Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum

automatisierten Vereinzeln und Zusammenstellen unterschiedlich strukturierter Gebinde von Kommissionsware.

In einer Vielzahl von Unternehmensbereichen, beispielsweise dem Handel mit Nahrungsmitteln, insbesondere Getränken, Molkereiprodukten, Genussmitteln, Ersatz - und Zubehörteilen sowie Industrie - und Haushaltsprodukten liegen Waren in sortenreinen Quellpaletten mit gleichartigen Gebinden vor, beispielsweise

Getränkekisten oder Joghurtsteigen gleicher Geschmacksrichtung. Hieraus werden gemischte Zielpaletten zusammengestellt, die je nach Auftrag diverse

unterschiedliche Gebinde enthalten, die sich in Sorte, Größe oder anderen

Parametern unterscheiden.

Üblicherweise wird dabei eine sortenreine Quellpalette zunächst komplett vereinzelt und es werden ihre Gebinde in eigenen Puffern geordnet gelagert. Hierbei besteht der Nachteil, dass sehr große Puffer vorgesehen werden müssen, um alle Gebinde einer sortenreinen Quellpalette aufnehmen zu können. Da zur gemischten

Palettierung für jede Gebindesorte wenigstens ein Puffer bereitgestellt werden muss, sind solche Anlagen nicht nur unflexibel, sondern weisen auch einen großen

Platzbedarf auf.

Die DE 10 2006 057 758 A1 schlägt deshalb vor, autarke Transportfahrzeuge aus sortenreinen Gebindelagen, die in Hochregalen vorliegen, zu bestücken und aus den Transportfahrzeugen die Zielpaletten zu erstellen. Auch durch die Verwendung eines Hochregals wird der Platzbedarf insgesamt nicht reduziert.

Aus der DE 10 2008 020 622 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur

Umsortierung von Stückgutzusammenstellungen bekannt. Dabei werden

Gebindezusammenstellungen von verschiedenen Bestückungseinrichtungen durch eine Überführungseinheit aufgelöst und auf zugeordnete Förderbänder verteilt, die als Gebindepuffer dienen, aus denen Zielpaletten palettiert werden. Als Nachteil ergibt sich auch hier ein großer Platzbedarf und eine geringe Anlagenflexibilität.

Aus der EP 0767 113 B1 ist ein Kommissionssystem bekannt, das einen Roboter der über eine Arbeitsfläche bewegbar ist, zum Bilden und Transportieren von, mehrere Einheiten enthaltenden, Partien von Wareneinheiten umfasst. Dieser Roboter besitzt eine vertikal bewegbare Greifvorrichtung die ihn dazu befähigt, Wareneinheiten oben von ausgewählten Stapeln zu entnehmen oder Wareneinheiten oben auf

ausgewählten Stapeln abzusetzen. Hierzu weist die Greifvorrichtung eine vertikal bewegbare turmähnliche Lastaufnahmevorrichtung auf, die einen Lastraum zur Aufnahme gestapelter Wareneinheiten definiert, und Greifmittel an ihrem unteren Ende trägt. Die Lastaufnahmevorrichtung ist so dimensioniert, dass sie mehrere Warteneinheiten aufnehmen und umschließen kann die vertikal oben auf einer von den Greifmitteln gehaltenen untersten Wareneinheit getragen werden. Somit kann der Roboter aus einer Reihe von Stapeln die in einer Kundenbestellung spezifizierte Kistenmenge entnehmen, ohne dass von jedem Stapel zurück zur

Auslieferungsstelle erfolgende Zwischentransporte durchgeführt werden müssen. Bei dem Roboter kann es sich hierbei um einen Brücken - oder Portalroboter handeln.

Die kistenähnlichen Wareneinheiten müssen bei diesem System jedoch bezüglich ihrer Grundfläche dieselben Abmessungen aufweisen.

In der WO 2010 / 047595 A1 ist eine Vorrichtung zum Stapeln von Produkten auf Paletten oder Roll - Containern beschrieben, mit der Produkte unterschiedlicher geometrischer Abmessungen und Ausgestaltung erfasst werden können. Diese Vorrichtung umfasst im Wesentlichen einen Greifer der zwischen eine Lieferfläche und eine, das Produkt aufnehmende, Ladefläche bewegt werden kann, wobei der Greifer eine Reihe horizontal gelagerter parallel angeordneter Gabeln aufweist die individuell gesteuert unter das Produkt geschoben werden.

Dem erfindungsgemäßen Verfahren, bzw. der entsprechenden Vorrichtung, liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren vorzustellen mit dem unterschiedlich strukturierte Gebinde von Kommissionsware vereinzelt und zu Lieferungseinheiten automatisiert zusammengestellt werden können.

Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung nach Anspruch 1 bzw. einem Verfahren nach Anspruch 7 gelöst.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird im Folgenden näher beschrieben,

Es zeigen dabei im Einzelnen:

Fig. 1 : eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen

Radialgreifers

Fig.2a: eine Seitenansicht einer I .Version eines Radialgreifers

Fig. 2b: eine Draufsicht auf eine Stapelablage für die 1. Version

Fig. 3a::eine Seitenansicht einer 2. Version eines Radiaigreifers

Fig. 3b: eine Draufsicht auf eine Stapelablage für die 2. Version

Fig.4: eine Darstellung der Greiferpaddel beider Versionen

Fig.5: eine Detail - Darstellung der I .Version des Radialgreifers

Die grundlegende Idee der vorliegenden Erfindung besteht darin, mittels eines speziellen dreidimensional verfahrbaren Greifersystems zum Zusammenstellen einer Kommission Waren von einzelnen sortenreinen Quell - Lagern zu entnehmen und auf eine besondere Weise zu stapeln. Diese spezielle Art des Stapeins mittels einer Stapelanlage ermöglicht die automatische Erfassung der zusammengestellten verschiedenen Gebinde und im Wesentlichen eine versandfertige Weiterbeförderung der gesamten Kommission.

Die Fig.1 zeigt eine perspektivische Darstellung des erfindungsgemäßen

Radialgreifers. Wie aus dieser Darstellung im Zusammenhang mit der Fig.2a und 3a ersichtlich, ergreift der erfindungsgemäße Radialgreifer das zu erfassende Stückgut, bzw. das Gebinde, indem zwei Greiferzangen mit zwei Greiferarmen 7 als

Zentriergreifer und vier Greiferarmen 8 als Hauptgreifer, wie die Finger einer Hand sich dem interessierenden Gut von oben radial annähern, und zwischen den vier Greiferarmen durch Druckkraft festhalten. Der gesamte Radialgreifer wird hierbei über einen zentralen Befestigungsflansch 3 mittels eines Hauptschwenkarms 13 geführt. Der Hauptschwenkarm 13 kann Teil eines mehrachsigen Roboters oder eines Flur - und / oder Portalförderers sein. Der gesamte Radialgreifer ist mittels des an der Grundplatte 1 befestigten Antriebs 2 um 360 Grad drehbar.

Die beiden Greiferarme 7 des Zentriergreifers werden von dem Antrieb 4 des

Antriebsriemens 5 zangenartig radial soweit gegeneinander bewegt bis sie auf Widerstand stoßen. Die vier Greiferarme 8 des Hauptlastgreifers werden ebenfalls zangenartig mittels des Antriebs 6 gegeneinander bewegt und ergreifen auf diese Weise das Stückgut 14.

Die Detektorvorrichtung 9 detektiert und registriert die Grenzen der Vertikalbewegung des gesamten Radialgreifers und damit auch die untersten Begrenzungen der Greiferarme 7 und 8.

Die Greiferarme 8 des Hauptlastgreifers tragen jeweils rechteckige Greiferpaddel 10 als Berührungsfläche zwischen den Greiferarmen 8 und dem zu erfassenden

Stückgut.

Alle Greiferpaddel 10 sind an ihren Unterseiten mit umklappbaren hakenförmigen Halterungen als Bestandteil einer Sicherungs - Greifeinrichtung 1 ausgestattet. Betätigt werden diese Halterungshaken mittels eines Antriebs 12, der im einfachsten Fall aus einem oder mehreren Druckzylindern bestehen kann. Es sind jedoch, jeweils nach dem Anwendungsfall, auch motorische Antriebsmittel oder eine Betätigung mittels Piezoelementen möglich.

Die Fig. 2a zeigt eine Seitenansicht einer 1. Version des Radialgreifers.

Erfindungsgemäß stapelt der Radialgreifer das Stapelgut 14 auf einer Stapelanlage die eine leicht gegen die jeweilige Bodenfläche geneigte Grundfläche 16 und an der Grundfläche 16 befestigte Zentrierstangen 15 aufweist. Eine solche Stapelanlage hat den Vorteil, dass durch die Schrägstellung der Grundfläche 16 das Stapelgut automatisch an die Zentrierstangen 15 rutscht, bzw. die starke Tendenz hat sich dorthin zu bewegen. Dies gewährleistet, in Verbindung mit den Zangenbewegungen des Radialgreifers, eine sichere und definierte Endlage von Stückgut

unterschiedlicher Abmessungen.

Die Grundfläche 16, hier in der Form einer Grundplatte 16, ist über mehrere Stütz - und Wiegeeinrichtungen 17 mit dem Fußboden verbunden, wobei im Schnitt der Fig. 2a vdn den jeweils vier Einrichtungen 17 lediglich zwei zu erkennen sind. Die Einrichtungen 17 dienen zum Einen dazu, der Grundfläche 16 die gewünschte Schräglage zu geben, und zum Anderen bieten die Einrichtungen 17 die Möglichkeit mittels eingebauter Messmittel, wie Messdosen oder dergleichen, die

Gewichtsverteilung jeder Stapelanordnung in Bezug auf die flächenmäßige

Verteilung des Gewichts als auch des Gesamtgewichts zu ermitteln. Diese

Messergebnisse dienen dann als steuerungstechnische Grundlage für die

Bewegungsvorgänge des Radialgreifers.

Wie aus der Fig. 2b zu ersehen ist, weist die hier gezeigte Einrichtung 17 auf der Stützseite lediglich eine Zentrierstange 16 auf an die das Stapelgut 14 sich stützen kann. Demzufolge kann diese Zentrierstange 16 auf beiden Seiten von den Paddeln 10 des Hauptlastgreifers 8 der 1. Version des Radialgreifers räumlich umfangen werden.

Die Fig. 3a zeigt eine Seitenansicht einer 2.Version des Radialgreifers. In dieser Fig.2a ist in der Seitenansicht kein Unterschied zu den Verhältnissen der 1. Version erkennbar, da sich die, nunmehr jeweils drei, Greiferpaddel 10 in dieser Ansicht verdecken.

Die Fig. 3b zeigt eine Draufsicht auf eine Stapelablage für die 2. Version. Hier wird erkennbar, dass die Stütz - und Wiegeeinrichtung 17 auf ihrer Rückseite zwei Zentrierstangen 15 aufweist. Dies ist vorzugsweise in den Fällen angebracht in denen vorwiegend Stapelgut mir rundlichen Abmessungen gestapelt werden soll. Hier ist gezeigt, dass in diesem Fall ein Hauptgreifer 8 jeweils drei Greiferarme 8 mit jeweils einem Greiferpaddel 10 aufweisen muss um den Zwischenraum zwischen den beiden Zentrierstangen 15 zu durchdringen und gleichzeitig den Randbereich der Stapelablage erfassen zu können.

In der Fig. 4 ist eine Darstellung der Greiferpaddel beider Versionen gezeigt.

In dem Teil a der Fig.4 ist die Seitenansicht der Greiferpaddel 10 im Detail zu erkennen, die, wie oben schon erklärt, in dieser Ansicht gleich ist. So ist hier der rutschhemmende Belag 18 der auf der Innenseite sämtlicher Greiferpaddel aufgebracht ist, gezeigt. Zusätzlich sind an dieser Stelle vier Druckleisten 19 zu erkenhen die mittels des jeweiligen Hubantriebs 20, vereinzelt oder gemeinsam, gegen das Stapelgut gedrückt werden können. Die Greiferpaddel 10 sind jeweils im Bereich ihrer Befestigung an den Greiferarmen 8 in Gummi gelagert. Auf diese Weise wird erreicht, dass sich die Greiferpaddel 10 in ihrer Lagerung leicht verdrehen und an die Konturen des Stapelguts 14 anpassen können.

In einer besonderen Ausführungsform können zu diesem Zweck zusätzliche

Druckmittel mit entsprechenden Messmitteln vorgesehen sein, die ein in der

Grundstellung verdrehtes Paddel 10 mit definiertem Druck an das Stapelgut 14 andrücken

In einer weiteren besonderen Ausführungsform können die Druckleisten 19, in gewissen Grenzen, in eine definierte Position ausgefahren werden, wobei jede Druckleiste 19 unterschiedlich weit ausgefahren werden kann. Gesteuert wird die Tiefe der Ausfahrbewegung hierbei von Abstandssensoren die den Abstand der jeweiligen Druckleiste 19 vom Stapelgut 14 messen und die Ausfahrbewegung dementsprechend steuern.

Der Teil b der Fig. 4 zeigt die bei der 2. Version des Radialgreifers eingesetzten drei Greiferarme auf jeder Seite des Hauptgreifers mit ihren Greiferpaddeln 10. und den an dieser Stelle gut sichtbaren Hubantrieben 20 für die Druckleisten 19. Detailliert herausgezeichnet sind hierbei lediglich die beiden linken Paddel 10.

Als besondere Ausgestaltung kann im Bereich der Druckleisten 19 der zusätzliche Einsatz von, gezielt und definiert mit Druckluft aufblasbaren,„Luftsäcken"

vorgesehen sein. Diese Luftsäcke können hierbei direkt auf den Druckleisten 19 installiert sein, also eine linienförmige Struktur aufweisen, oder auch mehr eine ballonartige Struktur aufweisen, wobei auch gleichzeitig diese beiden Strukturen zum Einsatz kommen können. Im Zusammenhang mit diesen Luftsäcken ist es als weitere Ausgestaltung vorgesehen, zusätzliche Sensoren zu installieren, die den

mechanischen Widerstand messen der dem Aufblasvorgang solcher Luftsäcke entgegen gebracht wird. Auf diese Weise ist es möglich, automatisch die Festigkeit des Stapelguts 14 zu ermitteln und in Verbindung mit, den Abstand des Stapelguts messender, Abstandssensoren, den notwendigen Abstand der Druckleisten 19 sowie den notwendigen Luftdruck der Luftsäcke festzustellen. Auf diese Weise ist es möglich zu Demonstrationszwecken die Greifarme 8 des Hauptlastgreifers so dezidiert zu steuern, dass sie in die Lage versetzt werden sogar ein rohes Ei unverletzt aufzunehmen und definiert an einer anderen Stelle abzusetzen.

Die Fig. 5 zeigt eine weitere Detail - Darstellung der I .Version des Radialgreifers, erkennbar an den beiden Greiferpaddeln 10. Besonders wird hierbei auf die sechs Sensoren 21 zur Messung des Anpressdrucks der Greiferarme 7 des Zentriergreifers und der Greiferarme 8 des Hauptlastgreifers verwiesen. Hierbei handelt es sich im Wesentlichen um die Auswertung der Signale von Dehnungsmessstreifen. Da sich die jeweiligen Greiferarme 7,8 bei dem Aufbringen von Anpressdruck leicht verbiegen, kann mittels dieser Dehnungsmessstreifen die verursachte Dehnung der Greiferarme 7,8 an diesen Stellen gemessen und somit auf die aufgewendete Druckkraft rückgeschlossen werden.

Wetterhin ist am rechten Greiferarm 7 eine Teleskopeinrichtung 22 mit einer daran befestigten Vorrichtung 23 zur Horizontaldetektion gezeigt. Mit dieser Vorrichtung 23 besteht die Möglichkeit in jeder horizontalen Lage den Zustand des Stapelguts zu beobachten, bzw. zu überwachen.

Es kann sich hierbei um eine Kamera handeln deren Bilder lediglich nach den Prinzipien der Mustererkennung ( pattern recognition ) ausgewertet und

steuerungstechnisch verarbeitet werden, oder deren Bilder zur menschlichen

Überwachung dienen. Zusätzlich kann auch in einer besonderen Ausgestaltung noch eine Vorrichtung zur Überwachung von, auf dem Stapelgut 14 aufgedruckten, Barcodes vorgesehen sein.

Eine Vorrichtung 23 kann, je nach Erfordernis, jeweils an jedem Greifarm 7,8 angebracht sein

Die Steuerung der komplexen Bewegungsvorgänge und die Signalverarbeitung der verwendeten Sensoren erfordert ein spezielles Steuerungsprogramm. Bezugszeichenliste Grundplatte des Radialgreifers

Antrieb des Drehkopfes des Radialgreifers

zentraler Befestigungsflansch des Radialgreifers

Antrieb des Zentriergreifers des Radialgreifers

Antriebsriemen des Zentriergreifers des Radialgreifers

Antrieb für die Hauptgreifer

Greiferarme des Zentriergreifers

Greiferarme des Hauptlastgreifers

Detektorvorrichtung für die Vertikalbewegung des Radialgreifers Greiferpaddel

Sicherungs - Greifeinrichtung

Antrieb der Sicherungs - Greifeinrichtung

Hauptschwenkarm

Stapelgut

Zentrierstangen der Stapelablage

Grundfläche der Stapelablage

Stütz - und Wiegeeinrichtung der Stapelablage

rutschhemmender Belag

Druckleisten zur Greifunterstützung

Hubantrieb der Druckleisten 19

Sensoren zur Messung des Anpressdrucks der Greifer

Teleskopeinrichtung zur Horizontaldetektion

Vorrichtung zur Horizontaldetektion

Gummilager der Greifpaddel