[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Handhabung und Vereinzelung
von geschüttet vorliegenden drahtförmigen Objekten nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Verwendung einer solchen Vorrichtung,
und die Erfindung betrifft ein System, im Rahmen dessen eine derartige Vorrichtung
zusammen mit als Drahtstücke oder Drahtabschnitte ausgebildeten Objekten zusammengeführt
ist.
[0002] Aus dem Stand der Technik sind mehrere Möglichkeiten als bekannt vorauszusetzen,
üblicherweise langgestreckt ausgebildete Drahtabschnitte als drahtförmige Objekte,
in geschütteter Form vorliegend, zu vereinzeln und im Rahmen der automatisierten Handhabung
geeigneten nachfolgenden Verarbeitungsstufen, etwa für Produktions- oder Qualitätssicherungszwecke,
zuzuführen. Dabei ist es zum einen als bekannt vorauszusetzen, Magazine oder dgl.
Behälter zur Aufnahme von Drahtstücken so auszugestalten, dass die drahtförmigen Objekte
in einem solchen Behälter zueinander parallel ausgerichtet als Schüttgut vorliegen.
Eine derartige Anordnung lässt sich etwa durch eine geeignet an die Abmessungen der
handzuhabenden bzw. zu vereinzelnden Objekte angepasste Behältergeometrie, ggf. in
Verbindung mit im Behälterinneren geeignet vorgesehenen Schrägen oder dgl., sicherstellen.
[0003] Zum Zweck des Vereinzelns ist es dann als bekannt vorauszusetzen, etwa bodenseitig
eines derartigen Behälters in Form einer Nut, Rinne oder dgl., einen Entnahme- oder
Ausgabeabschnitt vorzusehen, aus welchem dann, etwa mittels Ausstoßen, Ausblasen oder
dgl., dort vorliegende (einzelne) Objekte ausgebracht werden können. Eine derartige
Lösung ist jedoch, neben der Notwendigkeit, diesen Austragsbereich am Boden des Behälters
an eine Geometrie eines einzelnen drahtförmigen Objekts - also dessen Länge und Durchmesser
- genau anzupassen, was hohen Fertigungsaufwand bedeutet, problematisch, auch im praktischen
Handhabungsbetrieb. So neigen etwa im Behälter geschüttet vorliegende drahtförmige
Objekte zu einem Blockieren oder dgl. Effekten, welche dazu führen, dass ggf. überhaupt
kein einzelnes Objekt in den Austragsbereich eintritt. Zusätzlich erschwert wird dies
durch den Umstand, dass im Rahmen der vorliegenden Gattung auch drahtförmige Objekte
zu verarbeiten sind, welche einen Durchmesser von deutlich weniger als 1 mm aufweisen,
bis herunter zu 0,1 mm. Hier entsteht dann beim als gattungsbildend vorausgesetzten
Stand der Technik zusätzlich das Problem, dass bereits geringfügige Abweichungen aus
einer geraden, langgestreckten Form, also Biegungen oder dgl. Produkteigenschaften
der Objekte, gleichermaßen das Eintreten dieser Objekte in den spezifisch ausgestalteten
Bodenbereich zur Vereinzelung verhindern können.
[0004] Als weitere, prinzipiell aus dem Stand der Technik als bekannt vorauszusetzende Technologie
ist vorgesehen, bewegbare Greifer in ein mit Drahtabschnitten befülltes Magazin abzusenken,
in einem Absenkungszustand dann den etwa mittels Backen in ansonsten bekannter Art
realisierten Greifer zu öffnen und wieder zu schließen, damit im geschlossenen Zustand
durch Klemmen zwischen den Backen ein einzelnes drahtförmiges Objekt zu greifen und
nachfolgend durch geeignete Greiferbewegung aus dem Magazin zu entfernen.
[0005] Wiederum die besonderen geometrischen Eigenschaften von drahtförmigen Objekten, insbesondere
mit niedrigem Durchmesser unterhalb von 1 mm, machen jedoch auch derartige, etwa aus
der Robotik allgemein bekannte Technologien schwierig in der konkreten Anwendung.
So liegt eine besondere Problematik darin, selbst bei parallel im Magazin vorhandenen
Drähten einen Einzeldraht zuverlässig durch einen Greifbetrieb zu fassen, ohne dass
etwa zusätzliche Drähte miterfasst werden, oder aber der Greifer überhaupt keinen
Einzeldraht fassen kann. Zusätzlicher Nachteil einer derartigen, etwa an einem Roboterarm
gehaltenen Greifertechnologie ist die komplexe Führung und Ansteuerung eines derartigen
Greifers, mit der nachteiligen Folge langer Zykluszeiten, was wiederum eine derartige
Technologie für mit hoher Geschwindigkeit getaktete Produktionsprozesse weniger geeignet
macht.
[0006] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine gattungsgemäße Vorrichtung
zu automatischen Handhabung und Vereinzelung von geschüttet vorliegenden drahtförmigen
Objekten im Hinblick auf die Zuverlässigkeit, Betriebssicherheit und Geschwindigkeit
bei der Handhabung und Vereinzelung zu verbessern, insbesondere die Voraussetzungen
für ein sicheres Mitnehmen eines einzelnen drahtförmigen Objektes bei jedem Betriebszyklus
und auch bei drahtförmigen Objekten kleinen Durchmessers zu ermöglichen. Als "klein"
bezogen auf den Durchmesser eines drahtförmigen Objektes soll im Rahmen der vorliegenden
Erfindung bevorzugt ein Objektdurchmesser kleiner 1 mm, weiter bevorzugt kleiner 0,5mm
und weiter bevorzugt kleiner 0,3mm verstanden werden. Dabei ist zusätzlich eine Vorrichtung
zu schaffen, welche mit geringem mechanischem und Steuerungsaufwand zu realisieren
ist und mit begrenztem Rüst- bzw. Umrüstaufwand auf andere Drahtdurchmesser bzw. sonstige
Drahtgeometrien der handzuhabenden drahtförmigen Objekte angepasst werden kann.
[0007] Die Aufgabe wird durch die Vorrichtung zur automatisierten Handhabung und Vereinzelung
von geschüttet vorliegenden drahtförmigen Objekten nach dem Oberbegriff des Hauptsanspruchs
gelöst; vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
[0008] Zusätzlicher Schutz im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird beansprucht für eine
Verwendung einer derartigen Vorrichtung für Drahtabschnitte als drahtförmige Objekte
eines Drahtdurchmessers im Bereich zwischen 0,1 mm und 2mm, wobei ein Bereich zwischen
0,1 mm und 1 mm bevorzugt und ein Drahtdurchmesser im Bereich zwischen 0,1 mm und
0,5mm besonders bevorzugt ist.
[0009] Ferner wird Schutz im Rahmen der vorliegenden Erfindung beansprucht für ein System,
welches die erfindungsgemäße Vorrichtung zur automatisierten Handhabung und Vereinzelung
von geschüttet vorliegenden drahtförmigen Objekten zusammen mit einer Mehrzahl derartiger,
als Drahtabschnitte vorliegender Objekte vorsieht. Auch ist im Rahmen der vorliegenden
Erfindung Schutz beansprucht für ein Verfahren zum Betrieben der erfindungsgemäßen
Vorrichtung, wobei insbesondere jegliche Verfahrensaspekte, welche sich aus den Ansprüchen
ergeben, genauso als Verfahrensmerkmale einer Verfahrenserfindung gelten sollen, wie
aus der nachfolgenden Beschreibung erkennbare weitere (Betriebs-) Verfahrensaspekte
in der Handhabung und Vereinzelung von drahtförmigen Objekten, insbesondere im Betrieb
der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
[0010] In erfindungsgemäß vorteilhafter Weise ist zunächst der am Behälter für die Aufnahme
der drahtförmigen Objekte ausgebildete Entnahmeabschnitt seitlich und/oder bodenseitig
vorgesehen, wobei die erfindungsgemäßen Entnahmemittel dann zum Zusammenwirken mit
dem so ausgebildeten bzw. vorgesehenen Entnahmeabschnitt relativ zu dem Behälter bewegbar
ausgebildet sind und für einen Öffnungs- und Schließbetrieb eingerichtete Greifermittel
aufweisen.
[0011] Die erfindungsgemäßen Greifermittel sind dann wiederum so ausgebildet, dass in einem
geöffneten Zustand der Greifermittel und bei einem Heranführen an den Entnahmeabschnitt
die Greifermittel eine eine Vereinzelung der Objekte bewirkende Aufnahme für einen
Endabschnitt eines einzelnen der Objekte anbieten, mit anderen Worten, die Greifermittel
bieten zumindest beim Heranführen und An- und/oder Hereinführen in den Entnahmeabschnitt
eine Aufnahme an, welche so eingerichtet und bemessen ist, dass diese genau ein einzelnes
drahtförmiges Objekt, typischerweise einen Drahtabschnitt, aufnehmen kann, wobei dieses
Aufnehmen dann an einem Endabschnitt (Endbereich) eines solchen drahtförmigen Objektes
stattfindet.
[0012] Erfindungsgemäß ermöglicht dann ein nachfolgendes Schließen der Greifermittel ein
Mitnehmen dieses so aufgenommenen einzelnen Objektes, etwa durch ein Klemmen oder
einen vergleichbaren mechanischen Effekt, so dass bei einem darauffolgenden Wegführen
der Greifermittel das Fördern (Mitnehmen) des vereinzelten drahtförmigen Objektes
vom Entnahmeabschnitt und damit aus dem Behälter zu einer nachgeordneten Einheit,
Aggregat oder dgl. erfolgen kann.
[0013] Dabei ist es weiterbildend vorteilhaft, die Greifermittel mit Hilfe von mindestens
zwei relativ zueinander bewegbar angeordneten Backenbaugruppen auszugestalten, die,
für das vorteilhaft beschriebene Klemmen, insbesondere mittels der realisierten Aufnahme
einen Klemmabschnitt für das drahtförmige Objekt anbieten, wenn die Backenbaugruppen,
etwa in ansonsten bekannter Weise durch pneumatisches oder elektromotorisches Aufeinander-Zu-Bewegen,
erfindungsgemäß geschlossen sind.
[0014] Im Rahmen bevorzugter Ausgestaltungen der Erfindung hat es sich dadurch als besonders
vorteilhaft herausgestellt, die Aufnahme für den Endabschnitt der Greifermittel ausschnittsartig
aus einer oder mehreren der vorteilhaften Backenbaugruppen als Greiferelemente zu
realisieren. Auf diese Weise entsteht dann ein Ausschnitt mit variabler Ausschnittsweite
an den Greifermitteln, abhängig von einem geöffneten oder geschlossenen Zustand der
Greiferelemente (also etwa der diese realisierenden Backenbaugruppen). Vorteilhaft
ist es dann, die Weite des Ausschnitts so einzurichten bzw. zu bemessen, dass diese
im Zustand der geöffneten Greifermittel kleiner ist als das Doppelte eines maximalen
Durchmessers der Objekte im zu greifenden Endabschnitt, wobei weiter bevorzugt die
Ausschnittsweite den maximalen Durchmesser eines solchen drahtförmigen Objektes im
Endabschnitt um nicht mehr als 50% übersteigen sollte. Auf diese Weise ist vorteilhaft
und weiterbildend sichergestellt, dass bei einem Greifbetrieb der Greifermittel lediglich
ein drahtförmiges Objekt (und genau ein drahtförmiges Objekt) in die mittels des Ausschnitts
realisierte Aufnahme eintreten und dort für die weitere Handhabung gehalten werden
kann.
[0015] Zusätzlich vorteilhaft und synergistisch mit der vorbeschriebenen Maßnahme ist die
zusätzliche vorteilhafte Weiterbildung, die bevorzugt backenartig ausgebildeten Greifermittel
an ihrem Eingriffsende, d.h. für das Greifen gerichtet auf die drahtförmigen Objekte
im Behälter, spitz zulaufend auszubilden, wobei es hier besonders bevorzugt ist, die
den Ausschnitt begrenzende Greifergeometrie (also etwa die dort vorhandenen Backen)
des Ausschnitts spitz zulaufend auszugestalten. Auf diese Weise kann dann, insbesondere
entsprechend der erfindungsgemäßen Relativ-bewegung der Greifermittel auf bzw. zu
den drahtförmigen Objekten im Behälter von unten (also entgegen einer Wirkung der
Schwerkraft auf die Objekte) ein besonders einfaches, das Vereinzeln förderndes Eindringen
in die Mehrzahl der Objekte ermöglicht werden. Es wird deutlich, dass spätestens mit
dieser Maßnahme das vorstehend zum Stand der Technik als nachteilig diskutierte Ausbilden
einer Aufnahme für ein Einzelobjekt am tiefsten Punkt des Behälters nicht mehr notwendig
ist. Vielmehr wird diese Aufgabe durch die wesentlich einfacher auszugestaltenden
und zu bewegenden Baugruppen der erfindungsgemäßen Greifermittel realisiert.
[0016] Im Rahmen bevorzugter Ausgestaltungen und wiederum mit dem Zweck, ein potenziell
nachteiliges Greifen einer Mehrzahl von drahtförmigen Objekten zu vermeiden, ist alternativ
und/oder ergänzend zur bevorzugten Maximalgeometrie der Ausschnittsweite des am Eingriffsende
der Greifermittel ausgebildeten Ausschnitts zusätzlich auch dessen Ausschnittstiefe
begrenzt, wiederum bezogen auf weniger als das Doppelte eines maximalen Durchmessers
der drahtförmigen Objekte im Endabschnitt, wobei auch hier bevorzugt die Ausschnittstiefe
den maximalen Durchmesser der Objekte im Endabschnitt um nicht als 50% übersteigt,
und eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der Greifermittel die Ausschnittstiefe
so vorsieht, dass diese nicht höher als der maximale Durchmesser der drahtförmigen
Objekte (zumindest im für das Greifen relevanten Endabschnitt der Objekte) ist.
[0017] Auch weitere Ausgestaltungen der für die Realisierung der Erfindung vorgesehenen
Funktionskomponenten stellen besonders geeignete und damit bevorzugte Weiterbildungen
der Erfindung dar. So ist es, zum Verbessern einer vorteilhaften Parallelausrichtung
der langgestreckten drahtförmigen Objekte im magazinartigen Behälter, vorteilhaft,
diese Behälter innenseitig mit mindestens einer schräg verlaufenden Schütt- oder Gleit-wand
zu einem dadurch verjüngten Bodenabschnitt zu versehen, weiter bevorzugt kann diese
Schüttwand auch - prismenartig - beidseitig und damit parallel zur Längserstreckungsrichtung
der drahtförmigen Objekte verlaufend vorgesehen sein.
[0018] Im Rahmen bevorzugter Realisierungen der Erfindung sind die Entnahmemittel relativ
zum Entnahmeabschnitt am Behälter einerseits zumindest abschnittsweise linear beweglich
ausgebildet, wobei es bevorzugt ist, für diese typischerweise entlang bzw. parallel
zu einer Erstreckungsrichtung der drahtförmigen Objekte im magazinartigen Behälter
verlaufenden Richtung eine geeignete Schlitteneinheit vorzusehen, an bzw. auf welcher
dann die Greifermittel relativ zum Entnahmeabschnitt bewegt bzw. verschoben werden
können.
[0019] Zusätzlich ist erfindungsgemäß vorteilhaft vorgesehen, dass die Greifermittel auch
in einer Vertikal- bzw. Aufwärtsrichtung bewegbar sind, damit senkrecht zur vorbeschriebenen
Erstreckungs- bzw. Längsrichtung.
[0020] Erfindungsgemäß vorteilhaft erfolgt die Aufwärtsbewegung (üblicherweise mit einem
gegenüber der Längsbewegung deutlich geringeren Hub) dann, wenn sich die Greifermittel
durch die Längsbewegung bereits am Entnahmeabschnitt bzw. fluchtend mit dem Entnahmeabschnitt
befinden, wobei dann das Anheben der Greifermittel durch das Bewegen in der Aufwärtsrichtung
dazu führt, dass, aus der Richtung von unten, die (geöffneten) Greifermittel mit ihrem
Eingriffsende in die geschüttet vorliegende Mehrzahl der drahtförmigen Objekte eintauchen
kann, wobei dann, insbesondere bei der vorbeschriebenen Ausschnittsgeometrie der Aufnahme
der Greifermittel, ein einzelnes Drahtende, als Endabschnitt eines vereinzelnden drahtförmigen
Objekts, einfach und betriebssicher gegriffen werden kann. Nach einem Schließen der
Greifermittel bewirkt dann das Längsbewegen der Greifermittel entgegen der ursprünglichen
Erstreckungs- bzw. Annäherungssrichtung das erfindungsgemäße Mitnehmen des gegriffenen
Objekts mit der Möglichkeit, dieses dann nachgeordneten Verarbeitungsstufen etwa einer
Drahtmontage oder -biegelauflage zuzuführen.
[0021] Während diese mehrstufige Bewegungs- und Greiffunktionalität besonders bevorzugt
mittels pneumatischer Betätigung und ansonsten bekannter, bevorzugt digital gesteuerter
Steuerungstechnologie umgesetzt wird, ist die Erfindung gleichwohl nicht auf diese
Varianten beschränkt, vielmehr sind insbesondere auch andere Bewegungs- bzw. Antriebsverfahren,
abhängig von einem zu realisierenden Hub, wie etwa elektromotorische, Spindelantriebe,
Piezo- oder MSM- (d.h. auf der Nutzung von Formgedächtnis-Legierungsmaterialien basierende)
Antriebe einsetzbar.
[0022] Da angesichts einer üblichen, durch den Entnahmeabschnitt realisierten Behälter-Wandöffnung
einer Weite, die deutlich größer als ein Durchmesser darin aufzunehmender drahtförmiger
Objekte ist, das Greifen und Herausführen eines einzelnen Objektes in der vorbeschriebenen
Weise durch Reibungseffekte weitere, z.B. im Behälter aufliegende Drahtabschnitte
potenziell mitnehmen kann, wobei dieses Mitnehmen dann üblicherweise auf lediglich
einen kurzen Abschnitt beschränkt ist, sieht eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung
vor, den Greifermitteln Anschlagmittel zuzuordnen, welche zumindest abschnittweise
mit der Behälteröffnung des Eingriffsabschnittes fluchten. Dies führt dazu, dass bei
einem (nachfolgenden) Bewegen der Greifermittel (wieder) auf den Behälter zu, diese
Anschlagmittel, etwa mittels einer geeignet vorzusehenden, typischerweise vertikal
zur Erstreckungsrichtung der Objekte vorgesehenen Anschlagfläche, die nicht gegriffenen
und auf die vorbeschriebene Weise lediglich durch Haftreibung herausgezogenen Objekte
wieder zurück in den Behälter schieben können. Eine vorteilhaft unterstützende Maßnahme,
alternativ auch isoliert vorsehbar, ist das Polieren oder dgl. Oberflächenglätten
der Greifermittel oder solcher Abschnitte, die in die Drähte eintauchen oder reibend
mit Drähten zusammenwirken.
[0023] Bei einer Verwendung mit sämtlichen der vorbeschriebenen Ausführungsbeispiele ist
es vorteilhaft, den magazinartigen Behälter durch geeignet diesem zugeordnete Bewegungs-
und/oder Vibrationsmittel in eine Schüttel- oder Vibrationsbewegung zu versetzen.
Auf diese Weise wird nicht nur das kompakte Schütten der Objekte im Behälter in Richtung
auf den Bodenbereich und damit dem Entnahmeabschnitt gefördert und ein Blockieren
verhindert, besonders bevorzugt ist es zudem, eine Ansteuerung dieser weiterbildungsgemäßen
Bewegungs- bzw. Vibrationsmittel auch während des vorbeschriebenen Greif- und Entnahmebetriebs
vorzusehen, was zusätzlich die Eintrittswahrscheinlichkeit und Eintrittssicherheit
eines Drahtendes in die vorteilhaft durch den Ausschnitt der Greifermittel realisierte
Aufnahme fördert.
[0024] Im Ergebnis erreicht die vorliegende Erfindung in überraschend einfacher und eleganter
Weise das sich aus der Aufgabenstellung ergebende Ziel, nämlich Betriebssicherheit
und Zuverlässigkeit in Vereinzelung und Handhabung von Drahtabschnitten mit konstruktiver
Eleganz und Einfachheit zu verbinden, so dass davon auszugehen ist, dass mittels der
vorliegenden Technologie eine automatisierte Vereinzelung drahtförmiger Objekte, insbesondere
kleinen Durchmessers, zunehmend für zukünftige Produktions- und Handhabungsaufgaben,
auch bei hohen Zykluszahlen mit entsprechend kurzen Taktzahlen, zur Verfügung stehen
wird.
[0025] Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen.
[0026] Diese zeigen in:
- Fig. 1
- eine Perspektivansicht der Vorrichtung zur automatischen Handhabung und Vereinzelung
von Drahtabschnitten als geschüttet vorliegenden Objekten gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
- Fig. 2
- eine Seitenansicht des Ausführungsbeispiels der Fig. 1;
- Fig. 3
- eine Draufsicht auf das Ausführungsbeispiel der Fig. 1, Fig. 2;
- Fig. 4
- eine Perspektivansicht als Detailansicht des magazinartigen Behälters im Ausführungsbeispiel
der Figuren 1 bis 3;
- Fig. 5
- eine Seitenansicht auf den magazinartigen Behälter gemäß Fig. 4;
- Fig. 6
- eine Draufsicht auf den magazinartigen Behälter gemäß Fig. 4, Fig. 5;
- Fig. 7
- eine Detailansicht der Greifermittel im geschlossenen Zustand im Zusammenwirken mit
einem Drahtabschnitt in Querschnittsdarstellung und
- Fig. 8
- eine Detaildarstellung der Greifermittel analog Fig. 7, jedoch im geöffneten Zustand.
[0027] Auf einer bodenseitigen Trägerplatte 10 ist, wie insbesondere in der Seitenansicht
der Gesamtvorrichtung in Fig. 2 gut erkennbar ist, einends ein Behälter 12 lösbar
mittels Klemmhebeln 14 vorgesehen, wobei die Klemmhebel 14 bei Betätigung den Behälter
12 auf einer Behälter-Trägerplatte 16 festspannen, welche über eine mittels eines
Schwingmagneten in ansonsten bekannter Weise realisierte Vibrationseinheit 18 und
eine Behälter-Sockeleinheit 20 auf der unterliegenden Trägerplatte 10 festgelegt ist.
[0028] Anderenends gegenüberliegend auf der Trägerplatte 10 ist eine Entnahmeeinheit (Entnahmemittel)
22 vorgesehen, aufweisend eine Schlitteneinheit 24, welche auf einer unterliegenden
Führung 26 (Details in den Figuren nicht gezeigt, erkennbar sind lediglich zugeordnete
endseitige Stoßdämpfer 28) längsbeweglich geführt ist.
[0029] Die langgestreckte, blockartige Führung 26 ist mittels eines Schwenkgelenks 30 gegenüber
den Bodenplatte 10 verschwenkbar gelagert. Genauer gesagt greift zum Zweck des Verschwenkens
der Baugruppe 26 ein (für Pneumatikbetrieb ausgebildeter) Hubzylinder 32, sich abstütztend
von einem Nutboden einer Nut 34 in der Trägerplatte 10, gegen eine Unterfläche der
Einheit 26, so dass bei Aktivierung des Hubzylinders 32 (gezeigt ist ein schematischer
Pneumatikzugang 36), die Einheit angehoben um die Schwenkachse 30 bis zu ca. 3 bis
5° verschwenkt wird.
[0030] Dieses Anheben bewirkt dann auch das Anheben der Baugruppe 24, welche an einem auf
den Behälter 12 gerichteten eingriffsseitigen Ende Greifermittel 38 in Form eines
aufeinander gerichteten und gegeneinander bewegbaren Backenpaares 40, 42 (Fig. 7,
Fig. 8) aufweist. Dieses Backenpaar, wiederum geeignet pneumatisch zwischen einer
geöffneten Greiferstellung (Fig. 8) und einer geschlossenen Greiferstellung (Fig.
7) bewegbar ausgebildet (die Fig. 1 lässt etwa am Bezugszeichen 44 zugeordnete Pneumatikanschlüsse
erkennen), ermöglicht das Greifen eines Endabschnitts eines Drahts 46 dadurch, dass
ein in einem oben liegenden, spitz zulaufenden Endabschnitt 48 der jeweiligen Backen
40, 42 geformter Ausschnitt 50 so ausgebildet und bemessen ist, dass im geöffneten
Zustand (Fig. 8) eine in der Figurenebene horizontal im Ausschnitt 50 gebildete Ausschnittsweite
w den in der Querschnittsansicht des Drahts 46 gezeigten Drahtdurchmesser um lediglich
ca. 20% übersteigt, was dazu führt, dass selbst im geöffneten Zustand (Fig. 8) lediglich
ein Draht in den Ausschnitt 50 hineintreten und von der Backenanordnung 40, 42 als
Greifermittel behandelt werden kann. Diesbezüglich zeigt dann der geschlossene Zustand
der Backen 40, 42, wie, durch pneumatisch induziertes Aufeinander-Bewegen an den End-
und Eingriffsenden 48, die Weite der Nut 50 soweit verringert ist, dass die Greiferbacken
dort jeweils am Draht mantelseitig anliegen, diesen damit klemmen und für ein Transportieren
bzw. Fördern mitnehmen können.
[0031] Aus den Detailansichten der Fig. 7, 8 ergibt sich zusätzlich, dass eine vorteilhafte
Ausschnittstiefe (in der Figurenebene senkrecht bemessen) des Ausschnitts 50 in etwa
wiederum dem Drahtdurchmesser entspricht, so dass auch diesbezüglich der Ausschnitt
50 keinen Aufnahmeraum für einen zusätzlichen, über den zu vereinzelnden Draht hinausgehenden
weiteren Draht anbietet, damit die Gefahr versehentlichen Mehrfach-Greifens (und dann
eines Mehrfach-Förderns) effektiv verhindert werden kann.
[0032] Eine Mehrzahl der Drähte 46 ist, parallel zu in Fig. 1, Fig. 2 und Fig. 6 gezeigten
Erstreckungsrichtung der Drahtabschnitte 46, im prismatischen Innenraum 52 des Behälters
12 aufgenommen, gebildet durch ein Paar von spitz aufeinander zulaufenden Innenwänden
54, 56 (siehe Fig. 4 bis 6), wobei insbesondere die Perspektivansicht der Fig. 4 mit
einer abgenommenen Seitenwand diese geometrischen Verhältnisse gut erkennen lässt.
[0033] Die Figuren verdeutlichen ferner, wie im bodenseitigen Bereich des durch die Wandabschnitte
54, 56 aufgespannten Innenraums 52 ein Entnahmeabschnitt 58 ausgebildet ist, welcher
sowohl als Ab- bzw. Ausschnitt aus dem Boden des Behälters 12, als auch der den Entnahmemitteln
12, 22 zugewandten Seitenwand 60 gebildet ist. Genauer gesagt bewirkt zunächst die
in Fig. 4 erkennbare bodenseitige Abfräsung 62 ein partielles Öffnen des Behälters
12 an dessen Boden (und damit ein bodenseitiges Freilegen von Endabschnitten dort
liegender Drähte 46) während ein in der Seitenwand 60 gebildeter, nach unten geöffneter
Ausschnitt 64 (Fig. 5) einen seitlichen Durchbruch zum Inneren des Behälters 12 ermöglicht.
[0034] Hier erfolgt der erfindungsgemäße Betrieb der Entnahmemittel 22 dadurch, dass zunächst,
durch Bewegung der Schlitteneinheit 24 auf der stationären und abgesenkten (gleichwohl
schwenkbaren) Trägereinheit 26 entlang der definierten Längsrichtung, die Greifermittel
38 mit dem Backenpaar 40, 42 in eine Position am Behälter 12, jedoch unterhalb des
Entnahmeabschnitts 58, verbracht werden. Ein darauf folgendes Aktivieren des Hubzylinders
32 bewirkt ein Anheben und Verschwenken der Baugruppen 24, 26, verbunden mit einem
Eintauchen der die Greifermittel realisierenden Backenkombination 40, 42 (diese befindet
sich im Öffnungszustand der Fig. 8) in die Mehrzahl der im Behälter befindlichen Drähte.
Entsprechend der in Fig. 8 gezeigten Weise gleitet ein Endabschnitt eines der Drähte
in die durch den Ausschnitt 50 gebildete Aufnahme, wobei die spitz zulaufenden Eingriffsenden
48 der Backen 40, 42 nicht nur das Eintreten dieses einen Drahts (bzw. Drahtendes)
vereinfachen, auch gleiten weitere Drahtenden beim beschriebenen Aufwärtsbewegen seitlich
ab, so dass kein zusätzlicher Draht in die Öffnung 50 eintritt. Ein darauf folgendes
(pneumatisches) Schließen der Backenanordnung 40, 42 führt zum Verklemmen des Drahtendes
des Drahts 46 gemäß Darstellung in Fig. 7, woraufhin dann der Schlitten 24 entgegen
seiner ursprünglichen Längs-Bewegungsrichtung (also in der Figurenebene der Fig. 2
zurück nach rechts) bewegt wird und dabei den Draht 46, gehalten am gegriffenen Drahtende,
mitnimmt. Die Seitenansicht der Fig. 2 verdeutlicht insoweit diesen Betriebszustand
nach dem Greifen und Herausführen.
[0035] Während die Übersichtsdarstellungen, insbesondere Figuren 1 bis 3, zusätzlich noch
eine auf der Träger-Grundplatte 10 montierte Sensoreinheit 68 erkennen lässt, welche
mittels eines auf die Greif- bzw. Förderposition des Drahts 46 gerichteten Sensorkopfs
70 zum optischen Feststellen einer tatsächlich erfolgten Vereinzelung ausgebildet
ist, sorgt ein winkelartig auf dem Schlittengehäuse der Entnahmemittel 24 vorgesehene
Anschlageinheit 72 mit einer auf die ausgeschnittene Öffnung 64 in der Behälterseitenwand
60 gerichteten Schub- bzw. Frontfläche 74 dafür, dass etwa bei einem Greif- und Förderhub
(Fig. 2) potenziell durch Haft- bzw. Reibwirkung am Draht 46 zusätzlich aus dem Fenster
64 herausgezogene Drahtenden bei einem folgenden Greifvorgang, also einem Wieder-Annähern
der Greifermittel am Schlitten 24 an den Behälter 12, die Schubfläche 74 zunächst
diese unbeabsichtigt hervorstehenden Drahtenden vollständig zurück in den Behälterinnenraum
52 führt, bevor dann in der vorbeschriebenen Weise erneut ein Zugriff von unten und
Backenbetrieb der in Fig. 7, Fig. 8 gezeigten Art die Vereinzelung für ein nachfolgendes
Herausführen eines weiteren Drahts erfolgen kann.
[0036] Unterstützt wird der vorbeschriebene Vereinzelungs- und Handhabungs-/Förderprozess
von drahtförmigen Objekten in Form des exemplarisch gezeigten Drahts 46 (bei ansonsten
größenproportionaler Darstellung eines typischen Durchmessers von 0,2mm) durch die
Vibrations- bzw. Rüttelmittel 18, welche in ansonsten bekannter Weise durch Wirkung
eines Schwingmagneten (die Figur 2 zeigt einen zugeordneten Stromversorgungsanschluss
76) den Behälter 12 in Vibrationen verbringen, so dass ein nachteiliges Verhaken,
Verklemmen oder Blockieren von Drähten im Innenraum 52 verhindert wird, insbesondere
auch während des vorbeschriebenen Greif- und Vereinzelungsbetriebs durch die durch
das Verschwenken bewirkte Aufwärtsbewegung des Backenpaares 40, 42.
[0037] Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt,
vielmehr ist dieses rein exemplarisch zu verstehen und ermöglicht im Rahmen der Erfindung
eine flexible Anpassung an nahezu beliebige Drahtlängen und Drahtdurchmesser. Zu diesem
Zweck würde dann lediglich, vereinfacht durch die exemplarisch gezeigten Klemmvorrichtungen
14, ein jeweils angepasster Behälter 12 eingesetzt, durch dessen Entnahmeabschnitt
(Entnahmeöffnung) 58 dann, wie vorstehend beschrieben, die jeweiligen Drahtenden zum
Zugriff bereitstehen. Eine Längenanpassung an Drahtlängen kann hierfür auch einfach
durch Einsetzen eines den Innenraum 52 verkürzenden Keils oder dgl. variabel vorzunehmender
Baugruppe erfolgen; ein derartiges Keilelement ist in den Figuren mit dem Bezugszeichen
55 exemplarisch gezeigt. Auf Seiten der Greifer-mittel würden dann, entsprechend dem
zu verarbeitenden Drahtdurchmesser - üblicherweise ist der magazinartige Behälter
mit Einzeldrähten desselben Durchmessers befüllt - angepasste Backen 40, 42 vorgesehen,
deren Ausschnitt 50 in der vorbeschriebenen Weise an den aktuell handzuhabenden Drahtdurchmesser
angepasst ist.
[0038] Im praktischen Betrieb, etwa bei einer Nutzung des beschriebenen Ausführungsbeispiels
für eine Anlage zur Zufuhr von vereinzelten Drähten an eine nachfolgende Montagemaschine,
lassen sich bei typischen Drahtlängen zwischen ca. 60mm und 75mm und Drahtdurchmessern
bis herunter zu 0,1mm Zykluszeiten von 2sek. oder weniger erreichen, so dass, gegenüber
dem bisherigen Stand der Technik, nicht nur signifikante Fortschritte in der Handhabungsqualität,
sondern auch in der Geschwindigkeit der Vereinzelung und Handhabung erzielt werden
können.
1. Vorrichtung zur automatischen Handhabung und Vereinzelung von geschüttet vorliegenden
drahtförmigen Objekten (46)
mit einem zur Aufnahme einer losen Mehrzahl der Objekte ausgebildeten magazinartigen
Behälter (12),
einem am Behälter ausgebildeten Entnahmeabschnitt (58) für einzelne der Objekte
sowie mit dem Entnahmeabschnitt zusammenwirkenden Entnahmemitteln (22), die zum Fördern
eines einzelnen der Objekte aus dem Behälter ausgebildet sind,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Entnahmemittel zum Zusammenwirken mit dem seitlich (64) und/oder bodenseitig
(62) am Behälter ausgebildeten Entnahmeabschnitt relativ zu dem Behälter bewegbar
ausgebildete sowie für einen Öffnungs- und Schließbetrieb eingerichtete Greifermittel
(38) so aufweisen,
dass die geöffneten Greifermittel bei einem bevorzugt aus einer seitlichen und/oder bodenseitigen
Richtung erfolgenden Heranführen an den Entnahmeabschnitt eine eine Vereinzelung der
Objekte bewirkende Aufnahme (50) für einen Endabschnitt eines einzelnen der Objekte
(46) anbieten,
und ein Schließen der Greifermittel ein Mitnehmen des einzelnen Objekts bei einem
darauffolgenden Wegführen der Greifermittel vom Entnahmeabschnitt bewirken kann.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Greifermittel mindestens zwei relativ zueinander bewegbar angetriebene Backenbaugruppen
(40, 42) aufweisen, die bei dem Schließen zwischen sich einen Klemmabschnitt für den
Endabschnitt des einzelnen der Objekte (46) ausbilden.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Mitnehmen des Objektes durch einen an einem Eingriffsende (48) der Greifermittel
(40, 42) zur Aufnahme des Endabschnitts ausgebildeten Ausschnitt (50) mit variabler
Ausschnittsweite (w) bewirkt wird.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausschnittsweite (w) so bemessen ist, dass diese im Zustand der geöffneten Greifermittel
kleiner ist als das Doppelte eines maximalen Durchmessers der Objekte (46) im Endabschnitt,
bevorzugt den maximalen Durchmesser der Objekte im Endabschnitt um nicht mehr als
50% übersteigt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die backenartig ausgebildeten Greifermittel am Eingriffsende (48) dem Ausschnitt
(50) benachbart spitz zulaufend ausgebildet sind.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausschnitt (50) eine Ausschnittstiefe so bemessen aufweist, dass diese in einem
geschlossenen Zustand kleiner ist als das Doppelte eines maximalen Durchmessers der
Objekte (46) im Endabschnitt, bevorzugt den maximalen Durchmesser der Objekte im Endabschnitt
um nicht mehr als 50% übersteigt.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter innenseitig mindestens eine schräg verlaufende Schütt- oder Gleitwand
(54, 56) zu einem verjüngten Bodenabschnitt aufweist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Entnahmeabschnitt als bevorzugt in einer Seitenwand (60) im Bereich des Bodenabschnitts
ausgebildeter Durchbruch (64) zu dem Behälterinnenraum (52) realisiert ist, relativ
zu dem die Entnahmemittel zumindest abschnittweise linear und bevorzugt horizontal
und/oder entlang einer Erstreckungsrichtung von im Behälter befindlichen langgestreckten
Objekten verfahrbar ausgebildet sind.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Greifermittel (38) bezogen auf den Eingriffsabschnitt (58), entlang einer Erstreckungsrichtung
der drahtförmigen Objekte verfahrbar und in einer Aufwärtsrichtung senkrecht zu der
Erstreckungsrichtung bewegbar oder verschwenkbar ausgebildet sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Bewegen in der Aufwärtsrichtung, insbesondere das Verschwenken, durch an eine
den Greifermitteln für das Verfahren zugeordnete Schlitteneinheit (24, 26) angreifende
Hubmittel (32) bewirkt wird.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass den Greifermitteln zumindest abschnittsweise mit einer Behälteröffnung (64) des Eingriffsabschnitts
(58) fluchtend ausgebildete Anschlagmittel (78) so zugeordnet sind, dass durch Wirkung
einer Anschlagfläche (74) der Anschlagmittel aus der Behälteröffnung heraustretende
der Objekte bei einem Verfahren der Greifermittel in Richtung auf den Eingriffsabschnitt
zurück in den Behälter geschoben werden können.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass dem Behälter Bewegungs- und/oder Vibrationsmittel (18) so zugeordnet sind, dass,
insbesondere als Reaktion auf eine elektrische Ansteuerung, eine Relativ- und/oder
Schüttelbewegung von Objekten im Behälter bewirkt werden kann, wobei die Bewegungs-
bzw. Vibrationsmittel bevorzugt so ansteuerbar sind, dass die Relativ- bzw. Schüttelbewegung
auch während des Heranführens der Greifermittel an den Entnahmeabschnitt und/oder
während des Schließens der Greifermittel erzeugt wird.
13. System zur Handhabung und Vereinzelung von in einem magazinartigen Behälter aufgenommenen
drahtförmigen Objekten, aufweisend die Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
12, sowie eine Mehrzahl von im Magazin aufgenommenen Drahtabschnitten einer vorbestimmten
Länge als drahtförmige Objekte.
14. System nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die im Behälter aufgenommenen Drahtabschnitte als drahtförmige Objekte denselben
Drahtdurchmesser aufweisen.
15. Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12 für Drahtabschnitte als
drahtförmige Objekte eines Drahtdurchmessers im Bereich zwischen 0,1 mm und 2mm, insbesondere
zwischen 0,1 mm und 0,8mm.