CN109249280B - 用于运行工件加工设施的方法和工件加工设施 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种工件加工设施(2)，其可尤其根据权利要求1至7的方法来运行，该工件加工设施：带有至少一个机床(4)，其包括至少一个装卸口和至少一个安全区域(8)；带有至少一个装卸设备(10)，其具有至少一个托架(12)和至少一个沿着托架(12)可行进的且尤其多轴式的装卸装置(14)，其中，装卸装置(14)可在至少一个机床(4)中的至少一个之前布置在装卸位置中且装卸装置(14)的至少一个抓臂可由行进状态转移到抓取状态中，其中在行进状态中抓臂(28)大致布置在托架(12)之上而在抓取状态中抓臂(28)在侧面伸出超过托架(12)且尤其布置在机床(4)的装卸口(6)中或在其之上；且带有至少一个用于监控至少一个机床(4)的安全区域(8)的安全装置(24)，其具有至少一个在功能上可关联或被关联于装卸设备(10)的控制单元(26)和至少一个布置在安全区域(8)中或在其处的第一传感器件(22)。

Description

用于运行工件加工设施的方法和工件加工设施

技术领域

本发明涉及一种用于运行工件加工设施(Werkstueck-Bearbeitungs-Anlage)的方法以及一种工件加工设施，该工件加工设施可通过这样的方法来运行。

背景技术

例如由DE 10 2007 029 233 C5已知一种工件加工设施。

在这些工件加工设施的情形中，多个机床串联地且/或彼此相对而置地布置且可通过装卸设备被供给。通过具有托架

和沿着托架可行进的装卸装置的装卸设备，工件、工具或类似物可借助于装卸装置的抓臂(Greifarm)布置在相应的机床中或从该机床中被移除。

在已知的工件加工设施的情形中，机床为此具有装卸口，其通过舷窗(Luke)而机械地可封闭或可开启。在此，舷窗是安全装置的部分且应防止，当机床的操作者通道(Bediener-Zugang)被打开时，装卸装置以抓臂抓取到机床中。由此，操作人员由于下落物品的可能的受伤应被避免。

在已知的工件加工设施以及用于运行这样的工件加工设施的方法的情形中如下证实是不利的，即，舷窗的打开和再次闭合耗时且维护密集。

发明内容

本发明的一个实施例的目的是建议一种工件加工设施以及一种用于运行这样的工件加工设施的方法，在其中安全装置被紧凑地构建以及时间需求和维护成本被降低。

该目的通过一种用于运行工件加工设施的方法来实现，该工件加工设施包括至少一个机床，其包括至少一个装卸口和至少一个安全区域，该工件加工设施包括至少一个装卸设备，其具有至少一个托架和至少一个沿着托架可行进的且尤其多轴式的装卸装置，其中，装卸装置可在至少一个机床中的至少一个之前布置在装卸位置中且装卸装置的至少一个抓臂可由行进状态被转移到抓取状态(Eingriffsstellung)中，其中在行进状态中抓臂大致布置在托架之上而在抓取状态中抓臂在侧面伸出超过托架且尤其布置在机床的装卸口中或在其之上，且该工件加工设施包括至少一个用于监控至少一个机床的安全区域的安全装置，其具有至少一个在功能上可关联或被关联于装卸设备的控制单元和至少一个布置在安全区域中或在其处的第一传感器件，该方法包括如下步骤：

a.必要时在控制单元中存储和/或定义至少一个安全相关事件；

b.通过安全装置的至少一个第一传感器件监控至少一个机床的至少一个安全区域；

c.必要时尤其间接或直接通过控制单元获取装卸装置的位置；

d.在机床的安全区域中通过至少一个第一传感器件获取在控制单元中被定义、被存储或可存储的至少一个安全相关事件；

e.当抓臂处在行进状态中时，阻止装卸装置的抓臂由行进状态到抓取状态中的转移，和/或，当抓臂处在抓取状态中时，将装卸装置的抓臂由抓取状态转移到行进状态中。

装卸设备的托架可例如是呈轨道状的引导器件。该引导器件可例如在地面上或通过支撑部被承载地与地面间隔开且至少部分布置在机床上方地延伸。装卸装置可例如是多轴式的机器人。

通过如下方式，即，通过第一传感器件和控制单元可获取在机床的安全区域中的安全相关事件且在这种情况下使装卸装置的抓臂由抓取状态返回到行进状态中或在行进状态中如此地被阻止，即，抓臂不可被转移到抓取状态中，则确保了，工件、工具或类似物不可通过机床的装卸口到达且不可使操作人员受伤。此外，由此可构造不带有舷窗的机床且同时对于操作人员而言可确保相同的安全标准。

通过使在机床处的开启或闭合装卸口的舷窗可被取消，机床可紧凑地构造且用于运行工件加工设施的方法可在时间上优化地来设计。

被证实有利的是，至少一个在控制单元中被定义、可定义、被存储或可存储的安全相关事件至少包括机床的操作者通道的打开的功能状态(Funktionsstellung)、操作者通道由闭合的功能状态到打开的功能状态中的转移和/或主体到机床的安全区域中的侵入。

通过获取安全相关事件，即机床的操作者通道是否在打开的功能状态中也就是操作者通道为敞开的或可由闭合的功能状态被转移到打开的功能状态中，该方法可被简化地实现。

通过使安全相关事件同样能够包括主体到机床的安全区域中的侵入，则在操作者打开机床的操作者通道之前，装卸装置的抓臂已由抓取状态被转移到行进状态中或者在行进状态中被阻止以防转移到抓取状态中。由此，对于操作人员而言的安全性可被进一步提高。

机床的安全区域可例如仅包括机床和/或在机床之外的范围。该范围可例如包括距机床5m和更小的、尤其地距机床4m和更小的、尤其地距机床2m和更小的区域。

被证实有利的是，机床的安全区域通过安全装置的至少一个第一传感器件的监控包括机床的操作者通道的闭合的功能状态或打开的功能状态的获取和/或主体到机床处、尤其到机床的安全区域中的靠近的获取。

在这种情况下，安全装置的第一传感器件可包括运动传感器、测距仪或机床的操作者通道的拨动开关。

原则上如下是可能的，即，装卸装置的抓臂的阻止或者装卸装置的抓臂由抓取状态到行进状态中的返回总是在任意主体侵入到机床的安全区域中时自动地立即实现。然而当该方法包括如下额外的步骤时，该方法可被优化：

a.必要时在控制单元中存储和/或定义数据、尤其主体形状和/或主体轮廓以用于由控制单元区分物品和人。

b.通过至少一个第一传感器件获取主体到机床处、尤其到机床的安全区域中的靠近；

c.通过控制单元分析主体且将所获取的主体确定和识别为物品或人；

d.至少当主体包括人时确定安全相关事件。

在这种情况下，控制装置可借助于通过第一传感器件而获取的数据确定主体是否是物品或是人。当主体是人时，控制单元确定其为安全相关事件且在这种情况下阻止装卸装置的抓臂由行进状态到抓取状态中的可能的转移或者将装卸装置的抓臂由抓取状态移动到行进状态中。

当所获取的主体是物品时，如下是可能的，即，其不被控制单元获取为安全相关事件。由此如下被使得成为可能，即，例如通过自动可行进的机器和车辆在机床之间移动工件、工具和类似物，而不会由此使加工过程中断。

由此，该方法被进一步时间优化。

装卸装置的位置的获取原则上可以任意的方式实现。被证实有利的是，装卸装置的位置的获取通过安全装置的至少一个第二传感器件实现，通过该第二传感器件至少可获取装卸装置相对机床的间距，其中在该机床处安全相关事件被确定。

对于操作人员的安全性而言如下是必要的，即，确保装卸装置的抓臂不布置在机床的装卸口中或在其之上或在侧面伸出超过托架。当操作人员在机床处工作时，抓臂布置在装卸设备的托架上方，从而使得托架充当额外的保护。为了进一步提高操作人员的安全性，在该方法的一种实施形式的情形中作如下设置，即，装卸装置在获取至少一个安全相关事件的情形中包括装卸装置从机床之前的装卸位置中的移出，其中在该机床处安全相关事件被获取。

为了防止工件加工设施的停滞(Stillstand)，被证实有利的是，该方法包括下面的另外的步骤：

a.在机床处中断装卸装置的在控制单元中可存储或被存储的加工过程，其中在该机床处安全相关事件被获取；

b.确定装卸装置的在控制单元中可存储或被存储的至少一个加工过程是否可在一机床处被继续，其中在该机床处无安全相关事件被确定；

c.将装卸装置移动至一机床，在其处无安全相关事件被确定且在其处在控制单元中可存储或被存储的加工过程可被实施；或

d.当在每个机床处都确定有安全相关事件和/或在其处不可实施在控制单元中可存储或被存储的加工过程时，将装卸装置移动至停驻位置；

e.尤其连续地检查在机床处被确定的安全相关事件是否已结束以及中断的加工过程是否可被继续。

由此，在一个机床处的加工可被暂停或被短期中止且以工件、工具和类似物的在另一机床处的供应或者加工而被继续，其中在该另一机床处无安全相关事件被确定。由此，加工过程可被灵活地重新安排(sortierbar)，由此防止工件加工设施的停滞或至少降低停滞时间。

此外，该目的通过一种工件加工设施来实现，其尤其可根据带有上述特征的方法来运行，该工件加工设施：带有至少一个机床，其包括至少一个装卸口和至少一个安全区域；带有至少一个装卸设备，其具有至少一个托架和至少一个沿着托架可行进的且尤其多轴式的装卸装置，其中，装卸装置可在至少一个机床中的至少一个之前布置在装卸位置中且装卸装置的至少一个抓臂可由行进状态被转移到抓取状态中，其中在行进状态中抓臂大致布置在托架之上而在抓取状态中抓臂侧面伸出超过托架且尤其布置在机床的装卸口中或在其之上；且带有至少一个用于监控至少一个机床的安全区域的安全装置，其具有至少一个在功能上可关联或被关联于装卸设备的控制单元和至少一个布置在安全区域中或在其处的第一传感器件。

装卸设备的托架可例如呈轨道状地构造且装卸装置在托架上的滑座上被引导地可移动。此外，装卸设备可包括驱动器件，其在托架上移动装卸装置。

原则上如下是可能的，即，机床在装卸口的区域中额外地包括舷窗。然而被证实有利的是，机床无舷窗且仅具有作为用于装卸装置的通道的装卸口。

此外，机床可包括操作者通道，操作人员在不带有另外辅助器件的情形中通过其接近机床。

在工件加工设施的一种实施形式的情形中，操作者通道在地面上构造且装卸口布置在机床的背对地面的侧面上。装卸设备在这种情况下包括托架，其在支撑部上与地面间隔开且装卸装置与地面间隔开地移动。

此外被证实有利的是，安全装置的至少一个第一传感器件包括至少一个运动传感器、测距仪或机床的操作者通道的拨动开关。

若安全装置包括至少一个第二传感器件，通过该第二传感器件可获取装卸装置相对机床的间距且该第二传感器件包括测距仪和/或装卸装置的驱动器的马达状态(Motorstellung)，则装卸装置的位置可被容易地确定。

附图说明

本发明的另外的特征、细节和优点由所附的专利权利要求、由附图和工件加工设施的一种优选的实施形式和用于运行工件加工设施的方法的下面的描述得出。

其中：

图1显示了朝向带有在抓臂的抓取状态中的装卸装置的工件加工设施的透视性侧视图；

图2显示了在获取安全相关事件的情形中的根据图1的工件加工设施的透视性侧视图；

图3显示了该方法的第一实施例的示意性流程图；

图4显示了根据图3的方法的补充的示意性流程图；

图5显示了相对根据图3的方法的补充的方法步骤的实施形式的示意性流程图。

附图标记列表：

2 工件加工设施

4 机床

6 装卸口

8 安全区域

10 装卸设备

12 托架

14 装卸装置

16 支撑部

18 操作者通道

20 主体、人

22 第一传感器件

24 安全装置

26 控制单元

28 抓臂

30 第二传感器件

100 -

109 方法步骤

具体实施方式

图1和2显示了总地设有附图标记2的工件加工设施。该工件加工设施包括至少一个机床4，其包括至少一个装卸口6和安全区域8。

此外，工件加工设施2包括装卸设备10，其具有托架12和构造成机器人的多轴式装卸装置14。在图1和2中所显示的实施例的情形中，装卸设备与地面间隔开且托架12布置在支撑部16上。通过托架12在支撑部16上的布置，机床4的操作者通道18对于人20而言可接近。

此外，机床4包括第一传感器件22，利用其可监控安全区域8。第一传感器件22是安全装置24的部分，该安全装置24额外于第一传感器件22包括控制单元26，利用控制单元26可获取且可评估第一传感器件22的数据且可操控装卸设备10。

图1显示了工件加工设施2，在该工件加工设施2处无安全相关事件被确定。装卸装置14处在机床4之前的装卸位置中且以抓臂28通过机床4的装卸口6抓取到机床4中。通过抓臂28，举例而言工件、工具或类似物可被插入到机床4的内部空间中或可被移除。

图2显示了工件加工设施2，在该工件加工设施2处安全相关事件被确定。根据图2的安全相关事件是人20到机床4的安全区域8中的侵入。

装卸装置14一如既往地处在机床4之前的装卸位置中。然而，抓臂28自动地通过安全装置24、尤其控制单元26由抓取状态被转移到行进状态中，其中在抓取状态中抓臂28侧面伸出超过托架12且尤其被沉入到机床4的装卸口6中，而在行进状态中抓臂28大致布置在装卸设备10的托架12之上。

借助图3至4紧接着说明一种用于运行工件加工设施2的方法。

在第一步骤101中，必要时安全相关事件在控制单元26中被存储或被定义。在此，安全相关事件可以是操作者通道18的打开的功能状态、操作者通道18由闭合的功能状态到打开的功能状态中的转移和/或主体20到机床4的安全区域8中的侵入。

在步骤102中，安全区域8通过安全装置24的第一传感器件22来监控。

在可能的进一步的步骤103中，装卸装置14的位置通过控制单元26被获取。这可例如通过安全装置24的第二传感器件30实现。

在后续步骤104中，在控制单元26中被定义、被存储或可存储的安全相关事件在机床4的安全区域8中通过第一传感器件22被获取。通过安全相关事件的获取阻止装卸装置14的抓臂28由根据图2的行进状态到根据图1的抓取状态中的转移，或者通过控制单元26将处在根据图1的抓取状态中的抓臂28由抓取状态转移到行进状态中。

机床4的安全区域8的监控通过第一传感器件22实现。其可例如包括操作者通道18的闭合的功能状态、操作者通道18由闭合的功能状态到打开的功能状态中的转移和/或主体20到机床4处、尤其到机床4的安全区域8中的靠近。

图4显示了根据图3的方法的一种改进方案且将根据图3的方法步骤104分解成多个中间步骤。

在必要时设置的步骤100中(其同时或前置于步骤101)，在控制单元26中一个数据或多个数据被存储或定义，其例如用于物品和人20的通过控制单元26的区分且尤其包括主体形状和/或主体轮廓。

在根据图3的步骤103之后，在步骤104a中通过第一传感器件22获取主体20到机床4处、尤其到机床4的安全区域8中的靠近。在直接紧接的步骤104b中，主体20通过控制单元26被分析且主体作为物品或作为人20的区分被确定和识别。

如果在步骤104b中确定主体20是物品，则不存在安全相关事件。该方法然后跳回到步骤100。然而如果确定主体是人20，在步骤104c中确定其是安全相关事件且该事件被确定。该方法在这种情况下以步骤105继续。

图5显示了根据图3的方法的一种实施形式，在其中紧接于步骤105连接有另外的方法步骤。在步骤106中，装卸装置14的在控制单元26中被存储的加工过程在机床4处被中断，在该机床4处安全相关事件被获取。

在后续步骤107中确定装卸装置14的在控制单元26中被存储的加工过程是否可在一机床4处被继续，其中在该机床4处无安全相关事件被确定。如果通过控制单元26获取一机床4，在其处无安全相关事件被确定且在其处在控制单元26中被存储的加工过程可被实施，则装卸装置14在步骤108a中被移动至该机床4。

然而如果没有探索到在其处无安全相关事件被确定、且/或如果没有探索到在其处可实施在控制单元中被存储的加工过程的机床4，则装卸装置14在步骤108b中被移动到停驻位置中。

在步骤108a中，装卸装置14继续附属于机床4的加工过程，一旦其在该处到达装卸位置。

在紧接于步骤108a和108b的后续步骤109中连续地检查在机床4处被确定的安全相关事件是否已结束以及中断的加工过程是否可被继续。

如果在机床4(在该机床4处安全相关事件被确定)处一如既往地存在安全相关事件，则该方法跳回到步骤107且重新获取装卸装置14的在控制单元26中被存储的加工过程是否可在一机床4(在该机床4处无安全相关事件被确定)处被继续。然而如果在步骤109中确定机床4处的安全相关事件不再存在，则该方法转回到步骤100。

本发明的在上述说明中、在权利要求中以及在附图中所公开的特征不仅可单独地而且可以每种任意的组合在本发明的以其不同的实施形式的实现方面是重要的。

Claims (10)

1.一种用于运行工件加工设施(2)的方法，该工件加工设施包括至少一个机床(4)和至少一个装卸设备(10)，其中所述至少一个机床(4)包括至少一个装卸口(6)和至少一个安全区域(8)，而所述至少一个装卸设备(10)具有至少一个托架(12)和至少一个沿着所述托架(12)可行进的且多轴式的装卸装置(14)，其中，所述装卸装置(14)可在所述至少一个机床(4)中的至少一个之前布置在装卸位置中，且所述装卸装置(14)的至少一个抓臂(28)可由行进状态转移到抓取状态中，其中在所述行进状态中所述抓臂(28)大致布置在所述托架(12)之上，而在所述抓取状态中所述抓臂(28)在侧面伸出超过所述托架(12)且布置在所述机床(4)的装卸口(6)中或布置在所述机床(4)的装卸口(6)之上，且该工件加工设施包括至少一个用于监控所述至少一个机床(4)的安全区域(8)的安全装置(24)，其具有至少一个在功能上可关联或被关联于所述装卸设备(10)的控制单元(26)和至少一个布置在所述安全区域(8)中或布置在所述安全区域(8)处的第一传感器件(22)，所述方法包括如下步骤：

a.在所述控制单元(26)中存储和/或定义至少一个安全相关事件;

b.通过所述安全装置(24)的至少一个第一传感器件(22)监控至少一个机床(4)的至少一个安全区域(8)；

c.通过所述控制单元(26)获取所述装卸装置(14)的位置

d.通过所述至少一个第一传感器件(22)在所述机床(4)的安全区域(8)中获取在所述控制单元(26)中被定义、被存储或可存储的至少一个安全相关事件；

e.当所述抓臂(28)处在所述行进状态中时，阻止所述装卸装置(14)的抓臂(28)由所述行进状态转移到所述抓取状态中，和/或，当所述抓臂(28)处在所述抓取状态中时，将所述装卸装置(14)的抓臂(28)由所述抓取状态转移到所述行进状态中。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，至少一个在所述控制单元(26)中被定义、可定义、被存储或可存储的安全相关事件至少包括，所述机床(4)的操作者通道(18)的打开的功能状态、所述操作者通道(18)由闭合的功能状态到打开的功能状态中的转移、或主体(20)到所述机床(4)的安全区域(8)中的侵入。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述机床(4)的安全区域(8)的通过所述安全装置(24)的至少一个第一传感器件(22)的监控包括，所述机床(4)的操作者通道(18)的闭合的功能状态或打开的功能状态的获取、或主体(20)到所述机床(4)的安全区域(8)中的靠近的获取。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于如下步骤：

a.在所述控制单元(26)中存储和/或定义数据、主体形状和/或主体轮廓，以用于通过所述控制单元(26)区分物品和人；

b.通过所述至少一个第一传感器件(22)获取主体(20)到所述机床(4)的安全区域(8)中的靠近；

c.通过所述控制单元(26)分析所述主体且将所获取的主体(20)确定和识别为物品或人；

d.至少当所述主体包括人时，确定安全相关事件。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述装卸装置(14)的位置的获取通过所述安全装置(24)的至少一个第二传感器件(30)实现，通过所述第二传感器件至少可获取所述装卸装置(14)相对所述机床(4)的间距，其中在所述机床(4)处所述安全相关事件被确定。

6.根据权利要求1或2所述的方法，包括如下步骤，即，所述装卸装置(14)在获取所述至少一个安全相关事件的情形中包括所述装卸装置(14)从所述机床(4)之前的装卸位置中的移出，其中在所述机床(4)处所述安全相关事件被获取。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于如下步骤：

a.在所述机床(4)处中断所述装卸装置(14)的在所述控制单元(26)中可存储或被存储的加工过程，其中所述安全相关事件在所述机床(4)处被获取；

b.确定所述装卸装置(14)的在所述控制单元(26)中可存储或被存储的至少一个加工过程是否可在一机床(4)处被继续，其中在该机床(4)处无安全相关事件被确定；

c.将所述装卸装置(14)移动至一机床(4)，其中在该机床(4)处无安全相关事件被确定且在该机床(4)处可实施在所述控制单元(26)中可存储或被存储的加工过程；或

d.如果在每个机床(4)处都确定有安全相关事件且/或在其处不可实施在所述控制单元(26)中可存储或被存储的加工过程，则将所述装卸装置移动至停驻位置；

e.连续地检查在所述机床(4)处被确定的安全相关事件是否已结束以及中断的加工过程是否可被继续。

8.一种工件加工设施(2)，其可根据权利要求1至7之一 的方法来运行，所述工件加工设施(2)：带有至少一个机床(4)，其包括至少一个装卸口和至少一个安全区域(8)；带有至少一个装卸设备(10)，其具有至少一个托架(12)和至少一个沿着所述托架(12)可行进的且多轴式的装卸装置(14)，其中，所述装卸装置(14)可在所述至少一个机床(4)中的至少一个之前布置在装卸位置中且所述装卸装置(14)的至少一个抓臂可由行进状态转移到抓取状态中，其中在所述行进状态中所述抓臂(28)大致布置在所述托架(12)之上而在所述抓取状态中所述抓臂(28)在侧面伸出超过所述托架(12)且布置在所述机床(4)的装卸口(6)中或布置在所述机床(4)的装卸口(6)之上；且带有至少一个用于监控所述至少一个机床(4)的安全区域(8)的安全装置(24)，其具有至少一个在功能上可关联或被关联于所述装卸设备(10)的控制单元(26)和至少一个布置在所述安全区域(8)中或布置在所述安全区域(8)处的第一传感器件(22)。

9.根据权利要求8所述的工件加工设施(2)，其特征在于，所述安全装置(24)的至少一个第一传感器件(22)包括至少一个运动传感器、测距仪或所述机床(4)的操作者通道(18)的拨动开关。

10.根据权利要求8或9所述的工件加工设施(2)，其特征在于，所述安全装置(24)包括至少一个第二传感器件(30)，通过其可获取所述装卸装置(14)相对所述机床(4)的间距且其包括测距仪和/或所述装卸装置(14)的驱动器的马达状态。

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