DE-102024131949-A1 - Arbeitsstation und Verfahren zum Vereinzeln, Sortieren und/oder zur Handhabung von Stückgütern

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Arbeitsstation (10) zum Vereinzeln, Sortieren und zur Handhabung von Stückgütern (12, 14), umfassend einen Materialbunker (16) zur Aufnahme und Abgabe von Stückgütern (12, 14), ein Pickband (20), eine Kamera (24), einen Roboterarm (26), einen Abweiser (30) und eine Rückführungseinrichtung (34).

Inventors

• Erfinder gleich Anmelder

Assignees

• Daniel Schmidt

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20241101

Claims (9)

1. Arbeitsstation (10) zum Vereinzeln, Sortieren und/oder zur Handhabung von Stückgütern (12, 14), umfassend • einen Materialbunker (16) zur Aufnahme und Abgabe von Stückgütern (12, 14), wobei der Materialbunker (16) einen Einlass, vorzugsweise eine obere Öffnung (18), zur Aufnahme der Stückgüter (12, 14) in den Materialbunker (16) und einen Auslass, vorzugsweise eine untere Öffnung, zur Abgabe der Stückgüter (12, 14) aus dem Materialbunker (16) sowie ein Förderband bzw. Bunkerband zum Austransportieren der Stückgüter aus dem Materialbunker (16) aufweist, • ein Pickband (20), das vorzugsweise als Gurtförderband ausgebildet ist, welches unterhalb des Materialbunkers (16) angeordnet ist, derart, dass die über das Bunkerband (36) aus dem Auslass, insbesondere der unteren Öffnung, des Materialbunkers (16) austranprotierten Stückgüter (12, 14) von dem Pickband (20) übernehmbar und in einen Erfassungsbereich (22) transportierbar sind, • eine Kamera (24), die ein Bild von den im Erfassungsbereich (22) auf dem Pickband (20) befindlichen Stückgütern (12, 14) aufnimmt, um nach Analyse mittels einer Bildverarbeitungssoftware deren Position, Orientierung, Größe, Farbe und/oder Form zu bestimmen und/oder um einen auf dem jeweiligen Stückgut vorgesehenen QR-Code auszulesen und weiterzuverarbeiten, wobei das Pickband (20) zu diesem Zweck vorzugsweise stoppbar ist • einen Roboterarm (26), der auf Grundlage des analysierten Bildes diejenigen im Erfassungsbereich (22) auf dem vorzugsweise gestoppten Pickband (20) befindlichen Stückgüter (12), die vordefinierte Kriterien erfüllen, auswählt und nacheinander greift, um diese ausgewählten Stückgüter (12) dann nacheinander in vorgegebener Weise an anderer Stellezur weiteren Verwendung zu platzieren, wobei das Pickband (20) nach dem letzten Greifen eines ausgewählten Stückguts (12) automatisch wieder in Bewegung setzbar ist, damit die nächsten aus dem Materialbunker (16) austransportierten und vom Pickband (20) übernommenen Stückgüter (12, 14) in den Erfassungsbereich (22) transportierbar sind • einen Abweiser (30), der unterhalb des Abwurfendes (32) des Pickbandes (20) angeordnet und derart ausgebildet ist, dass dieser die nicht ausgewählten und am Abwurfende (32) des Pickbandes (20) abgeworfenen Stückgüter (14) weiterleitet, • eine Rückführungseinrichtung (34), die so angeordnet und ausgebildet ist, dass die vom Abweiser (30) weitergeleiteten Stückgüter (14) von der Rückführungseinrichtung (34) aufnehmbar und in den Materialbunker (16) zurückführbar sind.
2. Arbeitsstation (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , dass der Auslass, insbesondere die untere Öffnung, des Materialbunkers (16) zur regulierten Abgabe der Stückgüter (12, 14) aus dem Materialbunker (16) auf das Förderband bzw. Bunkerband (36) mittels eines Schiebers, vorzugsweise mittels eines Dosierschiebers oder Klappenschiebers, zumindest teilweise öffen- und schließbar ist.
3. Arbeitsstation (10) nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet , dass der Abstand des Pickbandes (20) zum Förderband bzw. Bunkerband (36) bzw. zu dessen Abwurfende (38) derart wählbar ist, dass sich die Stückgüter (12, 14) auf dem Pickband (20) weitestgehend gleichmäßig verteilen.
4. Arbeitsstation (10) nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass zwischen Förderband bzw. Bunkerband (36) und Pickband (20), vorzugsweise unterhalb des Abwurfendes (38) des Förderbandes bzw. Bunkerbandes (36), eine Verteilungseinrichtung angeordnet ist, die derart ausgebildet ist, dass diese die Stückgüter (12, 14) gleichmäßig über die Breite des Pickbandes (20) auf dem Pickband (20) verteilt.
5. Arbeitsstation (10) nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass eine Beseneinrichtung (48) vorgesehen ist, die zwischen dem Erfassungsbereich (22) und demjenigen Bereich angeordnet ist, in dem die Stückgüter (12, 14) auf das Pickband (20) fallen, vorzugsweise unmittelbar hinter diesem Bereich, wobei die Beseneinrichtung (48) wenigstens einen Borsten aufweisenden Besen oder mehrere Borsten aufweist, die so angeordnet sind, dass diejenigen sich nach dem Fallen noch eigenständig und unkontrolliert in Richtung Erfassungsbereich (22) bewegenden Stückgüter (12, 24) gebremst und davon abgehalten werden, so in den Erfassungsbereich (22) zu gelangen.
6. Arbeitsstation (10) nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass der Abweiser (30) nach Art eines Pultdaches oder eines Satteldaches (40) ausgebildet ist, wobei die geneigten Dachflächen als Rutschen fungieren und die nicht ausgewählten Stückgüter (14) weiterleiten.
7. Arbeitsstation (10) nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die Rückführungseinrichtung (34) ein Steigband (42, 44) aufweist, um die vom Abweiser (30) weitergeleiteten Stückgüter (14) aufzunehmen und über eine geneigte Strecke nach oben zum Materialbunker (16) zu transportieren, so dass diese über das Abwurfende des Steigbandes (42, 44) in den Einlass, insbesondere die obere Öffnung (18), des Materialbunker (16) fallen, wobei das Steigband (42, 44) vorzugsweise mit Mitnehmern (46), insbesondere Querstreben oder Lamellen, ausgebildet, um ein Verrutschen oder Zurückgleiten der Stückgüter (14) zu verhindern.
8. Arbeitsstation (10) nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass ein Rüttel- oder Vibrationssystem vorgesehen ist, wodurch das Pickband (20), vorzugsweise im Erfassungsbereich (22), derart bewegbar ist, dass sich die auf dem Pickband (20) befindlichen Stückgüter (12, 14) zumindest teilweise neu verteilen und ausrichten.
9. Verfahren zum Vereinzeln, Sortieren und/oder zur Handhabung von Stückgütern, bei dem • ein Materialbunker mit den zu vereinzelnden, zu sortierenden und/oder handzuhabenden Stückgütern bestückt wird, wobei der Materialbunker einen Einlass, vorzugsweise eine obere Öffnung, zur Aufnahme der Stückgüter in den Materialbunker und einen Auslass, vorzugsweise eine untere Öffnung, zur Abgabe der Stückgüter aus dem Materialbunker sowie ein Förderband bzw. Bunkerband zum Austransportieren der Stückgüter aus dem Auslass des Materialbunkers aufweist, • wobei die über das Förderband bzw. Bunkerband aus dem Auslass des Materialbunkers austransportierten Stückgüter von einem Pickband übernommen und von diesem in einen Erfassungsbereich transportiert werden, • wobei ein Bild von den im Erfassungsbereich auf dem Pickband befindlichen Stückgütern aufgenommen wird, um nach Analyse mittels einer Bildverarbeitungssoftware deren Position, Orientierung, Größe, Farbe und/oder Form zu bestimmen und/oder um einen auf dem jeweiligen Stückgut vorgesehenen QR-Code auszulesen und weiterzuverarbeiten, wobei das Pickband zu diesem Zweck vorzugsweise gestoppt wird • wobei ein Roboterarm auf Grundlage des analysierten Bildes diejenigen im Erfassungsbereich auf dem vorzugsweise gestoppten Pickband befindlichen Stückgüter, die vordefinierte Kriterien erfüllen, auswählt und nacheinander greift, um diese ausgewählten Stückgüter dann nacheinander in vorgegebener Weise an anderer Stelle zur weiteren Verwendung zu platzieren, wobei das Pickband nach dem letzten Greifen eines ausgewählten Stückguts automatisch wieder in Bewegung gesetzt wird, damit die nächsten aus dem Materialbunker austransportierten und vom Pickband übernommenen Stückgüter in den Erfassungsbereich transportiert werden • wobei die nicht ausgewählten Stückgüter über das Abwurfende des Pickbandes auf einen unterhalb des Abwurfendes des Pickbandes angeordneten Abweiser abgeworfen und weitergeleitet werden • wobei die vom Abweiser weitergeleiteten Stückgüter von einer Rückführungseinrichtung aufgenommen und in den Materialbunker zurückgeführt werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Arbeitsstation und ein Verfahren zum Vereinzeln, Sortieren und/oder zur Handhabung von Stückgütern. In der modernen industriellen Produktion werden zunehmend kompakte und flexible Arbeitsstationen eingesetzt, um den Anforderungen an Platzersparnis und Produktivität gerecht zu werden. Wenn solche Arbeitsstationen mit Roboterarmen ausgestattet sind, können die Arbeitsstationen auch als Roboterzellen bezeichnet werden. Solche Arbeitsstationen spielen eine zentrale Rolle in der Automatisierung. Aus der DE 20 2010 015 780 U1 ist eine Roboterzelle bekannt, die es ermöglicht, mehrere Anwendungen innerhalb einer Station zu realisieren. Die Roboterzelle ist dabei je nach Produktionsanforderung leicht zwischen Maschinen zu verschieben, wobei die in der DE 20 2010 015 780 U1 offenbarte modulare Flexibilität besonders für kleinere bis mittlere Serienproduktionen vorteilhaft ist. In der DE 10 2016 105 591 B4 ist eine Arbeitsstation offenbart, die eine kompakte Lösung zur autonomen Montage von Komponenten darstellt. Solche Arbeitsstationen kombinieren Roboterarme mit Sichtsystemen und programmierbaren Controllern, um verschiedene Montageschritte auf engstem Raum durchzuführen. Dadurch können komplexe Produkte, beispielsweise Batterien für Elektrofahrzeuge, montiert werden, während der Platzbedarf minimiert wird. Dennoch besteht weiterhin ein Bedarf an verbesserten Lösungen, die es ermöglichen, Arbeitsstationen für bestimmte Aufgaben platzsparend und effektiv zu gestalten. Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, diese Herausforderungen durch die Entwicklung einer kompakten Arbeitsstation zum Vereinzeln, Sortieren und/oder zur Handhabung von Stückgütern zu optimieren. Diese Aufgabe wird mittels einer Arbeitsstation zum Vereinzeln, Sortieren und/oder zur Handhabung von Stückgütern gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 und mittels eines Verfahrens zum Vereinzeln, Sortieren und/oder zur Handhabung von Stückgütern gemäß den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst. Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aber auch aus der nachfolgenden Beschreibung. Die erfindungsgemäße Arbeitsstation zum Vereinzeln, Sortieren und/oder zur Handhabung von Stückgütern, umfasst• einen Materialbunker zur Aufnahme und Abgabe von Stückgütern, wobei der Materialbunker einen Einlass, vorzugsweise eine obere Öffnung, zur Aufnahme der Stückgüter in den Materialbunker und einen Auslass, vorzugsweise eine untere Öffnung, zur Abgabe der Stückgüter aus dem Materialbunker sowie ein Förderband bzw. Bunkerband zum Austransportieren der Stückgüter aus dem Materialbunker bzw. aus dessen Auslass aufweist,• ein Pickband, das vorzugsweise als Gurtförderband ausgebildet ist, welches unterhalb des Materialbunkers angeordnet ist, derart, dass die über das Bunkerband aus dem Auslass, insbesondere der unteren Öffnung, des Materialbunkers austransportierten Stückgüter von dem Pickband übernehmbar und in einen Erfassungsbereich transportierbar sind,• eine Kamera, die ein Bild von den im Erfassungsbereich auf dem Pickband befindlichen Stückgütern aufnimmt, um nach Analyse mittels einer Bildverarbeitungssoftware deren Position, Orientierung, Größe, Farbe und/oder Form zu bestimmen und/oder um einen auf dem jeweiligen Stückgut vorgesehenen QR-Code auszulesen und weiterzuverarbeiten, wobei das Pickband zu diesem Zweck vorzugsweise stoppbar ist• ein Roboterarm, der auf Grundlage des analysierten Bildes diejenigen im Erfassungsbereich auf dem vorzugsweise gestoppten Pickband befindlichen Stückgüter, die vordefinierte Kriterien erfüllen, auswählt und mittels eines Greifers nacheinander greift, um diese ausgewählten Stückgüter dann nacheinander in vorgegebener Weise an anderer Stelle zur weiteren Verwendung zu platzieren, wobei das Pickband nach dem letzten Greifen eines ausgewählten Stückguts automatisch wieder in Bewegung setzbar ist, damit die nächsten aus dem Materialbunker austransportierten und vom Pickband übernommenen Stückgüter in den Erfassungsbereich transportierbar sind• einen Abweiser, der unterhalb des Abwurfendes des Pickbandes angeordnet und derart ausgebildet ist, dass dieser die nicht ausgewählten und am Abwurfende abgeworfenen Stückgüter weiterleitet,• eine Rückführungseinrichtung, die so angeordnet und ausgebildet ist, dass die vom Abweiser weitergeleiteten Stückgüter von der Rückführungseinrichtung aufnehmbar und in den Materialbunker zurückführbar sind. Die genannten Komponenten lassen sich in der erfindungsgemäßen Arbeitsstation vorteilhaft platzsparend und kompakt zueinander anordnen. Vorzugsweise weist die erfindungsgemäße Arbeitsstation eine im Wesentlichen rechteckige Grundform auf, die aus zwei gegenüberliegenden Längsseiten und zwei gegenüberliegenden Stirnseiten besteht. In Längsrichtung der Arbeitsstation ist vorzugsweise mittig zwischen den Längsseiten das Pickband angeordnet, das ein Teil der Länge der Arbeitsstation überbrückt. Das Förderband bzw. Bunkerband und das