CN107433730A - 用于加工基本上为面式的工件的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

为了对具有线形凹部的基本上面式的工件在加工位置之内定向，设有定向元件，所述定向元件由与工件隔开距离的起始位置出发沉入所述线形的凹部中，并以接下来的侧向指向的运动对工件进行定向。

Description

用于加工基本上为面式的工件的方法和设备
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于加工基本上为面式的工件的设备，所述设备具有用于在加工位置中对工件进行定向/对齐(Ausrichten)的装置，一种根据权利要求7的前序部分所述的用于冲裁纸板片的机器、一种用于根据权利要求8的前序部分所述的对纸板裁切料片进行竖立建造的机器以及一种根据权利要求9的前序部分所述的用于对大体上为面式的工件进行定向的方法。
背景技术
为了自动由带槽的纸板裁切料片制造形状稳定的盒子，由公开文献WO 2013/110986 A1已知一种带有涂胶装置的机器，其中，纸板裁切料片具有形成盒子的底部的基底区段和多个形成盒子侧壁的侧面元件。侧面元件的自由侧边在材料的厚度上带有斜面，使得所述侧壁在竖起之后形成盒子闭合的侧棱边。
所述机器包括涂胶装置，用于将液体的粘合剂施加到侧面元件的所述倾斜的侧边上，并具有用于将纸板裁切料片沿直线的输送路径输送到涂胶工位中的装置。一对导轨在侧向限定输送路径并防止纸板裁切料片无意中横向于输送方向移动，其方式是使纸板裁切料片相应最外侧的棱边沿着导轨滑动。此外，设有止挡，所述止挡沿输送路径的方向确定纸板裁切料片在涂胶装置内部的位置。在涂覆粘合剂期间通过夹紧元件防止纸板裁切料片发生滑动，所述夹紧元件将纸板裁切料片固定在希望的位置中。
一对沿输送方向前后依次设置的涂覆喷嘴横向于纸板裁切料片的输送路径移动并将液态的粘合剂施加到侧面元件的横向于输送方向延伸的倾斜的侧边上。为了使所述设备与纸板裁切料片不同的尺寸相适配，所述止挡和涂覆喷嘴都能够在输送方向上进行定位。
纸板裁切料片的能利用导轨实现的横向于输送方向的定位精度这里由于为了避免纸板裁切料片卡住所需要的间隙而受到限制。此外，纸板裁切料片的槽构成用于使侧部件竖起的铰链，但也形成了沿横向方向的易屈服性。由此发生的粘合剂涂覆横向于输送方向的不精确性会附加地与槽相对于纸板裁切料片受引导的外棱边的定位误差发生累加。
公开文献DE 197 29 529 A1记载了一种用于通过将书芯悬挂到书封皮中来机器制造书本的装置。所述鳞片状相叠设置的平放的书封皮以书脊指向上方地分开通过用于弯曲书封皮的装置，并在进一步的进程中进入由输送装置推动进入书封皮折叠和书脊成形装置。所述书封皮在书封皮折叠和书脊成形装置中处于静止状态。书封皮的两个书封面此时以其位于外侧的边缘区域支承在成角度的定向轨道上并以其位于内部的边缘区域支承在受加热的轨道上。
在将所述书封皮输送到书封皮折叠和书脊成形装置时，所述书封皮在彼此相对设置的成角度的定向轨道的竖直设置的侧腿之间被引导。所述容纳相应的书封皮的竖直设置的侧腿之间的距离这里略大于所供应的书封皮的宽度，使得一方面避免在这种引导中书封皮被卡住，另一方面，既平行于输送方向定向，也横向于输送方向对书封皮进行定位。特别是对于具有较软的覆盖材料的书封皮，这会导致，书封皮由于其在没有通过衬层加强的折叠区域中在定向轨道上或旁滑动而受到不受控且不均匀的挤压。由于特别是对于较重的书封皮接下来静止的书封皮的折叠区域不会自行放松，由于这种定位误差，会在压槽成形(Falzeinbrennen)和书脊成形中出现质量降低。
这种通过作用在工件外棱边上的导向通道实现的定向非常简单并且得到广泛验证。为了避免工件在其引导过程中被卡住，如上面说明的那样，通道的宽度以及由此还有相对置的导轨之间的距离应相应地选择得大于工件的宽度，由此必然出现横向于导轨的工件位置的不精确性。
为了消除这种情况，由DE 10 2013 107 598 B3已知一种用于输送纸张裁切料片或纸板裁切料片的装置，所述装置由多个相同形式的受驱动的输送辊组成，这些输送辊形成一个水平的输送平面。裁切料片通过压紧机构对输送有效地压紧到输送辊上，以便使输送辊和裁切料片之间的滑动最小化。与输送方向平行地设置沿输送路径延伸的定向轨道，在输送期间，裁切料片定向成，以其外棱边沿所述定向轨道滑动。
输送辊相对于输送方向这样略微倾斜，使得输送辊向裁切料片施加横向于输送方向并指向定向轨道的力分量。以这种简单的方式确保了，裁切料片在其输送期间以其与定向轨道相邻的外棱边发生贴合和定向。这里，特别是在裁切料片具有敏感的表面时，裁切料片在输送辊上必要的滑动基本上沿着其纵向延伸进行。通过这种输送，还绕竖直方向向裁切料片施加一个力矩，所述力矩必须由定向轨道承受并且在裁切料片具有最不利的长宽比时会导致工件在输送期间发生不希望的转动。
在直接涉及线形的凹部、如例如槽的加工中，这种凹部相对于用于定向的外棱边的定位误差会反映在这种加工中，并且只有在存在对称误差的情况下才能没有过多的支出的情况下对其进行修正。
发明内容
由此，本发明的目的是，提供一种可能性，以简单的方式并以改进的精度对所述类型的面式工件进行定向，以用于进一步的加工。
本发明通过具有权利要求1的特征的设备、通过具有权利要求7的特征的用于冲裁纸板片的机器、通过具有权利要求8的特征的用于竖立纸板裁切料片的机器以及通过具有权利要求9的特征的方法来实现所述目的。本发明有利的改进方案通过在从属权利要求中给出特征来实现。
设定一种用于加工前面所述工件的设备，所述设备具有：
加工装置，所述加工装置分别在加工位置中容纳一个单个的工件并利用一个或多个工具加工停放在这里的工件，
输送装置，所述输送装置利用适当的输送机构分别将一个单个的工件带到加工装置的加工位置中，以及
定向装置，所述定向装置将由输送装置带入加工位置的工件相对于加工装置的工具或在预先确定的位置中在取向和位置方面精确地定向。
为此，所述定向装置包括一个或多个能运动的定向元件。这些定向元件分别具有与工件发生作用的接触面。
所述接触面在相应定向元件的初始位置中与加工装置的加工位置隔开距离，使得可以通过输送装置将工件带入加工位置，而不会与定向元件发生接触。由所述初始位置出发，定向元件首先以相对运动这样运动，使得定向元件的所述接触面在工件的一个线形的凹部中与被带入加工位置的工件接触。在接下来的定向运动中，定向元件这样对工件的线形的凹部的一个表面作用，使得工件如预先规定的那样在加工位置之内定向。
相应定向元件的运动轨迹是有利的，所述运动轨迹能分成多个区段。在第一运动区段中，定向元件从其初始位置沿一个大致垂直于输送平面或加工平面的方向向处于其加工位置中的工件接近。此时，定向元件以其所述的接触面沉入工件的相应凹部中，而不必与工件发生接触。紧接着所述第一运动区段是第二运动区段，此时，该运动区段的运动方向具有至少一个垂直于工件凹部的与定向元件的接触面发生接触的接触面的运动分量。由此，第一和第二运动分量的运动方向是不同的。实际的定向通过第三运动分量/运动区段从定向元件接触工件开始一直进行到通过定向元件的有利地平行于加工平面的运动方向达到工件要求的位置和取向时。所述的各运动分量就其本身而言可以分别描述了线性的运动或描述了定向元件的共同的弧形运动。以这种方式，定向元件不必在工件上滑动并且由此避免了由摩擦产生的不希望的影响，如例如阻滞效应/滑粘效应，这实现了工件特别精确的并且能精确重复的定向。
定向元件特别有利地设置在工具的容纳部上，或者甚至设置在工具本身上，因为由此唯一地确定的定向元件的运动轨迹并且由此还有工件相对于相关工具的定向。这就特别简单地实现了高定向质量。
通过这样定向出现的工件在加工平面中的滑动和定向元件在工件上可能的滑动可以有效地通过机械振动来辅助。这里有利的是，振动幅值较小，特别是小于定向要实现的重复精度，并且频率较高，例如为超声波。为此所需的振动发生器可以设置在定向元件上。备选地，振动发生器可以固定在将工件支承在加工位置中的元件上。
工件的线形的凹部可以分别是整体式或多部分式的工件中的槽或沟纹，所述工件例如是纸板裁切料片，或者所述凹部是多部分式工件的两个元件、如例如书封皮的折叠区域中的缺口。
附图说明
根据本发明的设备以及根据本发明的方法的示例性实施形式根据附图来详细说明。其中：
图1示出第一定向装置连同带沟纹的纸板片的示意性局部图；
图2示出第二定向装置连同书封皮的示意图；
图3示出制盒机的涂胶装置连同带槽的纸板裁切料片的局部透视图；
图4示出角部冲裁机的局部透视图。
具体实施方式
在图3中局部示出第一实施例的用于由纸板裁切料片2制造形状稳定的盒子的机器包括多个设置在共同的机架11中的装置5、12、20、50，这些装置用于使纸板裁切料片2竖起并固定。所述纸板裁切料片2具有矩形的底部5以及在底部的每个侧边上分别具有一个通过v形的槽3与底部连接的壁部段6。
运输装置12分别将一个单个的纸板裁切料片2沿相对于水平方向上升的输送方向102引入涂胶装置50并在施加粘合剂之后沿相同的方向102将所述纸板裁切料片2从涂胶装置50中引入没有示出的用于使壁部6竖起成为盒子的装置中。这里，纸板裁切料片2放置在多个平行于输送方向102的支承轨道18上，所述支承轨道形成输送平面101。在输送平面101的上方，输送装置12具有压紧轨道14，以便避免纸板裁切料片2无意中运动离开输送平面101。
为了使纸板裁切料片2前移，设有多个滑动件15，这些滑动件节拍式地并且相互同步地沿输送方向102来回运动。每个滑动件都能摆动地支承，使得滑动件在其回程中沉入输送平面101的下面。以这种方式，纸板裁切料片2的输送阶段与静止阶段相互交替，在静止阶段中可以对纸板裁切料片进行加工。通过使用两个或多个一起使纸板裁切料片2运动的滑动件15可以在输送期间放弃使用侧面的导轨。
在涂胶装置50的区域中设有两个相同类型的定向装置20，所述定向装置分别具有一个平行于输送方向102并且在输送平面101上方设置的定向轨道21，其中在图3中仅示出关于输送流位于左侧的输送装置。下面关于输送装置20的说明同样也适用于未示出的、镜像对称地构成的输送装置。
定向轨道21既能够平行于输送平面101移动地也能够绕平行于输送方向的轴线104摆动地容纳在固定在机架上的保持件23中。为了实现也在图1中示出定向轨道21的摆动108，所述输送轨道固定在能绕平行于输送方向102的轴线转动的杠杆22上，所述杠杆由双向作用的气动缸24操作。摆动轴线设置成略微高于输送平面101并且杠杆22设计成具有这样的长度，使得定向装置21绕轴线23的摆动在一个在输送平面101上方开始的第一运动区段中大致相当于定向轨道21垂直于输送平面101的运动。
通过沉入V形槽3中的定向轨道21的楔形横截面实现了定向。由于定向轨道21和槽3根据图1已知的角度112、113以及定向轨道21固定的终点位置，预先确定了定向过程之后纸板裁切料片2的位置。
所述摆动支承件又通过线性导向部28设置在定向装置20的位置固定的保持件23上。线性导向部28平行于输送平面101并且垂直于输送方向102取向并且由此使得定向轨道21能进行独立于所述摆动的、横向于输送方向102的运动。为此设有紧凑的单向作用的气动缸26，所述气动缸沿离开生产中心指向外棱边的方向107驱动定向轨道21。沿相反方向的复位通过水平作用的压力弹簧27实现。由此，在定向过程之后和定向轨道21摆动离开槽3之后，使定向轨道足够远地收回，以使得涂胶装置50的涂覆喷嘴51能够通过。
由于两个相同形式的定向装置20相对设置，纸板裁切料片2的底部区域5受到拉力载荷，由此，即使对于较软的材料也确保实现伸展的状态。
涂胶装置50包括涂覆喷嘴51，所述涂覆喷嘴能沿平行于纸板裁切料片2的输送方向102取向的线性导向部52移动。受交变驱动的传动带用作用于实现这种移动的驱动装置。为了可以实现涂覆喷嘴51到输送平面101的恒定距离，所述涂覆喷嘴设置成能通过摆动装置55相对于所述线性导向部52横向于输送方向102摆动。这种摆动特别是可以有助于实现由涂覆喷嘴施加的粘合剂道的起始和终结。
第二实施例设定了在图4中局部示出的冲裁机，用于同时除去双十字方式开槽的纸板片的四个角部区域，以便制造纸板裁切料片2，如根据第一实施例中可以供应给制盒机的纸板裁切料片。
这种角部冲裁机包括输送装置12，所述输送装置基本上由居中设置在没有示出的机架中的并且受驱动的输送带13和由多个设置在共同的轨道中、不受驱动的滚轮37形成的压紧件14组成，其中各单个纸板片在输送带13和压紧件14之间夹紧地保持在输送平面101中并且沿一个平行于输送带的输送方向102输送。所述输送带13绕两个在两侧设置在冲裁装置30之外的带轮38运行。输送带13间歇地受驱动，使得在输入侧每次沿输送方向102向冲裁装置30导入一个纸板片，所述纸板片平放在所述冲裁装置中，并在静止位置中对其进行冲裁，接着沿相同的输送方向输送所述纸板片在输出侧离开冲裁装置30。
冲裁装置30对于每个要除去的角部区域分别包括一个冲裁刀具。每个所述冲裁刀具包括在输送平面101上方设置在刀架31上的刀片32和设置在输送平面下方的切割条33。在切割过程中，所述切割条33设置成位置固定的，而带有刀片32的刀架31从打开的初始位置垂直于输送平面101朝切割条33闭合并在此时分离纸板片。为了能够用单独的切割裁切相应的角部区域，刀片32的刃口和相应地相配的切割条33具有两个相互成直角设置的侧腿。
在两个彼此相邻的刀具的刀架上分别安装一个定向装置20。两个定向装置20镜像对称地构成，在图4中仅示出其中一个定向装置。定向装置20包括沿切割方向108相对于刀架31能运动的定向指29。定向指29朝向输送平面101的端部与平行于一个刀片侧腿的棱边41一起构成一个楔形结构。
通过平行于切割方向108取向的线性导向部34，定向指能相对于刀架31和刀片32移动地设置。定向指29朝向输送平面101的终点位置能够通过可调的止挡来调整。为此，调节螺栓36连同锁紧螺母一起用作位移限制结构。在卸载状态下，就是说当定向指相对于刀架31到达朝向输送平面101的终点位置时，定向指29以其棱边41相对于相配的刀片32沿切割方向108突出。这个突出量略大于纸板片的厚度，由此在刀具闭合时，在刀片32与纸板片发生接触之前，定向指29会发生弹性变形/弹性移动。在卸荷状态下，两个彼此相邻的定向装置20的所述棱边41相平齐。
定向指29沿相反方向的偏移通过所使用的弹簧35的压并长度来限定。可能的弹簧行程这样确定，使得定向指29可以相对于刀片32的刃口回缩略大于纸板片的厚度的量。
作为对此前描述的实施例的补充，图1中示意性示出的设备在输送平面101下方具有设置在输送装置12的支承轨道18上的振动发生器。通过相应的激励，支承轨道18与带沟纹的工件1之间的摩擦降低。要定向的工件1在所示情况下是设有沟纹40的纸板裁切料片2。
图2中示意性示出另一个实施例，并且该实施例用于对书封皮进行定向。所示出的书封皮由覆盖材料7制成，利用所述覆盖材料共同地覆盖书脊衬层9以及两个分别与书脊衬层9隔开距离设置的封皮纸板8。书脊衬层9和相应的封皮纸板8之间的空隙仅通过覆盖材料7跨接，所述空隙构成折叠区域10。所述封皮纸板8明显比书脊衬层厚，从而定向元件21简单地构成绕平行于希望的折叠棱边定向的轴线104摆动的杠杆。为了对书封皮进行定向，所述杠杆从相对于竖直方向倾斜的指向书封皮中心的起始位置向竖直的终点位置摆动，在所述起始位置中，杠杆与书封皮具有一定的距离。折叠区域10和书脊衬层9较小的厚度提供了为此所需的自由空间。

Claims (12)

1.用于加工基本上为面式的工件(1)的设备，所述工件(1)分别具有至少一个线形的凹部(3、10、40)作为弯曲部位的预备结构，所述设备至少包括：
加工装置(16)，所述加工装置具有至少一个支承元件(18)，为了加工所述工件，所述工件(1)在加工位置(100)中基本上在一个支承平面(101)中展开平放地容纳在所述支承元件上，所述加工装置还具有至少一个工具(17)，所述工具设置成用于加工所述至少停放在加工位置(100)中的工件(1)；
输送装置(12)，所述输送装置具有至少一个输送机构(13)，用于将至少一个工件(1)转移到加工装置(16)的加工位置(100)中；以及
用于在加工位置(100)之内相对于所述至少一个工具(17)对在加工位置(100)中提供的工件(1)进行定向的装置(20)，所述用于定向的装置具有至少一个能运动的定向元件(21)，
其特征在于，所述至少一个能运动的定向元件(21)具有从定向元件(21)的第一位置到定向元件(21)的第二位置的运动轨迹(103)，在所述第一位置中，定向元件(21)与要进行定向的工件(1)隔开距离，在所述第二位置中，定向元件(21)嵌入工件(1)的所述至少一个线形的凹部(3、10、40)中并与工件(1)的在工件的线形的凹部(3、10、40)内部的至少一个表面(110)接触。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，定向元件(21)具有非线性的运动轨迹(103)，所述运动轨迹具有第一运动分量(105)和第二运动分量(106)，所述第一运动分量垂直于加工装置(16)的支承平面(101)定向，所述第二运动分量平行于加工装置(16)的支承平面(101)并垂直于要在加工位置(100)中定向的工件(1)的线形的凹部(3、10、40)的纵向延伸定向，第一运动分量(105)和第二运动分量(106)至少部分地叠加成非线性的合成运动。
3.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述至少一个能运动的定向元件(21)设置在加工装置(16)的所述至少一个工具(17)上。
4.根据权利要求1至3之一所述的设备，其特征在于，具有至少一个设置在与所述至少一个要加工的工件(1)接触的元件(18、21)上的振动发生器(25)。
5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述至少一个振动发生器(25)设置在加工装置(16)的所述至少一个支承元件(18)上。
6.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述至少一个振动发生器(25)设置在所述至少一个定向元件(21)上。
7.用于冲裁设有至少两个相互基本上垂直延伸的槽(3)的纸板片的机器，所述机器至少具有机架(11)以及其中设置有：
输送装置(12)，所述输送装置具有至少一个形成输送平面(101)的输送机构(13)和至少一个将纸板片(41)保持在所述输送平面(101)中的压紧元件(14)，所述输送机构(13)至少一直延伸到加工位置(100)中，
冲裁装置(30)，所述冲裁装置具有至少一个刀具组件，所述刀具组件包括刀片(32)和切割条(33)，所述刀片(32)和分别与刀片相配的切割条(33)关于加工位置(100)彼此相对置地设置，在刀片(32)和分别相配的切割条(33)之间形成能闭合的间隙，通过输送装置(12)能将纸板片(41)带入所述间隙中，以及
用于在加工位置(100)之内相对于所述至少一个工具(17)对在加工位置(100)中提供的纸板片(41)进行定向的装置(20)，所述用于定向的装置具有至少一个能运动的定向元件(21)，
其特征在于，所述至少一个定向元件(21)设置在冲裁装置的刀架上，所述至少一个所述能运动的定向元件(21)具有从定向元件(21)的第一位置到定向元件(21)的第二位置的运动轨迹(103)，在所述第一位置中，定向元件(21)与要进行定向的纸板片(41)隔开距离，在所述第二位置中，定向元件(21)嵌入纸板片(41)的槽(3)中并与所述槽(3)的至少一个侧面(111)接触。
8.用于对设有至少两个相互基本上垂直延伸的槽(3)的纸板裁切料片(2)进行竖起建造的机器，所述机器至少具有机架(11)以及其中设置有：
输送装置(12)，所述输送装置具有至少一个对输送有效地夹持纸板裁切料片(2)并能沿输送方向(102)运动的输送机构(13)，
用于将粘合剂施加到纸板裁切料片(2)上的涂胶装置(50)，所述涂胶装置具有能沿线性导向部(52)平行于停放在加工位置(100)中的纸板裁切料片(2)往复运动的涂覆喷嘴(51)，
用于使由纸板裁切料片(2)形成的壁部(6)竖起的装置，所述装置对于每个要从该纸板裁切料片(2)竖立的壁部(6)分别具有至少一个竖立元件，以及
用于在加工位置(100)之内相对于所述至少一个工具(17)对所提供的纸板裁切料片(2)进行定向的装置(20)，所述用于定向的装置具有至少一个能运动的定向元件(21)，
其特征在于，所述定向装置(20)设置在输送装置(12)上，所述至少一个能运动的定向元件(21)具有从定向元件(21)的第一位置到定向元件(21)的第二位置的运动轨迹(103)，在所述第一位置中，定向元件(21)与要进行定向的纸板裁切料片(2)隔开距离，在所述第二位置中，定向元件(21)嵌入纸板裁切料片(2)的槽(3)中并与所述槽(3)的至少一个侧面(111)接触。
9.用于对基本上为面式的工件(1)进行定向的方法，作为加工工件的预备操作，其中，所述工件(1)具有至少一个线形的凹部(3、10、40)，所述凹部在空间上以凹部(3、10、40)的区域为限降低工件(1)的弯曲刚度，使得沿所述线形的凹部(3、10、40)准备形成弯曲棱边，并且所述工件(1)基本上展开地放置在输送平面中和/或加工平面(101)中，其特征在于，使至少一个定向元件(21)从与工件(1)的所述至少一个凹部(3、10、40)隔开距离的第一位置出发嵌入工件(1)的所述至少一个凹部(3、10、40)，使得通过所述定向元件(21)的位置确定工件(1)横向于工件的至少一个凹部(3、10、40)的位置。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述工件由纸板裁切料片(2)构成，所述工件的至少一个线形的凹部通过槽(3)构成。
11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述工件由纸板裁切料片(2)构成，所述工件的至少一个线形的凹部通过沟道(40)构成。
12.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述工件由书封皮构成，所述书封皮的线形的凹部通过两个相邻的纸板部分(8、9)在书封皮的折叠区域(10)中的间距构成。
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