CN112770992B - 真空抓手装置、进给单元和输送扁平部件的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及自动化的真空抓手装置、进给单元和用于输送扁平部件(3)的方法。真空抓手装置(1)包括支撑部分(5)、至少一个支撑部分元件(7)、设置在至少一个支撑部分元件(7)上并限定出第一吸力平面的多个第一吸力元件(4');至少一个轴承组件(28)和至少一个定位组件(29),至少一个支撑部分元件(7)以借助于至少一个定位组件(29)围绕至少一个轴承组件(28)枢转的方式安装在支撑部分(5)上。多个第二吸力元件(4)设置在支撑部分(5)上并且限定第二吸力平面(19)。具有由多个第一吸力元件(4')限定的第一吸力平面的至少一个支撑部分元件(7)能够从相对于第二吸力平面成角度的待命位置枢转到与第二吸力面一致的工作位置,反之亦然。

Description

真空抓手装置、进给单元和输送扁平部件的方法
技术领域
本发明涉及一种用于输送扁平部件、特别是金属薄板零件的进给单元和方法。就此而言,提供了一种自动化的真空抓手装置,其包括:支撑部分,在该支撑部分上设置有多个第二吸力元件;以及至少一个支撑部分元件,在该支撑部分元件上设置有多个第一吸力元件。至少一个支撑部分元件借助于至少一个轴承组件可枢转地安装在支撑部分处。
背景技术
在现代加工中心,工件和部件通常以全自动的方式运输。为了避免损坏部件表面或为了能够抓取多个相似的部件,已经广泛确定使用真空抓手装置。尤其是对于被送入弯曲机中、在弯曲机中定位并以成形的状态通过弯曲机进一步输送的金属薄板零件的有针对性的操纵,使用真空抓手装置提供了与传统的机械抓手装置等不同的明显优势。
本领域技术人员已知用于借助于在通用的真空抓手装置的共同的抓手装置头部处的多个吸盘拾取各个部件或工件的不同方法。
例如,US2015/0147141A1提出了一种利用具有多个吸盘的抓手装置头部的方法,所述多个吸盘与第一真空回路和第二真空回路相关联,并用于从容器中抓取工件并输送它们。就此而言,US2015/0147141A1中的抓手装置头部包括与共用的第一真空回路共同相关联的一排或多排吸盘,以及与第二真空回路相关联的第二排吸盘。就此而言,为了仅在需要真空的第二真空回路的那些吸盘处有效地产生真空,可以专门控制第二真空回路。然而,对于同时需要多个吸盘来进行运输的较大部件,这样的布置没有提供任何优势。此外,仅在接收期间,每个吸盘处的压力传感器才检查是否可以建立足够的负压,并且这种检查在部件错误插入或丢失的情况下是无法进行的。
同样地,本领域技术人员已知许多用于拾取、临时固定和输送不同尺寸的部件的设备,其中只有对应于部件的形状的抓手装置头部的那些吸盘起作用,即,用真空加载。这里将提及EP0657673B1作为例子,其中提出了具有多个吸盘的抓手装置头部,其中吸盘被组合成可以根据需要进行控制的各个组。就此而言,EP0657673B1公开了一组固定的吸盘和两组高度可调节的吸盘,其中高度可调节的吸盘根据所确定的部件尺寸而起作用,或者在需要时可以停用。固定的组和高度可调节的组与通过单独的管线到共用泵的不同但共用的真空回路相关联。通过将不同的吸盘布置成组或布置在真空回路中,可以通过控制吸盘来根据需要模拟平坦部件的“形状”;但是,在输送部件时,局部故障或吸盘处的泄漏仍然会导致部件移位甚至丢失。
加工速度的提高对安全的真空抓手装置提出了另一项挑战,该加工速度的提高也要求输送速度和定位速度的提高。由此,在被保持的部件上的离心力也增加,如果真空抓手装置的接触不正确,则这可能导致部件的丢失。对于通常具有锋利边缘的金属薄板零件,这种部件丢失可能会导致加工区域中的不受控制的移动。迄今为止,限制加工区域的安全围栏用于保护工人和/或相邻单元。然而,安全围栏构成了相对刚性的边界,并且其构造昂贵。此外,将加工单元移动到生产车间的另一个位置非常复杂,因为必须拆卸和重新组装安全围栏,并且必须实施所有安全措施。
此外,已知一种真空抓手装置,其包括一个刚性的支撑部分和至少一个支撑部分元件,其中在至少一个支撑部分元件处布置有多个吸力元件。对此可以提及EP2476637B1作为例子。
此外,在现有技术中,可以找到用于扁平部件的进给单元,该进给单元具有框架状支撑结构,在该支撑结构上布置有输送器区段。另外,DE102016110542A1具有一个或多个抓取设备。
从EP2149521A1中已知了用于借助于紧固在保持臂上并且具有吸盘的抓手装置将板状部件从部件堆积物中提起的方法和设备。通过使抓手装置的至少一个区段脱离部件堆积物,至少一个吸盘可以独立于其余的吸盘被提起。
CN106395375A公开了一种用于板状部件的机床的辅助进给设备。该设备包括卸载平台、负压机构、提升机构、板运输机构和板定向机构。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的缺点并提供一种设备和一种方法,借助于该设备和方法,可以通过施加真空来容易而牢固地抓取和输送部件,其中还可以通过过程可靠的方式输送不同尺寸的部件。
上述目的通过根据本发明的进给单元和方法来实现。用于部件或工件、特别是金属薄板零件的自动化的真空抓手装置在真空抓手装置的支撑部分的至少一侧上包括支撑元件,该支撑元件的第一吸力平面由多个第一吸力元件限定,该支撑元件能够围绕至少一个轴承组件从相对于由支撑部分限定的第二吸力平面成角度的待命位置枢转到与第二吸力平面一致的工作位置,反之亦然。
吸力平面由吸力元件的底部侧面或有效平面限定。
这样的措施可以显著增加自动化的真空抓手装置用于不同部件尺寸的通用性。至少一个支撑部分元件可以在侧面设置在支撑部分处,并且在需要时(即,对于较大的部件尺寸需要大量的吸力元件时),简单地“扭弯”。因此,支撑部分元件可以具有附加的吸力元件,其中可以使各个吸力元件与第一和/或第二真空回路相关联和/或使用第一和/或第二真空回路控制各个吸力元件。结果,布置在支撑部分元件处的吸力元件可以被分为可单独控制的附加组,以使控制容易。同样地,支撑部分元件可以优选借助于机械和/或气动驱动器连接至支撑部分,这有助于自动化操作。这能够实现从待命位置到吸力位置的、通过控制机构有效地实现或控制的调节。
就此而言,待命位置由相对于工作位置成角度或弯曲的位置限定,其中角度大于0,在该位置,支撑部分元件的第一吸力元件不与部件接合。
因此,真空抓手装置完全适合于自动化用途,其中在根据本发明的用于输送部件、特别是金属薄板零件或金属板的方法中,至少执行以下方法步骤:
-提供根据本发明的进给单元;
-从由多个第一吸力元件限定的第一吸力平面开始,将至少一个支撑部分元件从相对于第二吸力平面成角度的待命位置移位到与第二吸力平面一致的工作位置;
-通过真空抓手装置拾取部件;
-将输送器区段的输送器元件从进给单位的储存单元中移出;
-借助于输送器区段的输送器元件接收部件;
-从部件上松开真空抓手装置;
-将输送器区段上的部件输送到弯曲单元;
-将部件转移到弯曲单元。
由于真空抓手装置可以灵活地适应不同的部件尺寸,因此可以用同一个抓手装置牢固地拾取并输送非常大的金属薄板零件或金属板。由于可以简单地折拢并收起不使用的真空抓手装置的侧面部分并因此节省空间,因此真空抓手装置也可以在狭窄的空间中处理部件或从彼此靠近的部件堆积物中选择性地提起部件。就此而言,在部件堆积物布置的每个部件堆积物中的部件可以具有不同的尺寸,其中真空抓手装置可以相对简单地适应相应的部件尺寸。
可能进一步合适的是,支撑部分元件的第一吸力元件在高度和/或直径方面具有相对于彼此相同的尺寸。这样,可以确保将均匀分布的吸力施加到支撑部分元件的吸力元件接合到其上的整个表面上。
还可以想到的是,在与支撑部分相关联的各个不同的支撑部分元件上,布置在高度和/或直径方面具有不同尺寸的吸力元件。如果要拾取沉重的部件,则可以将具有较大吸力元件尺寸的支撑部分元件结合到、尤其是折叠到工作位置,以牢固地保持部件或以增加的吸力拾取它。
通过设置相对于其吸力方向具有不同高度的吸力元件,可以使用真空抓手装置拾取非平面几何形状的部件。
可以进一步规定,支撑部分的第二吸力元件在高度和/或直径方面具有相对于彼此不同的尺寸。利用这种结构,又可以确保通过尺寸较大的吸力元件在待拾取的部件的中心牢固地保持该部件,通过该尺寸较大的吸力元件可以施加较大的吸力。此处的另一个优点是,在相对于部件纵向轴线的部件中心区域中施加较高的吸力可以防止部件在其被提起时向侧面倾斜。
另外可以规定,第一吸力元件连接至第一真空回路并且第二吸力元件连接至第二真空回路。有利地,通过提供单独的回路,可以产生冗余,使得在真空回路发生故障的情况下,与另一个真空回路相关联的吸力元件仍然可以保持该部件。此外,对于具有两个不同真空回路的这种结构,可以在一个真空回路中将较高的真空施加到部件的局部区域;这样,可以更牢固地保持更加沉重的部件。
还有一个实施方式是有利的,根据该实施方式可以规定,致动组件包括有助于自动化操作的机械和/或气动致动器。因此,根据要拾取的部件的尺寸或可用的空间,可以将一个或多个支撑部分元件容易而快速地置于工作位置。
根据另外的改进,支撑部分元件又可以包括多个单独的支撑部分元件,它们彼此铰接地连接。这样,一方面,可以增加对不同部件尺寸的灵活适应性,另一方面,可以使用真空吸力设备来输送具有不同的非平面的几何形状的部件。
铰接地连接的单独的支撑部分元件又可以设置有机械和/或气动驱动器。
可能进一步合适的是,在支撑部分的相对两侧上分别设置一个支撑部分元件。所述支撑部分元件可以被单独地或共同地折叠到工作位置,以实现在整个部件宽度上牢固的接合。
此外,真空抓手装置与根据本发明的弯曲单元的弯曲机的进给单元相关联,该进给单元特别是用于诸如金属薄板零件或金属板的扁平部件,该进给单元包括以下结构特征:
-框架状支撑结构;
-用于扁平部件的真空抓手装置,该真空抓手装置包括支撑部分、至少一个支撑部分元件、多个第一吸力元件,该多个第一吸力元件布置在至少一个支撑部分元件处并限定第一吸力平面;
-用于真空抓手装置的门状引导结构,该引导结构与框架状支撑结构相关联;
-在框架状支撑结构的侧面部分中延伸的输送器区段;
其中真空抓手装置另外包括至少一个轴承组件和至少一个致动组件,其中至少一个支撑部分元件借助于至少一个致动组件围绕至少一个轴承组件可枢转地安装在支撑部分处,
并且
具有多个第二吸力元件的真空抓手装置设置在支撑部分处,其中多个第二吸力元件限定第二吸力平面,并且其中具有由多个第一吸力元件限定的第一吸力平面的至少一个支撑部分元件能够从相对于第二吸力平面成角度的待命位置围绕至少一个轴承组件枢转到与第二吸力平面一致的工作位置,反之亦然;并且其中形成输送器区段的输送器元件相对于进给单元的储存单元是可缩回和可伸出的。
有利地,利用上述结构,可以将用真空抓手装置拾取的部件放置在输送器区段上并进一步输送到弯曲单元。在该过程中,通过在输送器区段处提供附加的止动元件,可以实现弯曲操作所需的部件的定向。
由于形成输送器区段的输送器元件根据其可相对于储存单元缩回和伸出的上述结构,因此可以将部件的拾取位置布置在输送器区段的下方。就此而言,可以将部件作为部件堆积物储存在托盘上,其中在此还可以规定,不同尺寸的部件位于托盘上。根据进一步加工所需的部件尺寸,借助于部件抓手装置,可以从储存所需尺寸的部件的堆积物中拾取部件。
就此而言,各个输送器元件或整个输送器区段的输送器元件可以缩回并伸入储存单元中。
通过根据本发明的输送器区段的结构以及通过在输送器区段下方储存部件堆积物,输送器区段也可以在狭窄空间中使用,因为还可以使用通常不使用输送器区段下方的空间。
可以进一步规定,用于真空抓手装置的门状引导结构具有支撑臂,该支撑臂是可移动的,优选可多轴移动,并且真空抓手装置布置在该支撑臂处。可移动的支撑臂能够使真空抓手装置移动到不同的部件堆积物处,并直接从输送器区段下方的储存位置直接拾取特定部件堆积物中的部件。
根据一个特定的实施方式,真空抓手装置可以围绕水平的铰链轴线铰接地安装在支撑臂处。在拾取部件时,可以因重力或重心而使真空抓手装置与其上的部件进入倾斜的位置。有利地,真空抓手装置仅在局部区域中与部件接合,其中在将部件提起到铰接地安装的真空抓手装置上方的过程中,使部件进入倾斜的位置,在该位置,输送器区段的各个输送器元件可以移动到部件下方,并以吸收载荷的方式接收它。
各个输送器元件可以是各个薄片,其可以是刚性的或柔性的。就此而言,薄片还可以配备有刷子,例如以防止部件在输送过程中移位。
根据有利的进一步改进,可以规定,在支撑部分和/或支撑部分元件的与第二吸力元件和/或第一吸力元件相对的一侧或前面部上,设置用于扁平部件的厚度测量装置。通过在拾取部件时测量部件的厚度,可以检查是否已经拾取了具有在机床上进一步加工所需的厚度的部件。还可以借助于前述的厚度测量装置来检查是否错误地提起了彼此粘附的多个部件。由于该过程,在各个金属薄板之间可能会出现油脂,这可能导致金属薄板彼此粘附。因此,根据本发明的设备非常适合于从部件堆积物中过程可靠地分离部件。
就此而言,厚度测量装置可以由机电传感器、感应传感器、电容传感器和/或光学传感器形成。
特别地,可能有利的是,在支撑部分和/或支撑部分元件的与第二和/或第一吸力元件相反的一侧上,设置用于扁平部件的压紧装置。这样,除了吸力元件之外,还可以通过压紧装置向部件施加保持力来额外地提高部件在输送或提起期间的安全性。在该过程中,例如通过仅施加压紧装置可以仅施加低压紧力,例如以防止侧向倾斜或确保压紧装置的一个或相对的多个吸力元件完全与部件接合。
可以进一步规定,在支撑部分和/或支撑部分元件的与第二和/或第一吸力元件相对的一侧上,设置用于扁平部件的组合的压紧装置和厚度测量装置。这样,可以在压紧部件期间测量部件的厚度。
此外,可以规定,厚度测量装置包括弯曲的测量指,该弯曲的测量指被设置为用于施加到待测量的扁平部件上。所述测量指可以可枢转地或铰接地设置在真空抓手装置的一侧上,并且如果需要的话可以被扭弯并与部件接合。可以借助于弯曲的测量指基于测量指的角位置与部件厚度之间的比率来测量部件厚度。因此,根据测量指的位置,可以得出部件的厚度。
还有一个实施方式是有利的,根据该实施方式可以规定,压紧装置被构造为用于控制地启动和释放朝向测量指的压紧力以及用于增大和减小真空抓手装置朝向扁平部件的保持力。因此,如果需要,借助于测量指,可以将受控的压紧力施加到部件上,以提高在提起操作期间的过程可靠性。
根据另外的改进,输送器区段的输送器元件可以适于从借助于真空抓手装置至少部分地或在一侧被提起的位置移动到扁平部件下方,并以吸收载荷的方式接收扁平部件。在该过程中,在拾取部件时可以使围绕水平铰链轴线铰接地安装在支撑臂处的真空抓手装置与其上的部件一起进入倾斜的位置。因此,在根据本发明的结构中,不必使真空抓手装置在待处理的部件的整个表面上接合。在部件的至少部分地或在一侧被提起的位置,部件可以通过被各个输送器元件以吸收载荷的方式接收而已经被转移到输送器区段。
另外,如果真空抓手装置仅相对于整个部件表面部分地接合,则与真空抓手装置在整个部件表面上接合的情况相比,需要较低的保持力。
此外,通过将部件相对于输送器区段移位到倾斜的位置,可以通过避免在转移过程中由于部件的挠曲而导致的部件的楔入或撑牢来确保过程可靠且平稳地转移到输送器区段。
因此,根据本发明的进给单元特别适合于自动化用途,其中在根据本发明的用于输送部件、特别是金属薄板零件的方法中,至少执行以下方法步骤:
-提供根据本发明的进给单元;
-从由多个第一吸力元件限定的第一吸力平面开始,使至少一个支撑部分元件从相对于第二吸力平面成角度的待命位置移位到与第二吸力平面一致的工作位置;
-借助于真空抓手装置拾取部件;
-将输送器区段的输送器元件从进给单元的储存单元中移出;
-借助于输送器区段的输送器元件接收部件;
-从部件上松开真空抓手装置;
-将输送器区段上的部件输送到弯曲单元;
-将部件转移到弯曲单元。
这样,可以确保将部件牢固而快速地输送到弯曲单元,其中有利地以进一步加工所需的正确取向将部件转移到弯曲单元。如果从堆积物中拾取部件之后,希望将部件移位到备用的空间位置,可以提供以下步骤:
-使部件围绕由部件限定的水平面旋转,其中所述旋转借助于铰接地安装有真空抓手装置的支撑臂进行;
-通过在机器x轴方向上移动可位于支撑结构的一侧上的止动元件来使位于输送器区段上的部件定向。
此外可以规定,在从部件堆积物中取出部件之后,测量部件厚度,以一方面确保拾取了具有进一步加工所需的厚度的部件,另一方面确保仅接收到单独一个部件。
还可以规定,在从部件堆积物中拾取部件之后,压紧装置与部件的底部侧面接合,借助该压紧装置可以在输送期间额外地固定部件。
根据一个特定的实施方式,输送器区段的输送器元件可以从借助于真空抓手装置移位到的至少部分地或在一侧提起的位置移动到扁平部件下方,并以吸收载荷的方式接收该部件。就此而言,特别有利的是,待接收的部件主要沿着部件纵向轴线偏转,并且由于输送器元件依次移动到部件下方,使该部件进入平坦的平面位置,这能够实现沿着输送器区段进一步输送。
通过该方法步骤,防止了在将部件从真空抓手装置转移到输送器区段时,由于部件的不希望的挠曲而导致的在部件被放下时部件的楔入或撑牢。因此可以确保,部件以平稳而过程可靠的方式被转移并因此被快速而牢固地进一步输送。
就此而言,在根据本发明的方法中,不必将部件从部件堆积物中完全提起。这又由于以下事实而变得容易,即,真空抓手装置可以围绕水平铰链轴线铰接地安装在支撑臂处,以便主动地或因重力或重心将部件移位到倾斜位置。因此,可能将部件的局部区域提起到由输送器区段限定的水平面上方就够了,其中部件可以通过另一个局部区域保持被支撑在部件堆积物上。然后,输送器元件可以依次移动到部件下方并完全接收它,而真空抓手装置最初保持在所述位置并且在必要时可以随后降低到输送器区段的输送平面。
在这方面进一步有利的是,由于可调节的真空抓手装置,可以大大减少或完全避免沿着部件宽度的挠曲,这可以另外便于将输送器元件以过程可靠而平稳的方式移动到部件下方。
附图说明
为了更好地理解本发明,将参照以下附图详细说明本发明。
以下内容以高度简化的示意图表示:
图1是加工中心的可行布置的示意图;
图2是真空抓手装置的可行实施方式的示意图;
图3a是与不同的吸力元件相关联的第一真空回路和第二真空回路的互连/作用原理的示意图,图3b是与相同的吸力元件相关联的第一真空回路和第二真空回路的互连/作用原理的示意图;
图4是真空抓手装置的可行的实施方式,该真空抓手装置具有带有可调节的吸力元件的支撑部分;
图5是具有支撑部分和支撑部分元件的真空抓手装置的可行的实施方式;
图6是真空抓手装置的可行的实施方式,其具有支撑部分和处于待命位置的支撑部分元件;
图7是具有支撑部分和支撑部分元件以及不同尺寸的吸力元件的真空抓手装置的可行的实施方式,其中支撑部分元件处于工作位置;
图8是进给单元的示意图;
图9是铰接地安装在支撑臂处的真空抓手装置以及用于厚度测量的压紧/传感器装置的可行的实施方式;
图10是处于部分地或在一侧抬起位置以转移到输送器区段的扁平部件;
图11是与加工中心结合的进给单元的可行的实施方式。
具体实施方式
首先,应注意的是,在以不同的方式描述的实施方式中,相同的部分被赋予相同的附图标记或相同的部件名称,并且在整个说明书中包含的公开内容可以对应地应用于具有相同的附图标记或相同的部件名称的相同部分。此外,在说明书中使用的位置指示,例如在顶部、在底部、侧面等,直接参照所示出和描述的附图,并且在位置改变时,所述位置指示应对应地应用于新位置。
在图1中,可以看到可能的加工中心的示意图,其中可以看到与机床2分开的自动化的真空抓手装置1。真空抓手装置1用于将部件3从拾取位置25快速而牢固地输送到机床2和/或加工过的部件3a的堆积位置26。
从图1特别是结合图2、图4和图5可以看出,真空抓手装置1可以被构造为可多轴移动的操纵器或机械手。在可移动的支撑臂6上,设置有可移动的支撑部分5,该支撑部分5具有用于与部件3接触的多个吸力元件4。为简单起见,借助于阴影区域一起示出了加工区域22和真空抓手装置的移动区域,但是该阴影区域应被理解为三维空间。因此,该加工区域22可以优选由环境监测装置21进行三维监测,其中所述环境监测装置21优选布置在升高的位置,例如在机床2上。然而,替代地,也可以将这样的环境监测装置21布置在车间天花板上或真空抓手装置1本身处。本领域技术人员已知的并未在图1中示出的光障或光围栏可以独立地用作环境监测装置21或与上述三维环境监测装置21组合使用。加工区域22也可以另外划分为警告区域和进一步向内的安全区域。
在图1中,可以看到在机床2处呈显示器形式的系统控制器14的示例性布置。与真空抓手装置和加工中心的任何另外的部件或元件的连接可以是有线或无线的,例如经由WiFi或蓝牙,并且用虚线示意性指出。
此外,在图1中可以看到在机床2处的光学和/或声学警告设备20的元件的示意性布置。没有示出例如在真空抓手装置1处并且尤其是支撑部分处的光学警告设备20形式的补充的或替代的布置,但是其对于本领域技术人员而言是容易理解的。
在图2中,示出了支撑部分5的可行的实施方式的示意图,在该支撑部分5处布置有多个吸力元件4。如上所述,支撑部分5可移动地附接于也是可移动的支撑臂6上,并且示意性指出了压缩空气供应装置15。如虚线示意性所示,压缩空气供应装置15可被构造为用于提供第一真空发生器8和第二真空发生器10。所需的管线未被示出。虚线还示出了将压缩空气供应装置15连接至单个或全部吸力元件4的可能性,例如以便专门中断吸力元件4处的真空的受控的压缩空气支持的中断,或者甚至使被保持的部件3被吹走。
从图2可以看到两个真空发生器8、10在支撑部分5处的可行的有利布置。对于第二真空发生器10,连接真空箱18以在需要时冗余地且快速地确保真空。第一真空回路9和第二真空回路11的形成仅以虚线或点划线示意性地指出,其中第二真空回路11(点划线)必须连接至真空箱18。
在图2中举例示出为具有切口24的预弯曲金属薄板零件的部件3由与第一组12的吸力元件4相关联的吸力元件4保持。所选择的实施方式旨在示出也可以使第二组13的吸力元件4与部件3接触,但是在正常操作期间不向所述吸力元件4施加真空。
另外,从图2中可以看到两个第二传感器设备17在支撑部分5处的位置。该示例性布置示出了被构造为光学传感器的第二传感器设备17可以相对容易地检测部件3相对于传感器设备17并因此也相对于支撑部分5的可行的相对移动。多个第一传感器设备16也以通过举例以虚线元件示出,其可以被布置为优选为管线网络或直接在第一真空回路9和/或第二真空回路11的吸力元件4处的压力传感器或压力测量单元的形式。由第一传感器设备16和第二传感器设备17进行的监测是在拾取部件3时开始直至部件3堆积在机床2内或堆积位置26处而连续地进行的。
在发生中断或甚至已经发生第一真空回路9的可设置的真空丧失的情况下,系统控制器14可以发出警报,该警报至少导致未被示出的开关元件启动第二真空回路11。当由至少一个第二传感器设备17检测到部件3的相对移动时,还可以补充地或独立地发出警报。
从图2可以特别清楚地看出,由于管线路径短,真空箱18的空间接近性在需要时便于向第二真空回路11施加真空。同样地,从图2特别是与图1结合可以看出,当发出警报时,部件3可以通过支撑部分5或支撑臂6减慢其移动速度和/或/或在竖直方向上降低,从而避免在部件丢失时对操作者和/或系统造成的损伤。
图3a和图3b用于示出第二真空回路11的冗余实施方式的互连原理。在图3a和图3b中,在第一真空回路9和第二真空回路11中以阵列状方式布置的多个吸力元件4的可行的连接方式通过举例示出。与第一真空回路9或第一组12的吸力元件4相关联的吸力元件4在吸力元件4内用点标记。与第二组13和/或第二真空回路11相关联的吸力元件4在相应的吸力元件4周围用第二虚线环标记。在平面图中仅示意性指出了吸力元件4,而没有支撑部分5或真空发生器8、10,其中在图像平面中可以看到部件3,该部件3的表面23用作作为用于吸力元件4的吸力平面19的理想平坦表面。
就此而言,在图3a中,示出了将第一组12的吸力元件4结合到第一真空回路9中的可能性。所示的其中每隔一个吸力元件4与第一真空回路9相关联的布置仅仅是许多可行布置中的一个。第一组12的吸力元件4主要用于接收和输送部件3,而从平面图中可以看出,第二组13的吸力元件4在吸力平面19处与部件3接触,但在正常操作期间不起作用。如上所述,在发生警报的情况下,第二真空回路11被启动,并且部件3可以至少在短时间内被保持。没有示出图3a中的单独提供第一真空回路9和第二真空回路11所需的管线或管线网络。
在图3b中,指出了借助于可以共同用于第一真空回路9和第二真空回路11的管线网络的可行的替代布置或互连。因此,第一组12的吸力元件4可同时与第一真空回路9和第二真空回路11相关联,其中在正常操作期间,仅第一真空回路9(即,借助于第一真空发生器8的真空供应)起作用。在紧急情况或警报的情况下,可以通过增加第二真空回路11或切换到第二真空回路11来使用第一真空回路9的管线网络,其中可以借助于真空箱18至少在短时间内保持吸力元件4处的真空。
在图4中通过举例勾画出了具有支撑部分5的真空抓手装置1的可行的实施方式,支撑部分5具有可调节的吸力元件4。在此可以看到多个吸力元件4,它们至少在吸力平面19的方向上是可调节的,即,基本上平行于待接触的部件表面23。虚线指出了吸力元件4将会抓取部件3的切口24或开口的位置;因此,在所选择的图示中,已经对吸力元件4进行了调节,使得所有吸力元件4都与部件3接触。吸力元件4既可以单独调节,也可以借助于可调节的保持元件27调节,如示例性图示中所示。吸力元件4和/或保持元件27可以借助于未被详细示出并由系统控制器14控制的电动和/或气动驱动装置来调节。
吸力元件4也可以相对于支撑部分5和/或保持元件27高度可调节地和/或可枢转地附接。这里没有示出这种实施方式,因为可以以这种方式补偿部件的不均匀和/或变形的教导对于本领域技术人员而言应是足够的。
补充地或者作为独立的实施方式,可能有利的是,真空抓手装置1的支撑部分5具有可枢转地或旋转地附接于支撑部分5的一个或多个支撑部分元件7。在图5中通过举例示出了这种可行的实施方式,其中两个支撑部分元件7在竖直方向上向上枢转。支撑部分元件7可以借助于它们自己的电动和/或气动驱动器移动。通过储存在系统控制器14中的关于待输送的部件3的尺寸和/或几何形状的信息,如果需要,可以将支撑部分元件7用于增加或减小可用的吸力平面19。支撑部分元件7还可以具有可调节的保持元件27和/或可调节的吸力元件4。吸力元件4可以与前述例子类似地用第一真空回路9和/或第二真空回路11控制或与其相关联。从图5中可以看出,该措施可以用于以容易且自动化的方式适应吸力元件4的可用数量或支撑部分5所需的空间。
图1和图2以及图4和图5所示的真空抓手装置1可以具有一个或多个第二传感器设备17,这些第二传感器设备17没有详细示出,并且被构造为光学传感器。本领域技术人员可以容易地想到,这样的传感器、特别是它们的光源也可以布置在吸力元件4内,如图2、图4和图5所示。由于本领域技术人员将根据上述信息选择合适的位置和/或传感器并根据需求布置它们,因此在这些实施方式中没有分别详细示出第一传感器设备16和第二传感器设备17。
图6示出了用于处于待命位置30的扁平部件3的真空抓手装置1。就此而言,固定在支撑部分元件7上的多个第一吸力元件4’的底部侧面形成第一吸力平面19’,该第一吸力平面19’处于相对于第二吸力平面19成角度的位置。第二吸力平面19由位于支撑部分5处的第二吸力元件4的底部侧面限定。
从图6可以看出,如果支撑部分元件7相对于支撑部分5处于90°位置,则实现了在待命位置30的特别节省空间的布置。就此而言,以翼状方式布置的支撑部分元件7借助于电动和/或气动驱动器围绕轴承组件28向外展开或向内折叠。在图6中举例示出的致动组件29由致动缸构成,借助于该致动缸实现围绕轴承组件28的移动。
就此而言,真空抓手装置1经由支撑臂6与门状引导结构36相关联,真空抓手装置1可沿着该引导结构36以受控的方式在进给单元的x方向上移动。
图7示出了处于工作位置31的真空抓手装置1的底部侧面的详细视图。就此而言,已经经由轴承组件28使布置在支撑部分5的两个相对侧面上的支撑部分元件7进入前述的工作位置31。在该位置,可以在整个部件宽度上抓取宽度大于支撑部分5的部件3。就此而言,用于将支撑部分元件7向外展开或向内折叠的示例性致动组件29由延伸的工作缸形成。
为了进一步提高真空抓手装置1相对于要处理的部件宽度的灵活性,在有利的实施方式中,支撑部分元件7可以包括在图7中示意性指出的多个单独的支撑部件7’。就此而言,单独的支撑部件7’有利地再利用其自身的电动和/或气动驱动器进行调节,其中执行围绕各个支撑部件7’之间的未被详细示出的轴承组件的枢转运动。
图7还示出了关于吸力元件直径,第一吸力元件4’和/或第二吸力元件4可以具有不同的尺寸。在所示的实施方式中,在支撑部分5处的第二吸力元件4具有不同的直径,例如以便也能够牢固地处理沉重部件。
与图7所示的变型相比,在支撑部分元件7处的吸力元件4’可具有与布置在支撑部分5处的吸力元件4交替的尺寸,其中在支撑部分5处的吸力元件4具有相同的直径。
除了直径之外,它们也可以具有关于吸力元件4、4’的吸力或操作方向的不同的高度。然而,这在附图中未详细示出。
图8示出了到弯曲单元33的进给单元32,在进给单元32上布置了根据本发明的真空抓手装置1。真空抓手装置经由支撑臂6布置在门状引导结构36处,该引导结构36被支撑在支撑结构35上。
支撑结构35的侧面部分39适于引导输送器区段37的输送器元件38。单个或全部输送器元件38可以被移动到储存单元40中,以便清理在输送器区段37下方的拾取位置25。
一旦全部或单个输送器元件38已经移动到储存单元40中,真空抓手装置1就可以接收位于部件堆积物45上的部件3。就此而言,部件堆积物45被储存在支撑结构35下方的拾取位置25处,输送器区段37在支撑结构35的侧面部分39中被引导。
从图9可以看出,在优选的实施方式中,真空抓手装置1安装在支撑臂6处,该支撑臂6优选可围绕水平铰链轴线41多轴移动。
从图6至图9的组合中可以看出,部件3由真空抓手装置1拾取,随后优选如下被转移到输送器区段37:
-通过将输送器区段37的全部或单个输送器元件38移动到布置在支撑结构35的前面部处的储存单元40中,清理在输送器区段37下方用于部件堆积物45的拾取位置25;
-借助于门状引导结构36将真空抓手装置1移动到选定的部件堆积物45处,该部件堆积物45包括进一步加工所需的尺寸的部件3;
-通过借助于致动组件29使支撑部分元件7围绕轴承组件28枢转,将真空抓手装置1调节到抓取部件3所需的工作宽度并调节到工作位置31,其中真空抓手装置1仅部分地接合,优选在相对于部件纵向轴线的前部区域中接合;
-向吸力元件(4、4’)施加真空以拾取部件3,并且通过在进给单元32的y方向上移动真空抓手装置1来在一侧或倾斜地提起部件3,其中真空抓手装置1在支撑臂6处围绕铰链轴线41枢转;
-通过使输送器元件38从储存单元40伸出,使输送器区段37的输送器元件38依次移动到在支撑结构35上方的成角度位置的部件3下方;
-当输送器区段37的输送器元件38已经完全移动到部件3下方时,切断真空抓手装置1处的真空,并将部件3转移到输送器区段37以进一步输送部件3。
由未详细描述的电子控制来提供执行在弯曲机34上加工以及基于该加工移动和调节真空抓手装置1所需的部件尺寸的信息。
还可以在支撑结构35的侧面设置未详细示出的止动元件,借助于该止动元件可以将已转移到输送器区段37的部件3按计划对准或定向。就此而言,被构造为引导梁的止动元件可以优选以受控的方式沿着进给单元32的x轴移动。
另外,在图9中,示出了可选的厚度测量装置42和/或压紧装置43,在优选实施方式中,压紧装置43包括测量指44。
为了确保真空抓手装置1已经拾取了进一步加工所需厚度的部件3,可以借助于测量部件3的前面部的厚度测量装置42或者借助于测量指44来检查厚度。
当使用优选弯曲的测量指44时,基于部件厚度与测量指44的角位置之间的比率经由测量指44相对于其枢转轴承的角位置来确定部件3的厚度,该比率存储在控制器中,对此不做详细描述。通过测量部件厚度,还可以确保真空抓手装置1仅拾取单独一个部件3。
就此而言,借助于弯曲的测量指44向部件3施加附加的压紧力或保持力,测量指44可以同时用作压紧装置43。在该过程中,可以选择该压紧力或保持力,使得仅使用测量指44,并因此防止部件3相对于吸力元件4、4’过度倾斜。
在图10中,示出了由真空抓手装置1在一侧提起的部件3,该部件3由于真空抓手装置1在支撑臂6处围绕铰链轴线41的倾斜而处于部分提起的位置。就此而言,可以通过测量指44额外地固定部件3。从图10中可以清楚地看出,真空抓手装置1与部件3的侧面端部或局部区域接合以将其提起。
最后,在图11中示出了包括进给单元32和弯曲单元33的整个系统。进给单元32又由支撑结构35形成,其中输送器区段37的输送器元件38可以相对于侧面部分39移动。部件3被储存在输送器区段37下方的拾取位置25处,并且可以通过经由支撑臂6布置在门状引导结构36处的真空抓手装置1转移到输送器区段37,并且被进一步输送到弯曲单元33。
在弯曲单元33的区域中,部件3再次从输送器区段37被转移到弯曲单元33,部件3在该弯曲单元中在弯曲机34中被加工。
图1至图11的图示示出了可行的实施方式;然而,在这一点上应注意的是,本发明不限于具体示出的实施方式;相反,各个实施方式的一种或多种组合是可行的。为了简洁起见,没有进行单独的举例说明,并且参照总体描述。
保护范围由权利要求书确定。然而,说明书和附图将用于解释权利要求。示出和描述的不同实施方式的单个特征或特征组合可以构成独立的发明方案。可以从说明书中获得独立发明方案的目的。
本说明书中的值范围的所有指示应理解为它们还包括来自它们的任何和所有子范围;例如,指示1到10应理解为包括从下限1至多到上限10的所有子范围,即以下限1或更大开始并以上限为10或更小结束的所有子范围,例如1至1.7,或3.2至8.1,或5.5至10。
在形式上,最后应注意的是,为了更好地理解结构,某些元件已未经缩放和/或被放大和/或以减小的尺寸而被示出。
附图标记列表
1 真空抓手装置 27 保持元件
2 机床 28 轴承组件
3 部件 29 致动组件
4’ 第一吸力元件 30 待命位置
4 第二吸力元件 31 工作位置
5 支撑部分 32 进给单元
6 支撑臂 33 弯曲单元
7’ 支撑部件 34 弯曲机
7 支撑部分元件 35 支撑结构
8 第一真空发生器 36 门状引导结构
9 第一真空回路 37 输送器区段
10 第二真空发生器 38 输送器元件
11 第二真空回路 39 侧面部分
12 第一组 40 储存单元
13 第二组 41 铰链轴线
14 系统控制器 42 厚度测量装置
15 压缩空气供应装置 43 压紧装置
16 第一传感器设备 44 测量指
17 第二传感器设备 45 部件堆积物
18 真空箱
19’ 第一吸力平面
19 第二吸力平面
20 光学和/或声学警告设备
21 环境监测装置
22 移动区域/加工区域
23 表面
24 切口
25 拾取位置
26 堆积位置

Claims (27)

1.一种用于输送扁平部件的进给单元(32),所述进给单元(32)包括:
-框架状支撑结构(35);
-用于扁平部件(3)的真空抓手装置(1),所述真空抓手装置包括支撑部分(5)、至少一个支撑部分元件(7)、多个第一吸力元件(4’),所述多个第一吸力元件(4’)布置在所述至少一个支撑部分元件(7)处并限定第一吸力平面(19’);
-用于所述真空抓手装置(1)的门状引导结构(36),所述门状引导结构(36)与所述框架状支撑结构(35)相关联;
-在所述框架状支撑结构(35)的侧面部分(39)中延伸的输送器区段(37);
其特征在于:
-所述真空抓手装置(1)另外包括至少一个轴承组件(28)和至少一个致动组件(29),其中所述至少一个支撑部分元件(7)借助于所述至少一个致动组件(29)围绕所述至少一个轴承组件(28)可枢转地安装在所述支撑部分(5)处,并且
-具有多个第二吸力元件(4)的所述真空抓手装置(1)设置在所述支撑部分(5)处,其中所述多个第二吸力元件(4)限定第二吸力平面(19),并且其中具有由所述多个第一吸力元件(4’)限定的第一吸力平面(19’)的所述至少一个支撑部分元件(7)能够从相对于所述第二吸力平面(19)成角度的待命位置(30)围绕所述至少一个轴承组件(28)枢转到与所述第二吸力平面(19)一致的工作位置(31),反之亦然;
-形成所述输送器区段(37)的输送器元件(38)相对于所述进给单元(32)的储存单元(40)是可缩回和可伸出的。
2.根据权利要求1所述的用于输送扁平部件的进给单元(32),其特征在于,所述进给单元为用于扁平部件(3)到弯曲单元(33)的弯曲机(34)的进给单元。
3.根据权利要求1所述的用于输送扁平部件的进给单元(32),其特征在于,所述扁平部件为金属薄板零件。
4.根据权利要求1所述的用于输送扁平部件的进给单元(32),其特征在于,所述扁平部件为金属板。
5.根据权利要求1所述的用于输送扁平部件的进给单元(32),其特征在于,用于真空抓手装置(1)的所述门状引导结构(36)具有支撑臂(6),所述支撑臂是可移动的,并且所述真空抓手装置(1)设置在所述支撑臂处。
6.根据权利要求5所述的用于输送扁平部件的进给单元(32),其特征在于,所述支撑臂能够多轴移动。
7.根据权利要求5所述的用于输送扁平部件的进给单元(32),其特征在于,所述真空抓手装置(1)围绕水平铰链轴线(41)铰接地安装在所述支撑臂(6)处。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的用于输送扁平部件的进给单元(32),其特征在于,在所述支撑部分(5)和/或所述支撑部分元件(7)的与所述第二吸力元件(4)和/或第一吸力元件(4’)相对的一侧或前面部上,设置有用于扁平部件的厚度测量装置(42)。
9.根据权利要求1-7中任一项所述的用于输送扁平部件的进给单元(32),其特征在于,在所述支撑部分(5)和/或所述支撑部分元件(7)的与所述第二吸力元件(4)和/或第一吸力元件(4’)相对的一侧上,设置有用于扁平部件(3)的压紧装置(43)。
10.根据权利要求1至7中任一项所述的用于输送扁平部件的进给单元(32),其特征在于,在所述支撑部分(5)和/或所述支撑部分元件(7)的与所述第二吸力元件(4)和/或第一吸力元件(4’)相对的一侧上,设置有用于扁平部件的组合的压紧装置(43)和厚度测量装置(42)。
11.根据权利要求10所述的用于输送扁平部件的进给单元(32),其特征在于,所述厚度测量装置(42)包括弯曲的测量指(44),所述弯曲的测量指被设置用于施加到待测量的扁平部件(3)上。
12.根据权利要求11所述的用于输送扁平部件的进给单元(32),其特征在于,所述压紧装置(43)被构造为用于控制地启动和释放朝向所述测量指(44)的压紧力,以及用于增加和减小所述真空抓手装置(1)朝向扁平部件的保持力。
13.根据权利要求1-7中任一项所述的用于输送扁平部件的进给单元(32),其特征在于,所述输送器区段(37)的所述输送器元件(38)适于从借助于所述真空抓手装置(1)至少部分地或在一侧被提起的位置移动到扁平部件(3)下方,并以吸收载荷的方式接收所述扁平部件。
14.根据权利要求1-7中任一项所述的用于输送扁平部件的进给单元(32),其特征在于,所述支撑部分元件(7)的所述第一吸力元件(4’)在高度和/或直径方面具有相对于彼此相同的尺寸。
15.根据权利要求1-7中任一项所述的用于输送扁平部件的进给单元(32),其特征在于,所述支撑部分(5)的所述第二吸力元件(4)在高度和/或直径方面具有相对于彼此不同的尺寸。
16.根据权利要求1-7中任一项所述的用于输送扁平部件的进给单元(32),其特征在于,所述第一吸力元件(4’)连接至第一真空回路(9),并且所述第二吸力元件(4)连接至第二真空回路(11)。
17.根据权利要求1-7中任一项所述的用于输送扁平部件的进给单元(32),其特征在于,所述致动组件(29)包括机械和/或气动致动器。
18.根据权利要求1-7中任一项所述的用于输送扁平部件的进给单元(32),其特征在于,所述支撑部分元件(7)包括彼此铰接地连接的多个单独的支撑部件(7’)。
19.根据权利要求1-7中任一项所述的用于输送扁平部件的进给单元(32),其特征在于,在所述支撑部分(5)的相对两侧上,分别设置有一个支撑部分元件(7)。
20.一种用于输送扁平部件(3)的方法,所述方法用于将扁平部件(3)输送到弯曲单元(33)的弯曲机(34),所述方法包括以下步骤:
-提供根据权利要求1至19中任一项所述的用于输送扁平部件的进给单元(32);
-从由所述多个第一吸力元件(4’)限定的第一吸力平面(19’)开始,使所述至少一个支撑部分元件(7)从相对于所述第二吸力平面(19)成角度的待命位置(30)移位到与所述第二吸力平面(19)一致的工作位置(31);
-借助于所述真空抓手装置(1)拾取所述扁平部件(3);
-将所述输送器区段(37)的输送器元件(38)从所述进给单元的所述储存单元(40)中移出;
-借助于所述输送器区段的输送器元件(38)接收所述扁平部件(3);
-从所述扁平部件(3)上松开所述真空抓手装置(1);
-将所述输送器区段(37)上的所述扁平部件(3)输送到所述弯曲单元(33);
-将所述扁平部件转移到所述弯曲单元(33)。
21.根据权利要求20所述的用于输送扁平部件(3)的方法,其特征在于,所述扁平部件是金属薄板零件。
22.根据权利要求20所述的用于输送扁平部件(3)的方法,其特征在于,所述扁平部件是金属板。
23.根据权利要求20所述的用于输送扁平部件(3)的方法,其特征在于,在已经从部件堆积物(45)中拾取所述扁平部件(3)之后,测量部件厚度。
24.根据权利要求20-23中任一项所述的用于输送扁平部件(3)的方法,其特征在于,在已经从部件堆积物(45)中拾取所述扁平部件(3)之后,压紧装置(43)与所述扁平部件(3)的底部侧面接合。
25.根据权利要求20至23中任一项所述的用于输送扁平部件(3)的方法,其特征在于,所述输送器区段(37)的输送器元件(38)从借助于所述真空抓手装置(1)至少部分地或在一侧提起的位置移动到扁平部件(3)下方,并以吸收载荷的方式接收所述扁平部件。
26.一种用于输送扁平部件(3)的方法,所述方法用于将扁平部件(3)输送到弯曲单元(33)的弯曲机(34),所述方法包括以下步骤:
-提供根据权利要求7所述的用于输送扁平部件的进给单元(32);
-从由所述多个第一吸力元件(4’)限定的第一吸力平面(19’)开始,使所述至少一个支撑部分元件(7)从相对于所述第二吸力平面(19)成角度的待命位置(30)移位到与所述第二吸力平面(19)一致的工作位置(31);
-借助于所述真空抓手装置(1)拾取所述扁平部件(3);
-将所述输送器区段(37)的输送器元件(38)从所述进给单元的所述储存单元(40)中移出;
-借助于所述输送器区段的输送器元件(38)接收所述扁平部件(3);
-从所述扁平部件(3)上松开所述真空抓手装置(1);
-将所述输送器区段(37)上的所述扁平部件(3)输送到所述弯曲单元(33);
-将所述扁平部件转移到所述弯曲单元(33);
其中,所述方法还包括以下步骤:-通过将所述输送器区段(37)的全部输送器元件(38)或各个输送器元件(38)移动到所述进给单元的所述储存单元(40)中,清理在所述输送器区段(37)下方的部件堆积物(45)的拾取位置(25),所述储存单元布置在支撑结构(35)的前面部处;
-借助于所述门状引导结构(36)将所述真空抓手装置(1)移动到部件堆积物(45)处,所述部件堆积物(45)包括具有进一步加工所需的尺寸的扁平部件(3);
-借助于致动组件(29)使支撑部分元件(7)围绕轴承组件(28)枢转,将所述真空抓手装置(1)调节到抓取所述扁平部件(3)所需的工作宽度并调节到工作位置(31),其中所述真空抓手装置(1)仅部分地接合;
-向所述第二吸力元件(4)和/或第一吸力元件(4’)施加真空以拾取所述扁平部件(3),并通过在所述进给单元(32)的y方向上移动所述真空抓手装置(1)来提起所述扁平部件(3),其中所述真空抓手装置(1)在所述支撑臂(6)处围绕所述铰链轴线(41)枢转;
-通过使所述输送器元件(38)从所述进给单元的所述储存单元(40)伸出,使所述输送器区段(37)的所述输送器元件(38)移动到在所述支撑结构(35)上方成角度的位置的所述扁平部件(3)下方;
-当所述输送器区段(37)的所述输送器元件(38)已经完全移动到所述扁平部件(3)下方时,切断所述真空抓手装置(1)处的真空,并将所述扁平部件(3)转移到所述输送器区段(37)以进一步输送所述扁平部件(3)。
27.根据权利要求26所述的用于输送扁平部件(3)的方法,其特征在于,借助于致动组件(29)使支撑部分元件(7)围绕轴承组件(28)枢转,将所述真空抓手装置(1)调节到抓取所述扁平部件(3)所需的工作宽度并调节到工作位置(31),其中所述真空抓手装置(1)在相对于部件纵向轴线的前部区域中接合。
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