DE102007062534A1

DE102007062534A1 - Object i.e. luggage piece, handling device for use in industrial robot of luggage handling system, has grip elements with one suction surface arranged at base body in orientation, which is orthogonal to orientation of other suction surface

Info

Publication number: DE102007062534A1
Application number: DE102007062534A
Authority: DE
Inventors: Botond Görög; Hans-Michael Glatz
Original assignee: KUKA Roboter GmbH
Current assignee: KUKA Deutschland GmbH
Priority date: 2007-12-20
Filing date: 2007-12-20
Publication date: 2009-06-25
Anticipated expiration: 2027-12-21
Also published as: DE102007062534B4

Abstract

The device has a gripping device-base body with an attachment section for a flange of a positioning device, and a pair of suction grip elements (30, 38) including a pair of suction surfaces (33, 41). The suction surface (41) is arranged at the gripping device-base body in an orientation, which is orthogonal with respect to an orientation of the suction surface (33). The suction surface (33) of the suction grip element (30) and a suction surface (37) of a suction grip element (34) are arranged in a point away from each other. Independent claims are also included for the following: (1) a luggage handling system (2) a method for accommodating and reloading of an object i.e. luggage piece.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Handhabung von Gegenständen, insbesondere von Gepäckstücken, aufweisend einen Greifwerkzeug-Grundkörper mit einem Anschlußabschnitt für einen Flansch einer Positioniereinrichtung, mindestens ein erstes Sauggreifelement mit einer ersten Ansaugfläche und mindestens ein zweites Sauggreifelement mit einer zweiten Ansaugfläche.The Invention relates to a device for handling objects, in particular of luggage, having one Gripping tool basic body with a connection section for a flange of a positioning device, at least a first suction gripping element with a first suction surface and at least one second suction gripping element having a second suction surface.

Des weiteren betrifft die Erfindung ein Gepäckhandhabungssystem, aufweisend einen freiprogrammierbaren, mehrere Freiheitsgrad aufweisenden Manipulator, insbesondere Industrieroboter, mit einem Flansch und einer Vorrichtung zur Handhabung von Gepäckstücken, sowie ein Verfahren zum Aufnehmen und Umladen von Gegenständen, insbesondere von Gepäckstücken.Of Furthermore, the invention relates to a baggage handling system, comprising a programmable, multi-degree of freedom Manipulator, in particular industrial robot, with a flange and a device for handling luggage, and a method for picking up and reloading objects, in particular of luggage.

Aus der EP 1 174 374 A1 ist eine Vorrichtung, sowie ein Verfahren zur Handhabung von Gegenständen, insbesondere von Gepäckstücken bekannt, mit einem Tragarm, der in wenigstens zwei Achsen frei beweglich ist und an einer Zentraleinheit angelenkt ist, welche am Ende einer Förderstrecke für Gegenstände, insbesondere eines Förderbands, positioniert ist, wobei die Bewegung des Tragarms vorgebbar gesteuert ist und am freien Ende des Tragarms eine Ladevorrichtung angeordnet ist, welche eine Tragplattform zur Aufnahme von Gegenständen, insbesondere von Gepäckstücken, und je eine rückwärtige und eine seitliche Begrenzung aufweist, an welche sich der jeweils aufgenommene Gegenstand anlegt, sowie eine Entladevorrichtung, welche den aufgenommenen Gegenstand von der Tragplattform entfernt. Die dortige Vorrichtung hat jedoch den Nachteil, dass die Tragplattform sehr groß dimensioniert ist, nämlich mindestens in der Größe der handzuhabenden Gepäckstücke. Dadurch können bspw. sehr kleine Gepäckstücke nicht aus engen Nischen eines die Gepäckstücke enthaltenden Behälters entnommen werden. Dieser Umstand reduziert die Einsatzfähigkeit der dortigen Greifvorrichtung.From the EP 1 174 374 A1 a device, and a method for handling objects, in particular pieces of luggage known, with a support arm which is freely movable in at least two axes and is articulated to a central unit, which is positioned at the end of a conveying path for objects, in particular a conveyor belt , wherein the movement of the support arm is controlled specifiable and at the free end of the support arm, a loading device is arranged, which has a support platform for receiving objects, in particular of luggage, and each have a rear and a lateral boundary to which the respective recorded object applies , and an unloading device which removes the picked-up object from the support platform. The local device, however, has the disadvantage that the support platform is dimensioned very large, namely at least the size of the pieces of luggage to be handled. As a result, for example, very small pieces of luggage can not be removed from narrow niches of a container containing the luggage. This fact reduces the operational capability of the local gripping device.

Die EP 919 515 B1 beschreibt eine Lasthaltevorrichtung, welche wenigstens eine Lasthalteanordnung zum Halten einer Last enthält, um die Last zu einem gewünschten Ort zu tragen, wobei die Lastanordnung eine obere Platte umfasst, welche schwenkbar an einer Hauptwelle angebracht ist und ein Paar linker und rechter Schwenkarme enthält, an die jeweils ein Haltelement gekoppelt ist. Die Halteelemente sind mit Saugnäpfen versehen, welche die Last durch Ansaugen halten. Die Positionen der Saugnäpfe können durch Bewegen der Schwenkarme mittels mechanischer Stellorgane, die durch Drehen einer Platte zu betätigten sind, verändert werden. Damit lassen sich verschiedene Lasthaltespannweiten in Abhängigkeit der Größe einer daran zu haltenden Last einstellen, d. h. für schmale Lasten kann die Lasthaltevorrichtung entsprechend schmal eingestellt werden. Nachteilig ist es jedoch, dass der konstruktive Aufbau sehr aufwendig ist und trotz dieses komplizierten Aufbaus die Lasthaltevorrichtung nur in einer einzigen Greifebene verwendet werden kann.The EP 919 515 B1 describes a load holding device including at least one load hold assembly for holding a load to carry the load to a desired location, the load assembly including an upper plate pivotally mounted to a main shaft and including a pair of left and right pivot arms to which in each case a holding element is coupled. The holding elements are provided with suction cups, which hold the load by suction. The positions of the suction cups can be changed by moving the pivot arms by means of mechanical actuators which are actuated by turning a plate. Thus, different load holding spans can be adjusted depending on the size of a load to be held, ie for narrow loads, the load holding device can be adjusted accordingly narrow. The disadvantage, however, is that the structural design is very complicated and despite this complicated structure, the load-holding device can be used only in a single gripping level.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Handhabung von Gegenständen, insbesondere von Gepäckstücken, bereitzustellen, das trotz einfachem konstruktivem Aufbau sehr flexibel eingesetzt werden kann.task The invention is an apparatus and a method of handling of objects, in particular of luggage, provide, despite the simple design structure very flexible can be used.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung die zweite Ansaugfläche in einer gegenüber der Orientierung der ersten Ansaugfläche verschiedenen Orientierung am Greifwerkzeug-Grundkörper anzuordnen.According to the invention proposed in a generic device the second suction surface in a relation to the Orientation of the first suction surface different orientation to arrange the gripper tool body.

Ist nur auf einer Seite des Greifers ein Sauggreifelement befestigt, kommt es zu Erreichbarkeitsproblemen, wenn zwischen zwei Objekte gegriffen werden soll. D. h. mit bekannten einseitig angeordneten Sauggreifelementen kann nicht zwischen zwei Gepäckstücke oder zwischen einem Gepäckstück und einer Seitenwand eines Behälters gegriffen werden. Mit üblichen Sauggreifern ist es auch schwierig in engen Containern zu manövrieren. Muss beispielsweise in eine Ecke eines Containers gegriffen werden, so muss ein Roboter, der das Greifwerkzeug mit dem einseitigen Sauggreifelement führt, an seinen Handachsen stark abgewinkelt werden. Somit ist einerseits nicht mehr die volle Reichweite des Roboters nutzbar und andererseits ist die abgewinkelte Hand schwer in engen Containern zu bewegen.is attached to only one side of the gripper a Sauggreifelement there are reachability problems when between two objects should be seized. Ie. arranged with known one-sided Sauggreifelementen can not between two pieces of luggage or between a piece of luggage and a sidewall of a container. With usual Suction pads are also difficult to maneuver in tight containers. For example, if you need to grasp a corner of a container, So a robot has to use the gripping tool with the one-sided suction gripping element leads, be strongly bent on his hand axes. Consequently On the one hand, it is no longer possible to use the full range of the robot and on the other hand, the angled hand is heavy in tight containers to move.

Mit den erfindungsgemäßen Lösungen kann beispielsweise zwischen zwei Objekte gegriffen werden, auch wenn der Zwischenraum relativ schmal ist. Das ist besonders dann sinnvoll, wenn die zum Roboter gewandte Seite des Objekts zu klein oder zu uneben ist, um gegriffen zu werden. Auch relativ kleine Objekte können mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung in allen Ecken eines engen Containers erreicht werden, da der Greifer nur eine Störkonturseite hat. Diese kann immer zur Containermitte gedreht werden. Die Saugglocken können insbesondere auf drei Seiten des Greifers angeordnet sein, und somit muss die Hand des Roboters nicht mehr oder nur unwesentlich abgewinkelt werden, was zu einem größeren Bereich der Erreichbarkeit von Objekten führt. Außerdem kann in engen Containern flexibler manövriert werden. Als Objekte sind insbesondere Gegenstände in Form von Gepäckstücken gemeint. Die erfindungsgemäße Vorrichtung dient insbesondere zu einer automatisierten Entladung von Gepäckcontainern, die Behälter darstellen, in denen die Gegenstände gelagert sind und aus denen die Gegenstände herauszunehmen sind.With the solutions according to the invention can, for example be gripped between two objects, even if the gap is relatively narrow. This is especially useful when the to Robotic side of the object is too small or too uneven, to be seized. Even relatively small objects can with the device according to the invention in all Corners of a narrow container can be reached as the gripper only has a Störkonturseite. This can always go to the center of the container to be turned around. The suction cups can in particular on three Pages of the gripper must be arranged, and thus the hand of the Robot are no longer or only slightly angled, which is what to a wider range of accessibility Leads objects. Also, in tight containers be maneuvered more flexible. As objects are in particular Objects in the form of luggage meant. The device of the invention is used in particular for the automated unloading of luggage containers, represent the containers in which the objects are stored and from which to remove the items are.

Die zweite Ansaugfläche kann in einer zur Orientierung der ersten Ansaugfläche orthogonalen Orientierung am Greifwerkzeug-Grundkörper angeordnet sein. Ein wesentlicher Inhalt der Erfindung ist es, an einem gemeinsamen Greifwerkzeug-Grundkörper mehrere Sauggreifelemente vorzusehen, die nicht ausschließlich zum Greifen in einer einzigen Ebene ausgebildet sind. Vielmehr soll mit dem selben Greifwerkzeug aus einer unveränderten Lage des Greifwerkzeugs in unterschiedliche Richtungen gegriffen werden können. Dazu sollen die Ansaugflächen, d. h. die Ebenen in denen die Gegenstände bzw. die Gepäckstücke flächig anhaftend gegriffen werden, nicht nur unwesentlich, sondern deutlich unterschiedlich orientiert sein. In der präzisesten Ausgestaltung kann deshalb die zweite Ansaugfläche in einer zur Orientierung der ersten Ansaugfläche orthogonalen Orientierung am Greifwerkzeug-Grundkörper angeordnet sein. Eine orthogonalen Orientierung bedeutet, dass die eine Saugebene senkrecht, d. h. in einem Winkel von 90° zu der zweiten Saugebene ausgerichtet sein kann.The second suction can in a for the orientation of the first suction orthogonal orientation on gripper tool body be arranged. An essential content of the invention is to a common gripper tool base several Sauggreifelemente not exclusively for gripping in a single level are formed. Rather, should with the same gripping tool from an unchanged position of the gripping tool in different Directions can be grasped. For this purpose, the suction surfaces, d. H. the levels in which the items or luggage be adhered to two-dimensionally, not only negligibly, but be clearly different oriented. In the most precise Design can therefore the second suction in one for orientation of the first suction orthogonal orientation be arranged on the gripper tool body. An orthogonal Orientation means that one sowing level is perpendicular, d. H. oriented at an angle of 90 ° to the second level of sowing can be.

Die erste Ansaugfläche des erstes Sauggreifelement und eine dritte Ansaugfläche eines dritten Sauggreifelements können voneinander wegweisend angeordnet sein. Für ein Manövrieren im Raum können insbesondere drei Sauggreifelement vorgesehen sein, die in unterschiedliche Richtungen weisen. Jede dieser drei Sauggreifelement kann eine Vorzugsorientierung in jeweils einer der drei orthogonalen Raumrichtungen im kartesischen Koordinatensystem aufweisen. Die drei Sauggreifelement können insbesondere jeweils senkrecht, also orthogonal zueinander ausgerichtet sein.The first suction surface of the first Sauggreifelement and a third suction surface of a third Sauggreifelements can be pointing away from each other. For a maneuvering in particular three suction gripping element can be provided in the room be pointing in different directions. Each of these three Sauggreifelement can be a preference orientation in each one of the three orthogonal directions in the Cartesian coordinate system exhibit. The three suction gripping element can in particular each perpendicular, so be aligned orthogonal to each other.

In einer Variante können die erste Ansaugfläche des erstes Sauggreifelement und die dritte Ansaugfläche des dritten Sauggreifelements in entgegengesetzte Richtungen weisend angeordnet sein. Diese Variante ist insbesondere dann sinnvoll, wenn die Aufgabe darin besteht zwischen zwei Stapel von Gegenständen zu greifen, so dass das erfindungsgemäße Greifwerkzeug in einen Zwischenraum zwischen die beiden Stapel eingeführt werden kann und wahlweise entweder der bspw. linksseitige oder der rechtsseitig Stapel abgebaut werden kann.In a variant, the first suction of the first suction gripping element and the third suction surface of third Sauggreifelements pointing in opposite directions be arranged. This variant is particularly useful if the task is to move between two piles of items grab, so that the gripping tool according to the invention inserted into a space between the two stacks can be and optionally either the example. Left or the right side Stack can be dismantled.

Die zweite Ansaugfläche des zweiten Sauggreifelements kann in einer Orientierung am Greifwerkzeug-Grundkörper angeordnet sein, die orthogonal sowohl zur ersten Ansaugfläche des erstes Sauggreifelement als auch zur dritten Ansaugfläche des dritten Sauggreifelements ausgerichtet ist. Im Ergebnis bedeutet dies, dass bei zwei gegenüberliegend seitlich des Greifwerkzeug-Grundkörpers angeordneten Sauggreifelementen ein weiteres Sauggreifelement stirnseitig, d. h. dem Anschlußabschnitt für einen Flansch der Positioniereinrichtung gegenüberliegend, also in Stoßrichtung eines Manipulators, angeordnet sein kann. Damit können Gegenstände, die in einem Zwischenraum zwischen zwei Stapeln zurückversetzt positioniert sind, angesaugt, zwischen den Stapeln hindurch vorgezogen und entnommen werden. Für diese Funktionalität ist es von Vorteil, wenn der Greifwerkzeug-Grundkörper eine deutliche Längserstreckung aufweist, so dass das stirnseitige zweite Sauggreifelement möglichst tief in den Zwischenraum eindringen kann. Die Längserstreckung des Greifwerkzeug-Grundkörpers bemisst sich dabei nach der jeweiligen Anforderung an die Eindringtiefe in derartige Stapelspalte. Ergänzend kann die Breite des Greifwerkzeug-Grundkörpers schmal ausgebildet sein, so dass auch in enge Zwischenräume eingedrungen werden kann. Auch hier bemisst sich die Breite des Greifwerkzeug-Grundkörpers nach der jeweiligen Anforderung an die Enge der jeweiligen Stapelspalte. Alle Sauggreifelemente können in den Greifwerkzeug-Grundkörper integriert sein. Alternativ können die Sauggreifelemente als gesonderte, von dem Greifwerkzeug-Grundkörper getrennte Bauteile ausgebildet sein, die dann bspw. mit Befestigungsmittel an einem gerüstartigen Greifwerkzeug-Grundkörper befestigt sein können.The second suction surface of the second Sauggreifelements can arranged in an orientation on the gripping tool base body be orthogonal to both the first suction surface of the first suction gripping element as well as to the third suction surface of third Sauggreifelements is aligned. In the result means this, that at two opposite side of the gripper tool body arranged Saugrreifelementen another Sauggreifelement frontally, d. H. the connection section for a flange the positioning device opposite, ie in the direction of impact a manipulator, can be arranged. With that you can Objects set back in a space between two stacks are positioned, sucked, pulled forward between the stacks and be taken. For this functionality it is advantageous if the gripper tool body has a clear longitudinal extent, so that the frontal second Sauggreifelement as deep as possible in the gap can penetrate. The longitudinal extension of the gripper tool body is measured according to the respective requirement of the penetration depth in such stacking column. In addition, the width of the Gripping tool basic body be narrow, so that even in narrow spaces can be penetrated. Again, the width of the gripping tool body is measured according to the respective requirement of the narrowness of the respective stacking column. All Sauggreifelemente can in the gripper tool body be integrated. Alternatively, the suction pads as a separate, separate from the gripper tool body Be formed components that then, for example. With fastening means on a framework-like gripper tool body can be attached.

In einer Detailweiterbildung kann der Greifwerkzeug-Grundkörper mit drei strömungstechnisch getrennten Saugkanälen versehen sein, wobei jeder Saugkanal einer einzigen der drei Ansaugflächen zugeordnet ist. In dieser Detailweiterbildung sind alle Sauggreifelemente in den Greifwerkzeug-Grundkörper integriert. Um auf gesonderte, die Störkontur des Greifwerkzeugs negativ beeinflussende Saugleitungen verzichten zu können, können in dem Greifwerkzeug-Grundkörper Saugkanäle integriert sein. Die Saugkanäle können durch schlauchartige Saugleitungen gebildet werden, die in einem Hohlraum des Greifwerkzeug-Grundkörpers verlaufen, oder die Saugkanäle können einteilig durch die innere Formgebung des Greifwerkzeug-Grundkörpers gebildet werden.In a detailed training, the gripper tool body with three flow-separated suction channels be provided, each suction channel of a single one of the three suction surfaces assigned. In this detail further education are all Sauggreifelemente integrated into the gripper tool body. To go to separate, the interference contour of the gripping tool negatively influencing Can dispense with suction lines, in The gripper tool main body integrated suction channels be. The suction channels can be through hose-like Suction lines are formed, which are in a cavity of the gripper tool body run, or the suction channels can be one-piece through the internal shape of the gripper tool main body be formed.

Dabei können die drei Saugkanäle mit einem gemeinsamen Unterdruckanschluß verbunden sein und jeder Saugkanal mittels eines Stellorgans strömungstechnisch zu verschließen bzw. zu öffnen sein. Die Stellorgane ermöglichen es dabei jedes Sauggreifelement einzeln und unabhängig voneinander mit Unterdruck beaufschlagen zu können. Die Zusammenführung der getrennten Saugkanäle in einen gemeinsamen Unterdruckanschluß vereinfachen den Anschluß eines Unterdruckerzeugers an die Vorrichtung.there The three suction channels can share a common Be connected vacuum port and each suction channel by means of an actuator to close fluidly or to be open. Enable the actuators It is each Sauggreifelement individually and independently to be able to pressurize each other with negative pressure. The Merging the separate suction channels in a common Vacuum connection simplify the connection of a Vacuum generator to the device.

In allen erfindungsgemäßen Ausgestaltungen kann der Greifwerkzeug-Grundkörper exzentrisch zu einer Drehachse eines anzuschließenden Flansches mit dem Anschlußabschnitt verbunden sein. Dies hat den Vorteil, dass allein durch Drehung des Flansches eines Manipulators bzw. Industrieroboters die erfindungsgemäße Vorrichtung eine unterschiedliche Position einnimmt. So kann die Greifvorrichtung noch flexibler eingesetzt werden.In all embodiments according to the invention, the gripper tool main body can be connected to the connection section eccentrically to a rotation axis of a flange to be connected. This has the advantage that solely by rotation of the flange of a manipulator or Industriero boters the device according to the invention assumes a different position. Thus, the gripping device can be used even more flexible.

In einer solchen Ausgestaltung kann an einer dem Flansch gegenüberliegenden Seite im Zentrum des Anschlußabschnitts ein Sensor angeordnet sein. Durch die exzentrische Anordnung des Greifwerkzeug-Grundkörpers wird im Bereich der Drehachse eines anzuschließenden Flansches das Zentrum, d. h. ein mittlerer Bereich der Vorrichtung frei, so dass Platz für andere Peripheriegeräte geschaffen wird. Dieser frei Platz kann erfindungsgemäß verwendet werden, um Sensoren, wie bspw. optische Sensoren dort befestigen zu können. Insbesondere optische Sensoren können genutzt werden, um den Arbeitsraum der Vorrichtung optisch erfassen zu können und mittels einer Bildauswertung die Positioniereinrichtung, bspw. der Manipulator oder der Industrieroboter automatisiert angesteuert werden kann.In Such a configuration may be on a flange opposite Side in the center of the connecting portion a sensor arranged be. Due to the eccentric arrangement of the gripper tool body is in the range of the axis of rotation of a flange to be connected the center, d. H. a middle portion of the device is free, so that made room for other peripherals becomes. This free space can be used according to the invention, to be able to attach sensors such as optical sensors there. In particular, optical sensors can be used to to be able to optically detect the working space of the device and by means of an image evaluation, the positioning device, eg. the manipulator or the industrial robot controlled automatically can be.

Die Erfindung umfasst auch ein Gepäckhandhabungssystem, aufweisend einen freiprogrammierbaren, mehrere Freiheitsgrad aufweisenden Manipulator, insbesondere Industrieroboter, mit einem Flansch und einer Vorrichtung zur Handhabung von Gepäckstücken, wie vorstehend beschrieben. Jede der beschriebenen Varianten von Vorrichtungen kann erfindungsgemäß in Verbindung mit einem Manipulator, insbesondere Industrieroboter, im Gepäckhandhabungssystem eingesetzt werden.The The invention also includes a baggage handling system comprising a freely programmable, multi-degree-of-freedom manipulator, in particular industrial robots, with a flange and a device for handling luggage, as above described. Each of the described variants of devices can be used according to the invention in conjunction with a manipulator, in particular industrial robots, in the baggage handling system be used.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Aufnehmen und Umladen von Gegenständen, insbesondere von Gepäckstücken, weist folgende Schritte auf:

– Bewegen eines freiprogrammierbaren, mehrere Freiheitsgrad aufweisenden Manipulators, insbesondere Industrieroboters bis eine erste Ansaugfläche eines ersten Sauggreifelements eines Greifwerkzeugs mit mehreren in unterschiedlichen Orientierungen an einem Greifwerkzeug-Grundkörper angeordneten Sauggreifelementen an einem ausgewählten Gegenstand bzw. Gepäckstück anliegt,
– Öffnen eines ersten Stellorgans des mit dem ersten Sauggreifelement verbundenen Saugkanals,
– Schließen von sonstigen Stellorganen von Saugkanälen, die an die weiteren Sauggreifelemente angeschlossen sind,
– Aufnehmen und Umladen des mittels Unterdruck an die erste Ansaugfläche des ersten Sauggreifelements anhaftenden Gegenstands bzw. Gepäckstücks durch Bewegen des Manipulators bzw. des Industrieroboters.

A method according to the invention for picking up and reloading articles, in particular pieces of luggage, has the following steps:

Moving a freely programmable manipulator having a plurality of degrees of freedom, in particular an industrial robot, until a first suction surface of a first suction gripping element of a gripping tool with a plurality of suction gripping elements arranged in different orientations on a gripper tool main body bears against a selected object or item of luggage,
Opening a first actuator of the suction channel connected to the first suction element,
Closing of other actuators of suction ducts connected to the further suction gripping elements,
- Receiving and reloading of the adhesive by means of negative pressure to the first suction surface of the first Sauggreifelements object or luggage by moving the manipulator or the industrial robot.

Ein erfindungsgemäß weiterführendes Verfahren kann die folgenden weiteren Schritte aufweisen:

– Umorientieren des Greifwerkzeug-Grundkörpers durch Bewegen des Manipulators bzw. des Industrieroboters, bis eine zweite Ansaugfläche eines zweiten Sauggreifelements an einem folgenden ausgewählten Gegenstand bzw. Gepäckstück anliegt,
– Schließen des ersten Stellorgans des mit dem ersten Sauggreifelement verbundenen Saugkanals,
– Öffnen des zweiten Stellorgans des mit dem zweiten Sauggreifelement verbundenen Saugkanals,
– Geschlossenhalten von sonstigen Stellorganen von Saugkanälen, die an die weiteren Sauggreifelemente angeschlossen sind,
– Aufnehmen und Umladen des mittels Unterdruck an die zweite Ansaugfläche des zweiten Sauggreifelements anhaftenden folgenden Gegenstands bzw. Gepäckstücks durch Bewegen des Manipulators bzw. des Industrieroboters.

A method according to the invention can have the following further steps:

Reorienting the gripping tool main body by moving the manipulator or the industrial robot until a second suction surface of a second suction gripping element bears on a following selected object or item of luggage,
Closing the first actuator of the suction channel connected to the first suction element,
Opening the second actuator of the suction channel connected to the second suction element,
- Keeping closed by other actuators of suction channels, which are connected to the other Sauggreifelemente,
- Receiving and reloading of the negative pressure to the second suction of the second Sauggreifelements adhering following object or luggage by moving the manipulator or the industrial robot.

Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Alle Merkmale dieses konkreten Ausführungsbeispiels können weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung offenbaren.The Invention is closer based on an embodiment explained. All features of this specific embodiment can further advantageous embodiments of the invention reveal.

Es zeigen:It demonstrate:

1 eine perspektivische Ansicht eines Industrieroboters mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; 1 a perspective view of an industrial robot with a device according to the invention;

2 eine vergrößerte perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach 1; 2 an enlarged perspective view of the device according to the invention 1 ;

3 eine Schnittansicht durch die Vorrichtung nach 2; 3 a sectional view through the device according to 2 ;

4 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Gepäckhandhabungssystems. 4 a perspective view of a baggage handling system according to the invention.

Die 1 zeigt einen Industrieroboter 1 mit einem Grundgestellt 2 an dem ein Karussel 3 um eine erste vertikale Achse A1 drehbar gelagert und mittels eines ersten Antriebsmotors M1 drehangetrieben ist. An dem Karussel 3 ist eine Schwinge 4 um eine zweite horizontale Achse A2 auf und ab schwenkbar gelagert und mittels eines zweiten Antriebsmotors M2 drehangetrieben. Die Schwinge 4 trägt einen Arm 5, der um eine dritte horizontale Achse A3 auf und ab schwenkbar gelagert und mittels eines dritten Antriebsmotors M3 drehangetrieben ist. Der Arm 5 weist einen Flansch 6 auf, der den Arm 5 an die Schwinge 4 koppelt. An einer der Schwinge abgewandten Seite des Flansches 6 ist eine vierte Achse A4 vorgesehen, welche in Längserstreckung des Armes 5 verläuft und über einen vierten Antriebsmotors M4 in einen Grundkörper 7 des Arms 5 drehangetrieben ist. Von dem Grundkörper 7 erstrecken sich ein erster Schenkel 8 des Armes 5 und ein zweiter Schenkel 9 des Armes 5 gabelförmig in Richtung einer Hand 10 des Industrieroboters 1 nach vorne. Eine dortige Lagerung definiert eine fünfte Achse A5 des Industrieroboters 1, um welche die Hand 10 mittels eines fünften Antriebsmotors M5 schwenkbar bewegt werden kann. Ergänzend weist die Hand 10 eine sechste Achse A6 auf, um einen Befestigungsflansch 17 mittels eines sechsten Antriebsmotors M6 drehbar antreiben zu können. Im dargestellten Beispiel trägt der Befestigungsflansch 17 eine erfindungsgemäße Vorrichtung 18, die ein Werkzeug zum Handhaben von Gegenständen und insbesondere Gepäckstücken repräsentiert.The 1 shows an industrial robot 1 with a basic position 2 where a carousel 3 is rotatably mounted about a first vertical axis A1 and rotationally driven by means of a first drive motor M1. At the carousel 3 is a swingarm 4 mounted pivotably about a second horizontal axis A2 up and down and rotationally driven by means of a second drive motor M2. The swingarm 4 carries an arm 5 which is pivotally mounted about a third horizontal axis A3 up and down and rotatably driven by a third drive motor M3. The arm 5 has a flange 6 on, the arm 5 to the swingarm 4 coupled. On one side of the flange facing away from the rocker 6 is provided a fourth axis A4, which in the longitudinal extension of the arm 5 runs and a fourth drive motor M4 in a main body 7 of the arm 5 is rotationally driven. From the main body 7 extend a first leg 8th of the arm 5 and a second leg 9 of the Ar mes 5 forked in the direction of a hand 10 of the industrial robot 1 Forward. A local storage defines a fifth axis A5 of the industrial robot 1 to which the hand 10 can be moved pivotally by means of a fifth drive motor M5. In addition, the hand points 10 a sixth axis A6 to a mounting flange 17 to be able to drive rotatably by means of a sixth drive motor M6. In the example shown, the mounting flange carries 17 a device according to the invention 18 , which represents a tool for handling objects and in particular luggage.

2 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung 18. Die Vorrichtung 18 weist einen Greifwerkzeug-Grundkörper 19 auf. Der Greifwerkzeug-Grundkörper 19 besteht aus einem kastenförmigen Hohlschenkel 20, der an seinem ersten Ende 21 zum Industrieroboter 1 hinweisend einen stutzenartigen Anschlußabschnitt 22 trägt. Der Anschlußabschnitt 22 weist Bohrungen 23 auf, über die der Greifwerkzeug-Grundkörper 19 an dem Flansch 6 des Industrieroboters 1 bspw. mittels Schrauben zu befestigen ist. An einem dem Anschlußabschnitt 22 gegenüberliegenden Ende 24 weist der Greifwerkzeug-Grundkörper 19 einen zur Achse A6 sich parallel erstreckenden Greiffingerabschnitt 25 auf. Der Greiffingerabschnitt 25 wird durch ein hohles Rohrteil 26 gebildet. Das Rohrteil 26 ist in einen ersten Saugkanal 27, einen zweiten Saugkanal 28 und einen dritten Saugkanal 29 unterteilt. Die Saugkanäle 27 bis 29 verlaufen entlang der Längserstreckung des Greiffingerabschnitts 25. Jeder Saugkanal 27 bis 29 endet in einem Sauggreifelement 30, 34 und 38. 2 shows the device according to the invention 18 , The device 18 has a gripper tool body 19 on. The gripper tool body 19 consists of a box-shaped hollow leg 20 who is at his first end 21 to the industrial robot 1 indicative of a nozzle-like connection section 22 wearing. The connection section 22 has holes 23 on, over which the gripper tool body 19 on the flange 6 of the industrial robot 1 for example, is to be fastened by means of screws. At one of the connection section 22 opposite end 24 has the gripper tool body 19 a gripping finger portion extending parallel to the axis A6 25 on. The gripper finger section 25 is through a hollow tube part 26 educated. The pipe part 26 is in a first suction channel 27 , a second suction channel 28 and a third suction channel 29 divided. The suction channels 27 to 29 run along the longitudinal extension of the gripper finger portion 25 , Each suction channel 27 to 29 ends in a suction gripping element 30 . 34 and 38 ,

Aus der Zeichnungsebene vortretend ist seitlich des hohles Rohrteils 26 ein erstes Sauggreifelement 30 angeordnet. Das erste Sauggreifelement 30 weist eine ovale erste Öffnung 31 auf, die zusammen mit einer um die erste Öffnung 31 umlaufenden ersten Dichtung 32 eine erste Ansaugfläche 33 bildet. Die erste Öffnung 31 steht mit dem ersten Saugkanal 27 strömungstechnisch in Verbindung. In die Zeichnungsebene eintretend ist seitlich des hohles Rohrteils 26 von dem ersten Sauggreifelement 30 abgewandt, ein drittes Sauggreifelement 34 angeordnet. Das dritte Sauggreifelement 34 weist eine ovale dritte Öffnung 35 auf, die zusammen mit einer um die dritte Öffnung 35 umlaufenden dritte Dichtung 36 eine dritte Ansaugfläche 37 bildet. Die dritte Öffnung 35 steht mit dem dritten Saugkanal 29 strömungstechnisch in Verbindung. In 2 linker Hand, also stirnseitig des hohles Rohrteils 26 orthogonal zu dem ersten Sauggreifelement 30 und dem dritten Sauggreifelement 34, ist ein zweites Sauggreifelement 38 angeordnet. Das zweite Sauggreifelement 38 weist eine ovale zweite Öffnung 39 auf, die zusammen mit einer um die zweite Öffnung 39 umlaufenden zweite Dichtung 40 eine zweite Ansaugfläche 41 bildet. Die zweite Öffnung 39 steht mit dem zweiten Saugkanal 28 strömungstechnisch in Verbindung.From the drawing plane vortretend is the side of the hollow tube part 26 a first suction gripping element 30 arranged. The first suction gripping element 30 has an oval first opening 31 on that together with one around the first opening 31 circumferential first seal 32 a first suction surface 33 forms. The first opening 31 stands with the first suction channel 27 fluidically connected. Entering into the plane of the drawing is laterally of the hollow pipe part 26 from the first suction gripping element 30 turned away, a third Sauggreifelement 34 arranged. The third suction gripping element 34 has an oval third opening 35 on that together with one around the third opening 35 encircling third seal 36 a third suction surface 37 forms. The third opening 35 stands with the third suction channel 29 fluidically connected. In 2 left hand, so the front side of the hollow pipe part 26 orthogonal to the first suction gripping element 30 and the third suction gripping element 34 , is a second suction gripping element 38 arranged. The second suction gripping element 38 has an oval second opening 39 on that together with one around the second opening 39 circumferential second seal 40 a second suction surface 41 forms. The second opening 39 stands with the second suction channel 28 fluidically connected.

In der Nähe der Achse A6 ist an dem kastenförmigen Hohlschenkel 20 des Greifwerkzeug-Grundkörpers 19 an einer dem Flansch 6 des Industrieroboters 1 abgewandten Seite des Anschlußabschnitts 22 ein optischer Sensor 54 befestigt. Der optische Sensor 54 blickt dabei von dem Flansch 6 weg in Stoßrichtung des Industrieroboters 1, also in Richtung der dargestellten Achse A6, in 2 folglich nach links.Near the axis A6 is on the box-shaped hollow leg 20 of the gripping tool main body 19 at one of the flange 6 of the industrial robot 1 opposite side of the connection section 22 an optical sensor 54 attached. The optical sensor 54 looks from the flange 6 away in thrust direction of the industrial robot 1 , ie in the direction of the illustrated axis A6, in 2 therefore left.

Dem hohlen Rohrteil 26 gegenüberliegend sind an kastenförmigen Hohlschenkel 20 drei Stellorgane 42, 43 und 44 befestigt. Die Stellorgane 42, 43 und 44 dienen zum Betätigen von Verschlussgliedern 45, 46 und 47, die zum Öffnen und Schließen der Saugkanäle 27 bis 29 dienen. Diese sind in 3 näher erläutert.The hollow tube part 26 opposite are on box-shaped hollow legs 20 three actuators 42 . 43 and 44 attached. The actuators 42 . 43 and 44 serve to actuate closure members 45 . 46 and 47 used to open and close the suction channels 27 to 29 serve. These are in 3 explained in more detail.

In 3 ist das hohle Rohrteil 26 im Schnitt dargestellt. In 3 linker Hand öffnet sich das dritte Sauggreifelement 34 mit seiner dritten Öffnung 35. Das dritte Sauggreifelement 34 ist an den separaten dritten Saugkanal 29 angeschlossen. Der dritte Saugkanal mündet in einem gemeinsamen Strömungskasten 48. Innerhalb des Strömungskastens 48 sind die Verschlussglieder 45, 46 und 47 angeordnet. Jedes Verschlussglied 45, 46 und 47 ist an ein eigenes Stellorgan 42, 43 und 44 angeschlossen. Die Stellorgane 42, 43 und 44 können pneumatisch, hydraulisch oder elektrisch angetriebene Aktoren sein, welche mit den Verschlussgliedern 45, 46 und 47 verbunden sind. Jedes Verschlussglied 45, 46 und 47 kann mittels des zugeordneten Stellorgans 42, 43 und 44 aus der dargestellten Öffnungsposition 49 in eine Schließposition 50 bewegt werden.In 3 is the hollow pipe part 26 shown in section. In 3 on the left hand side, the third suction gripping element opens 34 with its third opening 35 , The third suction gripping element 34 is on the separate third suction channel 29 connected. The third suction channel opens into a common flow box 48 , Inside the flow box 48 are the closure members 45 . 46 and 47 arranged. Each closure member 45 . 46 and 47 is to a separate actuator 42 . 43 and 44 connected. The actuators 42 . 43 and 44 can be pneumatically, hydraulically or electrically driven actuators, which with the closure members 45 . 46 and 47 are connected. Each closure member 45 . 46 and 47 can by means of the associated actuator 42 . 43 and 44 from the illustrated opening position 49 in a closed position 50 to be moved.

In der jeweiligen Schließposition 50 liegt bspw. das Verschlußglied 45 an einer Durchtrittsöffnung 51 luftdicht an, so dass der dritte Saugkanal 29 vom Unterdruck abgekoppelt ist und folglich kein Unterdruck an dem dritten Sauggreifelement 34 anliegt. Oder das Verschlußglied 46 liegt an einer Durchtrittsöffnung 52 luftdicht an, so dass der zweite Saugkanal 28 vom Unterdruck abgekoppelt ist und folglich kein Unterdruck an dem zweiten Sauggreifelement 38 anliegt. Oder das Verschlußglied 47 liegt an einer Durchtrittsöffnung 53 luftdicht an, so dass der erste Saugkanal 27 vom Unterdruck abgekoppelt ist und folglich kein Unterdruck an dem ersten Sauggreifelement 30 anliegt.In the respective closed position 50 is, for example, the closure member 45 at a passage opening 51 airtight, so that the third suction channel 29 is uncoupled from the negative pressure and consequently no negative pressure on the third Sauggreifelement 34 is applied. Or the closure member 46 lies at a passage opening 52 airtight, so that the second suction channel 28 is uncoupled from the negative pressure and consequently no negative pressure on the second Sauggreifelement 38 is applied. Or the closure member 47 lies at a passage opening 53 airtight, so that the first suction channel 27 is uncoupled from the negative pressure and consequently no negative pressure on the first Sauggreifelement 30 is applied.

4 zeigt beispielhaft ein erfindungsgemäßes Gepäckhandhabungssystem. Das Gepäckhandhabungssystem umfasst einen Industrieroboter 1, die erfindungsgemäße Vorrichtung 18, sowie einen Container 55, der zu entladende Gepäckstücke 56 enthält und ein Förderband 57, auf das die Gepäckstücke 56 aus dem Container 55 zu entladen sind. 4 shows an example of a baggage handling system according to the invention. The baggage handling system includes an industrial robot 1 , the device according to the invention 18 , as well as a container 55 , the pieces of luggage to be unloaded 56 contains and a conveyor belt 57 on which the luggage pieces 56 from the container 55 to be unloaded.

Zunächst wird der Industrieroboter 1 bewegt, bis eine erste Ansaugfläche 33 eines ersten Sauggreifelements 30 eines Greifwerkzeugs (Vorrichtung 18) mit mehreren in unterschiedlichen Orientierungen an einem Greifwerkzeug-Grundkörper 19 angeordneten Sauggreifelementen 30, 34, 38 an ein ausgewählten Gepäckstück 56 anliegt. Dann wird ein ersten Stellorgan 44 betätigt, um eine zugehörige Durchtrittsöffnung 53 zu öffnen, die mit einem ersten Sauggreifelement 30 verbundenen Saugkanal 27 kommuniziert. In zeitlicher Nähe dazu, was kurz zuvor oder danach sein kann, werden die sonstigen Stellorgane 42 und 43 betätigt, um die Durchtrittsöffnung 51 und 52 zu schließen, die sonst mit den Saugkanälen 28 und 29 kommunizieren würden, so dass die weiteren Sauggreifelemente 34 und 38 unterdrucklos geschalten sind. Aufgrund des an der ersten Ansaugfläche 33 anliegenden Unterdrucks wird das Gepäckstücke 56 festgehalten, so dass der Industrieroboter 1 das Gepäckstücke 56 aufnehmen und auf das Förderband 57 umladen kann. Das Umladen erfolgt durch Bewegen des Manipulators bzw. des Industrieroboters zusammen mit dem mittels Unterdruck an die erste Ansaugfläche 33 des ersten Sauggreifelements 30 anhaftenden Gepäckstücks 56.First, the industrial robot 1 moves until a first suction surface 33 a first suction gripping element 30 a gripping tool (device 18 ) with several in different orientations on a gripper tool body 19 arranged Sauggreifelementen 30 . 34 . 38 to a selected piece of luggage 56 is applied. Then a first actuator 44 operated to an associated passage opening 53 to open, which with a first Sauggreifelement 30 connected suction channel 27 communicated. In temporal proximity to what may be shortly before or after, the other actuators 42 and 43 operated to the passage opening 51 and 52 close, otherwise with the suction channels 28 and 29 would communicate so that the other suction gripping elements 34 and 38 are switched off without pressure. Because of the first suction surface 33 applied vacuum will be the luggage 56 detained, leaving the industrial robot 1 the luggage 56 pick up and on the conveyor belt 57 can reload. The reloading takes place by moving the manipulator or the industrial robot together with the vacuum by means of the first suction surface 33 of the first suction gripping element 30 adhering baggage 56 ,

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- EP 1174374 A1 [0003]
- EP 919515 B1 [0004]

Claims

Device for handling objects, in particular pieces of luggage ( 56 ), comprising a gripper tool body ( 19 ) with a connection section ( 22 ) for a flange ( 6 ) of a positioning device, at least one first suction gripping element ( 30 ) with a first suction surface ( 33 ) and at least one second suction gripping element ( 38 ) with a second suction surface ( 41 ), characterized in that the second suction surface ( 41 ) in a relation to the orientation of the first suction surface ( 33 ) different orientation on gripper tool body ( 19 ) is arranged.

Apparatus according to claim 1, characterized in that the second suction surface ( 41 ) in a direction for the first suction surface ( 33 ) orthogonal orientation on gripper tool body ( 19 ) is arranged.

Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the first suction surface ( 33 ) of the first suction gripping element ( 30 ) and a third suction surface ( 37 ) of a third suction gripping element ( 34 ) are facing away from each other.

Apparatus according to claim 3, characterized in that the first suction surface ( 33 ) of the first suction gripping element ( 30 ) and the third suction surface ( 37 ) of the third suction gripping element ( 34 ) are arranged facing in opposite directions.

Apparatus according to claim 3 or 4, characterized in that the second suction surface ( 41 ) of the second suction gripping element ( 38 ) in an orientation on the gripper tool main body ( 19 ) which is orthogonal both to the first suction surface ( 33 ) of the first suction gripping element ( 30 ) as well as to the third suction surface ( 37 ) of the third suction gripping element ( 34 ) is aligned.

Device according to one of claims 3 to 5, characterized in that the gripping tool base body ( 19 ) with three fluidically separated suction channels ( 27 . 28 . 29 ), each suction channel ( 27 . 28 . 29 ) of a single one of the three suction surfaces ( 33 . 41 . 37 ) assigned.

Apparatus according to claim 6, characterized in that the three suction channels ( 27 . 28 . 29 ) with a common vacuum connection ( 58 ) and each suction channel ( 27 . 28 . 29 ) by means of an actuator ( 42 . 43 . 44 ) is to be closed fluidically or to open.

Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the gripping tool base body ( 19 ) eccentric to an axis of rotation (A6) of a flange to be connected ( 6 ) with the connection section ( 22 ) connected is.

Apparatus according to claim 8, characterized in that on one of the flange ( 6 ) opposite side in the center of the connecting section ( 22 ) a sensor ( 54 ) is arranged.

Baggage handling system, comprising a freely programmable, multi-degree-of-freedom manipulator, in particular industrial robots ( 1 ), with a flange ( 6 ) and a device ( 18 ) for the handling of luggage ( 56 ) according to one of claims 1 to 9, which with its connection portion ( 22 ) on the flange ( 6 ) is attached.

Method for picking up and reloading items, in particular pieces of luggage ( 56 ), comprising the following steps: - moving a freely programmable, multi-degree-of-freedom manipulator, in particular industrial robot ( 1 ) to a first suction surface ( 33 ) of a first suction gripping element ( 30 ) of a gripping tool ( 18 ) with several in different orientations on a gripping tool main body ( 19 ) arranged Sauggreifelementen ( 30 . 34 . 38 ) on a selected item or item of luggage ( 56 ), - opening a first actuator ( 44 ) of the first suction gripping element ( 30 ) connected suction channel ( 27 ), - closing of other actuators ( 42 . 43 ) of suction channels ( 28 . 29 ), which are connected to the other suction gripping elements ( 34 . 38 ) are connected, - receiving and reloading the by means of negative pressure to the first suction surface ( 33 ) of the first suction gripping element ( 30 ) adhering item or item of luggage ( 56 ) by moving the manipulator or the industrial robot ( 1 ).

Method according to claim 11, characterized by the following further steps: - reorienting the gripping tool main body ( 19 ) by moving the manipulator or the industrial robot ( 1 ) until a second suction surface ( 41 . 37 ) of a second suction gripping element ( 34 . 38 ) on a following selected item or item of luggage ( 56 ), - closing the first actuator ( 44 ) of the first suction gripping element ( 30 ) connected suction channel ( 27 ), - opening the second actuator ( 42 ), that with the second Sauggreifelement ( 34 ) connected suction channel ( 29 ), - keeping other organs ( 43 ) of suction channels ( 28 ), which are connected to the other suction gripping elements ( 38 ) are connected, - picking up and reloading the by means of negative pressure to the second suction surface ( 37 ) of the second suction pad elements ( 34 ) adhering to the following item or item of luggage ( 56 ) by moving the manipulator or the industrial robot ( 1 ).