DE3930464C2

DE3930464C2 -

Info

Publication number: DE3930464C2
Application number: DE19893930464
Authority: DE
Inventors: Kenneth F. Alvin Ill. Us Becicka; Thomas R. Danville Ill. Us Reed; Ray A. Yourgalite; Neal C. Hoopeston Ill. Us Chamberlain; Steven L. Lynchburg Va. Us Hufford
Original assignee: FMC Corp
Current assignee: Simplimatic Engineering Co
Priority date: 1988-09-12
Filing date: 1989-09-12
Publication date: 1993-07-01
Also published as: CA1319162C; JPH02117520A; DE3930464A1; GB8920491D0; GB2222573A; JPH07100540B2; GB2222573B; FR2636319A1; FR2636319B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Palettiervorrichtung mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.The invention relates to a palletizing device with the in the preamble of claim 1 specified features.

Als eine abschließende Stufe bei vielen Herstellungsvorgängen ist es erforderlich, Behälter gefertigter Produkte auf Paletten zwecks Versandes aus dem Herstellungswerk zu beladen. Bei Herstellungsvorgängen hoher Geschwindigkeit und bei Bewältigen großer Volumen kann ein solches Beladen oder "Palettieren" sehr arbeitsintensiv sein, wenn es von Hand ausgeführt wird; eine Vielzahl von Maschinen oder Palettiervorrichtungen ist zum automatischen Durchführen dieser Funktion entwickelt worden.As a final stage in many manufacturing processes, it is required, containers of manufactured products on pallets for shipping from the manufacturing plant. For manufacturing processes higher Speed and when dealing with large volumes can be such Loading or "palletizing" can be very labor intensive when done by hand is performed; a variety of machines or palletizers has been developed to perform this function automatically.

Da wesentliche Einsparungen an Arbeitskosten verwirklicht werden können, wenn ein automatisches Palettieren mit hoher Geschwindigkeit und unter Berücksichtigung hoher Volumen durchgeführt wird, kann ein solches Palettieren trotz relativ hoher Anfangskosten und Wartungsanforderungen für jede solche Palettiermaschine wirtschaftlich vertretbar sein. Im Betrieb mit geringer Geschwindigkeit und Handhabung geringen Volumens sind indessen die tatsächlichen Einsparungen an Arbeitskosten weit geringer, und eine automatische Palettiervorrichtung sollte einfacherer Konstruktion sein und relativ geringere Anfangskosten verursachen, wenn ein merkenswerter wirtschaftlicher Vorteil gegenüber einem Beladen von Paletten von Hand erzielt werden soll. Since significant labor cost savings can be realized if automatic palletizing at high speed and taking into account high volume can be a such palletizing despite relatively high initial costs and maintenance requirements be economically justifiable for any such palletizing machine. Low speed operation and low handling Volume is, however, the actual labor cost savings far less, and an automatic palletizer should be simpler Be construction and cause relatively lower initial costs, if a remarkable economic advantage over loading should be achieved by hand from pallets.

Bekannte Palettiervorrichtungen verwenden elektronische und mechanische Kodiervorrichtungen in Kombination mit einem rechnergesteuerten System, um die Spur und tatsächliche Lage eines Kartons zu halten, wenn er transportiert und auf einer Palette plaziert wird.Known palletizers use electronic and mechanical Coding devices in combination with a computer-controlled system, to keep track and actual location of a box when it is transported and placed on a pallet.

Eine Palettiervorrichtung der dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entsprechenden Art ist aus "Technische Rundschau" 8/86, S. 44-53, und aus "f+h-fördern und heben" 34 (1984) Nr. 10, S. 738, als bekannt zu entnehmen. Bei dem in diesen Druckschriften beschriebenen Kommissionsleitsystemen geht es um das Kommissionieren von Ware, d. h. um das Bereitstellen und Abgeben von bestellter Ware. Dabei werden Packstücke auf einer Palette plaziert.A palletizing device corresponding to the preamble of claim 1 Art is from "Technische Rundschau" 8/86, pp. 44-53, and from "f + h-promote and lift" 34 (1984) No. 10, p. 738, as known. In the commission control system described in these publications is about picking goods, d. H. about that Provision and delivery of ordered goods. In doing so, packages become placed on a pallet.

Bekannt ist ferner ein Greifersystem - vgl. Warnecke, H.-J.: Sensoren zur Objekterkennung in Handhabungssystemen, Krauskopf-Verlag GmbH, Mainz (1979) S. 36-39 -, bei dem oberhalb einer Greifebene optische Bildsensoren angeordnet sind. Diese Sensoren sind auf Leitschienen verschiebbar, um die Beobachtungsposition zu ändern. Dabei bleibt offen, ob die Verschiebung der Sensoren synchron mit der Greifanordnung erfolgt.A gripper system is also known - cf. Warnecke, H.-J .: Sensors for object detection in handling systems, Krauskopf-Verlag GmbH, Mainz (1979) pp. 36-39 - with the one above a gripping plane optical image sensors are arranged. These sensors are on guardrails slidable to change the observation position. Here It remains open whether the displacement of the sensors is synchronous with the gripping arrangement he follows.

Die US-PS 41 69 338 beschreibt Zahnräder und Zugmittel zum Antrieb von teleskopierbaren Elementen, die DE-OS 26 20 535 zeigt eine Palettenbeladevorrichtung, bei der zum Teleskopieren von Elementen Ketten verwendet werden. Allgemein bekannt zum Antrieb gegeneinander bewegbarer Elemente sind auch Reibräder.The US-PS 41 69 338 describes gears and traction means for driving of telescopic elements, DE-OS 26 20 535 shows a pallet loading device, in the case of chains for telescoping elements be used. Generally known for driving against each other Elements are also friction wheels.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kompakte, kostengünstige, wartungsfreundliche Palettiervorrichtung zu schaffen, bei der Werkstücke bei guter Ausrichtung zueinander gestapelt werden.The invention has for its object a compact, inexpensive, to create maintenance-friendly palletizing devices on workpieces can be stacked with one another in good alignment.

Die Lösung dieser Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale erreicht.The solution to this problem is given by the claim 1 Characteristics achieved.

Durch die Steuerung der Greifanordnung in der Höhe und zur Seite hin mittels der Taster wird eine automatisch arbeitende Stapelung der zu palettierenden Gegenstände bei guter Ausrichtung zueinander erreicht. Dabei können gleichzeitig mehrere nebeneinander in Reihe angeordnete Gegenstände gleicher Größe von der Greifanordnung erfaßt und in die richtige Packposition auf der Palette bzw. auf dem teilweise schon aufgebauten Stapel abgesetzt werden. Eine zusätzliche Überwachung ist dafür nicht notwendig, so daß wegen Wegfall einer Bedienungsperson die Palettiervorrichtung kostengünstig arbeitet. Es werden auch nur wenige Teile bewegt, so daß die erfindungsgemäße, kompakt ausgebildete Palettiervorrichtung auch wartungsfreundlich ist.By controlling the gripping arrangement in height and to the side the buttons are used to automatically stack the palletizing objects with good alignment to each other. Several can be arranged in a row at the same time Objects of the same size are gripped by the gripping arrangement and into the correct packing position on the pallet or on the partially built one Stack are deposited. Additional monitoring is for that not necessary, so that due to the loss of an operator Palletizing device works inexpensively. There are also only a few Parts moved, so that the compact palletizing device according to the invention is also easy to maintain.

Vorteilhafte weitere Ausbildungen der Palettiervorrichtung nach Anspruch 1 sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous further developments of the palletizing device according to claim 1 are the subject of the subclaims.

Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. In der Zeichnung zeigtThe invention is illustrated below using an exemplary embodiment attached drawings explained in more detail. In the drawing shows

Fig. 1 perspektivisch eine automatisch arbeitende Palettiervorrichtung; FIG. 1 is a perspective view of an automatically operating palletizer;

Fig. 2 eine Schnittansicht längs der Linie 2-2 in Fig. 1. Fig. 2 is a sectional view taken along the line 2-2 in FIG. 1.

Eine automatisch arbeitende Palettiervorrichtung 10 dient dazu, um eine Vielzahl von regelmäßig geformten Gegenständen wie beispielsweise Transportverpackungen, Behälter oder Kartons 12 aufzunehmen und die Kartons 12 in einem vorbestimmten Muster auf eine Transportpalette 14 anzuordnen.An automatically operating palletizing device 10 serves to receive a large number of regularly shaped objects such as, for example, transport packaging, containers or boxes 12 and to arrange the boxes 12 on a transport pallet 14 in a predetermined pattern.

Die automatisch arbeitende Palettiervorrichtung 10 umfaßt eine vertikale Stützsäule 16 bzw. eine "Z"-Achse 16 und eine ausfahrbare horizontale Armanordnung 18 bzw. "Y"-Achse 18, welche längs der "Z"-Achse 16 vertikal hin und her bewegbar ist. Eine Greifanordnung 20, welche wenigstens einen und vorzugsweise eine Vielzahl der Kartons 12 lösbar ergreifen kann, ist an einem ausfahrbaren Ende 22 der sich in der "Y"-Achse erstreckenden Anordnung 18 angeordnet. Die Anordnung 20 ist somit von der Anordnung 16 und der Anordnung 18 zwecks unabhängiger Bewegung in der vertikalen und der horizontalen Richtung abgestützt. Vorzugsweise umfaßt die "Y"-Achsenanordnung 18 einen teleskopartigen ineinanderschiebbaren Arm, wie in der ebenfalls anhängigen Anmeldung von Becicka et al., mit dem Titel "Double Telescoping Arm for Robotic Palletizers and the like" beschrieben, die am 12. September 1988 als US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 2 42 696 hinterlegt wurde.The automatically operating palletizing device 10 comprises a vertical support column 16 or a "Z" axis 16 and an extendable horizontal arm arrangement 18 or "Y" axis 18 which can be moved vertically back and forth along the "Z" axis 16 . A gripping arrangement 20 , which can detachably grip at least one and preferably a plurality of the cartons 12 , is arranged at an extendable end 22 of the arrangement 18 extending in the "Y" axis. The assembly 20 is thus supported by the assembly 16 and the assembly 18 for independent movement in the vertical and horizontal directions. Preferably, the "Y" axis assembly 18 includes a telescoping telescopic arm as described in the pending application by Becicka et al., Entitled "Double Telescoping Arm for Robotic Palletizers and the like", which issued September 12, 1988 as US - Patent application with the serial number 2 42 696 was deposited.

Die "Y"-Achsenanordnung 18 ist zwecks vertikaler Bewegung längs der "Z"-Achse 16 mit Hilfe eines Schlittens 24 getragen, der längs der vertikalen Säule 16 bewegbar ist. Eine Kette 25 (Fig. 2) ist mit einem Ende an dem Schlitten 24 und mit dem anderen Ende an einem Gegengewicht 26 innerhalb der vertikalen Säule 16 befestigt. Die Kette 25 ist weiterhin über ein Zahnrad 28 an dem oberen Teil der Säule 16 geführt. Wenn das Zahnrad 28 mit Hilfe eines Elektromotors 30 gedreht wird, wird die Kette in der einen oder der anderen Richtung angetrieben, so daß sich der Schlitten 24 längs der vertikalen Säule 16 aufwärts oder abwärts bewegt. Ein einstellbarer Grenzschalter 32 ist vorgesehen, um zu erfassen, wenn der Schlitten 24 eine vorbestimmte untere Grenze in bezug auf die vertikale Säule 16 erreicht hat.The "Y" axis assembly 18 is supported for vertical movement along the "Z" axis 16 by means of a carriage 24 which is movable along the vertical column 16 . A chain 25 ( FIG. 2) is attached at one end to the carriage 24 and at the other end to a counterweight 26 within the vertical column 16 . The chain 25 is also guided via a gear 28 on the upper part of the column 16 . When the gear 28 is rotated by means of an electric motor 30 , the chain is driven in one direction or the other so that the carriage 24 moves upwards or downwards along the vertical column 16 . An adjustable limit switch 32 is provided to detect when the sled 24 has reached a predetermined lower limit with respect to the vertical column 16 .

Die Anordnung 18 in der "Y"-Achse umfaßt ein Ende 34, welches in bezug auf die vertikale Säule 16 horizontal stationär bleibt. Das ausfahrbare Ende 22 wird gegen die vertikale Säule 16 unter der Einwirkung eines Elektromotors 36 einwärts oder auswärts bewegt. Die Greifanordnung 20 umfaßt eine äußere Platte oder Fläche 38 und eine parallele innere Platte oder Fläche 40, die zu der äußeren Platte 36 oder von ihr fortbewegbar ist. Die Greifanordnung 20 kann somit eine Reihe von Kartons 12 zwecks Anordnens auf der Palette 14 ergreifen oder sie kann die Kartons 12 auf der Palette 14 freigeben. Ein einstellbarer Grenzschalter 42 (Fig. 2) ist vorgesehen, um zu erfassen, wenn die Anordnung 18 auf eine bestimmte Grenze ausgefahren ist.The array 18 in the "Y" axis includes an end 34 which remains horizontally stationary with respect to the vertical column 16 . The extendable end 22 is moved inward or outward against the vertical column 16 under the action of an electric motor 36 . The gripping assembly 20 includes an outer plate or surface 38 and a parallel inner plate or surface 40 which is movable to or from the outer plate 36 . The gripping assembly 20 can thus grip a number of cartons 12 for placement on the pallet 14 or it can release the cartons 12 on the pallet 14 . An adjustable limit switch 42 ( FIG. 2) is provided to detect when the assembly 18 is extended to a certain limit.

Der teleskopartig ineinanderschiebbare Horizontalarm 18 umfaßt als äußeres Verlängerungselement einen Kastenrahmen 19 mit einem im wesentlichen rechteckigen Querschnitt und einer zugeordneten Längsachse. Ein mittleres Verlängerungselement in Form eines Trägers 23 ist teleskopartig in dem Kastenrahmen aufgenommen und ist im wesentlichen parallel zu der Längsachse des Kastenrahmens 19 ausgerichtet. The telescopic telescopic horizontal arm 18 comprises as an outer extension element a box frame 19 with a substantially rectangular cross section and an associated longitudinal axis. A central extension element in the form of a carrier 23 is received telescopically in the box frame and is aligned essentially parallel to the longitudinal axis of the box frame 19 .

Der teleskopartig ineinanderschiebbare Horizontalarm 18 umfaßt weiterhin ein inneres Verlängerungselement 22, das teleskopartig innerhalb des Trägers 23 angeordnet ist. Die Längsachse des inneren Elements 22 ist im wesentlichen parallel mit den Längsachsen des Trägers 23 und des Kastenrahmens 19 ausgerichtet. Das innere Element 22 ist als Rohr ausgebildet.The telescopic telescopic horizontal arm 18 further comprises an inner extension element 22 , which is arranged telescopically within the carrier 23 . The longitudinal axis of the inner element 22 is aligned essentially parallel to the longitudinal axes of the carrier 23 and the box frame 19 . The inner element 22 is designed as a tube.

Ein Laufrad 29 (Fig. 2) ist innerhalb des Trägers 23 zur Rotation in einer im wesentlichen vertikalen Ebene um eine Achse 31 gelagert, die im wesentlichen rechtwinklig zu den von den Seitenwänden 27 des Trägers 23 gebildeten Ebenen verläuft. Das Laufrad 29 ist so angeordnet, daß ein Teil des Rads sich teilweise bis unter die untere Fläche des Trägers 23 erstreckt und die untere Innenfläche 17 des Kastenrahmens 19 berührt. Das Laufrad 29 erstreckt sich auch bis zur Anlage an die Unterfläche 15 des inneren Elements 22 an einem Punkt, der im wesentlichen dem Anlagepunkt zwischen dem Laufrad 29 und dem Kastenrahmen 19 diametral gegenüberliegt. Die Achse 31 läuft in einem Paar von gegenüberliegenden vertikalen Schlitzen, die in den Seitenwänden 27 des Trägers 23 so ausgebildet sind, daß sie eine begrenzte vertikale Bewegung des Laufrades 29 bezüglich des Trägers 23 erlauben.An impeller 29 ( FIG. 2) is mounted within the carrier 23 for rotation in a substantially vertical plane about an axis 31 which is substantially perpendicular to the planes formed by the side walls 27 of the carrier 23 . The impeller 29 is arranged so that a part of the wheel extends partially below the lower surface of the carrier 23 and touches the lower inner surface 17 of the box frame 19 . The impeller 29 also extends to abut the bottom surface 15 of the inner member 22 at a point substantially diametrically opposite the abutment point between the impeller 29 and the box frame 19 . The axis 31 runs in a pair of opposed vertical slots formed in the side walls 27 of the carrier 23 so as to allow limited vertical movement of the impeller 29 with respect to the carrier 23 .

Die Unterfläche 15 des inneren Elements 22 liegt auf einer Lagerrolle 33 auf, die am vorderen Ende des Trägers 23 gelagert ist. Auf diese Art und Weise wird das innere Element 22 durch das Laufrad 29 und die Lagerrolle 33 zum axialen Ausziehen oder Einziehen bezüglich des Trägers 23 abgestützt. Das innere Element 22 wird bezüglich des Trägers 23 ausgezogen oder eingezogen mittels eines motorbetriebenen Antriebsrades 35, welches am oberen Ende des Trägers 23 gelagert ist und so angeordnet ist, daß es an der oberen Fläche 13 des inneren Elements 22 angreift und dieses stützt. Das Antriebsrad 35 ist zusammen mit seinem zugeordneten Antriebsmotor 36 zwischen einem Paar von Stützen 37 gelagert, die sich entlang gegenüberliegender Seiten des Trägers 23 erstrecken und die vertikal zu diesem beweglich sind. Jede der Stützen 37 ist wiederum an dem Träger 23 mittels eines Bolzens befestigt, der sich durch die Stützen 37 und in ein nußartiges Verbindungselement erstreckt, welches sich von jeder Seite des Trägers 23 nach außen erstreckt. Durch Festlegen oder Lösen der Bolzen kann die vertikale Position des motorbetriebenen Antriebsrads 35 bezüglich des Trägers 23 verändert werden. Diese Anschlußmöglichkeit erlaubt dem Benutzer, den Träger 23 und das innere Element 22 im wesentlichen parallel zu dem Kastenrahmen 19 auszurichten.The lower surface 15 of the inner element 22 rests on a bearing roller 33 which is supported at the front end of the carrier 23 . In this way, the inner member 22 is supported by the impeller 29 and the bearing roller 33 for axially extending or retracting with respect to the carrier 23 . The inner member 22 is extended or retracted with respect to the bracket 23 by means of a motor driven drive wheel 35 which is supported at the upper end of the bracket 23 and is arranged to engage and support the upper surface 13 of the inner member 22 . The drive wheel 35 , together with its associated drive motor 36, is mounted between a pair of supports 37 which extend along opposite sides of the carrier 23 and which are movable vertically thereto. Each of the supports 37 is in turn attached to the support 23 by means of a bolt which extends through the supports 37 and into a nut-like connecting element which extends outwards from each side of the support 23 . The vertical position of the motor-driven drive wheel 35 with respect to the carrier 23 can be changed by fastening or loosening the bolts. This connection option allows the user to align the carrier 23 and the inner element 22 substantially parallel to the box frame 19 .

Der Träger 23 ist zur lateralen Bewegung bezüglich des Kastenrahmens 19 gelagert. Ein Teil dieser Lagerung wird verwirklicht durch eine Rollenanordnung 39, die an der Rückseite des Trägers 23 befestigt ist und die an der oberen Innenwand 41 des Kastenrahmens 19 zur Anlage kommt. Der Rest des Trägers 23 wird letzten Endes von dem Laufrad 29 gelagert. Die Lagerkraft auf den vorderen Teil des Trägers 23 wird nach oben auf das Laufrad 29 an einen Punkt geleitet, wo es zur Anlage an die untere Innenwand des Kastenrahmens 19 kommt. Die vertikale Position des Laufrades 29 bezüglich des Trägers 23 ist nicht festgelegt. Das Laufrad 29 hat vielmehr einen Spielraum, und die nach oben gerichtete Anlagekraft von der unteren Wand des Kastenrahmens 19 wird direkt über das Laufrad 29 auf die Unterseite des inneren Elements 22 geleitet. Diese Kraft wird dann durch das innere Element 22 auf den Träger 23 über das Antriebsrad 35, die Bolzen und das nußartige Verbindungselement geleitet. Dementsprechend kann die Traktion zwischen dem Antriebsrad 35 und dem inneren Element 22 verläßlich aufrechterhalten werden, selbst wenn sich das Antriebsrad 35 und das Laufrad 29 beim Betrieb abnutzen.The carrier 23 is mounted for lateral movement with respect to the box frame 19 . Part of this storage is realized by a roller arrangement 39 which is attached to the back of the carrier 23 and which comes to rest on the upper inner wall 41 of the box frame 19 . The rest of the carrier 23 is ultimately supported by the impeller 29 . The bearing force on the front part of the carrier 23 is directed upwards to the impeller 29 at a point where it comes to rest against the lower inner wall of the box frame 19 . The vertical position of the impeller 29 with respect to the carrier 23 is not fixed. Rather, the impeller 29 has a margin, and the upward contact force from the lower wall of the box frame 19 is passed directly to the underside of the inner element 22 via the impeller 29 . This force is then passed through the inner member 22 onto the carrier 23 via the drive wheel 35 , the bolts and the nut-like connecting element. Accordingly, the traction between the drive wheel 35 and the inner member 22 can be reliably maintained even if the drive wheel 35 and the impeller 29 wear during operation.

Beim Betrieb führt eine Drehung des Antriebsrads 35 zu einer lateralen Bewegung des inneren Elements 22 bezüglich des Trägers 23. Eine Bewegung des inneren Elements 22 in einer Richtung bezüglich des Trägers 23 verursacht das Drehen des Laufrades 29. Eine solche Drehung des Laufrads 29 verursacht, daß sich der Träger 23 in die gleiche Richtung bezüglich des Kastenrahmens 19 bewegt. Während des Ausziehens oder des Einziehens des Horizontalarms 18 ist das motorbetriebene Antriebsrad 35 bezüglich des Trägers 23 festgelegt. Deshalb bewegt sich das innere Element 22 bezüglich des Trägers 23, während der Träger 23 sich in der gleichen Richtung bezüglich des Kastenrahmens 19 bewegt. Das innere Element 22 bewegt sich mit etwa der doppelten Geschwindigkeit als der Träger 23 aufgrund der Anlagepunkte bzw. Kontaktpunkte mit dem Laufrad 29 - das eine kommt mit dem anderen an der Achse des Laufrades 29 in Kontakt und das andere an dessen äußerem Durchmesser.In operation, rotation of the drive wheel 35 results in lateral movement of the inner member 22 with respect to the carrier 23 . Movement of the inner member 22 in one direction with respect to the carrier 23 causes the impeller 29 to rotate. Such rotation of the impeller 29 causes the carrier 23 to move in the same direction with respect to the box frame 19 . During the extension or retraction of the horizontal arm 18 , the motor-driven drive wheel 35 is fixed with respect to the carrier 23 . Therefore, the inner member 22 moves with respect to the bracket 23 while the bracket 23 moves in the same direction with respect to the box frame 19 . The inner member 22 moves at about twice the speed of the carrier 23 due to the contact points with the impeller 29 - one comes into contact with the other on the axis of the impeller 29 and the other at its outer diameter.

Es ist eine Einrichtung vorgesehen, um zu gewährleisten, daß die Geschwindigkeit des inneren Elements 22 bezüglich des Trägers 23 im wesentlichen gleich der Geschwindigkeit des Trägers 23 bezüglich des Kastenrahmens 19 ist. Zu diesem Zweck sind ein Paar von Zahnrädern auf gegenüberliegenden Seiten des Laufrades 29 so befestigt, daß sie sich zusammen mit diesem drehen. Eine erste Kette 46, deren eines Ende am hinteren Teil des inneren Elements 22 angebracht ist, ist über eines der Zahnräder gelegt. Das andere Ende der ersten Kette 46 ist am Inneren des Kastenrahmens 19 an einem Punkt angebracht, der hinter dem Laufrad 29 liegt. Eine zweite Kette 48 ist an einem Ende mit dem vorderen Ende des inneren Elements 22 verbunden und ist über das andere Zahnrad 44 gelegt. Die zweite Kette 48 ist an ihrem anderen Ende mit der Innenseite des Kastenrahmens 19 an einem Punkt angebracht, der vor dem Laufrad 29 liegt. Beim Ausziehen oder beim Einziehen des Horizontalarms 18 wirken die Ketten 46 und 48 so, daß sie gewährleisten, daß die laterale Längsbewegung des inneren Elements 22 bezüglich des Kastenrahmens 19 im wesentlichen zweimal so groß ist wie die Längsbewegung des Trägers 23 bezüglich des Kastenrahmens 19.Means are provided to ensure that the speed of the inner member 22 with respect to the bracket 23 is substantially equal to the speed of the bracket 23 with respect to the box frame 19 . For this purpose, a pair of gears are mounted on opposite sides of the impeller 29 so that they rotate together with it. A first chain 46 , one end of which is attached to the rear portion of the inner member 22 , is placed over one of the gears. The other end of the first chain 46 is attached to the inside of the box frame 19 at a point behind the impeller 29 . A second chain 48 is connected at one end to the front end of the inner member 22 and is laid over the other gear 44 . The second chain 48 is attached at its other end to the inside of the box frame 19 at a point that is in front of the impeller 29 . When extending or retracting the horizontal arm 18 , the chains 46 and 48 act to ensure that the lateral longitudinal movement of the inner member 22 with respect to the box frame 19 is substantially twice as long as the longitudinal movement of the carrier 23 with respect to the box frame 19 .

Die Palettiervorrichtung umfaßt weiterhin einen Beschickungsförderer 44, einen Palettenausteiler 46, in welchem leere Paletten 14 gespeichert sind und einen Palettenförderer 48, welcher die leeren Paletten 14 von dem Austeiler 46 zu einer in Fig. 1 gezeigten Beladeposition fördert. Eine Steuertafel 50, mit einem geeigneten Steuerschaltkreis, ist zum Steuern des Betriebs der Palettiervorrichtung 10 vorgesehen.The palletizer further includes a feed conveyor 44, a Palettenausteiler 46, in which is stored empty pallets 14, and a pallet conveyor 48 which conveys the empty pallet 14 from the dispenser 46 to a position shown in Fig. 1 loading position. A control panel 50 , with a suitable control circuit, is provided for controlling the operation of the palletizing device 10 .

Der Beschickungsförderer 44 teilt die Kartons 12 zu, richtet sie aus und sammelt sie vor dem Beladen der Palette 14. Der Beschickungsförderer 44 empfängt die Kartons 12 von einem (nicht gezeigten) stromaufseitigen Förderer, der beispielsweise ein Förderer mit geringem Gegendruck sein kann. Der Beschickungsförderer 44 umfaßt einen Abschnitt 52 geringer Geschwindigkeit und einen Abschnitt 54 hoher Geschwindigkeit stromab des Abschnitts 52. Aufgrund des Geschwindigkeitsunterschieds zwischen diesen beiden Abschnitten 52 und 54 werden die Kartons 12, die anfänglich auf dem Abschnitt 52 geringer Geschwindigkeit gefördert worden sind, automatisch voneinander beabstandet, wenn sie auf den Hochgeschwindigkeitsabschnitt 54 treffen. Nach Erreichen des Endes des Abschnitts 54 werden die Kartons 12 angehalten und gesammelt. Ein erster Fotozellendetektor 56, der auf den Durchgang eines jeden Kartons 12 anspricht, zählt die Kartons 12, wenn sie den Hochgeschwindigkeitsabschnitt 54 des Förderers 44 erreichen. Diese Information wird dem Steuerschaltkreis übermittelt. Wenn die Kartons 12 den Fotozellendetektor 58 (der ebenfalls auf den Durchgang eines jeden Kartons 12 anspricht) zum Sammelbereich des Förderers 44 passieren, wird diese Information ebenfalls dem Steuerschaltkreis übermittelt, um das Vervollständigen einer Reihe der Kartons 12 in dem Sammelbereich zu bestimmen.The feed conveyor 44 allocates the cartons 12 , aligns them and collects them before loading the pallet 14 . The feed conveyor 44 receives the cartons 12 from an upstream conveyor (not shown) which may be, for example, a low back pressure conveyor. The feed conveyor 44 includes a low speed section 52 and a high speed section 54 downstream of the section 52 . Due to the speed difference between these two sections 52 and 54 , the cartons 12 that were initially conveyed on the low speed section 52 are automatically spaced from each other when they encounter the high speed section 54 . Upon reaching the end of section 54 , cartons 12 are stopped and collected. A first photocell detector 56 , responsive to the passage of each carton 12 , counts the cartons 12 when they reach the high speed section 54 of the conveyor 44 . This information is transmitted to the control circuit. When the cartons 12 pass the photocell detector 58 (which also responds to the passage of each carton 12 ) to the collection area of the conveyor 44 , this information is also communicated to the control circuitry to determine completion of a row of the cartons 12 in the collection area.

Der Beschickungsförderer 44 ist so ausgebildet, daß zu einer Zeit eine ausreichende Anzahl von Kartons 12 gesammelt werden, um eine Reihe in jeder Schicht der beladenen Palette 14 zu bilden. Die Kartons 12 können somit Seite an Seite gesammelt werden, wie in Fig. 1 gezeigt ist. Alternativ kann eine Wendemechanik 60 in der Nähe des Einlaßendes des Hochgeschwindigkeitsabschnitts 54 von dem Steuerschaltkreis betätigt werden, um die Kartons 12 Seite an Seite zu plazieren, wenn sie gesammelt werden.The feed conveyor 44 is designed to collect a sufficient number of cartons 12 at a time to form a row in each layer of the loaded pallet 14 . The cartons 12 can thus be collected side by side, as shown in FIG. 1. Alternatively, a turning mechanism 60 near the inlet end of high speed section 54 can be actuated by the control circuitry to place the cartons 12 side by side when they are collected.

Die Lagen der Kartons 12 und der Greifanordnung 20 in bezug auf die Palette 14 werden von einer berührungslosen Grenztastereinrichtung erfaßt. Diese Grenztastereinrichtung erfaßt das Vorhandensein oder die Abwesenheit von gesammelten Kartons 12 auf der Palette 14, um die Lage der Greifanordnung 20 zum Plazieren der Kartons 12 auf der Palette 14 zu steuern. Beispielsweise kann ein Paar der Grenztaster 62 und 64 verwendet werden, die an einem Arm 66 angeordnet sind, welche sich von der Greifanordnung 20 horizontal auswärts erstreckt. Bei der gezeigten Ausführungsform umfaßt jeder der berührungslosen Grenztaster 62, 64 ein Infrarot-Fotozellendetektorsystem mit einer unabhängigen Infrarot-Quelle und einem Infrarot-Detektor. Der Arm 66 ist derart angeordnet, daß, wenn sich die Greifanordnung 20 in einer Lage oberhalb der Palette 14 befindet, sich der Arm 66 neben den und längsseits der Kartons 12 auf der Palette 14 erstreckt. The positions of the cartons 12 and the gripping arrangement 20 with respect to the pallet 14 are detected by a contactless limit switch device. This limit switch device detects the presence or absence of collected cartons 12 on the pallet 14 in order to control the position of the gripping arrangement 20 for placing the cartons 12 on the pallet 14 . For example, a pair of limit switches 62 and 64 may be used which are disposed on an arm 66 which extends horizontally outward from the gripping assembly 20 . In the embodiment shown, each of the non-contact limit switches 62, 64 comprises an infrared photo cell detector system with an independent infrared source and an infrared detector. The arm 66 is arranged such that when the gripping assembly 20 is in a position above the pallet 14 , the arm 66 extends adjacent to and alongside the cartons 12 on the pallet 14 .

Der Arm 66 ist grob gesagt 25,4 mm oberhalb der Bodenfläche der Kartons 12 positioniert, die von der Greifanordnung 20 getragen sind.The arm 66 is roughly positioned 25.4 mm above the bottom surface of the cartons 12 carried by the gripping assembly 20 .

Der erste Grenztaster 62 ist im wesentlichen an dem äußersten Ende des Arms 66 angeordnet und weist zu den Seiten der Kartons 12 auf der Palette 14. Der zweite Grenztaster 64 ist etwas außerhalb des äußeren Greiftasters 38 angeordnet und weist ebenfalls zu den Seiten der Kartons 12 auf der Palette 14.The first limit switch 62 is located substantially at the extreme end of the arm 66 and faces the sides of the cartons 12 on the pallet 14 . The second limit switch 64 is arranged somewhat outside the outer gripper switch 38 and also points to the sides of the cartons 12 on the pallet 14 .

Während des Beladens einer Palette arbeiten die beiden Grenztaster 62 und 64 zusammen mit einer Steuereinrichtung wie beispielsweise einer von einem Mikrorechner gesteuerten Steuerschaltkreis in der Steuertafel 50. Diese Grenztaster 62 und 64 erfassen die Position der Greifanordnung 20 in bezug auf die Kartons 12, die sich bereits auf der Palette 14 befinden. Insbesondere erzeugt der erste Grenztaster 62 ein erstes Steuersignal, das für die vertikale Lage der Greifanordnung 20 charakteristisch ist. Somit fühlt der erste Grenztaster 62, daß die Höhe der Greifanordnung 20 ausreichend ist, um zwischen den Kartons 12, die sich bereits auf der Palette 14 befinden, und den Kartons 12 in der Greifanordnung 20 einen vertikalen Spielraum zu schaffen. Ähnlich erzeugt der zweite Grenztaster 64 ein zweites Steuersignal, das für die horizontale Lage der Greifanordnung 20 charakteristisch ist. Somit erfaßt der zweite Grenztaster 64 die Lage, wenn die horizontale Erstreckung des horizontalen Arms 18 ausreichend ist, um den äußersten Rand der ergriffenen Kartons 12 neben dem innersten Rand 68 der oberen Reihe der bereits gestapelten Kartons 12 anzuordnen.During the loading of a pallet, the two limit switches 62 and 64 work together with a control device, such as a control circuit in the control panel 50 controlled by a microcomputer. These limit switches 62 and 64 detect the position of the gripping arrangement 20 in relation to the boxes 12 which are already on the pallet 14 . In particular, the first limit switch 62 generates a first control signal that is characteristic of the vertical position of the gripping arrangement 20 . Thus, the first limit switch 62 feels that the height of the gripping arrangement 20 is sufficient to create a vertical clearance between the boxes 12 , which are already on the pallet 14 , and the boxes 12 in the gripping arrangement 20 . Similarly, the second limit switch 64 generates a second control signal that is characteristic of the horizontal position of the gripping arrangement 20 . Thus, the second limit switch 64 detects the position when the horizontal extension of the horizontal arm 18 is sufficient to arrange the outermost edge of the gripped cartons 12 next to the innermost edge 68 of the upper row of the already stacked cartons 12 .

Innerhalb der Steuertafel 50 steuert der Steuerschaltkreis die Palettiervorrichtung 10 gemäßWithin the control panel 50 , the control circuit controls the palletizing device 10 according to

a) the various specific control inputs specified by the user,
b) the inputs or control signals provided by the above-mentioned photocell detectors 56, 58 and limit switches 62, 64 , and
c) the various limit switches 32, 42 .

Vorzugsweise umfaßt das Steuersystem einen im Handel erhältlichen Mikroprozessor, wie beispielsweise den "SLC150"-Prozessor der Firma Bradley Company. Das Programmieren des Steuersystems umfaßt das Eingeben verschiedener vorbestimmter Betriebsdaten wie beispielsweise die Anzahl der Kartons 12 pro Reihe, die Ausrichtung eines jeden Kartons 12 innerhalb der Reihe, Abstand zwischen benachbarten Kartons 12 innerhalb der Reihe und die Gesamtzahl der Kartons 12 für eine vollständig beladene Form der Palette 14. Diese vorbestimmten Betriebsdaten und die Steuersignalinformation werden von einem Computerprogramm manipuliert. Die Steuerung der automatisch arbeitenden Palettiervorrichtung 10 wird somit gemäß dem Ausführen des Computerprogramms bewirkt, wobei die vorbestimmten Betriebsdateneingänge des Benutzers und die Steuersignalinformation und die verschiedenen Parameter eingesetzt werden. Die Kartons 12 werden dann auf den Abschnitt 52 geringer Geschwindigkeit des Beschickungsförderers 44 transportiert. Wenn sich eine ausreichende Anzahl der Kartons 12 angesammelt hat, um eine Reihe auf der Palette 14 zu bilden, schließt sich die Greifanordnung 20 und ergreift die angesammelten Kartons 12.Preferably, the control system includes a commercially available microprocessor such as the Bradley Company "SLC150" processor. Programming the control system involves entering various predetermined operational data such as the number of boxes 12 per row, the orientation of each box 12 within the row, distance between adjacent boxes 12 within the row, and the total number of boxes 12 for a fully loaded form of Pallet 14 . These predetermined operating data and the control signal information are manipulated by a computer program. The control of the automatically operating palletizing device 10 is thus effected in accordance with the execution of the computer program, using the predetermined operating data inputs of the user and the control signal information and the various parameters. The cartons 12 are then transported to the slow speed section 52 of the feed conveyor 44 . When a sufficient number of the cartons 12 have accumulated to form a row on the pallet 14 , the gripping assembly 20 closes and grips the accumulated cartons 12 .

Bei der teilweise beladenen Palette 14 nach Fig. 1 wird, wenn die Palette 14 anfänglich leer ist, die erste Reihe der Kartons 12 auf der Palette 14 angeordnet, indem die "Z"-Achse während einer vorbestimmten Zeit angehoben wird, dann die "Y"-Achse beziehungsweise die Anordnung 18 ausgefahren wird, bis der zugeordnete Grenzschalter 42 aktiviert ist. Die "Z"-Achse wird dann in die Position des Grenzschalters 32 abgesenkt, und die Greifanordnung gibt die Kartons 12 auf der Palette 14 frei. Nachdem die erste Reihe der Kartons 12 so auf der Palette 14 angeordnet ist, wird die Greifanordnung 20 in ihre Ausgangslage oberhalb des Beschickungsförderers 44 zurückgezogen. Das heißt die "Z"-Achse wird gemäß einem Zeitgebersignal aus dem Steuerschaltkreis angehoben, und die "Y"-Achse wird zurückgezogen, bis der Grenzschalter 42 betätigt wird; und die "Z"-Achse senkt sich ab, bis der Grenzschalter 32 betätigt wird. Wenn die nächste Reihe der Kartons 12 angesammelt worden ist, wird die "Z"-Achse während einer vorbestimmten Zeit angehoben und dann die Anordnung 18 ("Y"-Achse) ausgefahren, bis der zweite Fotozellendetektor 64 den inneren Rand der vorher positionierten ersten Reihe der Kartons 12 erfaßt. Die "Z"-Achse wird dann wiederum abgesenkt, bis der Grenzschalter 32 betätigt wird. Die zweite Reihe der Kartons 12 wird dann freigegeben und auf der Palette 14 in enger Nähe zu der ersten Reihe abgelegt. Der Betrieb wird auf diese Weise fortgesetzt, bis die erste Schicht der Kartons 12 auf der Palette 14 vollständig ist.In the partially loaded pallet 14 of FIG. 1, when the pallet 14 is initially empty, the first row of cartons 12 are placed on the pallet 14 by raising the "Z" axis for a predetermined time, then the "Y "Axis or the arrangement 18 is extended until the associated limit switch 42 is activated. The "Z" axis is then lowered to the position of the limit switch 32 and the gripping assembly releases the boxes 12 on the pallet 14 . After the first row of cartons 12 has been arranged on the pallet 14 , the gripping arrangement 20 is pulled back into its starting position above the feed conveyor 44 . That is, the "Z" axis is raised from the control circuit in accordance with a timer signal and the "Y" axis is retracted until the limit switch 42 is operated; and the "Z" axis descends until the limit switch 32 is operated. When the next row of cartons 12 has been accumulated, the "Z" axis is raised for a predetermined time and then the array 18 ("Y" axis) extends until the second photocell detector 64 touches the inner edge of the previously positioned first row the cartons 12 detected. The "Z" axis is then lowered again until the limit switch 32 is actuated. The second row of cartons 12 is then released and placed on the pallet 14 in close proximity to the first row. Operation continues in this manner until the first layer of cartons 12 on pallet 14 is complete.

Um die zweite Schicht der Kartons 12 auf der Palette 14 auszubilden, wird zunächst der horizontale Arm 18 längs der "Z"-Achse 16 angehoben, bis der erste Grenztaster 62 die Oberseite der ersten Schicht freigibt. Wenn einmal ein ausreichender vertikaler Spielraum oberhalb der vorher abgelegten Schicht vorhanden ist, wird die erste Reihe der zweiten Schicht ausgebildet, indem die "Y"-Achsenanordnung 18 ausgefahren wird, bis der zugeordnete Grenzschalter 42 betätigt wird, der dann die "Z"-Achse um einen vorbestimmten Abstand absenkt. (Dieser Abstand ist durch Einstellen eines Zeitgebers in dem Steuerschaltkreis einstellbar.) Nachdem die erste Reihe der zweiten Schicht so angeordnet und abgelegt ist, werden aufeinanderfolgende Reihen ausgebildet, indem die "Y"-Achsenanordnung 18 ausgefahren wird, bis der zweite Grenztaster 64 den inneren Rand der Kartons 12 erfaßt, die sich bereits in der Lage in der zweiten Schicht befinden. Der Betrieb wird auf diese Weise fortgesetzt, bis die geforderten Schichten auf der Palette 14 ausgebildet sind. Wenn einmal die Palette 14 vollständig beladen ist, wird sie von dem Palettenförderer 48 entfernt, und eine neue Palette wird in die Beladeposition gebracht.In order to form the second layer of the cartons 12 on the pallet 14 , the horizontal arm 18 is first raised along the "Z" axis 16 until the first limit switch 62 releases the top of the first layer. Once there is sufficient vertical clearance above the previously deposited layer, the first row of the second layer is formed by extending the "Y" axis assembly 18 until the associated limit switch 42 is actuated, which then turns the "Z" axis lowered by a predetermined distance. (This distance is adjustable by setting a timer in the control circuit.) After the first row of the second layer is so arranged and deposited, successive rows are formed by extending the "Y" axis assembly 18 until the second limit switch 64 extends the inner one Edge of the cartons 12 detected, which are already in the position in the second layer. Operation continues in this manner until the required layers are formed on the pallet 14 . Once the pallet 14 is fully loaded, it is removed from the pallet conveyor 48 and a new pallet is placed in the loading position.

Wenn es gewünscht ist, ein in sich verzahntes Muster auf der Palette 14 auszubilden, betätigt der Steuerschaltkreis die Wendemechanik 60, so daß die Kartons 12 in abwechselnde Reihen gewendet werden, bevor sie gesammelt werden, so daß somit ein gewünschtes, verzahntes Lademuster auf der Palette 14 ausgebildet wird.If it is desired to form an interlocking pattern on the pallet 14 , the control circuitry actuates the flipping mechanism 60 so that the cartons 12 are flipped in alternating rows before being collected, thus creating a desired interlocking loading pattern on the pallet 14 is formed.

Die automatisch arbeitende Palettiervorrichtung 10 umfaßt demzufolge eine Vielzahl beträchtlicher wirtschaftlicher Vorteile. Die Lage der Kartons 12 in jeder Reihe auf der Palette 14 wird entweder von dem Grenzschalter 42 oder durch Betätigen der beiden Grenztaster 62 und 64 bestimmt. Es ist demzufolge nicht erforderlich, die tatsächliche Lage der Greifanordnung 20 während eines jeden Beladezyklus zu überwachen. Hierdurch wird die Forderung nach teuren und komplexen Kodierverfahren (und zugehöriger Hardware) eliminiert, um fortlaufend die Lage der Greifanordnung 20 zu erfassen. Diese Merkmale tragen somit zu einer Wirtschaftlichkeit und Leistungsfähigkeit der Palettiervorrichtung 10 bei. Der Aufbau der automatisch arbeitenden Palettiervorrichtung 10 ergibt eine stabile Maschine, mit der relativ schwere Kartons gehandhabt werden können und welche einen langen Betrieb und eine leichte Wartung gestattet.The automatic palletizing device 10 therefore has a number of significant economic advantages. The position of the cartons 12 in each row on the pallet 14 is determined either by the limit switch 42 or by actuating the two limit switches 62 and 64 . It is therefore not necessary to monitor the actual position of the gripping assembly 20 during each loading cycle. This eliminates the need for expensive and complex coding methods (and associated hardware) to continuously grasp the location of the gripping assembly 20 . These features thus contribute to the economy and performance of the palletizing device 10 . The construction of the automatically operating palletizing device 10 results in a stable machine with which relatively heavy cartons can be handled and which allows long operation and easy maintenance.

Claims

1. Palletizing device for automatically arranging a plurality of objects ( 12 ) in a predetermined pattern on a pallet, ( 14 ), the device having a support arrangement ( 16 ) on which an arm ( 18 ) which can be moved in height is arranged and which Can be telescopically extended in the lateral direction and carries a gripping arrangement ( 20 ), characterized in that a contactless limit switch device ( 62, 64, 66 ) is moved synchronously with the gripping arrangement ( 20 ), the first button ( 62 ) of which determines the height of the arm ( 18 ). controls and the second button ( 64 ) controls the horizontal position of the gripping arrangement ( 20 ).

2. Device according to claim 1, characterized in that the gripping arrangement ( 20 ) with the limit switch device ( 62, 64, 66 ) moved by it is carried by an arm ( 18 ) consisting of telescopically telescoping parts ( 19, 22, 23 ).

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that each limit switch ( 62, 64 ) comprises a light-sensitive cell system.

4. Device according to one of claims 1 or 2, characterized in that for lifting the arm ( 18 ) on the support arrangement ( 16 ) a first electric motor ( 30 ) and for extending and retracting the arm ( 18 ) a second electric motor ( 36 ).

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that an elongated arm ( 66 ) is provided which extends from the gripping arrangement ( 20 ) outwards in a direction which is parallel to the horizontal arm ( 18 ), and that the two limit switches ( 62, 64 ) are arranged on this arm ( 66 ).

6. Device according to one of claims 2 to 5, characterized in that the telescoping arm ( 18 ) comprises the following parts:
an outer box frame ( 19 );
a central support ( 23 ) having a longitudinal axis which is aligned parallel to the longitudinal axis of the box frame and which is telescopically received in the box frame ( 19 ) and has a lower extension surface;
an impeller ( 29 ) mounted within the carrier ( 23 ) for rotation in a vertical plane, the impeller ( 29 ) extending partially below the lower surface of the carrier ( 23 ) to abut the box frame ( 19 );
an inner member ( 22 ) which is telescopically arranged within the carrier ( 23 ) and has a longitudinal axis which is aligned parallel to the longitudinal axis of the carrier ( 23 ) and which cooperates with the impeller ( 29 );
means for shifting the inner member (22) relative to the carrier (23) in a direction parallel to the longitudinal axis of the inner member direction, wherein the shifting means, the impeller (29) rotates and that the carrier (23) and the inner member (22 ) with respect to the box frame ( 19 ).

7. The device according to claim 6, characterized in that the means for moving comprises a motor-driven drive wheel ( 35 ) which is mounted on the carrier ( 23 ) and engages the inner element ( 22 ).

8. The device according to claim 7, characterized in that the inner element ( 22 ) has an upper surface which bears against the motor-driven drive wheel ( 35 ) and which further has a lower surface which bears against the impeller ( 29 ).

9. The device according to claim 8, characterized in that the impeller ( 29 ) is displaceable vertically with respect to the carrier ( 23 ) so that contact forces between the carrier ( 23 ) and the impeller ( 29 ) through the impeller ( 29 ) on the box frame ( 19 ) can be transferred.

10. The device according to claim 9, characterized in that the arm ( 18 ) has a tensioning device for adjusting the contact force between the motor-driven drive wheel ( 35 ) and the inner element ( 22 ).

11. The device according to claim 10, characterized in that the arm ( 18 ) comprises a gear device which ensures that the speed of the inner element ( 22 ) with respect to the carrier ( 23 ) when retracting and extending the arm ( 18 ) is equal to that Speed of the carrier ( 23 ) with respect to the box frame ( 19 ).

12. The apparatus according to claim 11, characterized in that the transmission device has a pair of gears which are rotatable with the impeller ( 29 ) and via chains ( 46, 48 ) with the box frame ( 19 ) or with the inner element ( 22nd ) are connected.