CN103562455A - 用于针板的架起和/或拆除及维护的设备和方法以及用于针板的针 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于非织造物制造或针刺毡制造用的针刺机的针板（1）的架起和/或拆除以及维护的设备，该设备特别用于自动地实施不同的操作，如装备或去除，必要时选择、修理，所述设备包括至少一个工具（2）和用以保持针板（1）的保持装置（3），其中，工具（2）相对针板（1）的针孔（4）和/或针（5）经由控制和驱动装置和至少一个探测装置可定位，所述设备在人员耗费很少的情况下提高工具定位的灵活性并且设定对各操作如针的选择、修理的选择可能性，方法是为至少一个机械手（7、8）配置工具（2）和控制和驱动装置，且机械手（7、8）设有至少一个铰接支承的工具臂（9、10），在所述工具臂上设置工具（2），所述工具允许实施期望的操作。此外，提出一种方法，所述方法可借助所述设备实施。

Description

用于针板的架起和/或拆除及维护的设备和方法以及用于针板的针

技术领域

本发明涉及一种用于非织造物制造或针刺毡制造用的针刺机的针板的架起和/或拆除及维护的设备，所述设备特别是用于自动地实施不同的操作，如装备或去除、必要时选择、修理，所述设备包括至少一个工具和一用以保持针板的保持装置，其中，工具相对于针板的一针孔和/或针经由控制和驱动装置和至少一个探测装置可定位。本发明还涉及一种用于非织造物制造或针刺毡制造用的针刺机的针板的架起和/或拆除及维护的方法，所述方法特别用于自动地实施不同的操作，如装备或去除，必要时选择、修理，其中探测在针板上的各针或各针孔并且工具按照探测到的/检测到的数据相对于针板定位和实施各操作。最后本发明还致力于一种用于非织造物制造或针刺毡制造用的针刺机的针板的针，所述针特别用于如上所述一种设备或一种方法，所述针包括一尖端和对置于尖端的一端。

背景技术

针板是用于非织造物制造或针刺毯制造的针刺机的构件并且装备特殊的针。针刺机用于纤维材料、纤维、长丝的固化/压实。产品如纺粘型非织造织物、人造革、兽皮、可以包含纤维网的针刺毡被制造。针因其固定钩具有L形状并且穿过针板中的钻孔并被固定。针受到最大的负荷并且随着时间而损坏。

由实际已知不同的用于换针的装置。事实是，换针的手动方案可以导致疼痛的伤害并且因此开发了下述设备，其避免人的干预并且将换针过程自动化且纯机械地构造。

由DE 39 41 159 C2得到一种用于针板的自动的植针和卸针的装置，其中，由对置的作用在针板的前侧和后侧上的各工具承担压入和压出的操作。这些在两侧工作的工具可运动地支承于一机架中并且由一控制和驱动装置控制和驱动。机架配备各导轨，各工具在所述导轨上移动，以便相对针或针孔占有其位置。在每一操作过程中各工具对置设置且必须对准。为了使各工具相对于针板定位使用光检测系统，这些光检测系统可以说由驱动和控制装置包括并与驱动和控制装置通讯。按照一栅栏对准的定位和逐步的运动需要一机械上很精确的结构，所述结构是不灵活的并且实际上是不大适用的。

由US 639 3693 B1同样已知一种装置，所述装置用于在针板上实施维护措施，如装备、去除。在这里选择的基本结构也是，设置两个对置的在针板的这边和那边作用的工具。各工具在各导轨上引导且必须对准。在这里重的但却精确的机械结构的成本也是很高的。外加以针装填料箱的人的人员费用。

两种上述装置共同的是，在实际中逐步移向力求达到的位置。在从针板上的第一针孔到最后的针孔的路径中必须完全横越针板，其中，保持通过各导轨预定的距离。运动过程可以只成直角沿高度和宽度延伸。如果想到达一确定的针，则只这样进行，即人移动上述距离且通过全部其他的区域。显然的是，如果工具的运动只在两个自由度上约束在相互成直角延伸的各导轨上地才是可能的，则时间耗费是较高的。

如在EP 195 3287 A1中描述的，在装备时也可以逐渐地实现在针板的前侧和后侧上的工作。首先插入针，然后改变针板的位置并实现针的固定/压入。由EP 195 3287 A1已知的装备自动机用一多重夹紧钳工作且用针组装备针板，各针组在针板的宽度上预定位。已知的装备自动机由于待装备的针的按组的设置需要一高的手动的和结构上的耗费，仅仅关于为给多重夹钳提供各针用螺旋输送装置的针供给装置就已是这样。这可以只在预定的栅栏中工作。移向力求达到的位置利用所说的装备自动机是不可能的。也不涉及一全自动的方法，因为各针必须人员密集地置入针供给装置中。

发明内容

从现有技术出发，本发明的目的在于，提供所述型式的一种设备和方法，它们在人员耗费很少的情况下提高工具定位的灵活性。此外拟建议关于操作如制毡针的选择、继续进行的修理的选择。最后拟实现以有利的方式偏离用于针板的针的传统的构成。

上述目的关于设备通过权利要求1的特征达到。依次这样构成一种所述型式的设备，即为至少一个机械手配置工具和控制和驱动装置并且机械手设有至少一个铰接支承的工具臂，在该工具臂上设置工具，所述工具允许实现所期望的操作。

上述目的关于方法通过权利要求15的特征达到。对此这样进一步构成一种所述型式的方法，即经由机械手的一铰接的工具臂实施各操作，在工具臂上设置对于分别期望的操作适配的工具。

上述目的关于针通过权利要求25的特征达到。对此这样构成一种所述型式的针，即针的对置于尖端的末端以一平面的、特别是圆形的或椭圆的头部的形式构成，所述头部稍大于针的横截面。

首先已知，由现有技术已知的装置和方法需要一高的精度费用并且必须精密机械式很精确地制造，以便在针板两侧工作的工具在进入针板中的针孔的情况下或与针自身对准。所述设备由于精度要求是很昂贵的。还已知，在已知的装置中沿高度尺寸和宽度尺寸约束工具在导轨以及引导装置上的运动，因此操作的速度已由于到操作的位置的开动距离不可能是最优的。

按照本发明认识到，如果减少结构且如果直接的在针板上的可定位性没有预定的机械导向地基本上能够实现，则提高可定位性的灵活性。按照本发明认识到，这可以这样达到，即使用至少一个机械手，其包括至少一个铰接支承的工具臂，其中，机械手包括控制和驱动装置并且设置至少一个探测装置。在此，工具臂总是配备正确的工具。特别地，工具涉及一接纳针并插入针板的针孔中的夹具、吸入器或磁铁，或涉及一从针孔中压出或拉出针的工具。由于机械手配备铰接的工具臂和工具，该机械手可以自行从一取出点取出针，因此人员耗费是极少的。在针板上自动地进行全部的操作。还具有重要的意义是，机械手具有一大的运动自由度并且例如允许自由的针接纳或占有一相对于针板倾斜的位置而不只是正面的（如迄今那样）。

关于按照本发明的方法，在这里实现如关于设备适用的相同的优点。强调的是，在机械手上铰接的工具臂的运动性利用一相应的工具能够实现关于一选择的针或针孔逐点地工作。

在本发明的范围内找到针在尖端的对置的一端上的一新的有利的实施形式。该发明的进一步构成与按照本发明的设备和与按照本发明的方法处于直接的技术上的关联。机械手由于其灵活性和运动机能允许在极窄的空间上工作。因此可以不同于在对置于针尖的末端上的传统的钩而找到完全不同的解决方案。按照本发明拟以一平面的、特别是圆形的或椭圆形的头部的形式构成针的对置于尖端的末端，该末端稍大于针或针杆的横截面。由此可以提高在针板上的针密度并改变待制造的非织造物或毛毡的质量。

通过机械手的高的精度也可以实现更细微的扭转防止机理。特别是针杆可以具有一椭圆形的或三角至多角形的横截面。与针孔相配合可以是纯力锁合的。实现一形锁合也是可能的。

关于机械手的一实施形式，该机械手可以配备两个活节臂。在此，第二活节臂可以搭接针板并且例如在针板的后侧上去除针时对针施加拉力而第一活节臂在前侧上对针的尖端施加压力。也可设想一方案，其中，两个或更多个机械手在一侧在这种情况可转动支承的针板上工作。各一个机械手在针板的前侧和后侧上的设置也是可能的。

如果工具臂不是特别长，则机械手可以移到针板的区域内，在该区域上拟实施操作。虽然也可以使针板翻转地向机械手运动，但这由于一机械手的灵活性不是必需的。可以传统经由结构上的导向元件、如导轨实现机械手向针板的前进。各导轨则只沿一涉及针板的宽度的运动方向是需要的。关于高的灵活性和自由的运动性优选的是，机械手在各滚子上或经由一磁场悬浮地移到针板的感兴趣的区域内。按照本发明经由铰接支承的工具臂灵活地实现高度可调性。

关于机械手的各种各样的功能，该机械手不仅必须定位，而且在针板上实施极不同的加工步骤并且还探测数据和转送数据，有利的是，控制和驱动装置包括至少一个单独的计算机。该计算机可以提供计算性能，所述计算性能是必需的，以用来定位机械手或算出其最近的目标位置，协调各作业过程并且处理探测到的数据。特别地，该计算机提供在千兆字节范围至百万兆字节范围内的存储空间，这通过一传统的控制装置是不能实现的。

特别地，在这些应用情况下，其中，通过在针板的前侧和后侧上的各一个机械手或通过在前侧上的一机械手和通过在后侧上的一门架工作，有利的是，除计算机外还设置至少一个SPS单元（可编程存储的控制单元），该SPS单元相互协调整个的设备或装置并且实现计算机与硬件之间的接口。

为了使不同的需要的运动按照对工具提出的要求变成合理的，工具臂可以绕多个、特别是六个轴运动。六个轴通过一活节臂机械手的本身已知的结构预定并且在整个的机械手上分布。通过大量自由度不仅相对于针板的定位是可能的，而且例如一待安装的针从一取出点的取出或一拉出的针在一存放点的存放是可能的。为此将用于新的待装备的针的取出点和用于去除的针的存放点设置在铰接的工具臂的运动范围内。例如可以将它们设置在机械手的一基板上。关于存放点，自然也可以考虑，损坏的针在针板上立即落入针板上的一收集槽中并从那里排入一收集容器中。按选择也可以设置至少两个存放点，其中，一存放点用于接收未受损伤的可再用的针而另一个接收损坏的针。

坚持的是，通过机械手必须实现新针的自动的取出，以便避免手动工作并由此排除伤害危险和提高可靠性。通过在机械手上铰接的工具臂避免一传统的针供给的结构上的耗费。一用于避免人员的耗费的进一步的措施是一向取出点的自动化的针供给。这可以例如经由输送带实现或输送带可以自身是取出点并且对于机械手来说可从其每一位置到达针板。

探测装置可以光学地工作并且为此包括一用于探测针板的摄像机。摄像机可以例如直接设置在工具或机械手的工具臂上并且与控制和驱动装置、特别是与单独的具有大存储容量的计算机处于通讯。除摄像机外，可以进一步地设置一为摄像机配置的照明装置以便改善图象质量。替代一摄像机，也可以使用一激光扫描器或一电感扫描器或也一电容扫描器。

按照本发明的设备可以经由其探测装置自由地探测针板上的针和/或针孔并且将探测到的/检测到的数据发送给控制和驱动装置、优选发送给单独的计算机，在所述计算机中包括一相应的图象处理程序和进一步的软件，所述软件为了正确的操作和定位是必需的。在那里可以接着确定针板的针或针孔的实际的位置。在此，摄像机可以检测整个的针板，这在进行完全的新装备时或在进行完全的针去除时有意义。但替代地，也存在如下可能性，即探测过程减小到针板的部分区域上，如果拟选择性工作，则特别是这样。

如果考虑操作如选择、修理，则为了针的还要更精确的探测设置接近开关或其他的辅助探测器，其例如更精确地检测针的尖端并且将数据传向控制和驱动装置。考虑例如一电容的或电感的接近开关。正好在针尖处可以确定，该针尖是钝的还是可能偏离针孔轴线并因此不符合要求地不再对准。

针板的针除针尖外传统地在对置的末端也具有一钩，该钩在针的安装状态下通常在针板的后侧处于一在那里的凹槽内。钩构成具有防扭转功能。此外，钩便于手动去除针。本发明的一基本的和重要的进一步构成现在涉及针的新式的实施形式，其中代替钩，一头部、一加粗部、一平面的区域、一稍微突出的凸台或其他的可抓到的优选成本有利的结构也是可能的。也可设想代替钩的在针的所述的自由末端上的可抓到的表面结构。

如果设置带有只一个工具臂的只一个机械手并且人们不想将机械手从针板的前侧移到后侧，人们替代地也可以实现针板在保持装置上的可转动的支承。

按照本发明的设备的另一实施例，除机械手外可以设置一门架，经由该门架同样在针板上可实施各操作。门架可以同样具有一工具并因此是有利的，因为一门架可以施加较高的力。这例如在一传统的针的钩固定在一针板后侧上的凹槽内时或也在从针孔中拉出针时具有优点。在此机械手可以在针板的前侧上工作而门架在针板的后侧上工作。当然门架也包括一控制和驱动装置、一工具、一探测装置。探测装置同样除摄像机外还可以具有接近开关或其他的辅助探测器。

门架的工具可以沿至少三个运动方向工作。除本来已知的和需要的三个运动方向即宽度、高度、深度外还可以实现绕一第四轴的转动运动。在该设想中工具自身的各运动，例如一夹具的钳运动不被考虑（auβen vorgelassen）。

在该实施例中，其中，机械手在针板的前侧上且门架在后侧上工作，在针去除期间可以进行协调的工作。在装备时时间上错开地实现机械手和门架的工作，其中，针的插入经由机械手在针板的前侧上实现且固定经由门架通过针的弯曲的钩进入一在后侧上的凹槽中实现，在所述的实施例中，可以在针板的宽度上在各传统的导轨上实现机械手和门架的运动。

替代机械手—针板—门架-设备，自然也可以适应机械手的结构尺寸连同工具臂的数目。此外，用两个或更多个机械手或也用一个机械手和一个门架可以在针板的同一侧上工作。按照本发明的设备在这里允许大的活动范围。对于本发明重要的是，工具的运动性能够实现到操作的位置的短的和直接的距离。

对于对选择的针拟实施修理的情况，可以为工具臂配置一用于一弯曲的针的矫直工具和/或一用于一钝的针的研磨工具。它们可以优选设置在一可旋转的工具盘上，在该工具盘上设置各附加的夹紧工具和至少一个探测装置。

关于方法区分为三个基本的实施形式/操作，亦即

-用针装备空的针板及针的固定，

-针从针板中的去除/拉出以及

-选择/检验，必要时修理针。

在全部操作之前进行：相对于针板定位机械手。为此在操作之前可以根据操作的类型探测亦即无接触地扫描针板的前侧（在选择、矫直、修理时）或针板的后侧（在装备、去除时），并由此确定各针或各针孔的位置。如已关于装置所描述的，可以借助于摄像机检测和转送图像数据，但激光扫描器也可以位置离散地探测并转送这样检测到的数据。将关于针（选择）在针板的前侧上或关于针孔（装备）或钩（去除）在针板的后侧上探测到的数据由探测装置转送给机械手、必要时还有一门架的控制和驱动单元。特别优选探测到的数据到达一单独的计算机，该计算机由控制和驱动单元包括并且具有一特别高的计算性能，以便它可以检测、变换探测的数据并且可以确定各针和针孔的实际的位置。在该基础上于是可以实现机械手相对针板的定位。

在装备的操作中，通过机械手的工具臂或工具从取出点机械地取出针也可以是自动化的装备过程的组成部分。在这里人们也可以动用一前序的探测过程，而与人们用一摄像机或一激光扫描器或其他的探测装置来探测无关。

无论如何例如可以涉及同一探测装置，该探测装置也探测针板。利用该探测装置在一摄像机的情况下可以例如拍摄针的图像，接着可以将探测到的数据，在这里即图像数据传向控制和驱动装置，特别是传向单独的计算机。在那里这样电子地检测和处理这些数据，即确定针的位置和质量并且必要时也通过一与基准数据的附加的比较操作检验质量。最后已在这里涉及，要避免损坏的针的取出，从而已在取出之前重视针、特别是尖端的状况。如果在取出点识别出一损坏的针，则将其清除。

在已进行电子的数据处理以后，控制工具，以取出针。这导致工具臂和夹具的运动的开始。如果由工具/夹具接纳针，则工具到达一位置，从那里紧接着实现向针板的运动。该位置可以与取出点保持间距，但也可以直接从工具的取出位置/针接纳位置向针板实施运动。对于针在取出点有缺陷的情况，探测和接纳一新的针。

现在实际上在实现取出的针插入一针孔中之前，进行针孔的探测。以此拟在起始阶段已避免错误，例如可能由于针孔的污染或针板的损坏引起该错误。在这方面重要的是，将该工具与其他的工具一起设置在一可转动的工具盘上。如果一针孔是污染的，则可以通过盘旋转定位一净化工具。在探测到的关于针孔的数据传向驱动和控制装置/传向单独的计算机以后，这全部且也自然发生并且发生载有取出的针的工具的位置的精调。装备过程接着可以如所必需的那样多次重复，直到以要求的数量和质量装备针板为止。

如果使用传统的具有尖端和钩的针，则为了使针板是可使用的，各针插入各针孔中通常是足够的。更确切地说必须紧接一固定过程，其中将钩挤入、压入或旋入在针板的后侧上特别为其设置的凹槽中。这可以通过机械手自身或一第二机械手来实现。特别优选一实施形式，其中为了固定使用一门架，该门架由于其稳定的结构形式可以施加较大的力。也可以对置于机械手设置该门架，从而在使用门架之前必须将装备的针板转动180°并且于是装备的后侧指向门架。

按照关于方法的发明的一优选的实施例，装备过程可以包括下列明显的步骤：

a）在针板的后侧上探测空着的针孔

b）关于针板定位机械手

c）探测在取出点的待取出的针

d）通过机械手接纳探测的/检测的针

e）探测针孔

f）精调机械手或工具臂或工具的位置

g）将针插入针板的针孔中

h）如所必需的那样多次重复步骤c）至g）。

如果已用各针装备针板（所述针需要固定），在应用具有在针板的一侧上的机械手和在针板的另一侧上的一门架的设备的情况下接着装备的是下列步骤：

i）将装备的针板转动180°

j）探测针板的后侧

k）关于针板定位门架

l）探测针的对置于尖端的位于针孔中的末端

m）精调门架或在那里的工具的位置

n）通过门架的工具固定针的所述的末端

o）如必需的那样多次重复步骤j）至n）。

按照上述实施例的方法，如果在步骤a）和j）中进行极精确的首先探测，则关于步骤e）和f）以及步骤l）和m）可以削减。

一方面，在机械手的控制和驱动装置中且另一方面在门架的控制和驱动装置中分别设置一相应的软件，所述软件处理通过探测确定的数据，使可以实现机械手、门架和相应的工具的需要的运动过程，也可设想一共同的驱动和控制单元，其包括一个或两个或更多个单独的计算机。

各针孔可能是受污染的或损坏的或各端可能不同心地位于针孔中。这就是为什么在从针板中去除针之前，也在装备时，首先在针板的后侧上探测针末端的原因。接着将这些探测到的/检测到的数据发送给控制和驱动单元，或发送给性能好的单独的计算机并这样电子地处理，即确定针末端的位置和质量并且接着控制工具，以便所述工具对针的探测到的末端施加拉力并从针孔中拉出针。除从针孔中拉出针的工具外，也可以在工具臂上或在一工具盘上设置一工具，该工具特别适用于从凹槽中去除钩。

按照本发明的一优选的实施例，除通过门架在针板的后侧上施加拉力外在针板的前侧上还通过机械手的工具对针尖施加压力。在该实施例中，也可以首先实施用于机械手和门架的定位的探测，而接着再次实行每一针尖或针末端的探测，以便实现相应的工具的精调/精定位。优选机械手和门架的控制和驱动装置/探测装置相互通讯并且经由联合软件或者说协调软件协调地作用于同一针。有利的是，由同一驱动和控制单元控制或驱动门架和机械手。

一旦从针板去除针，就可以将所述针供给一存放点，在那里收集全部的针。一简单的解决方案在于，立即打开工具并且针落入一在针板下面的卸料槽中。接着无论如何工具可以供下一待除的针使用。如所必需的那样多次重复去除过程。替代地，也可以设置两个不同的存放点，将未损坏的和损坏的去除的针彼此分开存放到这两个不同的存放点中。

另一有利的和对本发明的重要的操作可以借助于本发明的设备和通过机械手的灵活性和运动性来实施，该操作是针或针孔的选择结合替换过程和修理过程。按照本发明的方法的该方案能够实现节约，因为只去除和替换损坏的针，而不必替换全部的针。

首先在整个针板的前侧的第一探测以后可以利用突出的且部分损坏的针尖确定损伤点的位置。为此，实现整个针板的探测到和/检测到的数据利用在驱动和控制单元中、特别在单独的计算机中寄存的基准数据的校准。这样已经可以预先为机械手算出预测的位置数据。然后机械手可以直接移向各相关的区域并且可以节省逐个纵列或逐个横行的一漫长的探测时间。可以例如经由一图像处理软件通过一具有均一的针尖表面的基准图像与由一摄像机拍摄的当前的图像数据的比较实现比较。

为了探测可以优选使用一电感地工作的接近开关。一针对针板的前侧并从而针对各针尖的面摄像机关于在图像中产生的失真可能是难以解决的。

与在一第一步骤中探测针板的每一针还是在一第一步骤中通过整个针板的总探测确定各待移向的不同于基准数据的区域，并接着在一第二步骤中探测在待移向区域内的每一针无关，在每一情况下将涉及单个针的探测到的数据传向控制和驱动单元/传向单独的计算机。在那里与涉及的相应的基准数据的比较确认（angestellt）未损坏的针并且确定可能待选择的损坏的针的位置，以便接着可以将机械手/机械手的工具臂精确定位在那里。

适用于针选择的实施形式也转用到针孔，例如如果一针尖折断并且针孔脱离折断的针或如果一针孔在针折断时被损坏或对于一新的装备立即变成空着的，就是如此。

各基准数据可以在针板特定的和/或针特定的以及针孔特定的良好状况下产生。

在一摄像机的使用中供给图像数据，所述图像数据涉及针的几何形状。由于具有可运动的工具臂的机械手的灵活性实现，也从不同的视角探测多个图像数据，从而在用基准数据校准时可以可靠地确定偏差。在此，偏差按照机械手的精度可以在2/100mm至0.5mm的范围内变动。在这里决定性的是，偏差应力求达到不大于针孔直径的1/3，当然尽可能接近零的偏差。

在确定偏离基准数据的一个针或一组针以后，可以使用其位置数据，以便将机械手或仅其工具臂运动到这些选择的针的区域内。

然后在那里可以接着经由一接近开关确定关于偏离基准数据的针的多个信息，将这些信息接着发送给机械手的控制和驱动装置。此外还可以设置其他的探测器，它们例如可以确定密度特性、表面状况（磨损）和其他的数据。所有这些数据有助于选出对于相应的针的正确的操作。

因此在机械手的控制和驱动单元中、特别在其单独的计算机中，经由一相应的软件可以确定，是要去除还是要修理所选择的针。

由于各针的探测在进行选择的操作和各继续进行的机械操作方面在针板的前侧上关于针尖进行，只当工具也到达针板的后侧，以便对针端施拉力时，才可以进行一不挽救的损坏的例如折断的针的去除。在这里参阅用于针去除的各实施形式。

如果确定，针的尖端不再对准于针孔，则可以为工具臂为了矫直选择的针配置一矫直工具。矫直工具可以机械地或热地或磁力地工作。然后按照在控制和驱动单元中预定的基准数据实施矫直。

如果通过图像数据或用于表面状况的数据发现，针由于钝的尖端而被选择，则可以为工具臂配置一修理工具以便加工针。然后可以按照在控制和驱动装置中预定的标准实施针的修理。代替对针在机械作用于表面情况下的修理，也可以进行毛毡残留物的清除或将一保护层或滑动层涂敷到针的表面上。

附图说明

现在具有不同的可能性，以有利的方式构成和进一步构成本发明的教导。对此一方面参阅在权利要求1后面列出的各权利要求，另一方面参阅本发明的两个实施例借助附图的以下说明。与列举的本发明的各实施例的说明相结合总的来说也说明教导的各优选的实施形式和进一步构成。附图中示出：

图1示出按照本发明的设备按照一第一实施例的示意图，

图2示出按图1的设备的机械手在从一取出点接纳一针以后的放大的透视图，

图3示出图1的设备在针插入针板中之前不久的放大的透视图，

图4示出按照本发明的设备按照一第二实施例的透视图，

图5示出涉及各空着的针孔图1或3的针板的被扫描的前侧的一部分的图像的视图，

图6示出针的视图，如其在两实施例中使用的，

图7示出图6的针作为一针探测算法的中间结果的图像的视图，

图8示出来自另一方法步骤的图1或3的一针板的被扫描的后侧的一部分的图像的视图，其中已实现装备和固定，且

图9示出来自另一方法步骤的图1或3的针板的被扫描的前侧的一部分的图像的视图，其中面临损坏的各针的选择。

具体实施方式

图1、3和4示出一用于架起和/或拆除以及维护一针板1的设备，所述针板从一用于非织造物制造或针刺毡制造的针刺机中拆出。设备用于针板1上不同的操作的自动地实施，如装备或去除、必要时选择、修理。在图1和3所示的第一实施例中设置有一工具1和一保持装置3用以保持针板1。在图4所示的第二实施例中设置两个工具2和一个保持装置3用以保持针板1。

工具2可关于一在图1和5中所示的针孔4和/或关于一在图2、6、7所示的针5定位。经由一控制和驱动单元以及一探测装置实现定位，所述控制和驱动单元以及探测装置由工具2包括。在图2、3中示出一摄像机6作为探测装置，所述探测装置为工具2配置。

按照本发明，工具2和控制和驱动单元为一机械手7、8配置并且机械手7、8设有一铰接支承的工具臂9、10，在其上设置工具2，所述工具允许实施要求的操作。工具2和摄像机6设置在一可旋转的工具盘23上，所述工具盘示于图1至3中。工具盘23还可以或装备其他的工具或传感器或者说探测装置。在这里的实施例中，其他的未示出的工具安装在工具盘23上，这些工具于是按照要求的操作在针板1上使用。

其他部分未再示出的控制和驱动单元的一部分在图1中示出并且涉及一单独的计算机22。该计算机22提供计算性能，该计算性能是必需的，以便定位机械手7、8，协调作业过程、处理来自摄像机的探测的数据。计算机22为此提供一在千兆字节范围至百万兆字节范围内的存储空间。除计算机22外，控制和驱动单元还包括一在这里未示出SPS单元，它与计算机22通讯并且最终负责机械手7、8的运动过程。经由各虚线的箭头示出，将由工具盘23或由在那里设置的在图2中所示的摄像机6探测到的数据发送给计算机。最后在数据处理和位置确定以后，接着控制机械手7。未示出关于一SPS单元的细节，该SPS单元与计算机22处于连接并且它正如计算机22那样也是整个控制和驱动单元的自身的构件。

机械手7、8可运动到针板1的区域内，在针板上拟实行操作。按照第一实施例，机械手7为此具有滚子11。按照第二实施例，机械手8可在各导轨12上移动。工具臂9可绕六个轴A、B、C、D、E、F运动。这也适用于工具臂10。

按照第一实施例的设备包括一取出点13，该取出点设置在工具臂9的运动范围内并且包含各新的待装备的针5。在这里对于其他的针5代表性地只示出其中一个。它已由工具（夹具）夹紧并且经由工具臂9向上偏转，取出点13在这里设置在一支座14上。在这里，将摄像机6用于探测取出点13的新的待装备的针5。

同一摄像机6也用于探测针板1，亦即那里的针5和/或针孔4。图1至3示出装备过程的各阶段。因此在那里在针板1的后侧上探测各针孔4。向机械手7的控制和驱动单元的计算机22发送在探测时借助于摄像机6得到的图像数据并且在数据处理以后实现机械手7相对针板1的定位。为此，各滚子11由机械手7包括的控制和驱动装置、特别是其SPS单元激活。图3中机械手已到达一位置并且即将面临用针5装备针板1。

涉及第二实施例的图4中，示出针板1经由枢轴承可转动地支承在保持装置3上。在那里除机械手8外还设置一门架16，经由该门架同样可在针板1上实施各操作。门架16包括一在这里未详细示出的工具，该工具沿四个运动方向工作。在去除针的操作期间，在针板1的前侧上设置机械手8且在针板1的后侧上设置门架16。在其他的操作时，分别在转动针板1以后逐步地工作。

按照第二实施例的设备包括一矩形的框架17，在所述框架上，从框架17的横向侧18到横向侧18在中心设置带有针板1的保持装置3。在两侧平行于保持装置3和针板在框架17上同样从横向侧18到横向侧18设置各导轨12，一方面用于门架12的定位，另一方面用于机械手8的定位。在各导轨12的下面延伸一用于电导线的拖索装置20和用于此的一线性引导装置21。图4中，示出这样框架17连同设备。在完成状态下，框架设置在一具有底座的壳体中，所述壳体在这里被省略。

机械手7、8固定在一基板19上面。基板19连同机械手7、8或经由在其上设置的各滚子11或经由各导轨12移到在针板1上的操作的位置。在导轨12的情况下在那里安装未更详细说明的滑动轴承，所述滑动轴承在导轨12上移动并且连接于基板19的下侧。

图6示出一针5包括钩5a和尖端5b的基本结构。针5为机械手7在取出点13提供并且在预先被探测，以便工具2可以抓取所述针。图7中针5作为一针探测算法的中间结果示出，所述探测算法通过计算机22完成。

图5、6、8和9示出由摄像机6拍摄的图像。对此，图5涉及针板1在空状态下的后侧。这拟为装备作准备。各针孔4是重要的。所述针孔被探测，以便由此确定各针孔4的位置并且最后确定机械手7、8、必要时门架16的位置。

图8也涉及针板1的后侧，但该针板在这里已装备有各个针5，其钩5a固定在后侧上。这拟为去除针作准备。在去除之前要探测各钩5a，因为它们在针板1使用以后可能损坏和也可能在其位置方面发生改变。就这方面，应经由机械手7、8的工具臂9的尽可能好的定位实现工具2的精确的探测和精调，以便可以从最好的位置着手。图8中借助一选择的处在那里的钩5a下面的针孔4说明x和y坐标的测定，其对于工具的位置确定是必需的。

图9中涉及针板1的前侧，所述针板已装备有针5，在这里可看出针的尖端5b。拟为选择损坏的针5的操作作准备，或者更确切地说准备可能的顺序操作如修理、矫直、研磨。在这里特别地，针5的尖端5b是重要的。得到的图像数据在计算机22中经受一与涉及的未损坏的针的基准数据的比较，并且待选择的损坏的针5的位置被确定。

关于其他的在各图中未示出的特征参阅说明书的总体部分。

最后应该指出，按照本发明的教导并不限于以上讨论的实施例。更确切地说可设想工具的其他的运动可能性和构成用以实现要求的操作、附加的操作，如涂层、成形的或分开的加工工序。关于机械手8和门架16的同步，需要的传力装置的不同的耦联和/或一适合的同步软件也是可能的。

Claims (25)

1.用于非织造物制造或针刺毡制造用的针刺机的针板（1）的架起和/或拆除以及维护的设备，所述设备特别是用于自动地实施不同的操作，如装备或去除，必要时选择、矫直、修理，所述设备包括至少一个工具（2）和用以保持针板（1）的保持装置（3），其中，所述工具（2）相对针板（1）的一针孔（4）和/或针（5）经由一控制和驱动装置和至少一个探测装置可定位；其特征在于，所述工具（2）和控制和驱动装置为至少一个机械手（7、8）配置并且机械手（7、8）设有至少一个铰接支承的工具臂（9、10），在所述工具臂上设置工具（2），所述工具允许实施所期望的操作。

2.按照要求1所述的设备，其特征在于，所述机械手（7、8）可移到针板（1）的下述区域内，在该区域上拟实施操作。

3.按照权利要求2所述的设备，其特征在于，所述机械手（7）在各滚子（11）上或经由磁场悬浮地可移到针板（1）的下述区域内，在所述区域上拟实施操作。

4.按照权利要求1至3之一项所述的设备，其特征在于，所述控制和驱动装置包括至少一个单独的计算机（22），所述计算机提供定位机械手（7、8）所必需的计算性能、协调作业过程、处理探测到的数据和提供在千兆字节范围至百万兆字节范围内的存储空间。

5.按照权利要求4所述的设备，其特征在于，所述控制和驱动装置包括至少一个SPS单元。

6.按照权利要求1至5之一项所述的设备，其特征在于，所述工具（9、10）可绕多个、特别是六个轴（A、B、C、D、E、F）运动。

7.按照权利要求1至6之一项所述的设备，其特征在于，在工具臂（9）的运动范围内设置用于新的待装备的针（5）的取出点（13）和/或至少一个用于被去除的针的存放点。

8.按照权利要求1至7之一项所述的设备，其特征在于，探测装置包括一用以探测针板（1）、特别是那里的针（5）和/或针孔（4）的摄像机（6），所述摄像机与控制和驱动装置、特别是与单独的计算机（22）共同作用。

9.按照权利要求1至8之一项所述的设备，其特征在于，探测装置包括至少一个接近开关，用以探测针板（1）、特别是针（5）的尖端（5b）。

10.按照权利要求1至9之一项所述的设备，其特征在于，针板（1）可转动地支承在保持装置（3）上。

11.按照权利要求1至10之一项所述的设备，其特征在于，除机械手（8）外还设置门架（16），经由所述门架同样在针板（1）上可实施各操作。

12.按照权利要求11所述的设备，其特征在于，门架（16）包括工具（2），所述工具沿至少三个运动方向工作。

13.按照权利要求11或12所述的设备，其特征在于，在针去除的操作期间机械手（8）设置在针板（1）的前侧且门架（16）设置在针板（1）的后侧上，所述机械手和所述门架能够协调的工作。

14.按照权利要求1至13之一项所述的设备，其特征在于，为了修理选择的针（5），为工具臂（9、10）配置矫直工具和/或加工工具且优选设置可旋转的工具盘（23），在该工具盘上设置不同的工具（2）和探测装置。

15.用于非织造物制造或针刺毡制造用的针刺机的针板的架起和/或拆除以及维护的方法，所述方法特别是用于自动地实施不同的操作，如装备或去除、必要时选择、矫直、修理，其中，探测在针板上的各针或各针孔，并且其中，按照探测到的/检测到的数据相对针板定位工具并且该工具实施各操作；其特征在于，经由机械手的铰接的工具臂实施各操作，在所述工具臂上设置对于分别期望的操作适配的工具。

16.按照权利要求15所述的方法，其特征在于，在操作之前根据操作的类型探测针板的前侧（在选择、矫直、修理时）或探测针板的后侧（在装备、去除时）并由此确定各针或各针孔的位置。

17.按照权利要求16所述的方法，其特征在于，将探测到的/检测到的数据向机械手的控制和驱动单元、特别是向控制和驱动单元的单独的具有高计算性能和存储容量的计算机发送并在那里变换成实际的位置数据并最后实现机械手相对针板的定位。

18.按照权利要求15至17之一项所述的方法，其特征在于，为了经由机械手的工具臂或工具实施用针装备针板的操作，从取出点取出针，其中，在从取出点取出针之前，将探测装置移到取出点的区域内并且探测针，之后电子地处理探测到的/检测到的数据，从而确定针的位置和质量并接着控制工具，以取出被探测的针。

19.按照权利要求18所述的方法，其特征在于，在将取出的针插入针孔中之前进行针孔的探测，向驱动和控制单元发送探测到的/检测到的数据并且实施载有取出的针的工具的位置的精调。

20.按照权利要求15至19之一项所述的方法，其特征在于，在去除针的操作之前，在针板的后侧上探测针的位于针孔中的末端，之后电子地处理这些探测到的/检测到的数据，从而确定针的末端的位置和质量并接着控制工具，以对针的被探测的末端施加压力。

21.按照权利要求15至17之一项所述的方法，其特征在于，在选择针的操作之前，在针板的前侧探测针并且将探测到的/检测到的数据在控制和驱动单元中与涉及未损坏的针的基准数据比较并确定可能待选择的损坏的针的位置。

22.按照权利要求21所述的方法，其特征在于，在确定偏离基准数据的各针的位置以后，实现机械手相对针板的相应的区域的定位。

23.按照权利要求21或22所述的方法，其特征在于，在控制和驱动单元中确定，是否要去除、修理特别是要矫直选择的针。

24.按照权利要求23所述的方法，其特征在于，按照在控制和驱动单元中寄存的基准数据进行选择的针的修理。

25.用于非织造物制造或针刺毡制造用的针刺机的针板的针，特别按上述权利要求之一项所述，所述针包括尖端和对置于尖端的末端；其特征在于，针的对置于尖端的末端以平面的、特别是圆形的或椭圆形的头部的形式构成，所述头部稍大于针的横截面。

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