DE2207836C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Entnahme einer vorbestimmten Anzahl von in einer Matrix angeordneten Gegenständen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entnahme einer vorbestimmten Anzahl von in einer Matrix angeordneten Gegenständen, bei dem eine Greifeinrichtung mit Sauggliedern in eine Stellung zur Aufnahme der Gegenstände gebracht wird, und dann die Saugglieder betätigt werden, um alle Gegenstände der Matrix zu ergreifen. Außerdem bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, mit einer Anzahl Saugglieder zum Ergreifen aller Gegenstände sowie mit einer Einrichtung zum Ein- und Abschalten der Saugglieder.

Die Wirtschaftlichkeit eines Regallagers wird u. a. durch den für die Entnahme der Gegenstände verwendeten Stapelkran beeinflußt, weil dieser Einfluß auf die Zugriffszeit hat. Wenn von einer Palette in dem Regal mehrere Gegenstände entnommen werden müssen, und der Stapelkran jeweils nur einen Gegenstand erfassen kann, sind soviel Zugriffe erforderlich, wie Gegenstände entnommen werden müssen, was s zeitraubend ist

Aus dem DE-GM 19 H 569 ist eine sog. Verkettungsmaschine für eine pneumatisch (hydraulisch) betriebene und elektrisch gesteuerte Maschinenanlage bekannt, die zum Zuführen und Abnehmen der Fertigungsteile sowie ίο zum Ablegen solcher Teile auf Stapelplätzen Verwendung findet Bei dieser Maschine sind an einem auf Schienen horizontal geführten Schlitten in vorbestimmtem Abstand einander gegenüberstehend zwei parallele Reihen von Sauggliedern angeordnet die es gestatten, is von zwei entsprechenden, eine Matrix bildenden Stapeln abwechselnd Gegenstände abzuheben und, nach entsprechender Verschiebung des Schlittens, in einer zwischen den beiden Stapeln befindlichen Ablagestation abzulegen. Mit dieser Verkettungsmaschine ist es aber nicht ohne weiteres möglich, beispielsweise von einer Palette, lediglich eine vorbestimmte Anzahl von Gegenständen abzunehmen, die kleiner ist als die Gesamtzahl der in der Matrix angeordneten Gegenstände. Wolke man nämlich lediglich eine der gewünschten vorbestimmten Anzahl Gegenstände entsprechende Zahl von Sauggliedern mit Gegenständen in Eingriff bringen, so ergäbe sich eine völlig unbestimmte ynd unvorhersehbare Zahl der von den Sauggliedern ergriffenen Gegenstände, wenn die Matrixplätze der Palette unregelmäßig mit Gegenständen besetzt sind, wie dies in der Lagertechnik häufig der Fall ist

Aufgabe der Erfindung ist die Verbesserung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zur Entnahme einer vorbestimmten Anzahl von in einer Matrix angeordneten Gegenständen, bei welchem weitgehende Freiheit in der Wahl der Anzahl der Gegenstände bleibt, die aus einem Gebinde oder Stapel von Gegenständen entnommen werden sollen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Verfahrensmerkmale im Kennze'iciienteil des Anspruchs 1 und die Vorrichtungsmerkmale im Kennzeichenteil des Anspruches 3 gelöst

Das Verfahren und die Vorrichtung haben den Vorteil, daß auch ohne Kenntnis der genauen Besetzung der einzelnen Matrixpunkte mit Gegenständen entweder genau die richtige, jeweils gewünschte Anzahl Gegenstände entnommen werden kann, oder, wenn nicht mehr soviel Gegenstände in der Matrix vorhanden sind, wie entnommen werden sollen, alle noch verbliebenen Gegenstände erfaßt werden.

Vorteilhafte weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Ein Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines Stapelkrans in einer Förderanlage nach der Erfindung,

F i g. 2 eine vergrößerte Ansicht eines Abschnittes der Förderanlage nach F i g. I,

F i g. 3 einen Schnitt nach der Linie 3-3 in F i g. 2,

F i g. 4 einen Schnitt nach der Linie 4-4 in F i g. 1,

Fig.5 einen vergrößerten Schnitt eines in Fig.2 gezeigten Ventils der Förderanlage, und
F i g. 6 eine Ansicht von in F i g. 2 gezeigten Sauggliedern der Förderanlage in einer anderen Stellung.

Das Verfahren sowie die Vorrichtung dienen zur

Entnahme einer vorbestimmten Anzahl von in einer Matrix angeordneten Gegenständen. Dabei besteht weitgehende Freiheit in der Wahl der Zahl der zu entnehmenden Gegenstände, wobei entweder nur ein oder mehrere Gegenstände entnommen werden können. Das Arbeitsprinzip läßt sich bei verschiedenartigen Fördersystemen und auch zur Förderung verschiedener Arten von Gegenständen anwenden. Die folgende Beschreibung zeigt die Anwendung bei einer Förderanlage 10 entsprechend Fig. 1, die ein Speicherregal 11 enthält, in dem Gegenstände zu einer Mehrzahl von Stapeln A, B abgelegt sind. Das zugeordnete Fördergerät 20 dient zum Ablegen und zur Entnahme von Gegenständen aus dem Speicherregal 11 und ist, da es in verschiedenen Bauformen verwirklicht werden kann, in der Zeichnung nur schematisch dargestellt

Das Fördergerät 20 besteht aus einem Stapelkran 21 mit einem Mast 22. An den oberen und unteren Enden des Mastes 22 sind Laufrollen 24, 26 gelagert, die auf Schienen 25 bzw. 27 laufen, um den Mast 22 am Speicherregal 11 entlang zu führen. Durch diese Bewegung wird das Fördergerät 20 auf einen benachbarten Stapel von Gegenständen ausgerichtet Längs des Mastes 22 ist Ober einen schematisch gezeigten Antrieb 29 ein Rahmen 28 senkrecht verfahrbar, auf dem ein Schlitten 30 angeordnet ist, der sich in Richtung auf das Speicherregal 11 waagrecht hin- und herbewegen läßt Der Schlitten 30 ist mit einer Zahnstange 32 versehen, die mit einem auf dem Rahmen 28 gelagerten Zahnrad 34 in Eingriff steht Das Zahnrad 34 läßt sich durch einen Antrieb in der einen oder entgegengesetzten Richtung drehen. Bei Drehung des Zahnrades 34 in einer Richtung wird der Schlitten 30 vom Mast 22 weg in Richtung auf das Speicherregal 11 bewegt Die entgegengesetzte Drehrichtung des Zahnrades 34 bewirkt die Rückzugsbewegung des Schlittens 30. Diese Einrichtung ist an sich bekannt

Am äußeren Ende 30a des Schlittens 30 ist eine Greifeinrichtung 38 angeordnet, die gemäß F i g. 4 eine Mehrzahl zu einer Matrix angeordneter Greifgeräte enthält Jedes Greifgerät besteht aus einem Saugglied 36, wobei die Matrix der Saugglieder 36 die gleiche Form wie eine Schicht der aus Gegenständen zusammengesetzten Matrix der Stapel A und B besitzt. Die Anzahl der Saugglieder 36 entspricht somit der Anzahl der in einer Schicht der Stapel A oder B im Spetcherre.gal 11 befindlichen Gegenstände.

Wenn der Schlitten 30 vom Mast 22 aus über eine Schichtlage von Gegenständen ausgefahren ist, können diese durch die Saugglieder 36 erfaßt werden. Zu diesem so Zweck ist eine Unterdruskquelle 50 vorgesehen und an die Greifeinrichtung 38 bzw. an die einzelnen Saugglieder 36 angeschlossen. Die Unterdruckquelle 50 ist über eine Leitung 51 und ein Ventil 62 mit der Greifeinrichtung 38 verbunden. In der Greifeinrichtung 38 befindet sich entsprechend F i g. 2 ein Verteiler 70, der durch eine obere und eine untere Platte 72 bzw. 74 gebildet ist Zwischen die Platten ist ein Bauteil 76 eingesetzt, an dessen öffnung 78 die Leitung 51 angeschlossen ist. Die Platten 72 bzw. 74 bilden zusammen mit dem Bauteil 76 eine Verteilerkammer 70a, in der der von der Untefdruckquelle SO angelegte Unterdrück wirksam ist.

Die Leitung 51 ist in ihrer Länge so bemessen, daß man die Greifeinrichtung 38 bewegen kann, ohne die Unterdruckverbindung zwischen dem Ventil 62 und 6i dem Verteiler 70 zu unterbrechen. Die Leitung 51 ist gemäß F i g. 1 an das normalerweise geschlossene Ventil 62 angeschlossen. Befindet sich die Greifeinrichtung 38 über den Gegenständen, dann wird das Ventil 62 mittels eines Steuergerätes geöffnet, so daß die Unterdruckquelle 50 mit der Verteilerkammer 70a in Verbindung steht

Von der Verteilerkammer 70a aus wird an jedes Saugglied 36 ein Unterdruck angelegt Zwischen jedem Saugglied 36 und der Verteilerkammer 70a ist ein Ventil 82 angeordnet, dessen Gehäuse 86 die Verteilerkammer 70a mit dem Saugglied 36 über einen Kanal 88 verbindet, in dem ein Ventilstößel 84 geführt ist Am Ende des Ventilstößels 84 sitzt ein Ventilkörper 85.

Das Saugglied 36 besteht aus einer Saugkappe aus flexiblem Material. Das Saugglied 36 ist an den Verteiler 70 über einen Flansch 90a angeschlossen, der sich gemäß Fig.2 an einem auf dem Ventilgehäuse 86 angeordneten Flansch 90 anlegt Das Saugglied 36 enthält eine Kammer 132, in welcher bei geöffnetem Ventilkörper 85 entsprechend Fig.5 der Unterdruck wirkt Das Ventilgehäuse 86 enthält außerdem einen Kanal 92, der den Kanal 88 mit einem Durchlaß 94 im Saugglied· 36 verbindet Bei geöffnetem Ventil 62 wirkt der Unterdruck aus der Unterdruciquelle 50 über die Leitung 51, den Verteiler 70 und über dii; Kanäle 88,92 und 94 in der Kammer 132 des Sauggliedes 36.

Die Ventile 82 haben etwa den gleichen Aufbau wie ein Schlauch- oder Reifenventil. Im Gegensatz dazu fehlt j.-doch eine Feder, um den Ventilkörper 85 in Schließstellung vorzuspannen. Aufgrund dieser Tatsache befindet sich der Ventilkörper 85 unter der Wirkung seines Eigengewichtes in der in F i g. 5 gezeigten offenen Stellung.

Wenn das Ventil 62 geöffnet wird, die Saugglieder 36 über den Gegenständen in der Matrix angeordnet sind und sich das Ventil 82 in der vorbeschriebenen geöffneten Stellung befindet, wirkt innerhalb jedes Sauggliedes 36 ein Unterdruck. Befindet sich das Saugglied 36 über einem Gegenstand, so verstärkt sich der Unterdruck innerhalb des Sauggliedes 36 und an dem Ventilkörper 85 strömt nur wenig Luft vorbei. Da demnach am Ventil 82 kein Druckabfall austritt, bleibt das Ventil geöffnet so daß das aktivierte Saugglied 36 den Gegenstand erfaßt Wenn sich jedoch das Saugglied 36 über der Stoßfläche zwischen zwei Schachteln oder nicht über einem Stückgut befindet, so entsteht bei geöffnetem Ventil 62 eine am Ventilkörper 85 vorbeigerichtete Luftströmung und damit an diesem Ventil 82 ein Druckabfall, der den Ventilkörper 85 in seine geschlossene Stellung überführt. Aufgrund des Druckunterschiedes verbleibt dieses Ventil 82 in seiner Schließstellung.

In der Platzaufnahmestellung behält das Saugglied 36 entsprechend F i g. 6 seine nicht deformierte Gestalt 96. Dabei legen sich die Lippen 98 an den Gegenstand oHer das Stückgut an. Weün der Unterdruck über den Dunhluß 94 zur Wirkung kommt, wird der Gegenstand in die an der Stelle 100 angedeutete Stellung angehoben und das Sauggliud 36 in die an der Stelle iOO angedeutete Gestalt 102 verformt

Aus vorstehender Beschreibung geht hervor, daß bei über eine aus Stückgutteilen bestehende Matrix geführter Greifeinrichtung 38 sämtliche Saugglieder 36, die sieh oberhalb eines Gegenstandes befinden, zur Aufnahme dieses Gegenstandes erregt sind. Falls der Wunsch besteht nur eine bestimmte Anzahl von Gegenständen zu erfassen und aufzunehmen und diese Anzahl kleiner ist "Is die Zahl der tatsächlich von der Greifeinrichtung 38 erfaßten Gegenstände, so müssen einige Gegenstände wieder fallengelassen werden. Zu

diesem Zweck können bestimmte Saugglieder 36 abgeschaltet werden.

Der Greifeinrichtung 38 ist eine Meßeinrichtung 40 zugeordnet, die aus einer Druckdose bekannter Bauart besteht und ein von dem Gewicht der durch die Greifeinrichtung 38 erfaßten Gegenstände abhängiges Ausgangssignal erzeugt Dieses von dem Gewicht der erfaßten Gegenstände abhängige Ausgangssignal der als Wiegeeinrichtung ausgebildeten Meßeinrichtung 40 beeinflußt eine Steuereinrichtung 48, die ihrerseits die Saugglieder 36 abschaltet, um die Gegenstände loszulassen, falls deren von der Greifeinrichtung 38 erfaßte Anzahl größer als die erwünschte Anzahl ist.

Die Steuereinrichtung 48 enthält für jedes Saugglied 36 ein Steuerventil 110. Diese Steuerventile 110 besitzen einen üblichen Aufbau und sind entsprechend Fig. 2 in einem Gehäuse 112 angeordnet. Von jedem Steuerventil 110 führt eine Leitung 118 zu einer zugeordneten Saugkammer 132. Die Steuerventile 110 sind normalerweise geschlossen und stehen mit der umgebenden Raumluft in Verbindung. Bei geöffnetem Steuerventil 110 wird somit die Leitung 118 und dadurch auch die angeschlossene Saugkammer 132 belüftet. Auf diese Weise wird der von einem Saugglied 36 erfaßte Gegenstand bei Belüftung wieder fallengelassen.

Zum öffnen der Steuerventile UO sind Steuerschienen 120 mit angeformten Zahnstangenabschnitten 122 vorgesehen, die über zugeordnete Zahnräder 124 und Servomotoren 126 verstellt werden. Entsprechend Fig. 3 sind die Steuerventile 110 zu einer ähnlichen Matrix wie die Saugglieder 36 gemäß Fig.4 angeordnet, wobei jedes Steuerventil 110 mit dem entsprechenden Saugglied 36 in Verbindung steht. Selbstverständlich können die Steuerventile 110 auch in einer Reihe angeordnet sein, so daß dann nur eine Steuerschiene 120 erforderlich ist, um wahlweise einige der Steuerventile 110 zu betätigen.

Die Wiegeeinrichtung 40 stellt die Anzahl der an der Greifeinrichtung 38 hängenden Gegenstände fest und besteht aus einer üblichen Druckdose, die ein vom Gewicht der von der Greifeinrichtung 38 aufgenommenen Gegenstände abhängiges Signal erzeugt. Ein Abschnitt der Wiegeeinrichtung 40 ist mit dem Schlitten 30 und ein anderer Abschnitt mit der Greifeinrichtung 38 verbunden, so daß das Gewicht der an der Greifeinrichtung 38 hängenden Gegenstände festgestellt werden kann.

Das Ausgangssignal der Wiegeeinnchtung 40 wird einer geeigneten Schaltung 44 zugeführt Diese Schaltung enthält ein Einstellgerät 46, um die von der Greifeinrichtung 38 mitzunehmende Anzahl von Gegenständen vorzuwählen. Die von der Wiegeeinrichtung 40 und dem Einstellgerät 46 abgegebenen Signale werden einem Vergleichsgerät 129 zugeführt das an die verschiedenen Servomotoren 126 zum Antrieb der Steuerschienen 120 ein Ausgangssignal anlegt falls ein aus der Wiegeeinrichtung 40 abgegebenes Signal anzeigt daß die Anzahl der angehobenen Gegenstände bzw. das Gewicht der an der Greifeinrichtung 38 hängenden Gegenstände größer ist als dasjenige, das mit dem Einstellgerät 46 vorgewählt worden ist. Das Ausgangssignal des Vergleichsgerätes 129 wird zunächst einem der Servomotoren 126 zugeführt, der seine Steuerschiene 120 bewegt und dadurch sämtliche dieser Steuerschienen zugeordnete Saugglieder 36 abschaltet. Sobald sämtliche dieser Steuerschiene 120 zugeordneten Saugglieder 36 abgeschaltet sind, wird ein Schalter 130 betätigt, um das Ausgangssignal aus dem Vergleichsgerät 129 dem nächsten Servomotor 1266 anzulegen, so daß dessen Steuerschiene 120 ausfährt und weitere Saugglieder 36 abschaltet, worauf dann der Schalter 1306 betätigt wird, um das Signal aus dem Vergleichsgerät 129 dem Servomotor 126c zuzuführen.

ι? Diese Folgesteuerung dauert an, bis das Gewicht der angehobenen Gegenstände mit dem Wert des Einstellgerätes 46 übereinstimmt. Zu diesem Zeitpunkt endet das aus dem Vergleichsgerät 129 stammende Signal.
Falls die der Steuerschiene 120 zugeordneten Saugglieder 36 keine Gegenstände erlaUt haben, so wird der Servomotor 126 dennoch eingeschaltet, um über die Steuerschiene 120 auch diese Saugglieder 36 abzuschalten, obwohl diese schon aufgrund der weiter oben beschriebenen Wirkung des Druckabfalls über den Ventilkörper 85 außer Wirkung gesetzt worden sind. In diesem Fall wird demnach kein Gegenstand abgeworfen, so daß die Folgesteuerung andauert, bis solche Saugglieder 36 betätigt werden, von denen Gegenstände aufgenommen worden sind.

JO Nachdem nur noch die erforderliche Anzahl von Gegenständen an der Greifeinrichtung 38 hängt, wird der Rahmen 28 aus der Ladestellung in eine angehobene Stellung 117 (Fig. 1) überführt. Die Greifeinrichtung wird nunmehr aus der Stellung 117 durch Drehbewegung des Zahnrades 34 in eine zurückgezogene Stellung 54 überführt um die Gegenstände von dem Stapel zu entfernen. Zu diesem Zeitpunkt wird das Ventil 62 über einen Grenzschalter 56 in seiner geöffneten Stellung gehalten, da ein weiterer Grenzschalter 60 noch nicht betätigt worden ist.

Der Rahmen 28 wird dann mit Hilfe des Antriebs 29 abgesenkt, so daß sich die an der Greifeinrichtung 38 hängenden Gegenstände oberhalb einer Ablage 58 befinden. In dieser Stellung des Rahmens 28 wird der

"5 Grenzschalter 60 (F i g. 1) betätigt um das Ventil 62 so zu steuern, daß die Unterdruckquelle 50 vom Verteiler 70 abgeschaltet und anstelle dessen eine Überdruckquelle 64 angeschlossen wird. Bei Zuführung eines Überdrucks zur Greifeinrichtung 38 werden die dort festgehaltenen Gegenstände freigegeben und auf der Ablage 58 aufgenommen.

Bei der Eingabe der nächsten Steueranweisung werden die Steuerschienen 120 in ihre Ausgangsstellungen zurückgeführt Nachdem der Rahmen 28 bis an die Matrix bewegt worden ist, aus der die Gegenstände der neuen Steueranweisung zu entnehmen sind, werden bei Umschaltung des Ventils 62 die Gegenstände mit Hilfe der Greifeinrichtung 38 erfaßt so daß sich der vorbeschriebene Ablauf wiederholt

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

1. Patentansprüche:

   t. Verfahren zur Entnahme einer vorbestimmten Anzahl von in einer Matrix angeordneten Gegenständen, bei dem eine Greifeinrichtung mit Sauggliedern in eine Stellung zur Aufnahme der Gegenstände gebracht wird und dann die Saugglieder betätigt werden, um alle Gegenstände der Matrix zu ergreifen, dadurch gekennzeichnet, daß anschließend die Zahl der tatsächlich ergriffenen Gegenstände gemessen wird und daraufhin zum Freigeben einzelner Gegenstände nacheinander der Unterdruck in einzelnen Sauggliedern abgeschaltet wird, bis die Greifeinrichtung nicht mehr als die vorbestimmte Anzahl von Gegenständen erfaßt
2. 2. Verfahren nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß das Gewicht der ergriffenen Gegenstände gemessen wird.
3. 3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2 mit einer Anzahl Saugglieder Turn Ergreifen aller Gegenstände sowie mit einer Einrichtung zum Ein- und Abschalten der Saugglieder, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine die Zahl der tatsächlich ergriffenen Gegenstände messende Meßeinrichtung (40) aufweist, die mit einer Steuereinrichtung (48.129, 110) gekoppelt ist, durch die in Abhängigkeit von einem von der Meßeinrichtung (40) empfangewen Signal aufeinanderfolgend selbsttätig einzelne Saugglieder (36) abschaltbar sind, bis nicht mehr als die vorbestimmte Anzahl von Gegenständen erfaßt ist
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung (40) eine Wiegeeinrichtung ist
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wiegeeinrichtuf g (40) eine mit dem Gewicht der ergriffenen Gegenstände beaufschlagte Druckdose enthält.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Saugglied (36) ein unabhängiges Steuerventil (110) zu seiner Belüftung zugeordnet ist und die Steuerventile (110) durch die Steuereinrichtung (48,129) einzeln ansteuerbar sind.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß den Sauggliedern (36) Ventile (82) zugeordnet sind, durch die die Unterdruckbeaufschlagung von nicht oberhalb eines Gegenstandes befindlichen Sauggliedern (36) selbsttätig absperrbar ist