CN104582873B - 用于从工件堆的顶部移开大体平面工件的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

一种用于从工件堆(10)的顶部移开大体平面工件(11)的方法，包括以下步骤：在工件的顶面上抓取工件(11)；提升被抓取的工件；通过在被提升的工件和该被提升的工件(11)下面的相邻工件之间引入分离器元件(43)而从该堆中预先分离该工件；以及通过传送装置来抓取和移开被预先分离的工件(11)。一种用于实现该方法的设备，包括：用于抓取工件(11)的抓取器(33)，抓取器(33)可在竖直方向上移动，用于提升被抓取的工件(11)；分离器元件(43)，其可在水平方向上移动从而被引入被提升的工件(11)和该被提升的工件(11)下面的相邻工件之间；以及用于抓取和移开被预先分离的工件(11)的传送装置。该方法和设备允许从该堆的顶部快速和可靠地移开大体平面工件。

Description

用于从工件堆的顶部移开大体平面工件的方法和设备
技术领域
本发明涉及一种用于从工件堆的顶部移开大体平面工件的方法。本发明还涉及一种用于从工件堆的顶部移开大体平面工件的设备。
背景技术
在许多应用中，诸如金属片的大体平面工件需要从一堆工件中一个接一个地移开。已知允许自动移开并且进给至例如加工工位的相应方法和装置。通常，这些装置通过合适的抓取器诸如磁性元件或吸盘从该堆中抓住顶部工件，并且通过与所抓住的工件一起移动抓取器而将其传送到所期望的场所。
使用相应装置的应用之一是加工金属片以制造车体部件。特别是在多级压机或冲压生产线(press line)上将大尺寸金属片进行冲压并成形以获得所期望的形状。在加工处理之前，进给器抓住一堆中的顶部工件并且将其进给到第一加工工位上，其可能是初冲压(head press)还可能是用于诸如除油、清洗等等的预加工的工位。
从堆中移开顶部板片(仅仅是移开顶部板片)是困难的。通常例如因为板片的涂层(诸如油膜)而使得相邻板片相互粘合，这会导致两个或者更多板片粘附在一起。然而，如果抓住多于一个板片并进给到下游生产流水线，那么其可能会导致严重损害直至破坏冲压工具。关于加工速度的现有需求使得叠板卸垛更具挑战。
从现有技术中已知若干用于自动卸垛的方法和装置。作为示例德国专利No. 671402(Schuler)涉及一种用于提升并进给条片至高速压机、冲压机器或相似机器的自动设备。从堆中提升条片并进给到钳式进给器(pincing feeder)。用于该条片的止动件邻近于该堆而布设在钳子下方。在止动件和该堆的下游边缘之间布设有用于将条片的下游端提升到钳子的传送面的提升装置。靠近于堆的上游端布设有吸取装置。它用于使条片从该堆部分地脱离，并且还可以用于将该条片进给到钳式进给器。可替换地，可以有一种用于该目的的单独进给装置。
DE 33 12 459 A1(Lewecke Maschinenbau)涉及一种当通过吸持器(suctiongripper)来提升最顶部工件时，用于分离相互粘合的平面工件诸如片状板的方法。为了该目的，加压空气被引导进入相邻工件之间的空隙，此外，分离过程通过提升运动的不平稳加速和减速而得以支持。
DE 10 2005 062 713 A1(Holzma Plattenaufteiltechnik)公开了一种用于从剩余堆中分离和移开包括至少一个延长板片的局部堆的装置。该装置包括空气喷嘴，其可以被引导至在局部堆的最低板片下面的分离板的区域。它还可以进一步包括分离元件，其可以被引入到由空气喷嘴的动作所产生的空隙中，以便如果需要的话机械地确保该空隙并将其扩大。在另一个步骤中，借助于包括传送杆和夹具在内的传送装置来移开该局部堆。
尽管如此，当移开延长和比较重的板片时，特别是当需要高吞吐量时已知的装置具有缺点。用于改进分离的附加步骤使移开过程更加复杂和耗时。
发明内容
本发明的目的是创建一种与起初所提及的技术领域有关的方法和装置，其允许从堆的顶部快速和可靠地移开大体平面的工件。
本发明的解决方案通过权利要求1和8的特征来说明。根据本发明，所述方法包括以下步骤：
a)在所述工件的顶面上抓取所述工件；
b)提升被抓取的工件；
c)通过在被提升的工件和被提升的工件下面的相邻工件之间引入分离器元件而从所述堆中预先分离所述工件；
d)通过传送装置来抓取和移开被预先分离的工件。
相应地，根据本发明的装置包括：
a)抓取器，用于在所述工件的顶面上抓取所述工件，所述抓取器可以在竖直方向上进行移动，用于提升被抓取的工件；
b)分离器元件，可以在水平方向上进行移动从而被引入被提升的工件和被提升的工件下面的相邻工件之间，用于从所述堆中预先分离所述工件；
c)传送装置，用于抓取和移开被预先分离的工件。
要注意的是，并不需要抓取器以使工件在其整个表面上与堆的剩余部分失去接触的方式来提升该工件，而是提升工件应该至少使得分离器元件可以引入该被提升的工件和相邻工件之间。此外，抓取器的可能运动应该具有允许以上述方式来提升被抓取的工件的竖直部件，这并不要求抓取器可沿(笔直)垂直路径进行移动。类似地，抓取器元件的可能运动应该具有允许在两个所述工件之间引入分离器元件的水平部件，这并不要求分离器元件可沿(笔直)水平路径进行移动。
本发明允许在由传送装置实际地移开工件之前从工件堆中预先分离最顶部工件。该传送装置抓取被预先分离的工件，其允许以比该工件在被实际传送装置所抓取的情况下不得不进行分离的场合要快许多的方式，由传送装置来抓住该工件。预先分离很大程度上独立于传送装置或者下游处理工位的工作，仅有约束的是当传送装置接近工件时必须完成预先分离。相应地，更多时间可用于整个分离过程，与此同时由传送装置移开工件的可达到速度得以增加。
抓取器在顶面上抓取工件避免了沿其侧面接触该堆的要求，这一要求可能需要对各个元件的复杂控制并且可能妨碍系统的其它元件。
因此，本发明同时允许移开过程的更好可靠性以及更高吞吐量。事实上，根据本发明的方法和设备尤其适合于在12/分钟或更高的加工速率下处理具有500毫米x500毫米和4500毫米x2200毫米之间的尺寸的金属片。
因此优选地，在本发明方法的情况下，在由所述传送装置来移开和/或进给在前工件的期间，实现抓取和提升所述工件和引入所述分离器元件的步骤。
本发明设备和方法尤其适合于移开诸如铝板片的非铁磁金属片。这些板片易于相互粘合，而同时大多数磁性单元却不可适用于分离或者甚至抓取该板片。
因此，本发明设备的优选实施例具有包括用于抓取所述工件的顶面的吸取系统的抓取器。该吸取系统允许仅通过接触其顶面来抓取非铁磁金属片或其它工件。它们容易实施且节约成本。此外，工件可以通过关闭施加到该吸取系统的真空器而快速并简单地得以释放。
可以代替吸取系统(或者除其之外还)采用基于其它效应的元件，诸如磁性抓取器(针对由铁磁材料制成的工件)或者机械抓取器(尤其是如果工件在其顶面上包括合适结构，该结构允许应用机械抓取器)。
在优选实施例中，分离器元件包括用于在所提升的工件和相邻工件之间供给加压气体的注入器。优选是加压空气是因其容易获得。
加压空气的供给可以支持相邻工件的分离，特别是在尚未通过抓取器的动作而完成分离的区域内。其还可以阻止曾被分离的工件再次相互粘合，特别是在由传送装置抓住顶部工件的期间。
还可以在分离器元件引入工件之间的期间以及之前和/或其已经完全引入之后即在工件之间到达其终点位置供给加压空气。
优选地，分离器元件包括分离器嵌板和布设在所述分离器嵌板下方的注入喷嘴。所述分离器嵌板以其在被提升的工件和相邻工件之间引导通过喷嘴所注入的气体这一方式而形成。这意味着，一般而言使喷嘴的嘴部相对于分离器嵌板的前端往后缩。分离器嵌板在工件之间引入并且具有通常扁平形状(嵌板的主表面尤其平行于这堆工件的主表面)非常适合于导向气流。取决于待分离的工件，合适地引导加压气体对于可靠的分开可能是至关重要的。此外，因分离器嵌板具有机械支承被提升的工件和导向气流的双功能，故可以省却附加导向元件。
可替换地，可以不同地例如在分离器元件的前端或者在分离器元件上方布设注入喷嘴。
优选地，在靠近工件边缘的区域内抓取该工件。此外，分离器元件在该区域内被引入工件之间。这允许设备的简单构造，沿各自边缘产生最大的分离力并且确保分离器元件可以被引入在工件之间。
因此，优选地具有沿工件横向边缘而布设的多个抓取器和分离器元件。多个抓取器和分离器元件确保甚至大型工件都可靠地得以分离并在其大部分保持分离。沿横向边缘来布设抓取器和分离器元件使堆的后端和前端保持自由，其有助于分别使工件进给至堆或从堆移开。要注意的是，在本优选实施例的情况下本发明需要仅沿横向边缘之一具有抓取器和分离器元件，也就是如果需要的话相对的横向边缘也是可取得的。
多个抓取器和分离器元件可以具有驱动器、致动器、导向器和控制器或者可以共享这些部件的一些或者全部。
还有，可能会具有作用于远离工件的任何边缘的区域的抓取器。抓取器还可以沿着工件的多个横向边缘和/或穿过工件边缘而布设。
优选地，在分离器元件已经引入之后并且在传送装置的抓取元件接近之前将抓取器移开。类似有利地，所述工件在其至少部分地由所述分离器元件支承时被所述传送装置进行抓取。
分离归功于分离器元件而得以维持，因此就不再为了该目的而需要抓取器。移开抓取器会暴露工件的整个顶面，这意味着基本上任何可用的传送装置可以抓取并以最大速度移开工件。不需要特殊解决方案。
有利地，抓取器和分离器元件布设在相同单元上。这允许本发明设备的简单构造和安装。而且，针对抓取器和分离器元件两者所需的某些必需运动诸如沿工作方向的水平运动，可以通过共同元件而致动。
在该实施例的情况下，优选地该单元具有承载抓取器的第一托架，该第一托架可沿水平工作方向进行移动，以及承载分离器元件的次托架，该次托架可沿工作方向进行移动，其中，两个托架的运动基本上彼此独立。此外，抓取器可相对于第一托架在大致竖直方向上进行移动。这样允许以简单、可靠和成本有效的方式实现所有需要的自由度。
此外，有利的是具有垂直于传送装置的传送方向的工作方向。在这种情况下，该单元被布设在工件的侧边并且工作方向垂直于面对着单元的横向边缘而运行。
可替换地，抓取器和分离器元件为带有单独装配件和单独驱动器的单独实体。
从以下详细描述和全部权利要求会产生其它有利的实施例和特征的组合。
附图说明
用于解释实施例的附图示出：
图1为发明设备的示意性俯视图；
图2A和2B为用于从一堆工件的顶部移开大体平面工件的设备的透视图；以及
图3A-3D为用于从一堆工件的顶部预先分离大体平面工件的发明方法的步骤顺序的侧视图。
在附图中，相同的部件被赋予相同的参考标号。
具体实施方式
图1为发明设备的示意性俯视图。沿着具有矩形足迹的平面工件(例如片状金属板)的堆10的横向边缘之一个布设有用于预先分离最顶部工件的九个装置20.1…20.9。该装置20.1…20.9彼此间具有均等距离并且基本上占满该堆的整个长度。传送装置60的水平导轨61布设在堆10上方，在堆10的纵向方向上延伸。主托架62支承在导轨61上，其可通过合适的驱动机构而沿着导轨61移动。次托架63以可相对于主托架62垂直地移动的方式支承在主托架62上。纵梁64附装到次托架63的底端。纵梁64在其下侧承载六个横梁65.1…65.6，每个横梁装备有连接到真空系统的四个吸盘66(未示出)。
导轨61越过堆10在一个端部延伸，以使得由传送机构60所抓住的工件可以沿导轨61传送到后续工位，也就是多级压机的第一工位。为了该目的，主托架62沿着导轨61移动，直到由主托架62所承载的横梁65.1…65.6位于堆10上方。这就是图1中所示出的情形。次托架63相对于主托架62降低，直到吸盘66接触最顶部工件。使连接到吸盘66的真空源起动(这可以在吸盘66与工件接触之前完成)以便抓住工件。随后，通过相应地提升次托架63来提升带有吸盘66的横梁65.1…65.6。最终，被抓住的工件可以通过沿着导轨61移动主托架62来进行传送。
如图1所示的传送装置60从现有技术中已被公知。因此关于发明设备的那部分就无需提供更为详细的描述。然而，如果要从一堆中移开大体平面的工件(诸如铝片或类似物)以便将其传送走，那么通常就会有多个片粘附在一起的问题。设备的其它部件，即用于预先分离最顶部工件的装置20.1…20.9旨在解决这个问题。结合图2和图3更加详细地对它们进行描述。
图2A和2B为用于从一堆工件的顶部预先分离大体平面工件的装置的透视图。装置20附装到用于移开工件的设备的机架的支撑梁70上。该装置20包括容纳电路、电源和气动部件的L形底座部分21和操作部分30。支撑梁70架设在水平面上，其纵向延展垂直于工件堆的纵向边缘。装置20以其操作部分30面对着堆的方式附装到支撑梁70上。
在图2A和2B中所示的情形下，操作部分30处于其收缩位置，即装置20的前端不延伸进入工件堆上方的空间内。以下结合图3B-3D来进一步地描述机构的其它位置。
操作部分30包括抓取器托架31，其可相对于底座部分21沿着装置20的纵向延展(即垂直于堆的纵向边缘)进行移动。为了该目的，抓取器托架31支承在附装到装置20的横向嵌板22上的第一导轨，邻近于机架的支撑梁70。抓取器托架31相对于该导轨的线性运动通过附装在底座部分21和抓取器托架31的后端之间的气动缸32而致动。吸盘33附装到四杆联动装置34并通过另一个气动缸35而致动，该气动缸的后端安装到抓取器托架31上，其前端控制四杆联动装置34的控制臂34a。
操作部分30还包括分离器托架41，其可相对于底座部分21沿着装置20的纵向延展(即垂直于堆的纵向边缘)进行移动。为了该目的，分离器托架41支承在附装到抓取器托架31上的第二导轨。分离器托架41相对于导轨36的线性运动通过附装在底座部分21和分离器托架41的后端之间的气动缸42而致动。分离器嵌板43附装到分离器托架41的前端。在横截面上，该分离器嵌板具有中央平坦区段以及包括内区域和外区域的横向区段，该内区域在倾斜方向上从中央区段延伸出来而该外区域则平行于分离器嵌板43的中央平坦区段。每个横向区段的内区域的宽度在分离器嵌板43的自由端的方向上减少。在分离器嵌板43下方，注入喷嘴44沿分离器嵌板43的中间轴线布设在分离器托架41的前端处(还参见图3)。
抓取器托架31的另一个气动缸35附装到气动管路(pneumatic line)，并且吸盘33附装到另一个气动管路，两者均经由将抓取器托架31连结到底座部分21的第一能链51。注入喷嘴44经由第一能链51和将抓取器托架31连结到分离器托架41的第二能链52而提供有加压空气。
图3A-3D为用于从工件堆10的顶部预先分离大体平面工件11的发明方法的步骤顺序的侧视图。
图3A示出在图2A和2B的透视图中所描述的情形，即操作部分30处于其收缩位置并且装置20的前端不延伸进入工件堆10上方的空间内。
为了从堆10中预先分离最顶部工件11，抓取器托架31通过致动气动缸32而移动到其最前位置。接着，吸盘33通过致动另一个气动缸35而降低，直到接触最顶部工件的上表面。在图3B中示出结果所得到的情形。这时是通过开关装置20的底座部分21内的相应阀来对吸盘33施加真空。
接着，吸盘33借助于气动缸35而提升。最顶部工件11也沿着相应边缘而提升，从而产生最顶部被提升工件11和堆10的第二工件之间的间隙。然后，分离器托架41通过致动气动缸42而移动到其最前位置，并在那里分离器嵌板43的前部延伸进入最顶部被提升工件11和第二工件之间的间隙中。在图3C中示出相应情形。
接着，通过喷嘴44使空气注入到间隙中。最后，关闭施加于吸盘33上的真空。最顶部工件11被放置在分离器嵌板43上。现在，抓取器托架31可以收缩至其后面位置，到达如图3D中所示出的情形。这就是被预先分离的最顶部工件由传送装置进行抓取和移开的情形。通过分离器嵌板43的机械分离和来自喷嘴44的气流将确保最顶部工件可以不费力地被搬走。在最顶部工件11移开之后关闭气流。随后，分离器托架41进行收缩，以便再次达到在图3A中所示的情形。
按在由传送装置抓取和移开下一个工件之前，前一个工件已经完全从工件堆中移开的时间间隔而发生预先分离。相应地，预先分离将会轻松进行并加速工件移开而不需要额外时间要求。
本发明并不限制所描述的实施例。各种元件尤其是吸盘和分离器的装配件和致动器可以以其它方式而实施。取决于待移开的工件的长度，单个装置或者较少数量的用于预先分离的装置就足够或者是需要多于九个的装置。
总之，需要注意的是本发明创建一种用于从一堆工件的顶部移开大体平面工件的方法和装置，其允许快速和可靠的移开。

Claims (9)

1.一种用于从金属片堆的顶部移开大体平面的非铁磁金属片的方法，包括以下步骤：
a)利用抓取器在所述金属片的顶面上抓取所述金属片；
b)提升被抓取的金属片；
c)通过在被提升的金属片和被提升的金属片下面的相邻金属片之间引入分离器元件而从所述堆中预先分离所述金属片，并且在被提升的金属片和相邻金属片之间供给加压气体；
d)通过传送装置来抓取和移开被预先分离的金属片，所述金属片在其至少部分地由所述分离器元件支承时被所述传送装置进行抓取，
其特征在于，在所述分离器元件已经引入之后并且在所述传送装置的抓取元件接近之前移开所述抓取器，
其中，在由所述传送装置移开在前金属片的期间，实现抓取和提升所述金属片和引入所述分离器元件的步骤。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在靠近所述金属片的边缘的区域内抓取所述金属片，以及所述分离器元件在这个区域内被引入在所述金属片之间。
3.一种用于从金属片堆的顶部移开大体平面的非铁磁金属片的设备，包括：
a)抓取器，用于在所述金属片的顶面上抓取所述金属片，所述抓取器可以在竖直方向上进行移动，用于提升被抓取的金属片；
b)分离器元件，可以在水平方向上进行移动从而被引入在被提升的金属片和被提升的金属片下面的相邻金属片之间，用于从所述堆中预先分离所述金属片；
c)传送装置，当被预先分离的金属片至少部分地由所述分离器元件支承时，所述传送装置用于抓取和移开被预先分离的金属片，
其特征在于，所述抓取器、所述分离器元件和所述传送装置被设计和控制成使得在所述分离器元件已经引入之后并且在所述传送装置的抓取元件接近之前移开所述抓取器，且使得在由所述传送装置移开在前金属片的期间抓取和提升所述金属片并引入所述分离器元件，
其中，所述分离器元件包括用于在被提升的金属片和相邻金属片之间供给加压气体的注入器。
4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述抓取器包括用于抓取所述金属片的顶面的吸取系统。
5.根据权利要求3或4所述的设备，其特征在于，所述分离器元件还包括分离器嵌板，且所述注入器形成为布设在所述分离器嵌板下方的注入喷嘴，其中，以在被提升的金属片和相邻金属片之间引导通过所述注入喷嘴所注入的气体这一方式而形成所述分离器嵌板。
6.根据权利要求3或4所述的设备，其特征在于，所述抓取器和所述分离器元件布设在相同单元上。
7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述单元包括承载所述抓取器的第一托架，所述第一托架可沿水平工作方向进行移动，以及承载所述分离器元件的第二托架，所述第二托架可独立于所述第一托架沿所述工作方向进行移动，其中，所述抓取器可相对于所述第一托架在大致竖直方向上进一步进行移动。
8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述工作方向垂直于所述传送装置的传送方向。
9.根据权利要求3或4所述的设备，其特征在于，多个抓取器和分离器元件沿所述金属片的横向边缘而布设。
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