtung wieder absetzbar sind.
Gruppierungsstation nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweils letzte Positions-Istwert für jede in der Gruppierungsstation befindliche Ware 1 in der Steuerung 3 speicherbar und nach einem Stopp beim Wiederanlauf der Gruppierungsstation erneut abrufbar ist.
Gruppierungsstation nach dem vorhergehenden Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass eine wählbare Anzahl der jeweils letzten Positions-Istwerte in einem Ringspeicher speicherbar sind und der jeweils älteste Positions-Istwert synchron zur Bewegung durch den jeweils jüngsten Positions-Istwert ersetzbar ist.
Gruppierungsstation nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Roboter 4 aus wenigstens einem Warenaufnehmer 41 besteht, der an einer parallel zum Transportbank 2 ausgerichteten und über zwei Umlenkrollen umlaufenden Kette oder Riemen befestigt ist und einer der beiden, gerade verlaufenden Abschnitte der Kette oder des Riemens einen geringeren Abstand zum Transportband 2 aufweist als der andere Abschnitt.
Gruppierungsstation nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Roboter 4 ein Scara-Roboter oder ein Delta-Roboter oder ein Portal-Roboter oder ein Linear-Roboter oder ein Gelenkarm-Roboter ist.
Gruppierungsstation nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Steuerung 3 das Bewegungsprofil für jeden Antrieb 42 des Roboters 4 berechenbar ist und jeder Positions-Istwert-Geber an jedem Antrieb 42 von der Steuerung auswertbar ist und für den zu jedem Antrieb vorhandenen Servoverstärker ein Sollwert berechenbar und an den Servoverstärker weitergebbar ist.
Gruppierungsstation nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an die Steuerung eine Visualisierung mit einer Eingabeeinheit angeschlossen ist.
Gruppierungsstation nach dem vorhergehenden Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Visualisierung eine Eingabemaske enthält für den Abstand A zwischen einer Ware 1, die im Warenaufnehmer 41 befindlich ist und derjenigen Ware 1, welche zuvor die Gruppierungsstation verlassen hat.
Gruppierungsstation nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingabemaske zusätzlich zum Abstand A auch eine Eingabemöglichkeit für die Anzahl der Waren enthält, für welche dieser Abstand A gelten soll, also die Anzahl der Waren in einer Gruppe, sowie die Eingabemöglichkeit für einen zweiten Abstand A zur nächsten Warengruppe.
Gruppierungsstation nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vom Warenaufnehmer 41 mehrere Waren 1 gleichzeitig aufnehmbar sind.
Verwendung einer Gruppierungsstation nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede auf dem Transportband eintreffende Ware 1 vom Warenaufnehmer 41 aufgenommen wird und vom Roboter 4 gegenüber dem Transportband 2 verzögert oder beschleunigt wird, bis sich der jeweils geforderte Ab stand A abzüglich oder zuzüglich des Weges, der für die ruckfreie Angleichung der erhöhten Geschwindigkeit der Ware an die Geschwindigkeit des Transportbandes erforderlich ist, einstellt und dann die Ware vom Roboter auf das Transportband abgesenkt wird.
Verwendung einer Gruppierungsstation nach dem vorhergehenden Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass – der Roboter 4 die Waren 1 in der Pufferstation 5 zwischenlagert, sobald die nachfolgende Maschine weniger Waren 1 aufnimmt als zugeführt werden und – wenn die Folgemaschine mehr Waren aufnimmt als zugeführt werden, der Roboter 4 die Waren 1 aus der Pufferstation 5 wieder entnimmt, zueinander in den Abstand A bringt und der Folgemaschine zuführt.