CN113939462B - 用于机床的分拣系统、机床以及用于分拣切割零件的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于机床、特别是用于激光切割机(200)的分拣系统(100)，该机床用于将零件分离，该分拣系统(100)具有夹持器(110)和中间储存装置(120)，夹持器(110)能够在工件区域(30)上方移动，并且构造成接纳来自工件区域(30)的切割零件(10)，中间储存装置(120)能够在工件区域(30)上方移动，并且构造成接纳来自夹持器(110)的切割零件(10)并且构造成将切割零件(10)卸载至储存装置(40)中。

Description

用于机床的分拣系统、机床以及用于分拣切割零件的方法
技术领域
本发明涉及用于机床的分拣系统、机床以及用于分拣切割零件的方法。具体地，本发明涉及根据本发明的用于机床的分拣系统、根据本发明的机床以及根据本发明的用于分拣切割零件的方法。
背景技术
机床用来制造和加工工件。在此上下文中，机床被认为是例如金属板材加工机，特别是激光切割机或流体切割机。为了清楚起见，下面参照激光切割机。在此上下文中，工件被认为是金属工件，特别是金属板材板或替代性地管道。机床从这些工件生产切割零件。
由于机器性能的提高，并且因此缩短了机床的加工时间，分拣系统可能不能在机床所需的加工时间内对完成的切割零件进行分拣。因此，机器可能必须等待分拣系统。
文献US 2014/290453 A1公开了一种分拣系统。
文献EP 3144255 A1描述了一种用于重新包装组合成包装单元的单件货物的装置。该装置包括基部元件，该基部元件能够绕竖向轴线枢转并且至少一个夹持臂和至少一个提升臂连接至该基部元件，每个基部元件包括以铰接方式彼此连接并能够以受控方式移动的多个构件。在夹持臂的自由端处布置有夹持元件，并且在提升臂的自由端处布置有支承元件。
文献US 4781517 A公开了一种机械系统，在该机械系统中，机械工具安装在要在其上执行工作的工件上方的龙门架上。该工具被支承在两个托架上，两个托架中的每一个托架都能够相对于彼此并且相对于龙门架移动。
文献US 2018/155129 A1公开了一种用于管理一个或更多个货物单元上的包装物品的系统，每个货物单元用于装载到多个货物车辆中的一个货物车辆上。该系统包括登记站以识别和传送表征物品中的每个物品的货运数据，从而便于其登记，其中，货运数据包括物理属性和运输信息。注册站包括一个或更多个计算机控制的传感器，以识别物理属性中的至少一些物理属性。该系统还包括构造成用于将物品包装在货物单元上的堆积站，该堆积站包括用于在从下方支承物品的同时运送物品的机械臂。此外，该系统具有控制器，以接收来自登记站的货运数据，并指导系统的操作。
文献2018/079082 A1公开了一种机械手装置，该机械手装置包括可伸长和可缩短的可伸缩手臂、驱动马达和至少一个离合器。该可伸缩臂支承被承载的物体，并且能够被延长和缩短。驱动马达使伸缩臂延伸和缩短。至少一个离合器能够将马达的动力传递到在可伸缩臂中选择的可伸缩臂中的至少一者，以使所选择的至少一个可伸缩臂延伸和缩短。
文献US 5102292 A描述了一种用于卸载纸、纸板、塑料等的毛坯的设备，毛坯以块的形式堆叠在托盘上，并且随后作为毛坯块供应以供进一步处理或临时储存。该设备包括略微可枢转的插入工具以及用于相对于其支承件移动设置在托盘边缘处的毛坯块堆叠的结构元件。各个毛坯块经由插入工具被从其支承件连续地被提升，其中，压力脚防止不期望的移位，并且保持脚固定相应的毛坯块在插入工具上的位置。
文献527527 A公开了一种用于自动将成堆的切除件馈送到用户机器的装置。该装置包括倾斜的支承表面，该倾斜的支承表面适于连续接纳堆叠件，并支承手推车可以在其上滑动的导引件。手推车设置有用于要馈送至机器的堆叠件的支承元件。在支承表面上限定有卸载站，卸载站设置有适合于手推车横穿的停车装置。装载装置设置有提升元件，该提升元件可以在位于用于移除堆叠件的站处的下降位置与位于输出站处的升高位置之间移动，其中，提升元件与手推车的支承元件接合，以便使堆叠件被从提升元件中取出。
文献2014/216223 A1公开了一种用于通过在机床上的切割过程从板状材料制造工件的方法，该机床具有工件支承件，该工件支承件包括可以彼此相对布置以限定位于机器加工区域下方的切割间隙的第一支承表面和第二支承表面。
发明内容
本发明的目的是避免现有技术的缺点，并提供一种用于机床的改进的分拣系统、改进的机床或改进的用于分拣切割零件的方法。
该目的是通过根据本发明的用于机床的分拣系统、根据本发明的机床或根据本发明的用于分拣切割零件的方法来实现。
根据本发明的用于分离零件的机床、特别是激光切割机的分拣系统具有用于控制分拣系统的控制器并且包括夹持器和中间储存装置，该夹持器可以在工件区域上方移动并且构造成接纳来自工件区域的切割零件，而该中间储存装置可以在工件区域上方移动并且构造成接纳来自夹持器的切割零件并且将切割零件卸载到储存装置中。
根据本发明的分拣系统构造成用于分拣或接纳和移除切割零件。分拣系统由夹持器和中间储存装置组成。在分拣期间，可以利用夹持器将切割零件堆叠在可移动的中间储存装置上。然后，可以将具有堆叠的零件的中间储存装置移动至储存装置或存储位置，并将堆叠的零件一起存放在那里。这节省了分拣时的行进距离，并且因此节省了时间。夹持器可以构造成机械地、磁性地和/或通过负压工作。
根据本发明，夹持器和中间储存装置布置在承载件元件上，该承载件元件可以在轨道上沿第一方向移动，并且夹持器和中间储存装置布置成能够在承载件元件上独立于彼此地沿第二方向移动，其中，第一方向和第二方向位于工件区域的一个平面中，工件区域的平面是工件区域所在的平面或与工件区域平行的平面。这可以是入口装置，其中，承载件元件可以沿未切割工件的材料流方向移动。这种类型的入口装置允许以较少的构造工作进行高效处理。
根据本发明，夹持器和中间储存装置各自布置在伸缩臂上，该伸缩臂可以沿垂直于工件区域的平面的方向移动。使用伸缩臂，夹持器和中间储存装置可以容易地且可重复地移动。
通过在分拣系统上使用中间储存装置，减少了分拣时的行进距离。并不是每个零件都被单独运输到储存位置并存放在那里，这导致了长的行进距离。当把零件装载到中间储存装置时，夹持器仅需要覆盖非常短的行进距离，这减少了分拣时间。当中间储存装置装满时，多个零件同时被移动到储存位置，这大大减少了分拣时间。特别是对于小零件和/或在机器中具有短加工时间的零件，在分拣期间可以实现50％的时间节省。分拣系统可以在使用分拣系统的任何地方使用，并且可以通过同时将多个零件运输至更远的距离来节省分拣时间。
储存装置或储存位置本身可以是大厅地板或用于向前运输生产的零件的辅助设备，比如传送带、桌子、手推车、托盘或其他装置。
分拣系统的控制器可以接纳来自机床的控制器或更高级别的控制器的信息、比如切割规划或切割零件的数量、尺寸和布置结构，特别是用于路线规划和路线优化。
根据本发明，夹持器和中间储存装置可以沿垂直于工件区域的平面的方向移动。垂直方向通常对应于竖向，并允许甚至从不同位置接纳切割零件。中间储存装置的高度可以根据装载水平进行调整，以便于夹持器装载。夹持器和中间储存装置可以是模块化的。
还可以设置的是，夹持器和中间储存装置一起布置在伸缩臂上，该伸缩臂可以沿垂直于工件区域的平面的方向移动。这样可以简化构型。然后，可以设置的是，夹持器和/或中间储存装置可以相对于彼此移动以对中间储存装置进行装载，例如在平移轴上。具有夹持器和中间储存装置的伸缩臂的这些单元中的多于一个的单元也可以布置在承载件元件上。
可以设置的是，夹持器和中间储存装置借助于可释放的联接件布置在伸缩臂上。联接器允许部件被快速更换，例如当更换机床的工件时。这可以增加分拣系统的灵活性。自动联接器是可能的，利用该联接器可以在更换站处自动更换夹持器和/或中间储存装置。
还可以设置的是，中间储存装置具有滑动装置，该滑动装置构造成将切割零件推动离开中间储存装置。因此，可以借助于机械、电气或气动装置将装载的零件从中间储存装置移动到储存装置的储存区域。这使得即使在平坦的表面上也可以存放切割零件。
可以设置的是，中间储存装置具有用于切割零件的由多个齿形成的接触表面。因此，中间储存装置的接触表面由类似于叉子的单个齿组成。来自中间储存装置的切割零件被存放在准备块上的储存位置处，中间储存装置的齿被插入在准备块之间。因为块比齿高，所以切割零件可以从中间储存装置被存放在块上。中间储存装置的接触表面，即齿和/或齿之间的空间，可以适应不同的零件尺寸，使得也可以存储小的金属板材零件。中间储存装置可以设置有用于切割零件的基部，使得切割零件不会掉落穿过中间储存装置的间隙。
还可以设置的是，中间储存装置具有用于切割零件的容器。中间储存装置可以设置有诸如收集容器之类的容器或设置有具有用于单个产品的隔间的容器，在这些容器中直接进行分拣。例如，托盘也可以用作中间储存装置。然后，可以将具有切割零件的整个容器存放在储存位置处。这意味着，如果有必要，切割零件随后不再需要装到容器中。
中间储存装置的重心可以是在中心的。中间储存装置可以被构造为其重心在分拣系统的伸缩轴的虚拟延伸部上。因此，分拣系统的联接器承受最低的扭矩负载。
中间储存装置可以布置在分拣系统的第一伸缩臂上。用于对中间储存装置进行装载和卸载的夹持器可以布置在中间储存装置的第二伸缩臂上。
中间储存装置和夹持器可以独立于彼此在它们自身的垂直轴线上旋转。
中间储存装置的接触表面可以由单个的齿组成。齿可以在一端部处附接至横杆。齿的另一端部可能是敞开的。根据零件尺寸和所需的堆叠的零件的数量，可以在横杆上以不同方式定位和紧固单个齿。垂直于横杆的另一个杆可以附连至该横杆。另一个杆可以以一定角度布置在该垂直杆上。这种设计为中间储存装置上的零件提供了尽可能大的空间，伸缩臂上的联接器具有尽可能低的力矩载荷。中间储存装置上的成角度的杆还形成必要的空间，使得布置在第二伸缩臂上的夹持器可以将零件装载和卸载到中间储存装置上。
夹持器可以包括横杆，吸盘或其他夹持器附接至该横杆。根据零件尺寸和形状，吸盘可以布置在横杆上的任何位置。横杆上可能有成角度的杆。需要成角度的杆以对中间储存装置进行装载和卸载。在成角度的杆的端部处可以是伸缩臂的联接器。
从第一伸缩臂和从第二伸缩臂到彼此的最大距离可以由分拣系统的桥的尺寸确定。从第一伸缩臂和从第二伸缩臂到彼此的最小距离可以由必要的安全区域限定。这可能由基于软件的安全距离和机械缓冲组成。
中间储存装置与夹持器之间的最小距离可以由基于软件的安全距离来确定。这可以非常小，例如0.5mm，因为只需要考虑伸缩臂的定位精度以避免碰撞。
中间储存装置的接触表面和中间储存装置上的零件的堆叠高度可以由中间储存装置的设计来确定。在示例中，接触表面可以是400mm×600mm，并且堆叠高度可以是200mm。根据需求开发不同尺寸的中间储存装置是可以想象的。最大尺寸可以由分拣系统的伸缩臂可以承载的最大重量(空载重量+零件)来确定。
根据本发明的机床，特别是激光切割机，构造成用于将切割零件从工件分离，并且包括如上所述的分拣系统。适用同样的如上所述的优点和改型。例如，分拣系统可以布置在机床的更换台上。
根据本发明的用于从机床、特别是激光切割机的工件区域分拣切割零件的方法使用根据本发明的分拣系统并且包括以下步骤
移动夹持器以接纳切割零件；
将切割零件存放在中间储存装置中；以及
将中间储存装置移动至储存装置并对中间储存装置进行卸载。
适用同样的如上所述的优点和改型。
可以设置的是，重复移动步骤和存放步骤，直到中间储存装置装满或所有切割零件都已被接纳为止。这允许最大限度地减少用于分拣切割零件的行进距离。
还可以设置的是，中间储存装置跟随夹持器的移动。以下可以沿着承载件元件和/或在高度上发生。通过这种方式，可以减少夹持器的行进时间，并且因此可以减少用于收集或接纳切割零件的时间。
可以设置的是，切割部件被固定在中间储存装置中。使用固定装置，诸如一叠金属板材零件之类的切割零件可以固定成使得可以实现更快的加速，从而缩短了卸载时间。例如，可以借助于机械操作的钳口或通过索杆构型来实现固定。
通过本文中提到的其余特征，本发明的进一步的优选实施方式将变得明显。
除非在个别情况下另有说明，否则本申请中提到的本发明的各种实施方式可以有利地彼此组合。
附图说明
下面将参照附图在示例性实施方式中解释本发明，其中：
图1示出了用于机床的分拣系统的立体图；
图2示出了根据分拣系统的第一示例性实施方式的夹持器和中间储存装置的立体图；
图3示出了根据分拣系统的第二示例性实施方式的夹持器和中间储存装置的立体图；
图4示出了中间储存装置和储存装置的立体图；
图5示出了具有用于卸载的滑动装置的中间储存装置的示意图；以及
图6示出了具有分拣系统的机床的立体图。
具体实施方式
图1示出了用于机床、特别是激光切割机的分拣系统100，该机床用于分离零件。分拣系统100用于对切割零件10进行分拣，例如，切割零件10已经从工件20切割出来并且布置在工件区域30中、例如布置在格栅或更换台上。
分拣系统100包括夹持器110和中间储存装置120，夹持器110可以在工件区域30上方移动并且构造成从工件区域30接收切割零件10，而中间储存装置120可以在工件区域30上方移动并且构造成从夹持器110接收切割零件10并将切割零件10卸载到储存装置40中。
夹持器110和中间储存装置120布置在可以沿Y方向移动的入口臂或承载件元件130上。为此，承载件元件130可以例如布置成能够在轨道140上移动。
夹持器110和中间储存装置120布置在承载件元件130上，使得它们可以沿X方向彼此独立地移动。X方向和Y方向跨越工件区域30所在或平行于工件区域30的平面。
夹持器110和中间储存装置120各自布置在伸缩臂150上，该伸缩臂150可以沿垂直于工件区域30的平面的Z方向移动。
因此，夹持器110和中间储存装置120可以各自沿三个轴移动，以便对切割零件10进行分拣。夹持器110行进至切割零件10、例如通过一个或更多个吸入盖或吸入脚来接收切割零件10、行进至中间储存装置120并将切割零件10存放在中间储存装置120中。夹持器110还可以包括多个夹持元件，比如吸入盖、夹持元件等，使得可以同时接纳多于一个的切割零件10。
如图所示，中间储存装置120可以具有用于不同切割零件10的多个堆栈或区域。夹持器110还可以被设计成能够绕Z方向旋转，以便更好地将切割零件10分拣在中间储存装置120上，例如将具有相同取向的切割零件10存放在中间储存装置120中。
当中间储存装置120被填满或者所有切割零件10都已被接纳时，中间储存装置120移动到储存装置40，在这里，接纳的切割零件10从中间储存装置120卸载到储存装置40中。
图2示出了各自布置在伸缩臂150上的夹持器110和中间储存装置120的立体图。夹持器110和中间储存装置120各自借助于可释放的联接器160布置在伸缩臂150上。根据要分拣的切割零件10，可以使用不同的夹持器110和/或中间储存装置120。
夹持器110具有基体112，该基体112连接至联接器160的一部分。联接器160的另一部分连接至伸缩臂150。具有吸入盖的夹持元件114布置基体112上，使得切割零件10可以借助于负压保持和运输。
中间储存装置120具有基体122，该基体122连接至联接器160的一部分。联接器160的另一部分连接至伸缩臂150。中间储存装置120具有用于切割零件10的接触表面124，接触表面124由多个齿126形成。齿126平行延伸并且形成用于切割零件10的格栅。
图3示出了一起布置在伸缩臂150上的夹持器110和中间储存装置120的立体图。夹持器110、中间储存装置120和/或伸缩臂150可以构造为如图2所示。还可以设置有联接器。
夹持器110和中间储存装置120借助于中间承载件170布置在伸缩臂150上。夹持器110可以竖向移动，即沿Z方向移动，以便接纳切割零件10。此外，夹持器110可以水平移动，即沿X方向移动，以便将切割零件10存放在中间储存装置120中。中间储存装置120可以具有连续的后壁，该后壁用作用于切割零件10的止动件或保护装置。
图4示出了在将切割零件10卸载到储存装置40期间的中间储存装置120的立体图。在该示例中，储存装置40包括托盘42，多个长形存储块44布置在该托盘42上。存储块44与中间储存装置120的齿126互补。因此，齿126可以在存储块44之间移动，并且通过降低中间储存装置120，切割零件10可以存放在存储块44上。
图5示出了具有用于卸载切割零件10的滑动装置128的中间储存装置120的示意图。滑动装置128包括例如可移动伸缩机构，该可移动伸缩机构用于将切割零件10从接触表面124，即从中间储存装置120推动。以这种方式，切割零件10可以被卸载到任何储存装置中。滑动装置128可以例如经由马达驱动器(图中未示出)移动。
图6示出了具有分拣系统100的呈激光切割机200的形式的机床的立体图。
激光切割机200包括激光切割头202，该激光切割头202构造成用于从在这种情况下为板状形状的金属工件20切割零件。激光切割机200配备有分拣系统100。激光切割机200或激光切割头202构造成切割工件20，比如钢板或金属板。为此，提供在通常至少1kW范围内、优选地大于或等于3kW的激光切割功率。激光切割头202布置在激光处理区域204中。
设置有用于接纳至少一个工件20的激光切割机200的更换台206。激光切割机200还具有用于更换台206的更换站208，该更换站208布置在激光处理区域的外部。
分拣系统100的承载件元件130布置成能够借助于更换台206在更换站208上移动。此处，更换台206对应于分拣系统100的工件区域，或者分拣系统100的工件区域受到更换站208的尺寸的限制。
可移动承载件元件130在轨道140上移动，轨道140附接至更换站208的纵向支承件。这允许分拣系统100沿Y方向移动，即沿工件移动或激光处理区域204的方向移动。如上所述，夹持器110和中间储存装置120两者可以借助于承载件元件130在工件区域上方移动，以便分拣切割零件。
分拣系统100可以通过激光切割机200的控制器控制或连接至控制器。以这种方式，可以传送诸如要分拣的切割零件的位置或切割规划的信息，并且/或者可以协调两台机器的处理步骤和时间。
根据用于分拣来自机床、特别是激光切割机的工件区域的切割零件的方法，可以执行以下步骤。
首先，将夹持器110移动到切割零件10以接纳该切割零件10。夹持器110的行进距离可以规划成是距离优化的并且因此是时间优化的。来自激光切割机200的控制器的数据和/或例如来自相机的传感器数据可以用作该规划的基础。
将接纳的切割零件10存放在中间储存装置120中，该中间储存装置120可以在工件区域上方移动。中间储存装置120可以跟随夹持器的移动。根据中间储存装置120的位置，夹持器110移动至中间储存装置120以存放切割零件10。
可以将切割零件10固定在中间储存装置120中。以这种方式，当在工件区域上方行进并到达储存装置40时，可以实现较大的加速度，由此可以加速将切割零件10从工件区域进行分拣的过程。
可以重复进行夹持器110的移动和切割零件10的存放，直到中间储存装置120装满或直到所有切割零件10都已被接纳为止。
然后，将中间储存装置120移动到储存装置40。在那里，切割零件10被从中间储存装置120卸载到储存装置40中。然后可以重新开始分拣。如果现在对其他切割零件进行分拣，则可能需要借助于联接器更换夹持器110和中间储存装置120。
本文介绍的分拣系统允许切割零件的快速分拣，使得可以提高切割处理期间的效率。

Claims (14)

1.一种用于机床的分拣系统(100)，所述机床用于将零件分离，所述分拣系统具有用于控制所述分拣系统的控制器并且具有夹持器(110)和中间储存装置(120)，所述夹持器(110)能够在工件区域(30)上方移动，并且构造成接纳来自所述工件区域(30)的切割零件(10)，而所述中间储存装置(120)能够在所述工件区域(30)上方移动，并且构造成接纳来自所述夹持器(110)的切割零件(10)并且构造成将所述切割零件(10)卸载到储存装置(40)中，其中，所述夹持器(110)和所述中间储存装置(120)布置在能够在轨道(140)上沿第一方向移动的承载件元件(130)上，其特征在于，所述夹持器(110)和所述中间储存装置(120)布置成能够在所述承载件元件(130)上独立于彼此地沿第二方向移动，其中，所述第一方向和所述第二方向位于所述工件区域(30)的一个平面中，所述工件区域(30)的所述平面是所述工件区域(30)所在的平面或与所述工件区域(30)平行的平面，并且，所述夹持器(110)和所述中间储存装置(120)各自布置在伸缩臂(150)上，所述伸缩臂(150)能够沿垂直于所述工件区域(30)的所述平面的方向移动。
2.根据权利要求1所述的用于机床的分拣系统(100)，其特征在于，所述夹持器(110)和所述中间储存装置(120)借助于可释放的联接器(160)布置在所述伸缩臂(150)上。
3.根据权利要求1或2所述的用于机床的分拣系统(100)，其特征在于，所述中间储存装置(120)具有构造成将切割零件(10)推动离开所述中间储存装置(120)的滑动装置(128)。
4.根据权利要求1或2所述的用于机床的分拣系统(100)，其特征在于，所述中间储存装置(120)具有用于所述切割零件(10)的由多个齿(126)形成的接触表面(124)。
5.根据权利要求1或2所述的用于机床的分拣系统(100)，其特征在于，所述中间储存装置(10)具有用于所述切割零件(10)的容器。
6.根据权利要求1所述的用于机床的分拣系统(100)，其特征在于，所述机床是激光切割机(200)。
7.一种机床，所述机床构造成用于将切割零件(10)从工件(20)分离，所述机床具有根据权利要求1至6中的任一项所述的分拣系统(100)。
8.根据权利要求7所述的机床，其特征在于，设置有用于更换台(206)的更换站(208)，并且，所述分拣系统(100)的所述夹持器(110)和所述中间储存装置(120)布置在所述更换站(208)上，以便能够在所述更换台(206)上方移动，所述更换台(206)对应于所述工件区域(30)。
9.根据权利要求7所述的机床，其特征在于，所述机床是激光切割机(200)。
10.一种用于借助于根据权利要求1至6中的一项所述的分拣系统从机床的工件区域(30)分拣切割零件(10)的方法，所述方法具有以下步骤：
-移动所述夹持器(110)以接纳切割零件(10)；
-将所述切割零件(10)存放在所述中间储存装置(120)中；
-将所述中间储存装置(120)移动至所述储存装置(40)并对所述中间储存装置(120)进行卸载。
11.根据权利要求10所述的用于分拣切割零件(10)的方法，其特征在于，重复移动步骤和存放步骤，直到所述中间储存装置(120)装满或已经接纳所有切割零件(10)为止。
12.根据权利要求10或11所述的用于分拣切割零件(10)的方法，其特征在于，所述中间储存装置(120)跟随所述夹持器(110)的移动。
13.根据权利要求10或11所述的用于分拣切割零件(10)的方法，其特征在于，所述切割零件(10)通过固定装置固定在所述中间储存装置(120)中。
14.根据权利要求10所述的用于分拣切割零件(10)的方法，其特征在于，所述机床是激光切割机(200)。
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