DE102020134754A1

DE102020134754A1 - Robotische Transportvorrichtung für Kleinteile

Info

Publication number: DE102020134754A1
Application number: DE102020134754.5A
Authority: DE
Inventors: Albrecht Lindner; Dieter Biehler; Melvin Haas; Pierre-Alain Buchs
Original assignee: Isochronic Ag
Current assignee: Isochronic Ag Ch
Priority date: 2020-12-22
Filing date: 2020-12-22
Publication date: 2022-06-23
Also published as: WO2022136518A1

Abstract

Eine Robotische Transportvorrichtung für Kleinteile (30) besitzt einen Transportmechanismus (10) zum Transportieren der Kleinteile (30) aus einer ersten Region auf einem ersten Förderband (41) zu einer Region auf einem zweiten Förderband (42). Eine Teileaufnahmeanordnung (20) nimmt einzelne Kleinteile (31) auf und fährt diese quer über die Förderbänder. Insgesamt wird ein Rechteck durchfahren, da die Teileaufnahmeeinrichtung nach dem Abladen des Kleinteils längs der Schiene wieder zum Ursprungsort zurückgefahren wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Robotische Transportvorrichtung für Kleinteile, mit einem Transportmechanismus zum Transportieren der Kleinteile aus einer ersten, zur Aufnahme der Kleinteile vorgesehenen Region zu einer zweiten zur Ablage der Kleinteile vorgesehenen Region, mit einer Teileaufnahmeanordnung zum Aufnehmen einzelner Kleinteile in der ersten Region zum vorübergehenden Festhalten dieser Kleinteile und zum Ablegen der Kleinteile in der zweiten Region, wobei die Teileaufnahmeanordnung an dem Transportmechanismus angebracht ist und mit diesem transportiert wird, wobei der Transportmechanismus so aufgebaut ist, dass er die Teileaufnahmeanordnung in eine Transportrichtung transportiert, wobei der Transportmechanismus mehrere Einzelmechanismen aufweist, die jeweils Kleinteile von der ersten Region zur zweiten Region fördern.
Robotische Transportvorrichtungen zum Transportieren von Kleinteilen sind technische Vorrichtungen zum Transport und für Ablage von Schüttgutteilen. Sie werden beispielsweise in automatisierten Produktionsanlagen und Montageprozessen benötigt, unter anderem in der Elektronik- Automobil- und Verpackungsindustrie, ebenso aber auch in der pharmazeutischen Industrie. Sie werden auch als Zuführroboter oder als Transportroboter bezeichnet. Kleinteile können dabei nicht nur sehr unterschiedliche Formen und Werkstoffe aufweisen, sondern auch sehr unterschiedliche Abmessungen besitzen. Meist sind Bauelemente im Millimetergrößenbereich gemeint, die Kleinteile können aber auch kleiner oder größer als in diesem Bereich sein.
Ähnliche Aufgaben entstehen beispielsweise, wenn Tabletten, Nahrungsmittel oder auch elektronische Bauteile in bestimmte Verpackungen einsortiert werden müssen. Nach ihrer Herstellung oder nach einem Zwischenschritt befinden sie sich in einem unsortierten Gemenge und sollen anschließend in eine vorbereitete Aufnahme einsortiert werden. Dies kann beispielsweise eine Blisterverpackung sein, in die bestimmte elektronische Bauteile oder Arzneimittel einsortiert werden sollen, um anschließend weiter verpackt oder abtransportiert zu werden.
Robotische Transportvorrichtungen, mit denen derartige Aufgaben durchgeführt werden können, sind beispielsweise aus der EP 3 509 973 B1 bekannt. Aus einem bestimmten Aufnahmebereich werden Kleinteile aufgenommen und über eine geschickte Aufhängung zu einem zweiten Ort geführt und dort an einer bestimmten Stelle wieder abgesetzt. Die Kleinteile werden dabei sequenziell nacheinander transportiert.
Die Transportvorrichtung führt dabei eine ganze Reihe von Bewegungen aus, um gezielt die Kleinteile beim Aufnehmen anzusteuern und nachher beim Ablegen durch das Schwenken der Gesamtanordnung auch dort zu platzieren, wohin sie gelegt werden sollen.
In der Praxis stellen sich häufig ganz spezielle Aufgaben. Es soll eine möglichst große Anzahl an Kleinteilen aus einem unsortierten Zustand heraus in einen sortierten Zustand überführt werden. Auch dazu nimmt man robotische Transportvorrichtungen, diese müssen aber besonders schnell und präzise sein.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine derartige gattungsgemäße robotische Transportvorrichtung vorzuschlagen, mit der eine möglichst schnelle Sortierung und Anordnung in einer gewünschten Form möglich wird.
Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Transportvorrichtung mittels der Erfindung dadurch gelöst, dass ein erstes Förderband und ein zweites Förderband vorgesehen sind, dass die erste Region auf dem ersten Förderband angeordnet ist und die zweite Region auf dem zweiten Förderband angeordnet ist, wobei die beiden Förderbänder so aufgebaut sind, dass sie sich antiparallel zueinander und parallel zu einer Förderrichtung bewegen und die zu transportierenden Kleinteile auf dem ersten Förderband zur Transportanordnung gefördert werden und die beiden Förderbänder so aufgebaut sind, dass die Kleinteile nach dem Transport von der ersten Region zur zweiten Region auf dem zweiten Förderband abtransportiert werden, dass der Transportmechanismus mehrere Schienen aufweist, dass die Schienen des Transportmechanismus zueinander parallel verlaufen, dass die Schienen um eine zu den Förderrichtungen der beiden Förderbänder senkrechte Orientierung hin und her beweglich sind, dass die Teileaufnahmeeinrichtungen der Teileaufnahmeanordnung unabhängig voneinander längs der Schienen bewegbar sind, dass die Teileaufnahmeeinrichtungen der Teileaufnahmeanordnung auf die Kleinteile in der Region auf dem ersten Förderband steuerbar ausrichtbar sind, dass die Teileaufnahmeeinrichtungen der Teileaufnahmeanordnung für die Kleinteile die Kleinteile in der zweiten Region auf vorgegebenen Positionen auf dem zweiten Förderband ablegen können.
Mit einer derartigen Konzeption wird es möglich, sogenannte pick-and-place Vorgänge bei der Handhabung Verpackung und Zusammensetzung von Kleinteilen in sehr vorteilhafter Form vorzunehmen.
Dabei sind die robotischen Transportvorrichtungen mit einer Vielzahl von Einzelmechanismen ausgestattet, die jeweils als eine Hauptkomponente zueinander parallele oder nahezu parallele Schienen aufweisen. Jede dieser Schienen trägt eine oder mehrere individuell bewegliche Teileaufnahmeeinrichtungen, die auch als „slider“ bezeichnet werden können.
Die Kleinteile werden auf einem Förderband in Y-Richtung zugeführt. Dann werden die Kleinteile aus einer Region auf dem Förderband mittels der Teileaufnahmeeinrichtung aufgenommen und in ungefähr senkrechter Richtung dazu, also in X-Richtung, auf ein zweites Förderband transportiert, das sich im Wesentlichen antiparallel zu dem ersten Förderband bewegt. Dort werden die Kleinteile in einer zweiten Region abgelegt.
Der Weg zwischen den beiden Regionen wird längs einer Schiene der Transporteinrichtung vorgenommen. Die Transportanordnung besitzt mehrere derartige Schienen, die alle zueinander parallel angeordnet sind und somit auch eine parallele Bewegung aller transportierten Kleinteile garantieren. Diese Transportanordnung ist jedoch in Y-Richtung beweglich, also parallel und antiparallel zu den beiden Förderbändern. Dadurch wird es möglich von einer beliebigen Stelle des ersten Förderbandes Kleinteile aufzunehmen und diese auch an einer beliebigen Stelle des zweiten Förderbandes abzulegen.
Im Folgenden wird anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben. Es zeigt:

1 schematisch eine Draufsicht auf eine Ausführungsform der Erfindung.

Die in der 1 dargestellte robotische Transportvorrichtung hat als Kern einen Transportmechanismus 10, der mehrere Schienen aufweist. Im dargestellten Beispiel handelt es sich um vier Schienen 11, 12, 13, 14. Diese Schienen sind alle parallel zueinander, können sich jedoch in einem gewissen Rahmen senkrecht zu sich selbst bewegen.
An den Schienen 11, 12, 13, 14 sind jeweils Teileaufnahmeeinrichtungen 21, 22, 23, 24 angebracht, die zusammen eine Teileaufnahmeanordnung 20 bilden. Jede einzelne Teilaufnahmeeinrichtung kann sich längs ihrer zugeordneten Schiene 11, 12, 13, 14 bewegen.
Die Teileaufnahmeeinrichtung 21, 22, 23, 24 dienen jeweils zur Aufnahme von Kleinteilen 30.
Zum Transport der Kleinteile 30 zur robotischen Transportvorrichtung ist sein erstes Förderband 41 vorgesehen, für den Abtransport der sortierten Kleinteile 30 von der Transportvorrichtung ein zweites Förderband 42. Die beiden Förderbänder 41 und 42 sind parallel zueinander aufgebaut und bewegen sich in Gegenrichtung zueinander. Betrachtet man sich also die Darstellung in der 1, so werden die Kleinteile 30 auf dem ersten Förderband 41 von oben nach unten transportiert. Sind die Kleinteile 30 in einer Region 43 in Zugriffsweite der Transportvorrichtung angelangt, werden die Kleinteile 30 von den Teileaufnahmeeinrichtungen 21, 22, 23, 24 aufgenommen und längs der Schienen 11, 12, 13, 14 in der 1 nach rechts transportiert. Diese Transport der einzelnen Kleinteile 30 folgt unabhängig voneinander. Die Teileaufnahmeeinrichtungen 21, 22, 23, 24 können den Transport sehr schnell vornehmen, da sie auf keine weiteren Teile Rücksicht nehmen müssen.
Der Transportmechanismus 10 insgesamt mit den vier Schienen 11, 12, 13, 14 und den daran befindlichen Teileaufnahmeeinrichtungen 21, 22, 23, 24 kann parallel bzw. antiparallel zu den Förderbändern 41, 42 bewegt werden. Auf diese Weise kann jedes einzelne Kleinteil 30 in der Region 43 präzise angesteuert und aufgenommen werden, auch dann, wenn es sich auf dem Förderband 41 ganz links oder ganz rechts befindet. Die weiteren Teileaufnahmeeinrichtungen 21, 22, 23, 24 können sich jeweils um andere Kleinteile 30 zielgerichtet aufnehmen und transportieren.
In ähnlicher Form kann auch eine präzise Ablage der Kleinteile 30 auf dem zweiten Förderband 42 in der zweiten Region 44 erfolgen. Die Bewegung der Teileaufnahmeeinrichtungen kann insbesondere mittels Linear-Motoren erfolgen und eine präzise Steuerung gerade bei den Ablageplätzen auf dem zweiten Förderband 42 wird schon dadurch erleichtert, dass diese auf Grund der bereits vorgegebenen Positionierung vorbekannt sind und angesteuert werden können.
Bezugszeichenliste

10: Transportmechanismus
11: Schiene
12: Schiene
13: Schiene
14: Schiene
20: Teileaufnahmeeinrichtungen
21: Teileaufnahmeeinrichtung an Schiene 11
22: Teileaufnahmeeinrichtung an Schiene 12
23: Teileaufnahmeeinrichtung an Schiene 13
24: Teileaufnahmeeinrichtung an Schiene 14
30: Kleinteile
31: Kleinteil auf Förderband in Zufuhrrichtung
32: Kleinteil auf Förderband in Abtransportrichtung
40: Förderbänder
41: Förderband in Zufuhrrichtung
42: Förderband in Abtransportrichtung
43: Region zur Aufnahme der Kleinteile 30 vom Förderband 41
44: Region zum Ablegen von Kleinteilen 30 auf das Förderband 42

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 3509973 B1 [0004]

Claims

Robotische Transportvorrichtung für Kleinteile (30), mit einem Transportmechanismus (10) zum Transportieren der Kleinteile (30) aus einer ersten, zur Aufnahme der Kleinteile (31) vorgesehenen Region (43) zu einer zweiten zur Ablage der Kleinteile (32) vorgesehenen Region (44), mit einer Teileaufnahmeanordnung (20) zum Aufnehmen einzelner Kleinteile (31) in der ersten Region (43), zum vorübergehenden Festhalten dieser Kleinteile (31) und zum Ablegen der Kleinteile (32) in der zweiten Region (44), wobei die Teileaufnahmeanordnung (20) an dem Transportmechanismus (10) angebracht ist und mit diesem transportiert wird, wobei der Transportmechanismus (10) so aufgebaut ist, dass er die Teileaufnahmeanordnung (20) in eine Transportrichtung (X) transportiert, wobei der Transportmechanismus (10) mehrere Einzelmechanismen aufweist, die jeweils Kleinteile (30) von der ersten Region (43) zur zweiten Region (44) fördern, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Förderband (41) und ein zweites Förderband (42) vorgesehen sind, dass die erste Region (43) auf dem ersten Förderband (41) angeordnet ist und die zweite Region (44) auf dem zweiten Förderband (42) angeordnet ist, wobei die beiden Förderbänder (41, 42) so aufgebaut sind, dass sie sich antiparallel zueinander und parallel zu einer Förderrichtung (Y) bewegen und die zu transportierenden Kleinteile (30) auf dem ersten Förderband (41) zur Transportanordnung (10) gefördert werden und die beiden Förderbänder (41, 42) so aufgebaut sind, dass die Kleinteile (30) nach dem Transport von der ersten Region (43) zur zweiten Region (44) auf dem zweiten Förderband (42) abtransportiert werden, dass der Transportmechanismus (10) mehrere Schienen (11, 12, 13, 14) aufweist, dass die Schienen (11, 12, 13, 14) des Transportmechanismus (10) zueinander parallel verlaufen, dass die Schienen (11, 12, 13, 14) um eine zu den Förderrichtungen (Y) der beiden Förderbänder (41, 42) senkrechte Orientierung hin und her beweglich sind, dass die Teileaufnahmeeinrichtungen (21, 22, 23, 24) der Teileaufnahmeanordnung (20) unabhängig voneinander längs der Schienen (11, 12, 13, 14) bewegbar sind, dass die Teileaufnahmeeinrichtungen (21, 22, 23, 24) der Teileaufnahmeanordnung (20) auf die Kleinteile (31) in der Region (43) auf dem ersten Förderband (41) steuerbar ausrichtbar sind, dass die Teileaufnahmeeinrichtungen (21, 22, 23, 24) der Teileaufnahmeanordnung (20) für die Kleinteile (32) die Kleinteile (32) in der zweiten Region (44) auf vorgegebenen Positionen auf dem zweiten Förderband (42) ablegen können.
Robotische Transportvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Transportmechanismus (10) mit den Schienen (11, 12, 13, 14) auf zwei Aufhängepunkten ruht, dass die beiden Aufhängepunkte einen Abstand voneinander in der Richtung (X) senkrecht zu der Förderrichtung (Y) der beiden Förderbänder (41, 42) aufweisen, und dass die beiden Aufhängepunkte parallel zur Förderrichtung (Y) der Förderbänder (41, 42) beweglich sind.
Robotische Transportvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Transportmechanismus (10) mit seinen Schienen (11, 12, 13, 14) in Förderrichtung (Y) der Förderbänder (41, 42) beweglich ist, während die Teileaufnahmeeinrichtungen (21, 22, 23, 24) in der Richtung (X) senkrecht zu Förderrichtung (Y) der Förderbänder (41, 42) beweglich sind.
Robotische Transportvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung der Transporteinrichtung (10) und der Teileaufnahmeeinrichtungen (21, 22, 23, 24) kontinuierlich erfolgt und den Kleinteilen (30) die simultane und sequenzielle Versetzung aus der ersten Region (43) zur zweiten Region (44) erlaubt.
Robotische Transportvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4 dadurch gekennzeichnet, dass die Teileaufnahmeeinrichtungen (21, 22, 23, 24) gestützt durch Linearmotoren längs der linearen Schienen (11, 12, 13, 14) beweglich sind und eine Bewegung der Kleinteile (30) unabhängig voneinander erlauben.
Robotische Transportvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Förderband (42) mit Aufnahmeelementen für die Kleinteile (30) ausgerüstet ist.
Robotische Transportvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede Teileaufnahmeeinrichtung (21. 22, 23, 24) mit einem Schwenkarm ausgestattet ist, der zugleich als Exzenter ausgebildet ist.
Robotische Transportvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkarm darüber hinaus eine variable Distanz beim Aufnehmen und/oder beim Ablegen der Kleinteile (30) erlaubt.
Robotische Transportvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die parallel zueinander angeordneten Schienen vorübergehend mit einem Winkel ausgestattet werden können.