CN112703068B - 自动移除分隔箔片的板材处理装置及其方法 - Google Patents

Abstract

描述了一种用以从板材组中拾取板材以输送到切割中心并移除所述板材之间的分隔箔片(C)的方法及相关的板材处理装置，所述板材处理装置包括：提升和移除装置，其用于顶层板材(L₁)并配备有上方抓取头(7)，以及气流产生装置(8、9、10)，其在所述板材组上方产生气流，以及所述提升装置的控制装置，其适于将所述顶层板材(L₁)布置在停滞高度，所述停滞高度在所述板材组上方最多70mm处，以限定用于所述气流产生装置(8、9、10)的抽吸室。

Description

自动移除分隔箔片的板材处理装置及其方法

技术领域

本发明涉及切割中心中的板材处理领域，特别地涉及一种金属板材拾取取出装置，其具有自动移除插入在金属板材之间的纸箔片的方法，以及相关的取出方法。

背景技术

众所周知，在金属板材切割中心中，需要将金属板从仓库中取出以便将其转移到切割机上，在所述金属板材切割中心中，借助于各种切割设备(激光束切割、氧气喷枪、喷水、等离子体等)从金属板材上获得单一形状的工件。

金属板材通常是厚度较小的(例如0.5至25mm)的大型的矩形平板(例如1500×3000mm)，其根据统一的标准(例如相同的尺寸和厚度)而堆在各个取出仓库中。

在现有技术中，已经有多种装置专门设计用于处理这些金属板材，特别地，用于以适当有序的方式从仓库中取出、装载到切割机中以及将各个板材和碎屑卸下。WO2008/139409公开了这些特别有效的机器中的一种。

通常的实践是在板材堆中的一张板材与另一张板材之间布置一次性的分隔箔片(通常由纸制成)。箔片的目的是避免板材表面上的刮擦(特别是当它们是抛光的不锈钢板材时)并且/或者促进一张板与另一张板之间的分离。

关于后一目的，箔片的存在避免了板材之间的“粘合”现象，并因此确保了当抓取位于板材堆顶部的金属板材时，其将轻松而即时地从下方的板材分隔。

在一片板材与另一板材之间存在纸箔片，导致需要在连续的取出周期之间进行板材本身的移除和分离操作；此操作要在朝向切割中心的板材自动提升和转移系统取出第一张板材之后，但无论如何必须在该系统准备提升第二张板材之前立即介入。就此而言，应该注意的是，取出第一张板材与取出第二张板材之间的时间通常是几十秒。

移除纸箔片是必要的，这是因为纸箔片的存在会使取出系统的抓取装置运行动作无效。

目前，纸箔片移除操作是手动执行的。也就是说，操作员在第一张板材被提升后立即进行干预，将手臂伸到该提升的板材下方且位于其他板材堆的上方，抓住纸箔片的角落(或便于抓取的其他部分)，然后迅速移除纸箔片以将其扔掉。因此，该系统的不便立刻显现出来，并且这是操作员遭受各种损害的严重风险，安全专家能够很容易地意识到这些风险。

迄今为止，已经证明由于各种原因，使该过程自动化的尝试是无效的，特别是考虑到纸箔片的宽度以及润滑剂(用于保护金属板材)的存在从而趋向于使箔片永久粘附到下方的板材的事实。

在平面平板抓取机的领域中，已经提出使用空气喷射器来帮助分隔板材堆的板材。在DE3312459、DE4339839、US5234207、US6345818中描述了一些示例。然而，这些系统被认为有助于使两张板材彼此分离，但是它们不适合将板材从板材堆的顶部拉开，这是因为压缩气流局部地起作用并使边缘附近的区域提升。

发明内容

因此，本发明所要解决的问题是提出一种设备，该设备能够在移除插入在两张板材之间的纸箔片的操作期间代替人工介入。

为此目的，期望提供一种装置，该装置能够有效、快速且可靠地移除板材之间的箔片，从而使对板材取出操作的周期时间的影响最小化。

该范围借助于具有主要在所附权利要求中提到的基本特征的装置和方法来实现。从属权利要求说明了本发明的优选特征。

附图说明

本发明进一步的特征和优点将通过对以下优选实施方案的详细描述而无论如何都会更加清楚，所述实施方案仅以非限制性示例的方式给出并在附图中示出，其中：

图1是根据本发明的用于在配备有箔片移除系统的切割中心中取出板件的装置的示意性立体图；

图2是图1的装置的局部剖视立面图；

图2A和图2B分别是抽吸机的会聚构件的优选实施方案的前视立体图和后视立体图；

图3是图1的装置的局部剖视平面俯视图；

图4是在移除纸箔片的过程的初始阶段中图2的一部分的放大图；

图5是位于图2的右侧的鼓风组件的细节的放大立体图。

具体实施方式

在图1和图2中，示出了复杂的箔片处理系统，其中仅详细描述了对于本发明的目的有意义的部分。

更准确地说，在图1中显示了转移储存系统，其设置有两个侧部框架1、2，三个可移动货架或抽屉3、4和5借助于相应的受控移动导轨1a和2a而可移动地安装在所述两个侧部框架1、2上。储存区的下方底板5旨在容纳一组未加工的金属板材(未示出)，所述金属板材等待被一个接一个地拾取并转移到切割中心。

板材拾取和转移装置可移动地安装在储存区上方；通常，这些拾取装置主要包括如图2示意性示出的支撑架(未示出)，在支撑架上安装有抓取头7(在图5中更清楚地示出)，所述抓取头7适于拾取板材堆顶部的金属板材并将其转移到切割中心。

优选地，支撑架和抓取头的配置如文献WO2008/139409中详细示出，其内容在本说明书中被完全提及，因此不需要增加其他说明。

特别地，根据本发明的拾取方法的优选变型，沿一个侧部(优选沿金属板材的主方向，即在图1和图2的图示中的存储区的宽度方向上)，间隔地设置有至少两个抓取头7。

根据本发明，靠近板材堆的两侧中的一侧(例如，图2的附图左侧的较短侧)，布置有会聚抽吸管道8(在图4中更清楚地示出)，会聚抽吸管道8连接到抽吸机10(例如设置有容积式吸入叶轮的机器)。

特别地，会聚抽吸管道8具有的侧部轮廓(图2和4)朝向狭槽形管口8a略呈锥形，其面向容纳板材堆的储存区。在平视图中，管道8具有通常为三角形的形状，其一个边与管口8a重合并且在会聚端部处具有相对的顶点，在该会聚端部处管道8通过连接器8b与抽吸机10连接。

狭槽形管口8a的宽度大约为板材的一个侧部的尺寸(优选地，板材宽度较短的侧部)并且高度约为60mm。

根据一个优选的实施方案，会聚管道8安装成能够提升/降低狭槽形管口8a的水平h(图2和图4)，从而使其位置适合于布置在板材堆顶部的上方板材的高度。高度变化能够借助于致动器8d通过竖直移动整个会聚管道8或通过使抽吸管道围绕水平铰接铰链8c旋转而实现，所述水平铰接铰链8c布置为与管口8a相距适当距离。

根据另一个优选的变型(如图2A和图2B所示)，在抽吸管口8a的宽度上设置有节流装置8b，所述节流装置8b将管口8a的宽度减小到期望的程度。这些例如能够手动操作的节流装置8b对于减小管口8a的宽度延伸程度是有用的，以便使其适合于板材的侧部延伸程度，并与设计所提供的较宽的金属板材相比，在处理较窄的金属板材时可提高操作效率(例如1250毫米相比于1500毫米)。

此外，有利地，在相对于会聚管道8的相对的侧上，设置有鼓风组件9(在图5中更清楚地示出)，该鼓风组件9适于将压缩空气吹向金属板材堆。

鼓风组件9包括多个喷嘴，压缩空气从该多个喷嘴中喷出(例如，在5至6bar时，依据鼓风气流与板材之间的距离而具有可变的流速)，足以确保朝向抽吸管道8的均匀气流，并且所述气流邻近于板材堆的上平面行进。

优选地，出于更大程度地简化结构以及更佳的功能性的原因，优选的是，这些喷嘴不是沿着通道室的整个宽度分布，而是集中在支撑架上，所述支撑架相比于板材堆而在管口8a的相对的侧上大致居中地布置于板材侧。然而，喷嘴可以布置为其定向可以调节，特别是高度可调节并且横向可调节。可能地，通过例如沿框架2安装可移动支架或通过利用支撑平面5的可移动性，使得喷嘴的支撑支架能够相对于支撑板材堆的平面5可移动地安装。

根据本发明的优选特征，平行的边界板11、12也设置为与板材组的两个平行的侧部(在所示的示例中为较长的侧部)相邻，边界板11、12具有横向限制朝向会聚抽吸管道8流动的气流的功能。因此，边界板11、12彼此平行地布置，并且与抽吸管道8的除与管口8a相邻的一侧之外的两侧彼此相邻。

优选地，边界板11和12可以折叠，即，在箔片移除装置的操作过程中，边界板11和12保持为紧邻板材直立，构成竖直的分隔壁(如图所示)，而边界板11和12可以在不操作的情况下折叠起来，例如通过使其围绕水平轴旋转以躺倒在水平面上或使其竖直向下到平面5的水平以下。

原则上，这些边界板11和12可以是连续的并且具有与金属板材的支撑平面5相同的长度。但是，由于它们的目的是在板材堆的最后一张板材上限定和划定一个抽吸腔，因此还希望避免产生过多的低压(其缺点将在后面说明)：为此目的，优选边界板11和12设置有通孔阵列(在图5中更清楚地示出)，这些通孔使边界板11和12部分地透气。

最后，根据本发明的另外的特征，设想在抽吸机10内安装多个切割刀或刀片(未示出)，其使得将通过会聚管道8吸入的材料切碎，然后轻松地将切碎的材料始终利用压缩空气而传送到相对于吸入位置的距离超过10米处的废料区。

上述配置允许在板材堆的顶部建立非常有效的抽吸区域，这产生了分隔纸箔片的提升效果，并且随后拉向抽吸机10。所描述的结构与单独的操作方法一起，则允许通过形成划定的抽吸室来使抽吸效果更加有效，即使是对于较大的表面，这将在下文进行描述。

在操作中，抓取头7被带到板材堆上方并向下放，直到它们(用吸盘或磁头)抓住该板材堆的上方金属板材L₁。然后抓取头7抬起以提升上方板材L₁，使分隔箔片解除限制并释放分隔箔片，所述分隔箔片通常是纸箔片(在图4中用C勾勒出轮廓)，其放置在下方的板材上，或者能够至少部分地附着在上方板材的下方。

此时，例如相对于板材组提升了几厘米的上方板材L₁与侧边界板11和12一起限定了具有适当容积的抽吸室(基于抽吸管道8和鼓风组件9的运行参数，由上方板材的高度限定)。

在这一步骤中，操作抽吸机10和鼓风组件9，以产生朝向抽吸机10的气流并在抽吸室内产生抽吸效果，从而成功地从板材堆中取出和移除纸箔片C，箔片在会聚器8内终止然后布置在抽吸机10的下游。

抽吸室中产生的低压可以通过关于可用参数(抽吸机10的功率、鼓风组件9的效率、上方板材相对于板材堆的高度、侧边界板11和12的尺寸和渗透性)运行来调节，从而不超过预定阈值，这将结束上方板材L₁从抓取头7上脱离。

因此，优选地，提供上方板材L₁的相对于板材组的高度的控制装置以及对其他操作部件的适当调整。

随着板材堆的降低，管道8的狭槽形管口8a也下降，以使其始终处于用于移除分隔箔片C的有效水平。

根据优选的操作模式，沿板材的轴线一定距离处布置的抓取头7以不同的时间或不同的高度在相应的抓取点处提升金属板材。例如，首先提升最靠近鼓风组件9的头的边缘7，以便将不为平面而是具有一定曲率的板材布置在抽吸管口8a的区域中朝向板材组会聚。与此同时，一旦相邻的板材边缘被相应的抓取头7提升，鼓风组件9就被启动，从而产生局部气流，该气流倾向于更好地将纸箔片从板材组中脱离，而没有因过度低压导致的缺点。抽吸室因此也呈会聚的形状，这有利于快速移除纸箔片C，并同时利用了顶层板材L₁的提升阶段的死区时间(dead times)。

总之，拾取金属板并移除分隔箔片的整个过程如下。

在第一步中，第一板材L₁或板材组的顶层板材被抓取头7抓取并且被提升到与下方板材间隔较小的高度，这样如果两个抓取头施加不同的行为(时间上或高度上)，则通道室可以形成为上侧会聚。与此同时，抽吸装置8和10和/或鼓风装置9被启动，通常能够产生吸力并且产生将分隔箔片的从所述通道室朝向废弃物区的移除气流。

根据本发明的方法，有利地，用于移除纸箔片的气流产生装置与提升头配合用以仅在第一板材L₁到达与下方板材稍微间隔开的位置之后才操作。

更精确来说，当第一板材L₁相对于其在下方的板材堆的顶部的起始位置达到期望的高度时，通过准许输出来触发对穿过通道室的气流产生装置的致动。可替代地，在抓取头开始提升顶层板材L₁之前启动气流产生装置。

优选地，将顶层板材L₁从下方板材提升至大约30至70mm的停滞高度(优选地约为50mm但仍小于70mm)，并保持在该位置持续1至6秒的可变停滞时间(优选3秒)，在此期间执行对分隔箔片的抽吸阶段。

优选地，为了促进纸箔片C的脱离和移除，在启动抽吸机10之前启动鼓风组件9。

用于限定和划定抽吸通道的边界板的存在不是严格必须的，而是构成了根据本发明的装置的优选方面。

为了更好地理解根据本发明的设备的操作，纸箔片的抽吸和移除周期具体提供以下阶段：

a.在周期开始时，抓取头7位于板材的上方，所述板材处于板材组的最高位置并称为第一板材L₁；

b.存在于操作组件上的激光光电管读取顶层板材L₁的高度h，以提供相关的位置信号；

c.高度信号h构成顶层板材L₁的高度信息，所述高度信息用于正确地定位抓取头7，并能够调节抽吸管道8的管口8a和鼓风组件9的高度；

d.随后启动移除系统，一方面启动抽吸组件10，所述抽吸组件10产生被吸入穿过管道8的气流(这在纸箔片C附近产生真空)，另一方面，优选地还启动鼓风组件9处的鼓风，该鼓风组件9相对于管道8位于相对侧；

e.与此同时，启动抓取头7的抓取装置(例如用于吸盘的真空泵)，所述抓取装置能够被提升并带动第一板L₁与其一起提升；

f.顶层板材L₁仅被小幅提升，直到停滞高度，从而形成尺寸与板材相同并基本上是空的通道室；

g.在该通道室中，纸箔片C基本上是自由的，无论它是留在下方的板材上还是部分地粘附在第一板材L₁的下方；在任何情况下，穿过通道室的气流很容易拉动纸箔片C(这是由于会聚管道8的抽吸和鼓风组件9的鼓风同时作用)，纸箔片C现在“自由”地在两张板材之间移动，从而很容易将其从通道室中移除；

h.一旦移除了纸箔片C，就可以再次启动抓取头7，以在运输高度最终抬起第一板材L₁，然后可以将其转移到切割机中；同时，下方的板材(其形成为板材堆的顶层板材)没有纸箔片C，从而可以在随后的操作周期中取出。

从以上描述可以理解，本发明的装置完美地实现了介绍中所述的目的。实际上，可以取出并快速且可靠地移除板材之间的分隔箔片，而不存在明显的死区时间，并且不会使操作员暴露在受伤的风险中。组件的优化、它们的形状和布置以及抓取头的协同使用，会暂时产生非常有效的抽吸室/通道。

然而，应当理解，本发明不应被认为限于如上所示的特定布置，其仅表示一些示例性实施方案，相反可以在本领域技术人员的力所能及的范围内进行不同变形而不脱离的本发明的保护范围，如所附权利要求所限定。

例如，尽管在说明书中始终提到的是金属板材，但是不能排除所提出的解决方案也可以与其他类型的平面板材一起使用，例如由塑料或其他材料制成的板材。

Claims (10)

1.一种板材处理装置，其适于从板材组中拾取板材以输送到切割中心并移除板材之间的分隔箔片(C)，所述板材处理装置包括：

提升和移除装置，其用于顶层板材(L₁)且配备有上方抓取头(7)，

其特征在于，所述板材处理装置还包括：

气流产生装置(8、9、10)，其在所述板材组上方产生气流，

所述提升和移除装置的控制装置，所述控制装置限定停滞高度和停滞时间，所述控制装置被配置为根据所述停滞高度和停滞时间来控制所述提升和移除装置，由此控制所述提升和移除装置使得所述顶层板材(L₁)被提升到所述停滞高度，然后在所述板材组上方的停滞高度处保持停滞时间，以在所述停滞时间期间形成由所述顶层板材(L₁)和所述板材组界定的通道室，所述顶层板材(L₁)保持在所述板材组上方小于约70mm的高度处，所述气流产生装置(8、9、10)为至少在所述停滞时间内操作以产生通过通道室的气流；以及

至少一对可折叠的边界板(11、12)，所述边界板(11、12)侧接至所述板材组的较长的侧部，并布置成至少在所述停滞时间内比所述板材组的高度更高。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述气流产生装置包括抽吸机，所述抽吸机配备有会聚管道(8)，所述会聚管道(8)设置有狭槽形管口(8a)，所述狭槽形管口(8a)布置为靠近所述板材组的较短的侧部中的一者。

3.根据权利要求2所述的装置，其中，至少所述狭槽形管口(8a)的高度是能够调节的。

4.根据权利要求2或3所述的装置，其中，所述气流产生装置包括鼓风组件(9)，所述鼓风组件布置在板材组的与所述狭槽形管口(8a)所布置的一侧相对的较短的侧部处。

5.根据权利要求4所述的装置，其中，所述鼓风组件(9)包括多个鼓风喷嘴，所述多个鼓风喷嘴以能够调节的姿态安装在支撑托架上。

6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述边界板(11、12)的高度至少等于所述停滞高度，并且配备有通孔阵列。

7.一种板材处理装置，其适于从板材组中拾取板材以输送到切割中心并移除板材之间的分隔箔片(C)，所述板材处理装置包括：

提升装置，其用于顶层板材(L₁)且配备有上方抓取头(7)，

其特征在于，所述板材处理装置还包括：

气流产生装置(8、9、10)，其在板材组的上方产生气流，所述气流产生装置(8、9、10)包括抽吸机(10)的至少一个会聚管道(8)，所述会聚管道(8)具有狭槽形管口(8a)，所述狭槽形管口(8a)布置为靠近所述板材组的第一侧部；

至少一对边界板(11、12)，其侧接于所述板材组的第二侧部，并延伸到高于所述板材组的高度处；以及

所述提升装置的控制装置，所述控制装置限定停滞高度和停滞时间，所述控制装置被配置为根据所述停滞高度和停滞时间来控制所述提升装置，由此控制所述提升装置使得所述顶层板材(L₁)被提升到所述停滞高度，然后在所述板材组上方的停滞高度处保持停滞时间，以在所述停滞时间期间形成由所述顶层板材(L₁)和所述板材组界定的通道室，所述顶层板材(L₁)保持在所述板材组上方小于约70mm的高度处，所述气流产生装置(8、9、10)至少在所述停滞时间内操作以产生通过通道室的气流。

8.根据权利要求7所述的装置，其中，所述一对边界板在竖直方向上可移动地安装。

9.一种用于从板材组中拾取板材并输送到切割中心并移除板材之间的分隔箔片(C)的方法，其中：

通过抓取头(7)来抓取并提升板材组的顶层板材(L₁)，其特征在于，

在所述板材组附近布置有气流产生装置(8、9、10)，所述气流产生装置在所述板材组上方产生气流，

控制装置根据停滞高度和停滞时间来控制所述抓取头(7)，控制所述抓取头(7)使得所述顶层板材(L₁)被提升到所述停滞高度，然后在所述板材组上方小于约70mm的停滞高度处保持停滞时间，以在所述停滞时间期间形成由所述顶层板材(L₁)和所述板材组界定的通道室，从而为所述气流产生装置(8、9、10)限定了抽吸室，所述气流产生装置(8、9、10)为至少在所述停滞时间内操作，

在所述板材组与所述顶层板材(L₁)之间产生气流，将所述分隔箔片拉向所述板材组的第一侧部；

其中，布置有一对边界板(11、12)，所述一对边界板(11、12)侧接至所述板材组的第二侧部，并且至少在所述停滞时间内延伸到高于所述板材组的高度处。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述抓取头(7)至少为两个，其沿着所述板材组的第二侧部间隔地布置，并且设置为用于在不同时间或不同高度上提升所述顶层板材(L₁)。