CN113840789B - 具有机器人单元的基材处理系统及其运行方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基材处理系统，其具有用于给送堆成垛的基材的给送系统(2)和用于加工堆成垛的基材的加工机(1)、特别是用于印刷堆成垛的基材的印刷机(1)，其中，在给送系统(2)和加工机(1)之间设置有机器人单元(3)，并且机器人单元(3)具有一个或两个抓具系统(3.2)，用于分别处理多个基材，机器人单元(3)以如下方式设计，使得：能够由给送系统(2)给送的、选择性地以不同方式堆叠的基材能够得到处理。

Description

具有机器人单元的基材处理系统及其运行方法
技术领域
本发明涉及一种具有用于给送堆成垛的基材的给送系统和用于加工堆成垛的基材的加工机的基材处理系统，以及涉及一种用于使具有用于给送堆成垛的基材的给送系统和用于加工堆成垛的基材的加工机的基材处理系统运行的方法。
背景技术
从JP60-48848A已知，通过抓具以不同的方式处理单张纸堆垛的部分堆垛。
从JP62-8936A和JP62-8937A已知，通过抓具处理部分堆垛。
从DE3937995A1已知，为了使纸张按令分离(Riesabtrennung)而使用可移动的叉。
EP1598293A1公开了一种用于给振动台供料的方法和一种用于执行该方法的装置，总堆垛中的部分堆垛通过抓持机构被传送到振动台。
从EP2128056A1中已知一种用于处理单张纸堆垛或部分堆垛的方法和装置，首先检测堆垛的位置和高度，然后利用先前检测的位置和高度数据，将堆垛或部分堆垛分段抬高并从侧面抓持，然后进行处理。
从EP2923977B1和EP2923978B1已知，使用要借助杆式操纵元件手动操纵的抓持装置将部分堆垛与整个堆垛分开，并将该部分堆垛转移到振动台。
从WO2012/069056A1中已知单张纸堆垛的自动处理和通气或者说吹散(belüften)，其中，使用了具有抓具系统的双臂机器人。
从WO2015/147724A1已知一种抓手，其可以安装在用于处理柔性基材的机器人的臂上，并且其下部指形件被设置用于转移到总堆垛中，以将总堆垛分离成部分堆垛。
从WO2016/148618A1和SE1450359A1中已知一种用于通过双臂机器人上的抓具抓持柔性基材的上部集束的方法，其中，传感器用于扫描基材堆垛，然后使用第一个下抓具指形件旁边的第二下抓具指形件，然后第二个下抓具指形件沿堆垛边棱转移到其最终抓持位置。
WO2015/147725A1公开了一种用于处理柔性基材堆垛的方法，检测到的部分堆垛首先由双臂机器人的抓手带入竖直位置，然后摞放。
DE3718601A1示出一种用于抬高至少一个材料堆垛的装置。
DE10122430A1示出一种在用于印刷厂的生产供应中的缓冲站。
DE10151917A1示出用于连续提供单独单张纸的结构和方法。
发明内容
本发明基于如下目的，提出一种替代的基材处理系统及一种用于运行基材处理系统的替代方法。特别是要提出一种部分或全自动的系统，这种系统适配于或能够适配于不同的要求。
根据本发明，该目的通过一种具有装置独立权利要求的特征的设备和具有方法独立权利要求的特征的方法来实现。有利的改进方案来自从属权利要求、说明书和附图。
本发明的优点在于，提出一种替代的基材处理系统或用于运行基材处理系统的替代的方法。特别是，提出了一个部分或全自动的系统，这种系统适配于或能够适配于不同的要求。
附图说明
下面示例地解释本发明。在此，附图示意性地显示如下：
图1示出具有给送系统、机器人单元和加工机的基材处理系统的俯视图；
图2示出具有加工机和机器人单元的基材处理系统的侧视图；
图3示出具有位于下游的无停顿推纸器的振动台；
图4示出用于自动准备钞票单张纸的系统；
图5示出带有生产供应系统的给送系统，用于运输包含基材堆垛的容器；
图6示出能够输送给基材处理系统的基材堆垛；
图7示出由基材处理系统加工的基材堆垛和被收集的堆垛辅助件；
图8示出真空计数盘，用于计数基材单张纸；
图9示出双臂机器人，具有变换抓具；
图10示出具有布置在框架上的真空计数盘的机器人单元的俯视图；
图11示出布置在框架上的真空计数盘；
图12示出真空计数盘的立体图；
图13示出通过双臂机器人的抓具系统对基材单张纸的处理步骤。
具体实施方式
图1和图2例如示出具有任意的加工机1和机器人单元3的基材处理系统。例如，可以设置有加工单张纸的机器、特别是单张纸印刷机来作为加工机1。加工机1也可以是单张纸轮转印刷机，例如以总成和串联结构形式。加工机1例如可以是如下的印刷机，其对送来的基材、特别是单张纸状或纸片状基材、例如承印材料单张纸进行加工、例如印刷和/或涂漆(或者说抛光)或编号、切割和/或检查。基材处理系统优选用于加工有价票证或钞票材料。
加工机1例如具有推纸器1.1，单张纸状基材可以输送到该推纸器。推纸器1.1可以例如在基材传送方向上跟随有贴靠装置、一个或多个加工装置、例如印刷装置1.2和收纸装置1.3。加工机1优选地包含未详细示出的给送系统，该给送系统通过加工机1对有待加工、例如待印刷或待涂漆或待处理等的基材加以输送。给送系统例如可以具有输送带和/或旋转的单张纸引导滚筒，单张纸引导滚筒通过抓具将基材固定在前边棱上，并且以抓具锁合移交。机器、特别是印刷机也可以具有用于翻转基材的翻转装置。
在收纸装置1.3中，作为给送系统例如可以构造链式给送系统，其具有两个分别沿侧向在收纸装置1.3的机架上引导的收纸装置链，在所述收纸装置链之间布置有将基材输送到收纸装置堆垛的抓具小车。为此，抓具小车可以具有单张纸固定系统，利用该单张纸固定系统可以在前边棱处抓持要输送的基材。从收纸装置链出发，抓持小车可以在抓持小车轨道上沿输送方向被引导到收纸装置堆垛上方，在那里抓持小车释放基材，以便摞放。在收纸装置1.3中可以形成一个或也可以形成多个单张纸堆垛。
除了用于加工堆成垛的基材的处理机1之外，基材处理系统还具有用于给送堆成垛的基材以由处理机1处理的给送系统2。给送系统2具有至少一个供料位置2.1，用于从单独堆叠的基材提供至少一个待由加工机1加工的基材堆垛4。在此，基材的供料位置2.1位于机器人单元3的区域、即工业机器人的工作区域，以便机器人单元可以处理预备的基材。给送系统2优选地提供堆成垛的基材，所述基材例如在托盘状的底板上被给送。由给送系统2提供的基材堆垛4例如可以作为总堆垛或者也可以作为借助堆垛或分离辅助件分开的部分堆垛来提供。此外，所提供的基材堆垛4也可以被封装或密封。所提供的基材堆垛4例如可以在先前的印刷过程中得到印刷。
基材处理系统还具有位于给送系统2和加工机1之间的机器人单元3，所述机器人单元特别地包括双臂机器人3.1。双臂机器人3.1优选地具有两个可以彼此独立地移动的臂，所述臂分别具有抓具系统3.2，抓具系统优选地具有多个、特别优选地至少六个自由度。双臂机器人3.1的抓手系统3.2设计用于分别处理多个基材。例如，抓具系统3.2可以分别包括至少两个抓具指形件，所述抓具指形件可以被设计为可彼此相向移动以进行抓持。抓具系统3.2也可以具有气动连接部、特别是吹散喷嘴。也可以为一个或两个抓具系统3.2分配用于移入基材堆垛4的分离辅助件。
给送系统2尤其以如下方式运行，即，利用所述给送系统能够可选地给送以不同类型堆叠的基材。这尤其意味着，由给送系统2堆叠的基材被带入机器人单元3的作用区域、尤其是进入双臂机器人3.1的抓持区域。在这种情况下，特别是可以由给送系统2对由未分离地堆叠的基材或由通过堆垛辅助件分开的基材构成的基材堆垛4加以给送。由未分离地堆叠的基材构成的或由通过堆垛辅助件分开的基材构成的基材堆垛4优选地通过给送系统2被给送，并且定位在限定的供料位置2.1上。例如，堆垛板6或间隔板7可用作堆垛辅助件。例如，堆垛板6可以在之前的印刷过程中、为了分离各个部分堆垛而插入到有待进一步加工的基材堆垛4中。
在机器人单元3中、特别是通过双臂机器人3.1，可以分别抓取定位在供料位置2.1上的基材堆垛4的部分堆垛，并且因此可以将该部分堆垛的抓取的基材与其余堆垛分开。在此，在机器人单元3中，可以对例如通过堆垛板6形成的部分堆垛中的部分堆垛加以干预或处理。然而，在合适的尺寸设定下，也可以干预或处理由堆垛辅助件形成的整个部分堆垛。在抓持或分离部分堆垛时，部分堆垛的各个基材优选彼此分开、例如散开。
在基材处理系统中，还优选地设置有摞放台，由抓具系统3.2抓持的部分堆垛可以摞放在该摞放台上。摞放台特别是借助抓具系统3.2摞放一个或多个部分堆垛来接收要随后由加工机1加工的基材。已经被接收的基材堆垛4可以从摞放台例如通过给送系统转移到托盘5、特别是无停顿系统托盘5。特别是在无停顿推纸器1.1的设计中，在无停顿系统托盘5上接收的基材堆垛4可以无停顿地输送到加工机1。堆叠在托盘5或无停顿系统托盘5上的单张纸优选地部分或完全自动地给送，例如通过生产供应系统或运输系统。
图3示出优选地设计为振动台8的摞放台，所述摞放台具有可移动(平移)或可枢转的止挡件8.1。由抓具系统3.2放置在振动台8上的基材单张纸可以特别是在振动运动期间，与止挡件8.1对齐。在对齐之后，止挡件8.1可以被移动(平移)或枢转，并且完成振动的部分基材堆垛或基材堆垛4可以被给送到加工机1。特别是，完成振动的部分基材堆垛或基材堆垛4可以转移到无停顿系统托盘5。为了转移，例如可以使用生产供应系统或运输系统将无停顿系统托盘5转移到振动台8的区域中。可以设置有输送带系统、抓具系统和/或推动系统，用于将完成振动的基材堆垛4转移到托盘5或无停顿系统托盘5上。然而，摞放台、尤其是振动台8也可以具有多个对应于不同侧的止挡件，这些止挡件也可以通过适当的选择用于对齐。在此，振动台8可以设置在其摞放面方面根据所选的止挡侧进行调整。例如，可以从两个、三个甚至四个止挡侧中选择一个或两个止挡侧。
加工机1的推纸器1.1优选地设计为无停顿推纸器1.1，通过该推纸器1.1可以将基材堆垛4连续地给送到加工机1进行加工。为此，这种无停顿推纸器1.1可以具有带有承载元件的辅助堆垛载体，所述承载元件穿过无停顿系统托盘5在下方接合剩余堆垛，并且将其抬高以进行进一步处理。在剩余堆垛完成处理时，可以降低空的无停顿系统托盘5并插入新的基材堆垛4。为此，例如可以将新的、特别是完全振动的基材堆垛4移入剩余堆垛下方的另一个无停顿系统托盘5上，并由堆垛承载板抬起。因此，在拉出辅助堆垛架的承载元件的同时，可以借助无停顿推纸器1.1来将堆垛合一。因此，可以无停顿地向加工机1给送待加工的基材。
在基材处理系统运行期间，堆成垛的基材通过给送系统2被给送到机器人单元3，机器人单元3对基材堆垛4加以准备，以由加工机1加工，加工机1对送来的基材特别是全自动地进一步加工。设置在给送系统2和加工机1之间的机器人单元3用抓具系统3.2分别处理多个基材，其中，由给送系统2可选地给送不同类型堆叠的基材。在这种情况下，由未分离地堆叠的基材或由堆垛辅助件分离的基材组成的基材堆垛4可以通过给送系统2给送。
机器人单元3、特别是双臂机器人3.1的一个或多个所述抓具系统3.2特别优选地从给送来的基材堆垛4移开堆垛辅助件。为此，堆垛辅助件可以由双臂机器人3.1的一个或两个抓具系统3.2抓持。堆垛辅助件例如可以是堆垛板6或间隔板7，所述堆垛板或间隔板特别是至少在一些区域中将基材堆垛4的不同部分堆垛彼此机械地分离。通过机器人单元3、特别是双臂机器人3.1的一个或多个抓具系统3.2，堆垛辅助件、特别是堆垛板6和/或隔板7从包含堆垛辅助件的基材堆垛4中移开。堆垛辅助件因此优选地摞放在收集位置和/或收集储器中。
优选地，对诸如堆垛板6和/或隔板7的堆垛辅助件进行分拣和/或收集。例如，为了收集，可以设置有收集位置和/或收集储器，其中，堆垛辅助件、特别是堆垛板6或隔板7由机器人单元3的一个或多个抓具系统3.2摞放。堆垛辅助件、特别是堆垛板6或隔板7例如可以通过双臂机器人3.1的一个或两个抓具系统3.2传送到收集位置上或收集储器中。还可以设置有多个收集位置或收集储器，例如用于不同的堆垛辅助件。这也使得能够分离不同的堆垛辅助件或不同类型的堆垛辅助件。
图4从上方示出例如在生产过程中用于自动准备特别是钞票单张纸的基材处理系统。待加工的基材堆垛4可以从给送系统2给送到机器人单元3。双臂机器人3.1可以利用其抓具系统3.2处理由给送系统2在供料位置2.1上提供的基材堆垛4。此外，在双臂机器人3.1的处理区域中设置有用于堆垛板6的存放处和/或用于隔板7的存放处。例如，双臂机器人3.1可以对齐和/或旋转或翻转在处理区域中接收的部分堆垛。例如，抓持的部分堆垛可以优选地被旋转180°。
图5示出具有生产供应系统2.2的给送系统2的俯视图，其特别是用于传送包含基材堆垛4的容器2.3。生产供应系统2.2可以包含例如可以移动托盘5和/或一个或多个容器2.3的输送带系统，例如输送带。托盘5或容器2.3可以由生产供应系统2.2特别是自动地输送到供料位置2.1或定位在供料位置2.1中。
这种容器2.3可以包含待加工的基材单张纸。优选地，通过容器2.3借助堆垛辅助件、特别是堆垛板6来提供分开的部分堆垛。对容器2.3以基材单张纸或堆垛板6和部分堆垛的装载可以例如由给送系统2或在上游例如手动或自动地进行。这样装载有堆垛板6和基材单张纸的容器2.3可以例如放置到输送带上。借助给送系统2，该容器2.3然后转移到机器人单元3的供料位置2.1以用于自动堆垛准备。在供料位置2.1上，具有例如100至500个基材单张纸的堆垛板6特别是通过双臂机器人3.1被取走。双臂机恭人3.1优选地从堆垛板6取走基材单张纸并且处理或操纵(吹散、弄散(lockern)等)基材单张纸。然后双臂机器人3.1可以将堆垛板6推回到容器2.3中或者也可以将其输送到收集位置或收集储器。
空托盘5或空容器2.3可以优选地由一个或所述生产供应系统2.2运走或移开。生产供应系统2.2可以设计成，已经输送了新的托盘5或新的容器2.3。机器人单元3、特别是双臂机器人3.1因此可以在托盘5和/或容器2.3中持续提供待处理的基材。
特别地，例如操作员可以将具有基材堆垛4的托盘5放置在生产供应系统2.2的输送带上，该输送带将用于竖直移动的托盘5给送到供料位置2.1的调节元件、特别是升降元件。特别地，托盘5由生产供应系统2.2传送到供料位置2.1的区域内的升降框架中。可以根据单张纸规格进行在供料位置2.1中的定位。特别地，托盘5可以通过升降框架被抬高到对应双臂机器人3.1或抓具系统3.2的工作高度。双臂机器人3.1根据定义的抓握模式例如对角地或在前边棱等上尤其是取走定义数量的单张纸。在此，还可以设置为，尤其是在计数过程中或取走时，通过压紧装置固定基材单张纸以防止滑脱。例如，这可以通过在升降框架区域中设置的可移动的压紧装置来完成。在此，例如各最上方的基材单张纸可以通过一个或多个压紧元件从上方固定。
双臂机器人3.1可以抓持基材单张纸后，进行“弄散运动或吹散运动”，同时将基材单张纸运送到摞放侧。摞放侧可以相对于双臂机器人3.1例如与供料位置2.1大致成直角地设置。例如，基材单张纸在那里被摞放在无停顿拨叉件上。在摞放过程中，新的基材堆垛4可以例如通过四侧振动器对齐，作为备选，也可以选择不同的基准边棱。无停顿拨叉件特别是在放置其他部分堆垛时可以向下移动，因此双臂机器人3.1的放置高度保持恒定。如果必须翻转新的基材堆垛4，则可以使用翻转装置。翻转装置可以例如设置在无停顿拨叉件上方。通过翻转装置，单张纸可以例如以一边棱在棒之间被引导，然后翻转杆旋转以进行翻转。这种运动有利地避免了单张纸边棱折弯和折角。
一旦定位在供料位置2.1上的基材堆垛4已完成加工，则承载已处理的基材单张纸的无停顿拨叉件优选地转移到位于地面上的新的无停顿系统托盘5上。无停顿拨叉件优选地竖直降低，直到其承载棒沉入无停顿系统托盘5的凹槽中，以便将基材单张纸转移到无停顿系统托盘5。在移开为无停顿拨叉件设置的前承载梁之后，可以优选地自动移开承载待由加工机1加工的基材单张纸的无停顿系统托盘5。特别地，空托盘5或空容器2.3在机器人单元3的入口侧、特别是在供料位置2.1上被移开。例如，空托盘5可以在双臂机器人3.1下方被传送，特别是传送到储仓中。这也可以使用生产供应系统2.2来完成。
图6例如示出在基材处理系统中由给送系统2给送的基材堆垛4。在左侧，在此示出未准备好的基材堆垛4，如其可以由给送系统2传送到机器人单元3那样。例如，基材堆垛4可具有倾斜或波浪形边棱和/或包含突出的单个或多个单张纸。在右侧示出带有堆垛辅助件的基材堆垛4。例如，基材堆垛4可以包含由堆垛板6或隔板7分隔的部分堆垛。
图7例如示出由基材处理系统加工的基材堆垛4和被收集的堆垛辅助件。可从机器人单元3或由加工机1在托盘5或无停顿系统托盘5上提供已加工的基材堆垛4。在此，基材堆垛4可以优选地作为不带中间插入的堆垛辅助件的对齐的单张纸堆垛来提供。在最初存在的堆垛辅助件中，则堆垛辅助件可以在收集储器或收集位置中备用，特别是用于重复使用。例如，堆垛板6也可以在托盘5上收集。例如，可以在存放处中备有间隔板7。完成的基材堆垛4和/或收集的堆垛辅助件特别是在托盘5上堆叠的堆垛板6和/或收集在储器中的隔板7可以通过物流或运输系统自动重新定位或运输。
在基材处理系统中新的基材堆垛4的供料特别是在限定的供料位置2.1上通过给送系统2进行。在此，基材堆垛4可以由加工机例如以如上所述等方式制造或形成。当由机器人单元3处理基材堆垛4时，部分堆垛优选地从给送来的基材堆垛4上抓持，并且相应部分堆垛的基材被处理，特别是分离或彼此分离、弄散和/或吹散。在这种情况下，输送的基材堆垛4也可以在基材处理系统中由传感器检测，尤其是根据传感器值以不同的方式处理。在此，机器人单元3、特别是双臂机器人3.1的机器人臂或抓具系统3.2优选根据预定的操作指令、依赖于所确定的给送来的基材堆垛4来控制或调节。
必要时，在释放或启动信号之后，放置在限定的供料位置2.1上的基材堆垛4优选地通过堆垛输入监控装置的优选光学的测量系统进行。例如，可以执行对基材堆垛4的几何形状(规格、承载件的尺寸、高度、波纹度等)的测试和/或对堆垛质量的检查(例如针对突出的单张纸)。基材堆垛4的几何形状可以通过光学测量系统检测，例如通过相机、特别是3D相机和/或激光扫描仪检测，并且可以与理想情况进行比较。如果偏差大于所定义水平，则相关的基材堆垛4可以被系统拒绝或不被释放以进行处理。还可行的是，系统将基材堆垛4进行处理，直至达到偏离理想的点或位置，然后通知操作员，以便其可以解决存在的问题(例如，在单个单张纸突出的情况下)。随后，基材堆垛4然后可以进一步由系统进行处理。
在此或在本文中，纸张检测可以优选地通过将确定的数据传输到机器人单元3和/或加工机1、特别是印刷机来进行。特别优选地，必要时，可以通过确定相关的批号来识别上面的基材单张纸。特别是，这可以使得了解当前批次中存在的所有单张纸或基材。该信息优选地被传输到加工机1、例如印刷机，特别是如果加工机是在线连接的。替代地或附加地，可以例如为了归档目的，特别是在系统中进行储存。
此外，还可以对单张纸或基材进行计数。特别是，可以机械地进行单张纸计数。可以通过固定在直线轴或机器人臂或抓具系统3.2或单独臂上的机械传感器将基材单张纸数出到预先设定的数值。例如，在最终加工过程中，可能需要精确数量的基材单张纸。这尤其是通过机械真空计数盘9完成的，并且不能通过间接测量(堆垛高度、光学特征等)来完成。该计数还可用于基材或承印材料的无缝的可追溯性。
例如，图8示出真空计数盘9，真空计数盘可用于基材处理系统中，特别是机器人单元3中，用于以精确到单张纸的精度(Bogengenau)对基材单张纸进行计数。在这种情况下或同时，可以通过测量系统识别分配给基材堆垛4的特征，例如批号。
基材单张纸可通过抓具系统3.2与基材堆垛4分离，使得多个精确计数的基材单张纸与基材堆垛4分离，然后被抓持。对于计数过程，例如可以在基材堆垛4中形成空隙，其中，尤其是楔形板例如可以将部分堆垛与主堆垛分开。在计数过程中，待计数的部分堆垛也可以在单张纸的整个宽度上放置于板上。然后可以使用测量系统、特别是真空计数盘9来计数确定数量的基材单张纸，并且优选地分隔或分离以用于抓握。如果没进行计数，则可以移开或抓住大约数量的基材单张纸。这个量还可以例如由光学高度测量来确定。
根据给送的基材，也可以在机器人单元3中、特别是由双臂机器人3.1执行先前特别是由操作员定义的、带有基材单张纸的运动。该运动尤其可用于散开或弄散基材单张纸。例如，可以根据检测到的特征(例如批号)确定此类信息。
图9例如示出具有变换抓具的双臂机器人3.1。在此，真空计数盘9作为变换抓具直接布置在机器人上或机器人臂上。相应地，真空计数盘9可以被激活或置于适当位置，使得双臂机器人3.1可以与真空计数盘9一起转移到基材堆垛4中。真空计数盘9或机器人臂在规定数量的基材单张纸后停止。然后，例如，基材堆垛4可以向下移动或者带有真空计数盘9的机器人臂以相对移动产生空隙的方式向上移动。然后，抓具系统3.2、例如双臂机器人3.1的相对抓具系统3.2可以抓持到基材堆垛4中并且处理计数的部分堆垛。双臂机器人3.1的具有变换抓具的臂在此期间可以利用抓具转塔、例如在臂上或在外部更换工具，并且在分离时继续前进。
图10示出具有布置在框架10上的真空计数盘9的机器人单元3的俯视图。框架10可以例如与供料位置2.1相邻地设置，并且固定不动地或可移动地实施。框架10可以包含例如一个或多个直线轴，用于可移动地接收真空计数盘9。
图11示出设置在框架10上的真空计数盘9，用于对基材堆垛4的基材单张纸进行计数。在此，真空计数盘9从外部安装在框架10或保持器上。可移动的真空计数盘9移入基材堆4中，直到达到限定数量的基材单张纸。然后，插入两个直接相邻的基材单张纸之间的机械传感器向上移动一段和/或基材堆垛4向下移动一段，以通过相对移动产生空隙。然后，一个或两个抓具系统3.2可以抓持到基材堆垛4中并且抓持并处理已计数的部分堆垛。
图12示出用于以单张纸精度对要处理的基材进行计数的真空计数盘9的立体图。通过机械传感器、特别是在基材之间移动的计数盘9.1，基材以精确到单张纸的精度进行计数，并且在有足够的或预期的数量的情况下被分开，以形成空隙。真空计数盘9可以设置在双臂机器人3.1的臂上或者单独的框架10上或者也可以设置在单独的臂上。
真空计数盘9例如可以具有对计数盘9.1旋转驱动的马达9.3。借助真空软管9.2，可以向计数盘9.1输送负压，该负压在计数盘9.1的下侧用于吸取和抬高最上面的基材单张纸。旋转驱动的计数盘9.1在其周缘上具有至少一个未进一步示出的特殊的凹槽，以便在其旋转过程中单独检测每个基材单张纸。在此，计数盘位置尤其通过测量装置9.4确定。由于计数盘9.1在计数过程中单独地在下方接合每个基材单张纸，因此可以在具有限定数量的基材单张纸的情况下，通过双臂机器人3.1产生用于处理已计数的部分堆垛的空隙。
图13示出可以由双臂机器人3.1针对不同应用和基材执行的一些运动。要执行的运动的选择例如可以预先规定或者可以基于测量值推断出来。此外，基材单张纸可以在摞放之前，沿竖向穿过由两个平行管构成的结构，该结构使限定数量的基材单张纸优选连续地在向上移动期间，从前部和后部特别是交替地弯曲。在各个基材单张纸之间由此产生的相对运动可以表现为进一步的分离步骤。
此外，也可以对基材通气或者说将其吹散，例如在基材被双臂机器人3.1的抓具系统3.2分离或者说释放(entblocken)时。在此，特别是可以在基材单张纸之间吹气，同时基材单张纸借助双臂机器人3.1的抓具系统3.2通过限定的运动被分离或者说释放。通过基材单张纸仅在两个定义的位置处由抓具系统3.2保持，使得基材单张纸的位置“悬浮”。
通过将抓持的部分堆垛放置在摞放台或振动台8上，可以实现对基材单张纸的摞放、收集和对齐。然而，也可以设想的是，在摞放台上集成振动装置。这可确保，基材单张纸符合套准地定位在托盘5或无停顿系统托盘5上。在此，基材单张纸可以在振动装置、特别是振动台8上被收集形成例如1000至10000个单张纸的令并且被对齐。然后，可以将收集的基材单张纸转移到托盘5或无停顿系统托盘5上，并且可以将托盘5或无停顿系统托盘5送入加工机1的推纸器1.1或无停顿推纸器1.1中。这可以在无需操作员另外操纵的情况下完成，以在加工机1(特别是印刷机或精加工机)的推纸器1.1或无停顿推纸恭1.1中的直接换垛，例如用于切割和/或检查。
附图标记列表
1 加工机
1.1 推纸器、无停顿的推纸器
1.2 印刷装置
1.3 收纸装置
2 给送系统
2.1 供料位置
2.2 生产供应系统
2.3 容器
3 机器人单元
3.1 双臂机器人
3.2 抓具系统
4 基材堆垛
5 托盘、无停顿系统托盘
6 堆垛板
7 隔板
8 振动台
8.1 可枢转的止挡件
9 真空计数盘
9.1 计数盘
9.2 真空软管
9.3 马达
9.4 测量装置
10 框架。

Claims (52)

1.一种基材处理系统，具有用于给送堆成垛的基材的给送系统(2)和用于加工堆成垛的基材的加工机(1)，其中，
在给送系统(2)和加工机(1)之间设置有机器人单元(3)，以及
机器人单元(3)具有两个抓具系统(3.2)，用于分别处理多个基材，其特征在于，
所述机器人单元(3)设计成，能够处理能够借助给送系统(2)给送的、选择性地以不同方式堆叠的基材，其中，所述给送系统(2)给送由位于容器(2.3)中并且通过堆垛辅助件分离的基材构成的基材堆垛(4)，并且所述机器人单元(3)包括带有两个用于处理基材堆垛(4)的抓具系统(3.2)并且带有堆垛辅助件的双臂机器人(3.1)，并且所述机器人单元(3)包含抓持基材堆垛(4)的部分堆垛的双臂机器人(3.1)。
2.根据权利要求1所述的基材处理系统，其中，所述给送系统(2)给送由未分离地堆叠的基材构成的基材堆垛(4)。
3.根据权利要求1或2所述的基材处理系统，其中，所述给送系统(2)在相对于所述机器人单元(3)的限定位置上提供基材堆垛(4)。
4.根据权利要求1或2所述的基材处理系统，其中，所述双臂机器人(3.1)抓持基材堆垛(4)的按照精确到单张纸的精度计数的部分堆垛，并且部分堆垛的各个基材彼此分离和/或相互分离。
5.根据权利要求1或2所述的基材处理系统，其中，设置有摞放台，被抓持的部分堆垛能够通过两个抓具系统(3.2)放置在所述摞放台上，并且在所述摞放台和加工机(1)之间，能够由部分堆垛形成基材堆垛(4)。
6.根据权利要求1或2所述的基材处理系统，其中，所述加工机(1)具有无停顿推纸器(1.1)，并且能够向所述加工机(1)无停顿地给送由堆叠起来的部分堆垛构成的基材堆垛(4)。
7.根据权利要求1或2所述的基材处理系统，其中，借助所述给送系统(2)来给送由借助堆垛辅助件分开的基材构成的基材堆垛(4)或具有借助堆垛辅助件分开的基材的容器(2.3)，并且在机器人单元(3)中能够操作堆垛辅助件。
8.根据权利要求1或2所述的基材处理系统，其中，在所述机器人单元(3)中，所述堆垛辅助件能够在加工过程中被移开。
9.根据权利要求1或2所述的基材处理系统，其中，两个抓具系统(3.2)从所给送来的基材堆垛(4)上和/或从容器(2.3)上移开堆垛辅助件。
10.根据权利要求1或2所述的基材处理系统，其中，所述机器人单元(3)的两个抓具系统(3.2)设计用于操作堆垛板(6)和/或隔板(7)。
11.根据权利要求1或2所述的基材处理系统，其中，两个抓具系统(3.2)分拣和/或收集堆垛板(6)和/或隔板(7)。
12.根据权利要求1或2所述的基材处理系统，其中，所述机器人单元(3)具有用于堆垛辅助件的至少一个收集位置和/或收集储器，以及两个抓具系统(3.2)设计用于将堆垛辅助件送至收集位置和/或收集储器。
13.根据权利要求1或2所述的基材处理系统，其中，机器人单元(3)具有用于不同类型的堆垛辅助件的多个收集储器，并且两个抓具系统(3.2)设计用于在相应的收集储器中存放不同类型的堆垛辅助件。
14.根据权利要求1或2所述的基材处理系统，其中，为所述机器人单元(3)配设至少一个测量系统，用于确定给送来的基材单张纸的数量。
15.根据权利要求14所述的基材处理系统，其中，一个或多个测量系统实施为接触基材单张纸的测量系统和/或实施为真空计数盘(9)。
16.根据权利要求14所述的基材处理系统，其中，另一测量系统被设计为光学测量系统。
17.根据权利要求14所述的基材处理系统，其中，所述测量系统具有至少一个能够插入两个在至少部分区域直接相叠放置的基材单张纸之间的传感器。
18.根据权利要求14所述的基材处理系统，其中，一个测量系统或所述测量系统配设给双臂机器人(3.1)的机器人臂，或者配设给在给送系统(2)的供料位置(2.1)的区域内的单独的臂或框架(10)。
19.根据权利要求14所述的基材处理系统，其中，一个测量系统或所述测量系统能够升高和/或基材堆垛(4)能够降低，而测量系统的传感器位于在部分区域直接相叠放置的基材单张纸之间。
20.根据权利要求1或2所述的基材处理系统，其中，所述给送系统(2)具有在机器人单元(3)中的供料位置(2.1)，用于为两个抓具系统(3.2)提供基材，在供料位置(2.1)的区域中，设置有用于沿竖向移动所给送来的基材的调节元件。
21.根据权利要求18所述的基材处理系统，其中，给送系统(2)将位于托盘(5)上的、由未分离地堆叠的基材和/或由借助堆垛辅助件分开的基材或位于容器(2.3)中的基材构成的基材堆垛(4)通过生产供应系统(2.2)输送给所述供料位置(2.1)的升降元件。
22.根据权利要求18所述的基材处理系统，其中，给送系统(2)包括生产供应系统(2.2)，通过所述生产供应系统能够将带有基材堆垛(4)的托盘(5)输送给所述供料位置(2.1)和/或能够将空托盘(5)存放和/或送走。
23.根据权利要求1或2所述的基材处理系统，所述给送系统(2)具有生产供应系统(2.2)，借助所述生产供应系统，空托盘(5)能够储存在机器人单元(3)的区域中和/或储存在储仓中。
24.根据权利要求18所述的基材处理系统，其中，所述机器人单元(3)包含双臂机器人(3.1)，所述双臂机器人对位于所述供料位置(2.1)上的基材堆垛(4)的部分堆垛加以计数和/或抓持，并且将部分堆垛的各个基材彼此分离和/或相互分离。
25.根据权利要求18所述的基材处理系统，其中，设置有关于双臂机器人(3.1)与所述供料位置(2.1)成直角地布置的摞放台，被抓持的部分堆垛能够由两个抓具系统(3.2)放置到所述摞放台上，并且在所述摞放台和加工机(1)之间能够形成由部分堆垛组成的基材堆垛(4)。
26.根据权利要求18所述的基材处理系统，其中，为所述供料位置(2.1)配设有用于竖直移动给送来的托盘(5)的升降框架和/或至少一个用于至少暂时压紧基材的压紧装置。
27.根据权利要求1或2所述的基材处理系统，其中，由机器人单元(3)处理的部分堆垛能够放置在能竖直移动的无停顿拨叉件上，而基材能够借助所述无停顿拨叉件输送给无停顿系统托盘(5)。
28.根据权利要求1或2所述的基材处理系统，其中，所述加工机(1)是用于印刷堆成垛的基材的印刷机。
29.根据权利要求18所述的基材处理系统，其中，所述机器人臂作为变换抓具。
30.一种用于运行基材处理系统的方法，所述基材处理系统具有用于给送堆成垛的基材的给送系统(2)和用于加工堆成垛的基材的加工机(1)，其中，
在所述给送系统(2)和所述加工机(1)之间设置有机器人单元(3)，并且
所述机器人单元(3)具有一个或两个抓具系统(3.2)，用于处理多个基材，
其特征在于，
借助给送系统(2)能够给送由选择性地以不同方式堆叠的基材组成的基材堆垛(4)，
其中，由借助堆垛辅助件分离的基材和位于容器(2.3)中的基材组成的基材堆垛(4)通过所述给送系统(2)给送，
并且借助所述一个或两个抓具系统(3.2)从所给送来的基材堆垛(4)中抓取被计数的部分堆垛，并且借助所述一个或两个抓具系统(3.2)将相应的部分堆垛中的基材彼此分离和/或相互分离。
31.根据权利要求30所述的方法，其中，由未分离地堆叠的基材组成的基材堆垛(4)通过所述给送系统(2)给送。
32.根据权利要求30或31所述的方法，其中，借助所述给送系统(2)在相对于所述机器人单元(3)的限定位置上提供基材堆垛(4)和/或容器(2.3)。
33.根据权利要求30或31所述的方法，其中，所给送来的基材堆垛(4)由传感器检测，并且对由一个或两个所述抓具系统(3.2)抓持的部分堆垛根据传感器值加以处理。
34.根据权利要求30或31所述的方法，其中，机器人单元(3)的机器人臂和/或一个或两个抓具系统(3.2)被与所确定的给送来的基材堆垛(4)相关地、根据预定的操作指令加以控制或调节。
35.根据权利要求30或31所述的方法，其中，借助所述给送系统(2)来给送由借助堆垛辅助件分离的基材构成的基材堆垛(4)或具有借助堆垛辅助件分离的基材的容器(2.3)，并且在机器人单元(3)中对堆垛辅助件加以操作。
36.根据权利要求30或31所述的方法，其中，借助一个或两个抓具系统(3.2)将堆垛辅助件从包含堆垛辅助件的基材堆垛(4)和/或容器(2.3)中移开。
37.根据权利要求30或31所述的方法，其中，由机器人单元(3)的一个或两个抓具系统(3.2)对堆垛辅助件进行分拣和/或收集。
38.根据权利要求30或31所述的方法，其中，借助所述机器人单元(3)的一个或两个抓具系统(3.2)来抓取堆垛板(6)和/或隔板(7)，以进行处理。
39.根据权利要求30或31所述的方法，其中，由双臂机器人(3.1)在加工过程中自动移开堆垛辅助件。
40.根据权利要求30或31所述的方法，其中，堆垛辅助件由一个或两个抓具系统(3.2)给送至收集位置、收集储器和/或容器(2.3)。
41.根据权利要求30或31所述的方法，其中，所给送来的基材堆垛(4)的基材单张纸借助至少一个测量系统加以检测。
42.根据权利要求30或31所述的方法，其中，给送来的基材的数量通过接触基材单张纸的测量方法以精确到单张纸的精度加以确定。
43.根据权利要求30或31所述的方法，其中，根据以不同类型给送来的基材堆垛(4)选择性地激活测量系统，和/或对由一个或两个抓具系统(3.2)抓持的部分堆垛根据测量结果进行处理。
44.根据权利要求41所述的方法，其中，所述测量系统被升高和/或者所述基材堆垛(4)被降低，而测量系统的至少一个传感器位于基材堆垛(4)的至少在部分区域直接相叠放置的基材单张纸之间。
45.根据权利要求41所述的方法，其中，一旦检测到预定数量的基材单张纸，由所述测量系统实现用于抓取基材堆垛(4)的部分堆垛的空隙。
46.根据权利要求30或31所述的方法，其中，要处理的基材由针对一个或两个抓具系统(3.2)的给送系统(2)在限定位置上提供，并且在所述限定位置上借助调节元件竖直移动，以用于处理和/或分离部分堆垛。
47.根据权利要求30或31所述的方法，其中，通过给送系统(2)的生产供应系统(2.2)，将堆叠在托盘(5)上的、由未分离地堆叠的基材和/或由借助堆垛辅助件分离的基材或位于容器(2.3)中的基材构成基材堆垛(4)自动给送。
48.根据权利要求30或31所述的方法，其中，要处理的基材堆垛(4)为了形成由一个或两个抓具系统(3.2)抓取部分堆垛时的空隙而由调节元件降低。
49.根据权利要求30或31所述的方法，其中，由一个或两个所述抓具系统(3.2)处理的部分堆垛被转移到无停顿拨叉件上，所述无停顿拨叉件通过降低无停顿系统托盘(5)来转交基材。
50.根据权利要求30或31所述的方法，其中，借助机器人单元(3)处理的、位于无停顿系统托盘(5)上的基材堆垛(4)被自动给送至加工机(1)的无停顿推纸器(1.1)。
51.根据权利要求30所述的方法，其中，所述加工机(1)是用于印刷堆成垛的基材的印刷机。
52.根据权利要求42所述的方法，其中，给送来的基材的数量通过真空计数盘(9)加以确定。
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