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Title:
MODULAR ROBOT SYSTEM FOR A CONTAINER PROCESSING FACILITY
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/074147
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a modular robot system (1) for a container processing facility, comprising a mobile platform (2), which comprises a chassis (2b) that is supported on the floor for moving in a working area of the container processing facility, and comprising multiple robot units (3', 3'', 3''') of different types for carrying out jobs of different types in the container processing facility, wherein the mobile platform (2) and/or the robot units (3', 3'', 3''') are designed such that the robot units (3', 3'', 3''') can selectively be connected to the mobile platform (2) in order to transport each robot unit in the container processing facility and position same for the respective job.

Inventors:
HAHN WOLFGANG (DE)
Application Number:
PCT/EP2019/069179
Publication Date:
April 16, 2020
Filing Date:
July 17, 2019
Export Citation:
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Assignee:
KRONES AG (DE)
International Classes:
B25J9/00; B25J5/00; B25J9/08
Domestic Patent References:
WO2009146899A12009-12-10
Foreign References:
US20160236867A12016-08-18
DE202012100646U12013-06-04
DE102007060568A12009-06-18
DE10064217A12002-07-04
DE102015216272A12017-03-02
Other References:
CLEARPATH ROBOTICS: "RIDGEBACK Omnidirectional Development Platform", 21 May 2015 (2015-05-21), XP055623765, Retrieved from the Internet [retrieved on 20190918]
Attorney, Agent or Firm:
GRÜNECKER PATENT- UND RECHTSANWÄLTE PARTG MBB (DE)
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Claims:
Ansprüche

1. Modulares Robotersystem (1 ) für eine Behälterverarbeitungsanlage, mit einer mobilen Plattform (2), die ein bodengestütztes Fahrwerk (2b) zur Fortbewegung in einem Arbeitsbereich der Behälterverarbeitungsanlage umfasst, und mit mehreren Robotereinheiten (3‘, 3“, 3‘“) verschiedenen Typs zur Durchführung von Arbeitsaufträgen verschiedener Art in der Behälterverarbeitungsanlage, wobei die mobile Plattform (2) und/oder die Robotereinheiten (3‘, 3“, 3‘“) derart ausgebil- det sind, dass die Robotereinheiten (3‘, 3“, 3‘“) wahlweise mit der mobilen Plattform (2) verbindbar sind, um sie jeweils in der Behälterverarbeitungsanlage zu transportieren und für den jeweiligen Arbeitsauftrag zu positionieren.

2. Modulares Robotersystem (1 ) nach Anspruch 1 , wobei die mobile Plattform (2) eine Ro- boteraufnahme (2d) umfasst, um wahlweise eine der Robotereinheiten (3‘, 3“, 3‘“) aufzu- nehmen und für den Arbeitsauftrag an einer Behälterbehandlungsmaschine zu positionie- ren.

3. Modulares Robotersystem (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die mobile Plattform (2) und die Robotereinheiten (3‘, 3“, 3‘“) jeweils mit einer eigenen Steuerungseinheit (2a, 3a) ausgebildet sind, so dass sie autonom voneinander einsetzbar sind.

4. Modulares Robotersystem (1 ) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die mobile Plattform (2) selbstnavigiert ausgebildet ist.

5. Modulares Robotersystem (1 ) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das modulare Robotersystem (1 ) eine stationäre Plattform (6) umfasst, die dazu ausgebildet ist, eine der Robotereinheiten (3‘, 3“, 3‘“) an einem Arbeitsort zu positionieren und/oder aufzunehmen.

6. Modulares Robotersystem (1 ) nach Anspruch 5, wobei die mobile Plattform (2) dazu ausgebildet ist, die stationäre Plattform (6) aufzunehmen, zu transportieren und/oder an dem Arbeitsort zu positionieren, insbesondere zusammen mit der von der stationären Plattform (6) aufgenommenen Robotereinheit (3‘, 3“, 3‘“).

7. Modulares Robotersystem (1 ) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das modulare Robotersystem (1 ) einen an die mobile Plattform (2) ankuppelbaren Zubehör- anhänger (5) umfasst, um insbesondere ein Werkzeug, ein Rüstteil, ein Reinigungsag- gregat, ein Schmiersystem, ein Schmiermittel, ein Prüfmittel, ein Ersatzteil und/oder In- standhaltungsmittel aufzunehmen.

8. Modulares Robotersystem (1 ) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die mobile Plattform (2), die stationäre Plattform (6) und/oder wenigstens eine der Robote- reinheiten (3‘, 3“, 3‘“) eine Schutzeinrichtung umfasst.

9. Modulares Robotersystem (1 ) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das modulare Robotersystem (1 ) ein Magazin (4) für die Robotereinheiten (3‘, 3“, 3‘“) um- fasst, das derart ausgebildet ist, dass die Robotereinheiten (3‘, 3“, 3‘“) wahlweise oder sequentiell daraus mit der mobilen Plattform (2) entnehmbar sind.

10. Modulares Robotersystem (1 ) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei an wenigstens einem Arbeitsort wenigstens eine Sensoreinheit und/oder eine Aktuatorein- heit angeordnet ist, die mit wenigstens einer der Robotereinheiten (3‘, 3“, 3‘“) über eine elektrische Schnittstelle (3b, 7d) oder eine Funktschnittstelle verbindbar ist.

1 1. Modulares Robotersystem (1 ) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei an wenigstens einem Arbeitsort eine Energie- und/oder Medienversorgungseinheit (7b) für die Robotereinheiten (3‘, 3“, 3‘“) und/oder für die die mobile Plattform (2) angeordnet ist.

12. Modulares Robotersystem (1 ) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das modulare Robotersystem (1 ) eine übergeordnete Steuerungszentrale (8) umfasst, um die mobile Plattform (2) und die Robotereinheiten (3‘, 3“, 3‘“) zu steuern, insbesondere für die Arbeitsaufträge.

13. Modulares Robotersystem (1 ) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die mobile Plattform (2), die stationäre Plattform (6), der Zubehöranhänger (5) und/oder die Robotereinheiten (3‘, 3“, 3‘“) jeweils mit einem Identifikationsmittel ausgebildet sind.

14. Verfahren für ein modulares Robotersystem (1 ) mit einer mobilen Plattform (2) und mit mehreren Robotereinheiten (3‘, 3“, 3‘“) verschiedenen Typs, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 - 13, wobei sich die mobile Plattform (2) mit einem bodengestützten Fahrwerk (2b) in einem Arbeitsbereich einer Behälterverarbeitungsanlage fortbewegt, wobei die Robotereinheiten (3‘, 3“, 3‘“) Arbeitsaufträge verschiedener Art in der Behäl- terverarbeitungsanlage durchführen, wobei die mobile Plattform (2) eine der Robotereinheiten (3‘) aufnimmt, transportiert und für einen der Arbeitsaufträge positioniert, und wobei die mobile Plattform (2) eine andere der Robotereinheiten (3“) aufnimmt, transpor- tiert und für einen anderen der Arbeitsaufträge positioniert.

15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei die Robotereinheiten (3‘, 3“, 3‘“) aus einem Magazin (4) entnommen und/oder an wenigstens einem Arbeitsort auf oder mit einer stationären Plattform (6) positioniert werden.

Description:
Modulares Robotersystem für eine Behälterverarbeitungsanlage

Die Erfindung betrifft ein modulares Robotersystem für eine Behälterverarbeitungsanlage und ein Verfahren für ein modulares Robotersystem.

Üblicherweise werden Robotersysteme in Behälterverarbeitungsanlagen dazu eingesetzt, Ar- beitsaufträge verschiedenster Art durchzuführen, beispielsweise Wartungs- und/oder Instandhal- tungsarbeiten an Behälterbehandlungsmaschinen. Beispielsweise kann ein Arbeitsauftrag darin bestehen, das Förderband einer Behälterbehandlungsmaschine mit Schmiermittel zu versorgen.

Die DE 100 64 217 A1 offenbart eine Verpackungsstraße mit einem Fördermittel zum Transport von zu verpackenden Produkten und mit einem bezüglich des Fördermittels verfahrbaren Hand- habungsgerät.

In der WO 2009/146899 A1 wird ein multidirektional bewegliches Fahrzeugzeug offenbart, das ein mobiles Fahrzeug und einen daran angeordneten Roboterarm umfasst. Zur selbstständigen Mobilität sind an dem Fahrzeug Räder angeordnet, die mittels einer fahrzeuginternen Steuerein- richtung gesteuert werden.

Nachteilig dabei ist, dass die bekannten Robotersysteme aufgrund der hinsichtlich Tragkraft, Reichweite, Werkzeuge, etc. verschiedenartigen Arbeitsaufträge nur eingeschränkt angewendet werden können und folglich nicht ausreichend ausgelastet werden.

Die DE 10 2015 216 272 A1 offenbart einen modularen Roboterbausatz mit einer Roboter- Plattform und mit einem Roboter-Arbeitskopf, die über einen Roboter- Adapter modular mitei- nander verbindbar sind, um sie flexibel in einer Multitasking-Umgebung einzusetzen.

Nachteilig dabei ist, dass die Plattform bei der Durchführung des jeweiligen Arbeitsauftrags selbst nicht benötigt wird und dadurch unausgelastet bleibt. Zudem kann die Plattform bei der Durchführung des Arbeitsauftrags zu Einschränkungen bei der Positionierung des Arbeitskopfes gegenüber der Behälterbehandlungsmaschine führen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein modulares Robotersystem für eine Behäl- terverarbeitungsanlage bereitzustellen, das stärker ausgelastet werden kann und das bei der Durchführung von Arbeitsaufträgen weniger eingeschränkt ist. Zur Lösung dieser Aufgabenstellung stellt die Erfindung ein modulares Robotersystem für eine Behälterverarbeitungsanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bereit. Vorteilhafte Ausfüh- rungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen genannt.

Dadurch, dass die mobile Plattform und/oder die Robotereinheiten derart ausgebildet sind, dass die Robotereinheiten wahlweise mit der mobilen Plattform verbindbar sind, um sie jeweils in der Behälterverarbeitungsanlage zu transportieren und für den jeweiligen Arbeitsauftrag zu positio- nieren, kann eine der Robotereinheiten je nach Arbeitsauftrag flexibel mit der mobilen Plattform kombiniert werden und dann im Arbeitsbereich der Behälterverarbeitungsanlage positioniert werden. Zudem kann die positionierte Robotereinheit dann separiert von der mobilen Plattform den Arbeitsauftrag durchführen, so dass die mobile Plattform währenddessen für eine andere der Robotereinheiten genutzt werden kann. Folglich kann das modulare Robotersystem höher ausgelastet werden.

Die Behälterverarbeitungsanlage kann mehrere Behälterbehandlungsmaschinen umfassen, die über einen oder mehrere Transporteure miteinander verbunden sind. Mit Behälterbehandlungs- maschine kann eine Maschine zur Behandlung von Behältern zum Abfüllen eines Getränks ge- meint sein. Die Behälterbehandlungsmaschinen können eine Behälterherstellungsmaschine, einen Rinser, eine Inspektionsvorrichtung, eine Etikettiermaschine, einen Füller zum Abfüllen eines Getränks in die Behälter, eine Verpackungsmaschine und/oder einen Palettierer umfas- sen. An den Behälterbehandlungsmaschinen können Roboteraufnahmen für die Robotereinhei- ten angeordnet sein. Dadurch können die Robotereinheiten separat von der mobilen Plattform sicher an den Behälterbehandlungsmaschinen positioniert werden.

Die Behälter können dazu vorgesehen sein, ein fließfähiges Produkt, wie ein Getränk, ein Le- bensmittel, ein Pharmaprodukt, ein Medizinprodukt, ein Reinigungsmittel, ein Spray und/oder ein Körperpflegeprodukt aufzunehmen. Vorzugsweise kann mit dem Behälter ein Getränkebehälter gemeint sein. Mit einem Getränk kann Mineralwasser, ein Softdrink, ein Saft und/oder Bier ge- meint sein. Mit einem Lebensmittel kann ein Produkt wie das Getränk, Essig, Speiseöl und/oder dergleichen gemeint sein. Vorzugsweise kann ein Behälter gemeint sein, mit dem ein flüssiges oder pastöses Produkt vom Hersteller zum Endverbraucher transportiert wird.

Die Behälter können dazu vorgesehen sein, darin das fließfähige Produkt abzufüllen und sie mit einem Verschluss zu versehen. Die Behälter können Kunststoffflaschen, Glasflaschen, Dosen und/oder Tuben sein. Bei Kunststoffflaschen kann es sich im speziellen um PET-, PEN-, HD-PE- oder PP-Flaschen handeln. Ebenso kann es sich um biologisch abbaubare Behälter handeln, deren Hauptbestandteile aus nachwachsenden Rohstoffen, wie zum Beispiel Zuckerrohr, Wei- zen oder Mais bestehen.

Die mobile Plattform kann einen Rahmen umfassen, an dem das bodengestützte Fahrwerk an- geordnet ist. Der Rahmen kann wahlweise mit einer der Robotereinheiten verbindbar sein. Denkbar ist, dass der Rahmen gehäuseartig ausgebildet ist. Das bodengestützte Fahrwerk kann mehrere Räder umfassen, wobei wenigstens eines der Räder angetrieben und/oder lenkbar ausgebildet ist. Als Antrieb kann das bodengestützte Fahrwerk einen Elektromotor umfassen, der vorzugsweise steuerbar ausgebildet ist. Beispielsweise kann es sich hierbei um einen Ser- vomotor handeln. Denkbar ist auch, dass das bodengestütztes Fahrwerk einen Lenkantrieb um- fasst, um wenigstens eines der Räder zu lenken. Zur Stromversorgung kann die mobile Platt- form eine wieder aufladbare Batterie und/oder eine elektrische Schnittstelle umfassen.

Die Robotereinheiten können jeweils einen Roboterarm mit wenigstens einem steuerbaren Ge- lenk und/oder einer Verfahreinheit zum Bewegen eines Werkzeugs oder einer Werkzeugauf- nahme umfassen. Das Werkzeug kann beispielsweise als Greifer ausgebildet sein, um einen Gegenstand wie beispielsweise einen Behälter zugreifen. Denkbar ist auch, dass das Werkzeug eine Düse oder dergleichen umfasst, um beispielsweise ein Reinigungsmedium oder ein Schmiermittel zu applizieren. Die Werkzeugaufnahme kann dazu ausgebildet sein, verschieden- artige Werkzeuge damit aufzunehmen. Vorzugsweise kann der Roboterarm bzw. die Ver- fahreinheit dazu ausgebildet sein, das Werkzeug dreidimensional im Raum zu bewegen. Denk- bar ist jedoch auch eine zweidimensionale oder eindimensional Bewegung. Denkbar ist, dass wenigstens eine der Robotereinheiten eine wieder aufladbare Batterie zur Stromversorgung um- fasst. Bei den Robotereinheiten kann es sich auch um kollaborativ und/oder kooperativ arbei- tende Robotereinheiten handeln.

Das Robotersystem kann dazu ausgebildet sein, dass wenigstens eine der Robotereinheiten die Energie- und/oder Medienversorgung an einem Arbeitsbereich selbständig verbindet, insbeson- dere an einem Arbeitsbereich einer Behälterbehandlungsmaschine. Dadurch kann das Roboter- system die Energie- und/oder Medienversorgung ohne einen Bediener am Einsatzort selbst her- steilen. Der Arbeitsbereich kann insbesondere ein Einsatzort der Robotereinheit sein. Dazu ist es vorteilhaft, die wenigstens eine Steckverbindung im Wirkungsbereich der positionierten Robo- tereinheit anzuordnen. Die Steckverbindung kann dazu ausgebildet sein, dass sie durch die Po- sitionierung, einen Wechselvorgang und/oder einen Austausch der Robotereinheit automatisch oder durch eine Betätigung der Steckverbindung erfolgt. Dazu ist es vorteilhaft, standardisierte Steckverbindungen zu verwenden, die insbesondere jede Kombination von allen Typen der Ro- botereinheiten mit der Behälterbehandlungsmaschine ermöglicht.

Die mobile Plattform kann eine Roboteraufnahme umfassen, um wahlweise eine der Robote- reinheiten aufzunehmen und für den Arbeitsauftrag an einer Behälterbehandlungsmaschine zu positionieren. Dadurch ist es möglich, die Robotereinheiten jeweils positionsgenau und/oder gesichert mit der mobilen Plattform aufzunehmen. Beispielsweise kann es sich bei der Robo- teraufnahme um eine an dem zuvor beschriebenen Rahmen angeordnete Platte mit Positionie- rungselement handeln, um jeweils eine der Robotereinheiten aufzunehmen. Denkbar ist, dass die Robotereinheiten jeweils einen Standfuß umfassen, der mit der Roboteraufnahme lösbar verbindbar ist. Der Standfuß kann derart ausgebildet sein, dass die zugehörige Robotereinheit ohne äußeres abstützen auf einer Aufstandsfläche und/oder Aufstandsfüßen des Standfußes stabil steht.

Die mobile Plattform und die Robotereinheiten können jeweils mit einer eigenen Steuerungsein- heit ausgebildet sein, sodass sie autonom voneinander einsetzbar sind. Dadurch kann die mobi- le Plattform während der Abarbeitung der Arbeitsaufträge durch eine der Robotereinheiten zum Transport einer anderen der Robotereinheiten eingesetzt werden. Bei den Steuerungseinheiten kann es sich beispielsweise jeweils um eine eigenständige Maschinensteuerung handeln, insbe- sondere jeweils mit einem Mikroprozessor, eine Speichereinheit, einer Datenschnittstelle, einem Eingang für einen Sensor, einem Ausgang für einen Antrieb, einem Aktuator oder dergleichen, eine Eingabeeinheit und/oder mit einer Ausgabeeinheit wie einem Display. Denkbar ist, dass die Steuerungseinheiten mit Datenschnittstellen ausgebildet sind, um untereinander Daten auszu- tauschen.

Die mobile Plattform kann selbstnavigiert ausgebildet sein. Dadurch kann die mobile Plattform unabhängig von einer übergeordneten Steuerungszentrale arbeiten. Mit„selbstnavigiert“ kann hier gemeint sein, dass die mobile Plattform Daten des Arbeitsbereichs und/oder wenigstens eines Navigationssensors derart verarbeitet, dass die mobile Plattform sich im Arbeitsbereich autonom fortbewegen kann. Mit„Daten des Arbeitsbereichs“ kann hier beispielsweise ein Plan der Anordnung von den Behälterbehandlungsmaschinen der Behälterverarbeitungsanlage und/oder von Wegen für die mobile Plattform gemeint sein.

Das modulare Robotersystem kann eine stationäre Plattform umfassen, die dazu ausgebildet ist, eine der Robotereinheiten an einem Arbeitsort zu positionieren und/oder aufzunehmen. Dadurch kann die Robotereinheit besonders einfach und genau positioniert werden, beispielsweise an einer Behälterbehandlungsmaschine. Zudem kann der Arbeitsauftrag an der stationären Platt- form durchgeführt werden, so dass die mobile Plattform währenddessen mit dem Transport von einer anderen der Robotereinheiten ausgelastet werden kann. Die stationäre Plattform kann tischartig ausgebildet sein, insbesondere mit einem Untergestell zum Abstützten auf dem Boden und mit einer Roboteraufnahme zum Aufnehmen der Robotereinheit.

Die mobile Plattform kann dazu ausgebildet sein, die stationäre Plattform aufzunehmen, zu transportieren und/oder an dem Arbeitsort zu positionieren, insbesondere zusammen mit der von der stationären Plattform aufgenommenen Robotereinheit. Dadurch kann die mobile Platt- form sowohl zum Transport der jeweiligen Robotereinheit als auch der stationären Plattform ge- nutzt werden. Denkbar ist, dass die mobile Plattform eine Hubeinheit umfasst, um die stationäre Plattform mit oder ohne die aufgenommene Robotereinheit beim Transport anzuheben und/oder zur Positionierung am Arbeitsort abzusetzen. Die Hubeinheit kann eine anhebbare Aufnahme für die stationäre Plattform und/oder für die Robotereinheit umfassen. Denkbar ist auch, dass die mobile Plattform eine Hubeinheit umfasst, um eine der Robotereinheiten zum Transport und/oder beim Positionieren anzuheben.

Das mobile Robotersystem kann einen an die mobile Plattform ankuppelbaren Zubehöranhä- nger umfassen, um insbesondere ein Werkzeug, ein Rüstteil, ein Reinigungsaggregat, ein Schmiersystem, ein Schmiermittel, einen Rohstoff, einen Hilfsstoff, einen Betriebsstoff, ein Prüfmittel, ein Ersatzteil und/oder Instandhaltungsmittel aufzunehmen. Dadurch ist das mobile Robotersystem noch flexibler einsetzbar, da die Arbeitsaufträge wahlweise mit oder ohne den Zubehöranhänger durchgeführt werden können. Zudem kann so die Transportkapazität der mo- bilen Plattform auf einfache Art und Weise erweitert werden. Der ankuppelbare Zubehöranhä- nger kann ein eigenständiges, bodengestütztes Fahrwerk und/oder ein oder mehrere Zubehör- fächer umfassen. Denkbar ist, dass die Zubehörfächer als Schubfächer, Regalfächer und/oder als Kastenfächer ausgebildet sind. Die mobile Plattform und der Zubehöranhänger können über eine lösbare Kupplungsvorrichtung miteinander verbindbar sein. Denkbar ist auch, dass die Kupplungsvorrichtung mit der Steuerungseinheit derart angesteuert werden kann, dass sich der Zubehörwagen wahlweise von der mobilen Plattform löst oder damit verbunden wird.

Die mobile Plattform, die stationäre Plattform und/oder wenigstens eine der Robotereinheiten kann eine Schutzeinrichtung umfassen. Dadurch kann eine Bedienperson vor Verletzungen besser geschützt werden. Denkbar ist, dass die Schutzeinrichtung mechanische Absperrele- mente, einen Lichtvorhang, einen 3D-Erfassungssensor, eine Lichtschranke und/oder einen Notausschalter umfasst. Mit 3D-Erfassungssensor kann hier beispielsweise ein Laserscanner gemeint sein, der einen Schutzbereich der Robotereinheit erfasst und die Robotereinheit beim Eindringen einer Bedienperson in den Schutzbereich deaktiviert.

Das modulare Robotersystem kann ein Magazin für die Robotereinheiten umfassen, das derart ausgebildet ist, dass die Robotereinheiten wahlweise oder sequentiell daraus mit der mobilen Plattform entnehmbar sind. Dadurch können die Robotereinheiten flexibel zur Verbindung mit der mobilen Plattform bereitgestellt werden. Denkbar ist, dass das Magazin eine Fördereinrich- tung für die Robotereinheiten umfasst, die derart ausgebildet ist, dass sie eine zur Verbindung mit der mobilen Plattform ausgewählte Robotereinheit an eine Übergabestelle transportiert. Bei- spielsweise kann das Magazin als Fördereinrichtung eine rotierbare Plattform und/oder ein För- derband umfassen. Das Magazin kann dazu ausgebildet ist, dass die mobile Plattform daran eine der Robotereinheiten nach Erledigung des Arbeitsauftrags wieder abgibt.

Denkbar ist, dass an wenigstens einem Arbeitsort wenigstens eine Sensoreinheit und/oder eine Aktuatoreinheit angeordnet ist, die mit wenigstens einer der Robotereinheiten über eine elektri- sche Schnittstelle oder eine Funkschnittstelle verbindbar ist. Dadurch kann die wenigstens eine der Robotereinheiten bei der Durchführung des Arbeitsauftrags beispielsweise mit der an einer Behälterbehandlungsmaschine vorhandenen Sensoreinheit und/oder der Aktuatoreinheit zu- sammenwirken. Beispielsweise kann es sich bei der Sensoreinheit um einen Drehgeber oder eine Kamera bzw. bei der Aktuatoreinheit um einen Antrieb einer Fördereinrichtung handeln.

An wenigstens einem Arbeitsort kann eine Energie- und/oder Medienversorgungseinheit für die Robotereinheit und/oder für die mobile Plattform angeordnet sein. Dadurch können wiederauf- ladbare Batterien der Robotereinheit und/oder der mobilen Plattform auch am jeweiligen Ar- beitsort geladen werden.

Das modulare Robotersystem kann eine übergeordnete Steuerungszentrale umfassen, um die mobile Plattform und die Robotereinheit zu steuern, insbesondere für die Arbeitsaufträge. Dadurch kann der Einsatz der mobilen Plattform und die Robotereinheiten koordiniert werden. Bei der Steuerungszentrale kann es sich beispielsweise um ein Computersystem handeln, an dem eine Bedienperson die Arbeitsaufträge eingibt. Denkbar ist, dass die Steuerungszentrale dazu ausgebildet ist, mehrere der mobilen Plattformen zu steuern.

Die mobile Plattform, die stationäre Plattform, der Zubehöranhänger und/oder die Robotereinhei- ten können jeweils mit Identifikationsmitteln ausgebildet sein. Dadurch können die Einheiten nicht unbeabsichtigt miteinander vertauscht werden. Bei den Identifikationsmitteln kann es sich beispielsweise um Schriftzeichen, Barcodes und/oder RFID-Kennzeichnungselemente handeln. Darüber hinaus stellt die Erfindung zur Lösung der Aufgabenstellung ein Verfahren für ein modu- lares Robotersystem mit den Merkmalen des Anspruchs 14 bereit. Vorteilhafte Ausführungsfor- men der Erfindung sind in den Unteransprüchen genannt.

Dadurch, dass die mobile Plattform die eine Robotereinheit aufnimmt, transportiert und für einen der Arbeitsaufträge positioniert, und die mobile Plattform die andere Robotereinheit aufnimmt, transportiert und für einen anderen der Arbeitsaufträge positioniert, können die Robotereinheiten je nach Arbeitsauftrag flexibel mit der mobilen Plattform kombiniert werden und dann im Arbeits- bereich der Behälterverarbeitungsanlage positioniert werden. Zudem kann die eine Roboterein- heit dann unabhängig von der mobilen Plattform den Arbeitsauftrag durchführen, so dass die mobile Plattform währenddessen für die andere Robotereinheit genutzt werden kann. Folglich kann das modulare Robotersystem höher ausgelastet werden.

Das Verfahren kann mit dem zuvor beschriebenen, modularen Robotersystem, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 - 13 durchgeführt werden. Zudem kann das Verfahren die zuvor in Bezug auf das modulare Robotersystem beschriebenen Merkmale, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 - 13, sinngemäß umfassen.

Denkbar ist, dass die eine Robotereinheit den einen Arbeitsauftrag ausführt, während die mobile Plattform die andere Robotereinheit aufnimmt, transportiert und/oder für den anderen Arbeitsauf- trag positioniert.

Die Robotereinheiten können aus einem Magazin entnommen und/oder an wenigstens einem Arbeitsort auf oder mit einer stationären Plattform positioniert werden. Durch die Entnahme aus dem Magazin können die Robotereinheiten verschiedenen Typs besonders einfach bereitgestellt werden. Denkbar ist, dass eine für einen der Arbeitsaufträge geeignete Robotereinheit mit dem Magazin an einer Übergabestelle bereitgestellt wird und dort von der Robotereinheit aufgenom- men wird. Dabei können die Robotereinheiten in dem Magazin mit einer Fördereinrichtung ver- fahren werden, bis sich die geeignete Robotereinheit an der Übergabestelle befindet. Durch die Positionierung auf oder mit der stationären Plattform kann die Robotereinheit besonders einfach und genau positioniert werden, beispielsweise an einer Behälterbehandlungsmaschine. Denkbar ist, dass die stationäre Plattform zusammen mit einer der Robotereinheiten aufgenommen, transportiert und für den Arbeitsauftrag positioniert wird.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigt: Figuren 1A - 1 D ein Ausführungsbeispiel eines modularen Robotersystems mit einer mobilen Plattform, Robotereinheiten verschiedenen Typs und mit einem Magazin für die Robotereinheiten in einer seitlichen Ansicht;

Figur 2 eine der Robotereinheiten aus den Figuren 1A - 1 D bei der Durchführung eines Arbeitsauftrags in einer seitlichen Ansicht.

Figuren 3A - 3D eine der Robotereinheiten und die mobile Plattform aus den Figuren 1A - 1 D mit einer stationären Plattform in einer seitlichen Ansicht; und

Figuren 4A - 4B eine der Robotereinheiten und die mobile Plattform aus den Figuren 1A - 1 D mit einem ankuppelbaren Zubehöranhänger in einer seitlichen Ansicht;

In den Figuren 1A - 1 D ist ein Ausführungsbeispiel eines modularen Robotersystems 1 mit einer mobilen Plattform 2, Robotereinheiten 3‘, 3“, 3‘“ verschiedenen Typs und mit einem Magazin 4 für die Robotereinheiten 3‘, 3“, 3‘“ in einer seitlichen Ansicht dargestellt.

Zu sehen ist die mobile Plattform 2 mit dem Rahmen 2f und mit dem bodengestützten Fahrwerk 2b zur Fortbewegung in einem Arbeitsbereich einer hier nicht genauer dargestellten Behälter- verarbeitungsanlage. Das bodengestützte Fahrwerk 2b umfasst mehrere Räder, die in dem Aus- führungsbeispiel jeweils an einer Ecke des Rahmens 2f angeordnet sind. Alle Räder sind an- treibbar und lenkbar ausgebildet, um der mobilen Plattform 2 größtmögliche Bewegungsfreiheit zu ermöglichen. Denkbar ist jedoch auch, dass nur drei oder mehr als vier Räder an der mobilen Plattform 2 angeordnet sind. Zudem ist denkbar, dass nur ein Teil der Räder angetrieben und/oder lenkbar sind.

Darüber hinaus ist die Kupplungsvorrichtung 2c zu sehen, mit der die Plattform sicher mit dem Magazin 4 oder mit einem weiter unten beschriebenen Zubehöranhänger 5 verbunden werden kann.

Zudem umfasst die mobile Plattform 2 eine eigene Steuerungseinheit 2a, um die mobile Platt- form 2, insbesondere das Fahrwerk 2b zu steuern. Die mobile Plattform 2 ist dadurch selbstna- vigiert ausgebildet, so dass sie sich im Arbeitsbereich der Behälterverarbeitungsanlage selbst- ständig fortbewegen kann. Dazu ist beispielsweise in der Steuerungseinheit 2a ein Plan des Arbeitsbereichs hinterlegt und/oder sie arbeitet mit hier nicht genauer dargestellten Ortungs-

Sensoren zusammen. Darüber hinaus umfasst die mobile Plattform 2 eine Roboteraufnahme 2d, die hier beispielswei- se als ebene Aufnahmefläche ausgebildet ist, um eine der Robotereinheiten 3‘, 3“, 3‘“ aufzu- nehmen und für den Arbeitsauftrag an einer hier nicht genauer dargestellten Behälterbehand- lungsmaschine zu positionieren.

Die Robotereinheiten 3‘, 3“, 3‘“ sind hier beispielsweise als Knickarmroboter mit jeweils einem Arm und mit zwei Gelenken ausgebildet. Sie unterscheiden sich rein beispielsweise durch unter- schiedliche Werkzeuge. Denkbar ist jedoch, dass die Robotereinheiten 3‘, 3“, 3‘“ beliebige ver- schiedenartige Typen darstellen, die für eine Behälterverarbeitungsanlage geeignet sind.

Die Robotereinheiten 3‘, 3“, 3‘“ umfassen jeweils eine eigene Steuerungseinheit 3a, um sie au- tonom von der mobile Plattform 2 und deren Steuerungseinheit 2a einzusetzen.

Zu sehen ist auch das Magazin 4, aus dem die Robotereinheiten 3‘, 3“, 3‘“ wahlweise mit der mobilen Plattform 2 entnommen und/oder dort wieder abgegeben werden können. Das Magazin 4 umfasst ebenfalls eine eigene Steuerungseinheit 4a, um beispielsweise eine Fördereinrichtung für die abgestellten Robotereinheiten 3‘, 3“, 3‘“ zu steuern. Dadurch können die Robotereinhei- ten wahlweise zu und von der Übergabestelle U wegtransportiert werden.

Zu sehen ist in der Figur 1A, dass gerade die Robotereinheit 3‘ des ersten Typs mit der Robo- teraufnahme aufgenommen ist. Sie wird nun entsprechend der Figur 1 B an der Übergabestelle U an das Magazin 4 übergeben, so dass die mobile Plattform 2 keine Robotereinheit mehr trägt. In der Figur 1 C ist wiederum zu sehen, dass das Magazin 4 die Robotereinheiten 3‘, 3“, 3‘“ so verfahren hat, dass die Robotereinheit 3“ eines zweiten Typs an der Übergabestelle bereitge- stellt wird. Wie in der Figur 1 D zu sehen ist, wird die Robotereinheit 3“ von der mobilen Plattform aufgenommen, um sie anschließend in der Behälterverarbeitungsanlage zu transportieren und für den entsprechenden Arbeitsauftrag zu positionieren.

Dies wird nun anhand der Figur 2 genauer beschrieben. In der Figur 2 ist die Robotereinheit 3“ aus den Figuren 1A - 1 D bei der Durchführung eines Arbeitsauftrags in einer seitlichen Ansicht dargestellt. Zu sehen ist, dass die mobile Plattform 2 aus der Figur 1 D die Robotereinheit 3‘ an einem dafür vorgesehen Bereich der Behälterbehandlungsmaschine 7 positioniert hat. Die mobi- le Plattform 2 ist selbst zur Durchführung des Arbeitsauftrags nicht notwendig und daher in der Figur 2 nicht mehr gezeigt. Sie kann beispielsweise zum Magazin zurückfahren und eine weitere Robotereinheit 3‘, 3“, 3‘“ für einen anderen Arbeitsauftrag aufnehmen und an einer anderen Behälterbehandlungsmaschine positionieren. Die Behälterbehandlungsmaschine 7 ist hier nur ausschnittsweise dargestellt und umfasst ein Förderband 7c für Behälter, welches einer regelmäßigen Schmierung bedarf. Dies wird gerade von der Robotereinheit 3“ durchgeführt. Dazu ist die Robotereinheit 3“ über die Schnittstelle 3b, 7d mit der Behälterbehandlungsmaschine 7 verbunden. Genauer ausgedrückt ist die Steue- rungseinheit 3a der Robotereinheit über die Schnittstelle 3b, 7d mit der Steuerungseinheit 7a der Behälterbehandlungsmaschine 7 verbunden. Denkbar ist jedoch auch eine Funkschnittstelle. Folglich kann die Robotereinheit 3“ über Steuerkommandos Befehle an die Behälterbehand- lungsmaschine 7 abgeben, um beispielsweise das Förderband 7c (Aktuatoreinheit) beim Schmieren laufend weiterzu bewegen.

Dazu ist der Knickarm 3e der Robotereinheit 3“ weiter ausgefahren, so dass die Schmiermittel- düse 3d, über dem Förderband 7c angeordnet ist. Folglich kann mit der Schmiermitteldüse 3d ein Schmiermittel auf dem Förderband 7c versprüht werden. Durch die laufende Weiterbewe- gung des Förderbands 7c werden dann alle Bereiche gleichmäßig besprüht.

Darüber hinaus ist zu sehen, dass die Behälterbehandlungsmaschine 7 eine Energieversor- gungseinheit 7b für die Robotereinheit 3“ umfasst, die über die Stromversorgungsschnittstelle 3c, 7e mit der Robotereinheit 3“ verbunden ist. Dadurch kann die Robotereinheit 3“ direkt mit Energie versorgt werden oder indirekt über eine darin angeordnete wieder aufladbare Batterie.

Zu sehen ist auch die übergeordnete Steuerungszentrale 8, um die mobile Plattform 2, die Ro- botereinheiten 3‘, 3“, 3‘“ zu steuern.

In den Figuren 3A - 3D ist die Robotereinheit 3“ und die mobile Plattform aus den Figuren 1A - 1 D mit einer stationären Plattform 6 in einer seitlichen Ansicht dargestellt.

Zu sehen ist die stationäre Plattform 6, die hier beispielsweise als Tisch mit der darauf angeord- neten Robotereinheit 3“ ausgebildet ist. Gemäß der Figur 3A ist die stationäre Plattform 6 in der Behälterverarbeitungsanlage (hier nicht dargestellt) positioniert. Entsprechend der Figur 3B be- wegt sich die mobile Plattform 2 nun zu einer Position unter die stationäre Plattform 6 und hebt sie zusammen mit der darauf angeordneten Robotereinheit 3“ um die Höhe H mit der Hubeinheit 2e an. Dadurch berührt die stationäre Plattform 6 den Boden B nicht mehr, so dass sie zusam- men mit der Robotereinheit 3“ transportiert werden kann, beispielsweise in der Richtung R zu der in der Figur 3C dargestellten Position P. Anschließend wird die Hubeinheit 2e an der Positi- on P wieder eingefahren, so dass die stationäre Plattform 6 zusammen mit der Robotereinheit 3“ sicher positioniert ist. Wie in der Figur 3D dargestellt, wir nun die mobile Plattform 2 wieder unter der stationären Platt- form 6 herausgefahren und ist so frei, um andere Robotereinheiten 3‘, 3“, 3‘“ damit aufzuneh- men. Die Robotereinheit 3“ kann an der Position P nun unabhängig von der mobilen Plattform 2 einen Arbeitsauftrag durchführen.

In den Figuren 4A - 4B ist die Robotereinheit 3“ und die mobile Plattform aus den Figuren 1A - 1 D mit einem ankuppelbaren Zubehöranhänger 5 in einer seitlichen Ansicht dargestellt.

Zu sehen ist, dass die mobile Plattform 2 und der Zubehöranhänger 4 jeweils eine Hälfte einer lösbaren Kupplungsvorrichtung 3c, 5a umfassen, die beispielsweise mit der Steuerungseinheit 2a der mobilen Plattform 2 angesteuert werden kann. Dadurch kann die mobile Plattform 2 zum Zubehöranhänger 5 fahren und diesen bei Bedarf ankuppeln oder wieder lösen. Denkbar ist auch, dass mehrere verschieden Zubehöranhänger 5 vorhanden sind, um je nach Arbeitsauftrag das dafür geeignete Zubehör mit der mobilen Plattform 2 mitzuführen. Beispielsweise handelt es sich bei dem Zubehöranhänger 5 um ein Schmiersystem zur Zuführung eines Schmiermittels an die Robotereinheit 3“. Der Zubehöranhänger 5 kann dadurch beispielsweise beim Schmieren des Förderbands 7c als Schmiermittelvorrat mitgeführt werden.

Denkbar ist auch, dass das in den Figuren 1A - 4 dargestellte modulare Robotersystem 1 da- hingehend weitergebildet ist, dass die mobile Plattform 2, die stationäre Plattform 6 und/oder wenigsten eine der Robotereinheiten 3‘, 3“, 3‘“ eine Schutzeinrichtung und/oder Identifikations mittel umfassen.

Dadurch, dass die mobile Plattform 2 und/oder die Robotereinheiten 3‘, 3“, 3‘“ derart ausgebil- det sind, dass die Robotereinheiten 3‘, 3“, 3‘“ wahlweise mit der mobilen Plattform 2 verbindbar sind, um sie jeweils in der Behälterverarbeitungsanlage zu transportieren und für den jeweiligen Arbeitsauftrag zu positionieren, kann eine der Robotereinheiten 3‘, 3“, 3‘“ je nach Arbeitsauftrag flexibel mit der mobilen Plattform 2 kombiniert werden und dann im Arbeitsbereich der Behälter- verarbeitungsanlage positioniert werden. Zudem kann die positionierte Robotereinheit 3“ dann separiert von der mobilen Plattform 2 den Arbeitsauftrag durchführen, so dass die mobile Platt- form 2 währenddessen für eine andere der Robotereinheiten 3‘, 3‘“ genutzt werden kann. Folg- lich kann das modulare Robotersystem 1 höher ausgelastet werden.

Es versteht sich, dass die in Bezug auf die Ausführungsbeispiele genannte Merkmale nicht auf diese Merkmalskombinationen beschränkt sind, sondern auch einzeln oder in beliebigen ande- ren Kombinationen möglich sind.




 
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