用于在容器中插入分离片材的抓取系统和方法与流程

1.本发明涉及一种用于在容器中的多排折叠盒之间抓取、运输和插入插入片材的抓取系统。这种抓取系统可以与折叠胶粘机一起使用。


背景技术：

2.折叠胶粘机胶粘和折叠平坦的折叠盒，折叠盒将容纳诸如用于药品或其它产品(例如在食品或制药工业中包装的产品)的起泡包装的产品。然后可以将多个平坦的折叠盒有效地储存在容器(也称为容器)中，以输送到制造商。
3.文献ch 659627描述了一种用于将来自折叠胶粘机的折叠盒填充至容器的设备的示例。折叠盒在折叠胶粘机的端部通过盒输送机输送到容器。每个容器可以容纳大量的折叠盒，例如几十个或数百个盒。
4.为了在容器中形成分离且稳定的多排折叠盒，需要插入过程。插入过程包括将插入片材布置在空容器中以在多排折叠盒之间形成隔板。插入插入片材的这种操作是必要的，以防止盒例如在填充的容器的运输期间交叉。
5.插入片材通常是一片褶皱和切片的纸板，通常是为了预制三条平行的折叠线。当在折叠线处折叠时，折叠线使得插入片材能够形成“v”。翼片位于三条平行折叠线的每一侧上。
6.当插入片材的两个侧向翼片朝向彼此接近时，插入片材具有三维形状，该三维形状具有基本上垂直于翼片的平坦的褶皱(fold)。翼片的尺寸对应于容器的底部的尺寸，使得当折叠的插入片材被放置在容器中时，平坦的褶皱被垂直地定位。
7.在生产中，工人通常被分配以在两排盒子之间手动插入垂直的插入片材。然后将盒子布置在垂直的插入片材的任一侧上。
8.从文献wo2017/202500a1中已知具有抓取头部的片材输送设备。其用于将片材插入到折叠胶粘机下游部分中的容器中的多排折叠盒之间。
9.wo2017/202500a1公开了一种用于将折叠的插入片材自动抓取、折叠和插入到容器中的机器和方法。该机器具有抓取插入片材的抓取头部，以及将抓取头部从插入片材被抓取的位置移动到插入片材将被放置的位置的驱动器。下面参考图1至图9简要地描述该机器。
10.图1示出了用于将折叠盒3填充到容器2(也称为容器)的站1的元件的总体视图，站1可能被放置在折叠胶粘机的出口处。
11.折叠盒3可以通过将盒子3胶粘和折叠平的折叠胶粘机来制备，然后折叠盒3可以在折叠和胶合状态下堆存，具有在容器2中减少的占用面积以便于运输。术语“折叠盒”在此表示被折叠平以布置在容器2中的折叠盒。
12.容器2例如可以是平行六面体形式的盒子，其能够保持多个折叠盒3。例如，容器2由纸板制成。填充有位于边缘上的两排折叠盒3的容器2在图2中示出为示例。
13.在填充站1处，例如可以在图1中看到的，容器的传送带5将空的容器2输送到装填
区b，在该装填区b中，容器2装载折叠盒3。一旦被装载完，容器2就从装填区b移动到排空区段lc上(箭头tb)。然后将装载的容器2排空到沿着排空区段lc的出口，将容器2输送到装填区b，但以相反的方向。装载的容器2被排空到传送带5的外部(箭头ld)
14.容器2b可以通过在输送开始时被重新引入而执行新的装载循环，以执行对第二层盒子的新的装载(箭头te)。容器2b具有容量并因此具有更大的高度以允许第二层盒子的进入(见图2a和图3c)。
15.盒输送-装填机4被设计用来抓取例如以折叠胶粘机的出口处的片材布置的折叠盒3，并且将折叠盒3转移到装填区b。具有基本上弧形路径的折叠盒3通过盒输送-装填机4的可移动的端部6被有序地布置在容器2中。因此，折叠盒3通常被布置成彼此并排、垂直摆正并且各排由折叠的插入片材11a分开的至少两排的盒子3(图3a)。
16.插入片材11a是例如被折叠以预成型至少三条折叠线l1、l2、l3的一张纸板(见图4a和图4b)。折叠线l1、l2、l3彼此平行。一旦折叠，插入片材11a具有垂直于由通过折叠而彼此抵靠放置的插入片材11a的两个侧向翼片13a、13b形成的平坦基部的平坦褶皱12(图4b)。插入片材11a的尺寸被设计成使得一旦折叠，平坦基部具有与容器2的底部表面14的尺寸互补的尺寸(图3a、图3b)。折叠线l1、l2、l3例如居中，使得平坦褶皱12处于中心，然后放置在其基部上的折叠插入片材11a的横截面将具有倒t形。
17.填充站1包括插入设备10，使得能够从堆中抓取插入片材11，沿着折叠线l1、l2和l3折叠插入片材11，然后在空的容器2被填充折叠盒3之前，将折叠的插入片材11布置在空的容器2中。也被称为“插入”的这些操作使得可以将容器2中的折叠盒3分离并保持在至少两个牢固稳定排中。
18.为此，插入设备10包括抓取头部15和驱动装置16，驱动装置16被设计成至少沿着垂直移动(例如直线)和水平移动(例如另一直线)移动抓取头部15。
19.插入设备10同样包括传送带5，使得能够将插入件的连续包带上来，以便确保不停止的插入操作。当一包的最后一个插入件被抓取并插入到容器中时，传送带5前进并带上来下一插入件包。
20.如图6中最佳所示，抓取头部15包括至少一个第一抽吸元件17a、17b、至少一个第二抽吸元件18a、18b、至少一个线性元件19a、19b(至少第一抽吸元件17a、17b安装在至少一个线性元件19a、19b上并且能够通过滑动至少第一抽吸元件17a、17b而移动至少一个线性元件19a、19b)以及可控致动机构20。
21.在图6、图7a、图7b、图8a、图8b和图9所示的示例中，抓取头部15包括两个第一抽吸元件17a、17b，两个第二抽吸元件18a、18b和两个线性元件19a、19b。第一抽吸元件中的一个17a和第二抽吸元件中的一个18a安装成在第一线性元件19a上滑动。第一抽吸元件中的另一个17b和第二抽吸元件中的另一个18b安装成在第二线性元件19b上滑动。
22.抽吸元件17a、17b、18a、18b被设计成抓取插入片材11。它们包括例如支架形式的各自的支撑件23，在支撑件23的下端布置有抽吸开口。这些抽吸开口位于水平平面中。
23.抽吸开口例如通过柔性软管和至少一个阀连接到真空源。例如可控阀的阀可以位于真空源和柔性软管之间，并且可以由控制单元30控制，以在抽吸开口中建立或切断低压。因此，当真空被输送到抽吸开口时，可通过抽吸抓住插入片材11。
24.抽吸元件17a、17b、18a、18b同样可以包括布置在抽吸开口区域中的吸盘，以便通
过改进插入片材11和抽吸开口之间的紧密性来促进插入片材11的抓取。
25.可以通过由致动机构20在抓取位置(图7a、图8a和图6)和在折叠位置(图7b、图8b和图9)之间在线性元件19a、19b上滑动来移位至少第一抽吸元件17a、17b。
26.在抓取位置(图7a、图8a和图6)，第一抽吸元件17a、17b和第二抽吸元件18a、18b彼此间隔开地定位。该位置允许抽吸元件17a、17b、18a、18b能够通过抽吸侧向翼片13a、13b来抓住平放的插入片材11。
27.在折叠位置(图7b、图8b和图9)，与抓取位置相比，第一抽吸元件17a、17b和第二抽吸元件18a、18b被更靠近在一起。抽吸元件17a、17b、18a、18b的这种更靠近使得可以折叠插入片材11。特别地，在抽吸元件17a、17b、18a、18b的支撑件23之间设计了间隙，以避免楔入中心平坦褶皱12(图8b和图9)。
28.两个第一抽吸元件17a、17b通过第一支撑杆21接合在一起，两个第二抽吸元件18a、18b通过第二支撑杆22接合在一起。支撑杆21、22使得能够确保抽吸元件17a、17b、18a、18b的良好稳定性以及抽吸开口的良好平面性。可以在支撑杆21、22中设计管道，以将抽吸开口彼此连接并且连接到每个杆21、22的普通连接部24，连接到泵的柔性软管可以连接到该普通连接部24。
29.致动机构20被设计成通过在抓取位置和折叠位置之间在线性元件19a、19b上滑动来同样地移位第二抽吸元件18a、18b。致动机构20被设计成允许支撑杆21、22朝向彼此相同振幅的同步位移，这使得具有中心平坦褶皱12的插入片材11能够折叠。
30.抽吸元件17a、17b被安装在其上滑动的线性元件19a、19b例如每个包括一个圆柱形杆。例如，在抽吸元件17a、17b、18a、18b的支撑件23的立柱中设计了互补的圆柱形孔。致动机构20包括可控致动器25和连杆系统。
31.连杆系统包括连接到可控致动器25的垂直地可移动的横向轴26和至少一个连杆27(在本示例中有四个连杆27)。
32.连杆27的第一端部可枢转地连接到横向轴26，并且连杆27的第二端部可枢转地连接到抽吸元件17a、17b、18a、18b。
33.在该示例中，每个抽吸元件17a、17b、18a、18b通过相应的连杆27连接到横向轴26，横向轴26穿过连杆27的第一端部的圆柱形开口。连杆27的第二端部例如借助于枢轴可枢转地安装在支撑件23上。
34.连杆27优选全部具有相同的尺寸，这使得支撑杆21、22能够朝向彼此或远离彼此具有相同振幅的同步位移。
35.在操作中，横向轴26的降低使连杆27朝向水平方向倾斜，使第一抽吸元件17a、17b远离第二抽吸元件18a、18b移动。另一方面，横向轴26的升高使连杆27变直，使连杆27之间的v形开口闭合，这使得第一抽吸元件17a、17b更靠近第二抽吸元件18a、18b。
36.可控致动器25包括电动机。致动机构20包括例如设计成由电动机旋转驱动的螺杆28，螺杆28垂直地插入横向轴26的螺纹中，螺杆28垂直于后者。螺杆28是例如滚珠丝杠。插入螺杆28和横向轴26之间的球确保滚动功能，这允许限制摩擦并实现快速移动。
37.在电动机的第一方向上的旋转驱动横向轴26的升高(图7b)，并且在相反方向上的旋转驱动横向轴26的下降(图7a)。致动机构20还包括至少一个导向槽(或狭槽)29，其设计成与横向轴26的一端配合以引导横向轴26的垂直位移。两个导向槽29可以因此与横向轴26
的一个相应的端部配合。
38.插入设备10还包括诸如计算机、控制单元或微控制单元的控制单元30，其包括存储器和使得能够执行一系列指令的程序，一系列指令使得能够特别地控制驱动装置16和/或致动机构20和/或在第一和第二抽吸元件17a、17b、18a、18b中产生真空。
39.驱动装置16包括水平固定到框架的直线导轨31和能够沿着直线导轨31滑动的滑架32。直线导轨31是例如轨道、齿条或皮带。驱动装置16同样包括在垂直方向上延伸的臂33，在臂33的端部处附接有抓取头部15。臂33能够在由滑架32承载的基部中垂直地移动。
40.驱动装置16的可控的电动机被设计成使滑架32沿着直线导轨31移位并且使臂33在基座中垂直地移位。因此，驱动装置16一方面允许控制抓取头部15在工作站上方的垂直位移，以降低和抓取插入片材11并向后向上抬起插入片材11，另一方面允许在插入区e上方将插入件片材11降低到容器2中并再次升高已经卸载了其插入片材11的抓取头部15。同样地，驱动装置16使得能够控制直线水平位移，从而允许将插入片材11从工作站输送到插入区e，并且将抓取头部15从插入区e返回到工作站以抓取新的插入片材11。
41.传送带34可以设置在工作站处以连续地输送成堆的插入片材11(图5)。
42.图5结合图8a、图8b和图9示出了通过插入设备10抓取、折叠和装载插入片材100的方法的不同步骤。
43.控制单元30控制驱动装置16以将抓取头部15定位在平放在工作站处的插入片材11上方，第一和第二抽吸元件17a、17b、18a、18b在抓取位置彼此远离地定位。接下来，控制单元30命令在第一和第二抽吸元件17a、17b、18a、18b中产生真空，以抓住插入片材11，抓取位置允许通过在侧翼13a、13b的区域中抽吸来抓取插入片材11。
44.接下来，控制单元30以直线垂直位移控制可控位移装置，以升高抓取头部15，然后以直线水平位移控制可控位移装置将其引导到插入区e，在插入区e中空的、打开的容器2已经由容器的传送带5输送过来。然后，控制单元30命令电动机旋转以升高横向轴26(图7b)，并因此使连杆27变直。第一和第二抽吸元件17a、17b、18a、18b在线性元件19a、19b上朝向彼此滑动，使第一抽吸元件17a、17b和第二抽吸元件18a、18b更靠近在一起，这使得已被抓取的插入片材11能够折叠(图9)。
45.该折叠可以在飞行中完成，即，在将插入片材11输送到插入区e期间，尤其是在抓取头部15的水平位移期间。控制单元30然后命令驱动装置16将抓取头部15垂直地降低到容器2中。
46.在抽吸元件17a、17b、18a、18b中保持真空，直到头部15已经将插入片材11放置在容器2的底部上。控制单元30然后命令停止真空以释放插入片材11。插入片材11在容器2中保持折叠状态，其中平坦折痕12通过底部表面14和侧翼13a、13b的配合而保持垂直(图3b)。
47.控制单元30然后命令升高抓取头部15，并且控制电动机向相反方向旋转以降低横向轴26，横向轴26的降低由引导槽29引导。横向轴26的降低使连杆27朝向水平方向倾斜，从而使第一抽吸元件17a、17b移动远离第二抽吸元件18a、18b。
48.在抓取位置的这种控制可以在抓取头部15的垂直升高或运输期间实现。
49.包含折叠的插入片材11的容器2然后可以由容器的传送带5沿着输送部分la输送到装填区b，在装填区b中，容器2可以接收已经由盒输送-装填机4输送过来的折叠盒3。


技术实现要素：

50.本发明的目的是进一步改进wo2017/202500a1中公开的机器，以获得对抓取头部的垂直移动的更精确和更安全的控制。该目的是通过根据权利要求1的抓取系统和根据权利要求17的引入插入片材的方法来解决的。
51.根据第一方面，本发明涉及一种抓取系统，用于在容器中的多排折叠盒之间放置插入片材，该抓取系统包括抓取头部，该抓取头部被配置为从装载位置抓取并拿起插入片材，将插入片材移位并定位在容器中的存放表面上。
52.抓取头部具有支撑框架和被配置为粘附到插入片材的上表面的多个夹持元件，夹持元件经由可移动地安装到支撑框架上的多个保持元件连接到支撑框架，并且其中当夹持元件接触插入片材或容器中的存放表面时，保持元件和夹持元件相对于支撑框架在垂直方向上可移动，其中抓取系统还包括控制单元和传感装置，传感装置被配置成感测保持元件相对于支撑框架的垂直位移，其中控制单元被配置为从传感装置接收信息并且确定抓取头部何时与插入片材或存放表面接触。
53.垂直方向可以被定义为垂直于插入片材的顶表面的方向，即，插入片材的法向。垂直方向可以与重力方向一致。因此，水平方向可以由插入片材表面的平面限定。另外，水平方向可以限定为相对于垂直方向90
°
。
54.本发明基于这样一种认识，即，夹持元件与插入片材的接触可以被调整以确保插入片材在正确高度处存放，同时限制对插入片材和一排折叠盒的影响和潜在的损坏。因此，可移动的夹持元件和保持元件使得抓取头部能够在正确的高度处屈服和存放插入片材，并能够与容器中的折叠盒接触，并且能够当夹持元件接触容器中的一排折叠盒时屈服。存放表面可以是一排折叠盒的上表面或容器中的底表面。
55.在一个实施方式中，控制单元进一步被配置为当传感装置感测到至少一个保持元件的垂直移动时，停止抓取头部的进一步垂直向下移动。
56.在一个实施方式中，保持元件是被容纳在支撑框架中的开口中的杆，并且其中杆包括在其上附接有夹持元件的自由端。开口可以是用于杆的引导开口。因此，垂直位移可以是在保持元件的纵向延伸方向的轴向位移。
57.夹持元件可以通过偏压构件被偏压远离支撑框架。偏压构件可以围绕每个杆安装并且悬挂在支撑框架上定位的第一邻接表面和保持元件上定位的第二邻接表面之间。可选地，偏压构件是气动缸或气体缸。气动缸可以安装在支腿内。偏压构件确保夹持元件在没有与插入片材接触时，始终处于精确限定的位置。
58.抓取系统的控制单元可以被配置为用于控制抓取头部的位移，并且用于在抓取状态和释放状态之间以交替的方式操作夹持元件，使得当抓取头部在装载位置接触插入片材时夹持元件处于夹持状态，当抓取头部随后用插入片材接触存放表面时处于释放状态。
59.在一个实施方式中，抓取系统还包括存储器，该存储器包括抓取头部的第一下降位置的空间坐标和第二下降位置的空间坐标，第一下降位置和第二下降位置限定第一垂直下降轨迹和第二垂直下降轨迹的起始点，其中第一下降轨迹与装载位置垂直地对准，第二下降轨迹与存放位置垂直地对准，其中控制单元被配置成操作抓取头部将其分别移动到第一下降位置和第二下降位置。
60.第一垂直下降轨迹和第二垂直下降轨迹的端点可以由第一垂直端部位置和第二
垂直端部位置限定，其中第一垂直端部位置和第二垂直端部位置仅由传感装置限定。
61.在一个实施方式中，抓取系统包括直线引导件，其中，抓取头部由直线引导件在横向方向上线性地移动和引导，其中，下降位置被限定为在沿着直线引导件的纵向延伸方向的水平平面中的一维坐标。
62.在一个实施方式中，传感装置包括位于支撑框架上的至少一个位置传感器和位于至少一个保持元件上的至少一个检测元件，其中位置传感器被配置为感测检测元件的位移。
63.对于简单的系统，可以使用一个传感器来检索保持元件的位移的代表值。可替代地，在另一个实施方式中，如果需要附加的测量精度，则可以为一个以上保持元件设置传感装置。
64.传感器可以是磁传感器或感应传感器，检测元件可以包括金属材料。检测元件可以是安装在保持元件上的机械止动件，并且其中机械止动件被配置为限制保持元件相对于框架的向下运动。机械止动件可以是安装在杆周围的单独的环形部件。因此，传感器可以是位置传感器，因为其被配置为检测检测元件的位置变化。
65.在一个实施方式中，传感装置包括力传感器，该力传感器被配置为检测夹持元件与插入片材上的接触表面之间的接触压力。这使得能够设置接触压力的不同阈值，在这些阈值下，夹持元件应当处于夹持状态/配置和释放状态/配置。
66.在另一个实施方式中，保持元件中的至少一个可以包括至少一个光学可读参考点，其中位置检测器是光学传感器。
67.在另一个实施方式中，传感装置可以包括机电感测开关，该机电感测开关包括机械闩锁，该机械闩锁被配置为在夹持元件的预定位移距离处被激活，其中控制单元被配置为响应于机电开关的激活而激活和停用夹持元件。
68.这通常通过抓取头部接触插入片材时的开关的初始激活来工作，使得夹持元件夹持片材(例如，真空吸盘被激活)。然后，夹持元件接触位于容器中的多排折叠盒的表面，夹持元件被停用，使得插入片材被释放。因此，机电开关可以以交替的方式使用，使得夹持元件被激活和停用。
69.在一个实施方式中，支撑框架包括第一框架部分和第二部分，该第一框架部分包括第一组夹持元件，该第二部分包括第二组夹持元件，
70.其中，第一框架部分和第二框架部分可相对于彼此在远端位置和近端位置之间移动，在远端位置中，第一组夹持元件和第二组夹持元件被定位为彼此远离，在近端位置中，夹持元件被定位为比在远端位置中彼此更靠近，使得第一组夹持元件和第二组夹持元件可相对于彼此被水平地移位。这提供了夹持元件的水平位移和间隔，并且因此产生折叠插入片材的移动。
71.在一个实施方式中，夹持元件可以是抽吸元件，其被配置为对插入片材施加吸力。保持元件可以设置有连接到抽吸元件的内部管道，其中真空管线连接到杆与抽吸元件相对的端部。
72.在一个实施方式中，控制单元被配置为当传感器检测到保持元件相对于支撑框架的位移以及当控制单元确定抓取头部处于装载位置时，向抓取头部施加真空。
73.另外，夹持元件还可以被配置为当控制单元确定抓取头部与存放表面接触时排出
空气以对插入片材施加正压。
74.控制单元可以被配置为当传感装置检测到保持元件相对于支撑框架的垂直位移时，停止抓取头部的向下移动。
75.优选地，控制单元被配置为当传感装置检测到保持元件相对于支撑框架的垂直位移时，逐渐停止/减速抓取头部的向下移动。
76.根据第二方面，本发明涉及一种通过使用包括安装在可移动地连接到支撑框架的可垂直移位的保持元件上的多个夹持元件的抓取头部将插入片材引入到容器中或多排折叠盒之间的方法，该方法包括以下步骤：
[0077]-将抓取头部移动到与装载位置垂直对准，将抓取头部下降，使得夹持元件接触插入片材的上表面，
[0078]-将支撑框架部分进一步向下移动预定距离，由此支撑框架相对于保持元件移动，并且夹持元件保持静止抵靠插入片材的上表面，
[0079]-检测至少一个保持元件的位移并停止抓取头部的进一步向下移动，
[0080]-抓取插入片材，使得插入片材粘附到夹持元件，
[0081]-拾取、移位和定位插入片材，使得插入片材与容器中的开口对准，
[0082]-将抓取头部下降并将插入片材放置在容器中的存放表面上，
[0083]-将支撑框架部分向下朝预定距离进一步移动，由此支撑框架相对于保持元件移动，并且同时插入片材保持静止抵靠插入片材的上表面，
[0084]-检测至少一个保持元件的位移，并且停止抓取头部的进一步向下移动，和
[0085]-从插入片材释放夹持元件。
[0086]
插入片材的抓取可以有利地通过抽吸来执行。
[0087]
在一个实施方式中，该方法还可以包括以下步骤：
[0088]-利用传感器检测保持元件的垂直位移；和
[0089]-停止抓取头部的垂直移动。
附图说明
[0090]
现在将通过实施例及参考附图中所示的实施方式来描述本发明，其中相同的附图标记将用于类似的元件，其中：
[0091]
图1示出了根据现有技术的装填站、特别是盒输送机/装填机、容器传送带和插入设备的元件；
[0092]
图2a示出了具有示出为透明的侧壁的容器的示例，该容器利用插入在两排盒子之间的折叠的插入片材而装载有以有序方式布置的折叠盒；
[0093]
图2b示出了其侧壁被示出为透明的容器的另一个示例，容器利用插入两排盒子之间的折叠的插入片材而装载有以有序方式布置的折叠盒，并且具有两层折叠盒，折叠的插入片材被插入在两层之间；
[0094]
图3a和图3c示出了图2a和图2b的容器、折叠盒和插入片材的横截面图；
[0095]
图3b示出了类似于图3a的视图，其中折叠盒已经被移除；
[0096]
图4a示出了在折叠之前的插入片材的俯视图；
[0097]
图4b示出了在折叠过程期间图4a的插入片材的透视图；
[0098]
图5示出了图1的插入设备的透视图；
[0099]
图6示出了图5的插入设备的抓取头部的透视图，其中罩元件示出为透明的，抽吸元件被表示在抓取位置；
[0100]
图7a示出了图6的抓取头部的视图，其中已经移除罩元件以更好地显示致动机构；
[0101]
图7b示出了类似于图7a的视图，其中抽吸元件处于折叠位置；
[0102]
图8a示出了图7a的抓取头部的侧视图；
[0103]
图8b示出了图7b的抓取头部的侧视图；
[0104]
图9示出了图7b的抓取头部的透视图，其中抓取头部已经枢转180
°
并承载折叠的插入片材；
[0105]
图10示出了根据本发明的一个实施方式的抓取头部的透视图；
[0106]
图11示出了图10的抓取头部在其被降低到插入片材上的状态下的侧视图；
[0107]
图12示出了图10的抓取头部在其被放置在插入片材上的状态下的侧视图；
[0108]
图13示出了图12的插入头部在插入片材被抓取的状态下的透视图；
[0109]
图14示出了图13的插入头部在插入片材正在被运输的状态下的透视图；以及
[0110]
图15示出了根据本发明的抓取系统的透视图。
具体实施方式
[0111]
现在将参考图10至图15描述本发明的实施方式。对于从图1至图9中已知的那些元件，使用相同的附图标记，并且仅现有技术的抓取头部与如图10至图14所示的抓取头部之间的构造和操作的差异将在下文中讨论。
[0112]
现有技术的抓取系统和图10至图14的抓取系统15'之间的主要区别在于，根据本发明的抓取头部15的夹持元件17、18被安装到抓取头部15，以能够相对于支撑框架80的支撑杆21、22移位。特别地，夹持元件17、18被安装成能够在平行于垂直方向的方向上移位，当抓取头部15在下降以拾取或存放插入片材11时由驱动装置16移动。
[0113]
在附图中所示的实施方式中，夹持元件17、18安装在保持元件50的下端，保持元件50在此处形成为杆。保持元件50的下端被配置为自由端，夹持元件17、18安装在该自由端上。保持元件50可移动地容纳在支撑杆21、22中。在所示的示例中，并且如在图13中最佳地看到的，保持元件50被接纳在设置在支撑杆21、22中的开口52内。夹持元件17、18可在由保持元件50的轴向延伸方向限定的方向上移位。
[0114]
在保持元件50的上端设置有止动件54。止动件54通过邻接支撑杆21、22的上表面来限制保持元件50相对于支撑杆21、22的向下移动。
[0115]
在支撑框架80的支撑杆21、22下方(并且因此在支撑杆和夹持元件17、18之间)设置偏压装置56，偏压装置56将夹持元件17、18偏压远离支撑杆21、22。在所示实施方式中，偏压装置56形成为围绕杆状保持元件50安装的压缩弹簧56。如图14中最佳所示，压缩弹簧56悬挂在位于支撑框架80上的第一邻接表面57和和位于保持元件50上的第二邻接表面59之间。
[0116]
如图所示，夹持元件17、18优选地被配置为抽吸元件17、18。抽吸元件17、18连接到真空发生器(未示出)。然而，其他类型的机械夹持元件也是可能的。为了向抽吸元件17、18施加真空，在抓取头部15处设置真空连接件60。真空连接件60经由真空管线62连接到分配
管线64，分配管线64又连接到保持元件50的上端(该上端与设置有抽吸元件17、18的端部相对)。
[0117]
从保持元件50的上端，孔或管道在保持元件50的内部朝向抽吸元件16、17延伸，使得可以通过向真空连接件60施加真空来将真空施加到抽吸元件17、18。真空管道还可以被配置为当插入片材11被放置在折叠盒3的排的顶部上时排出/吹送空气，以释放真空并且将插入片材11推离抽吸元件17、18。
[0118]
如在图13和图14中最佳所示，与保持元件50中的至少一个相关联的是传感装置66，该传感装置66包括用于检测位于相应保持元件50上的检测元件55的位移的传感器70。相对于安装有保持元件50的支撑件20、21确定位移。因此，传感器70可以被配置为感测检测元件55何时与传感器70接近，并且还被配置为感测当检测元件55进一步远离传感器70移动时的位移。
[0119]
传感器70可以是磁传感器或感应传感器。传感器70适于检测相应的保持元件50相对于图11中所示的位置向上的位移。检测元件55可以位于止动件54上，并且优选地包括可以被磁传感器或感应传感器70检测的材料。例如，材料可以是金属材料。
[0120]
如在图14中可以看到的，止动件54上的检测元件55布置在与传感器70相同的垂直高度处，并且当抽吸元件17、18未压靠插入片材11(在装载位置或抵靠折叠盒的排)时与传感器70相对。因此，当夹持元件17、18位于其最低位置时(在该最低位置，它们被放置在距相应的支撑框架21、22的最大距离处)，传感器70和检测元件55被对准。如图13所示，止动件54上的检测元件55被布置为当抽吸元件17、18被压靠在插入片材11上时进一步远离传感器70。
[0121]
在图10所示的实施方式中，传感装置66包括一个传感器70和一个检测元件55。然而，在图13所示的实施方式中，抓取系统15'包括分别读取第一检测元件55a和第二检测元件55b的第一传感器70a和第二传感器70b。这在支撑框架80包括第一框架部分80a和第二框架部分80b时是有利的，其中第一框架部分80a包括第一组夹持元件17，第二框架部分80b包括第二组夹持元件18。控制单元30可以被配置为接收来自两个传感器70a、70b的信号，并且仅当两个传感器信号都被接收时能够操作夹持元件17、18。因此，当两个传感器70a、70b已经确定了每个相应的检测元件55a、55b的位移时，能够操作夹持元件17、18。
[0122]
优选地，第一传感器70a和第一检测元件55a位于第一框架部分80a上，并且第二传感器70b和第二检测元件55b位于第二框架部分80b上。在一个实施方式中，第一传感器70a和第二传感器70b以对角方式分别布置在第一框架部分80a和第二框架部分80b上。以这种方式，当抓取插入片材11时，第一传感器70a和第二传感器70b对角地布置在折叠线l1、l2、l3上方。这使得能够检测插入片材11在其装载位置9处是否不是平坦的(例如，如果插入片材11的堆叠不是平坦的)。在这种情况下，当第一检测器70a和第二检测器70b都已经感测到与插入片材11(或存放位置)的接触时，可以操作抓取头部15以激活夹持元件17、18。可选地，可以施加阈值距离以在第一传感器70a感测到接触之后限制进一步向下的移动。阈值距离是在第一传感器70a感测到接触之后抓取头部15的垂直距离。例如，该阈值距离可以被设置为大约50mm。阈值距离使得能够使抓取头部15减速和停止。可替代地，可以使用阈值时间持续时间代替阈值距离。类似地，从当第一传感器70a感测到接触时开始设置阈值时间持续时间。如果第二传感器70b没有感测到接触，则阈值距离或阈值时间使得能够停止抓取头部
15。
[0123]
可替代地，可以为每个夹持元件17、18设置传感器70。在所示的实施方式中，设置了四个传感器70。
[0124]
如图15中最佳所示，抓取头部15可以在横向方向l和垂直方向v上线性地操作。横向方向l位于水平平面中。横向方向l可以垂直于在抓取头部15的位置处的容器2的运输方向t。
[0125]
抓取头部15的第一下降位置p11可以与位于装载位置9处的插入片材11的装载位置p12垂直地对准。类似地，抓取头部15的第二下降位置p21与存放位置p22垂直地对准。存放位置p22位于容器2中。第一下降位置p11和第二下降位置p21可以被定义为抓取系统15'的存储器35中的坐标。在一个实施方式中，第一下降位置p11和第二下降位置p21仅限定在横向方向l上的第一横向坐标l1和第二横向坐标l2中。可以通过配置为在横向方向l上引导抓取头部15的直线引导件31实现在横向方向l上的受限移动。
[0126]
因此，第一下降位置p11可以被定义为一维空间坐标l1。类似地，第二下降位置p21可以被限定为一维空间坐标l2。这些坐标11、l2分别限定位于装载位置9和存放位置13处的垂直下降轨迹v1、v2的起点(在水平平面中)。装载位置9处的第一下降轨迹v1在第一下降位置p11和第一垂直端部位置p12(对应于装载位置)之间延伸。存放位置13处的第二下降轨迹v2在第二下降位置p21和第二垂直端部位置p22之间延伸。
[0127]
在另一个实施方式中，不存在直线引导件。在该实施方式中，下降位置p11、p21限定在由纵向轴线t和横向轴线l限定的二维水平平面中。坐标(l1，t1)和(l2，t2)限定下降位置p11、p21。
[0128]
控制单元30被配置为从存储器35检索限定下降位置p11、p21的下降坐标l1、l2。控制单元30将抓取头部15定位在下降位置p11、p21中，并且在沿着下降轨迹v1、v2的垂直方向v上启动抓取头部15的下降。
[0129]
第一垂直端部位置p12和第二垂直端部位置p22可以仅由传感装置66限定。因此，当传感装置66检测到至少一个检测元件55的位移时，由控制单元30生成停止信号。因此，当夹持元件17、18和表面之间的接触被感测到时。表面可以是插入片材11的堆叠或一排折叠盒。或者，当多个传感器70a、70b感测到它们各自的检测元件55a、55b的位移时，产生停止信号。仍然在另一个实施方式中，当一个传感器感测到位移并且已经超过阈值距离或时间时，产生停止信号。
[0130]
因此，本传感装置66使得抓取头部15能够感测在装载位置9处的插入片材11的位置，并且还能够感测位于存放位置13处的存放表面13、14。存放表面13、14对应于一排折叠盒3的顶表面13和容器2的底表面14。
[0131]
这是一个重要的改进，与现有技术wo2017/202500a1相比，可以实现能够自动适应可变的操作条件的更简单的系统。wo2017/202500a1中的在先系统需要更多的编程参数，特别是当若干层插入片材11必须存放在容器2中的不同高度处时(如图2b所示)。因此，控制单元需要为每个垂直存放位置检索预先定义的数据。然而，在现实中，各排折叠盒实际上被定位的垂直位置经常与理论位置略微不同。因此，为了减轻损坏盒子的风险，在达到理论存放位置之前，抓取头部被减速，即使折衷了速度损失。相比之下，为了获得精确的系统，现有系统只需较短的设置时间和对下降位置p12、p21的坐标的简单编程。
[0132]
除了上述优点外，本发明的抓取系统15'还提高了可靠性和耐久性。即使感测到的物体不是插入片材11或一排折叠盒3，抓取头部15也将自动停止。例如，如果物体存在于抓取头部15的下降轨迹v1、v2中，则控制单元30也将在感测到与物体的接触时激活抓取头部15的停止。
[0133]
针对wo2017/202500a1中的系统的另一改进在于，可移动的夹持元件17、18还被配置为当已经检测到与插入片材11或一排折叠盒的接触时屈服。可以选择夹持元件17、18的行程，使得在传感装置66已经检测到接触之后，夹持元件17、18是垂直地可移动的。以这样的方式，抓取头部15仍然能够抵靠插入片材堆或一排折叠盒屈服。
[0134]
可选地，在一个实施方式中，可以测量第一传感器信号和第二传感器信号的接收之间的延时差。如果差值超过预定义的阈值，则控制单元30可以将误差信号发送到中央机器控制系统。传感器信号之间的这种时间差可以指示插入片材11被拾取或被存放在不平坦表面上。
[0135]
在另一个(未示出的)实施方式中，传感装置66包括机电感测开关，该机电感测开关包括机械闩锁，该机械闩锁被配置为在夹持元件17、18的预定位移距离处被激活。控制单元30被配置为响应于机电开关的激活而激活和停用夹持元件17、18。
[0136]
在图10和图11中，抓取头部15被示出为处于被放置在插入片材11上之前的状态。抽吸元件17、18具有它们距离相应支撑件21、22的最大距离，并且支撑件21、22具有距离彼此的最大水平距离。
[0137]
为了抓取插入片材11，抓取头部12垂直向下移动，直到抽吸元件17、18接触布置在装载位置9中的堆叠中的插入片材11的上表面。该过程在图1中最佳地示出，其一般工作原理也适用于本抓取系统15'。该接触停止抽吸元件17、18的进一步向下移动。当保持元件50相对于支撑框架80垂直地移动时，支撑件21、22进一步向下移动，由此止动件54垂直向上移动。在止动件54上的检测元件55相对于支撑件21、22的位置的这种改变可以被传感器70检测到。
[0138]
响应于来自传感器70的相应信号，控制单元30阻止驱动装置16进一步向下移动抓取头部15。
[0139]
在一个有利的实施方式中，控制单元30被配置为向致动器25发送指令，当传感装置66检测到保持元件50相对于支撑框架80的垂直位移时，致动器25逐渐停止/减速抓取头部15的向下移动。逐渐减速在抽吸元件17、18和插入片材之间提供更受控且更软的接触。减速距离使得抽吸元件17、18能够建立真空连接。偏压设备56还使得抽吸元件17、18能够在它们接触插入片材11时屈服，使得可以避免插入片材11的任何不期望的变形。
[0140]
抓取头部15的这种状态在图12中示出，可以看出，偏压设备56处于压缩状态，因为支撑件21、22已经向下移位到保持元件50上。
[0141]
在这种状态下，真空发生器(未示出)连接到抽吸元件17、18并且被激活，使得相应的插入片材11被抽吸元件17、18抓取。此后，抽吸元件17、18的组可以如图12所示在水平方向h上朝向彼此移动，以达到图13所示的状态，在图13中，插入片材11被保持有褶皱(fold)12。这是可能的，因为第一框架部分80a和第二框架部分80b可以相对于彼此在远端位置和近端位置之间水平移动，在远端位置中，第一组抽吸元件17和第二组抽吸元件18远离彼此定位，在近端位置中，第一组抽吸元件17和第二组抽吸元件18(相对于远端位置)彼此更近
地定位。
[0142]
在随后的步骤中，抓取头部15被向上抬起，以便还能提升插入片材11，如图14所示。这导致偏压设备56返回到其未被压缩的状态并且移动抽吸元件17、18，使得抽吸元件17、18返回到它们被放置在距离支撑件21、22的最大距离处的位置。
[0143]
然后可以将插入片材11运输到存储容器中应当存放插入片材11的位置。控制单元30基于来自于传感装置66的信息来确定抓取头部15何时与存储容器2的底部或位于存储容器2中的一排折叠盒3的顶表面接触。
[0144]
控制单元30然后逐渐停止/减速抓取头部15的向下移动，并释放真空，使得插入片材被存放。抽吸元件17、18然后可以被配置为通过排出/吹送空气来主动释放插入片材11。
[0145]
优选地，如前所述的，抽吸元件17、18中的真空管道被配置为当插入片材11将被放置在一排折叠盒3的顶部时排出空气以便释放真空，并将插入片材11推离抽吸元件17、18。