-
EINLEITUNG
-
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein automatisierte Systeme zur Handhabung von eisenfreien, elektrisch leitenden Objekten. Insbesondere betrifft die Erfindung eine elektrodynamische Vorrichtung zum Trennen von eisenfreien, elektrisch leitenden Blechen oder Verbundrohlingen bei der Handhabung und Verarbeitung. Derartige Vorrichtungen sind der Art nach im Wesentlichen aus den Druckschriften
DE 30 29 086 A1 und
DE 10 2009 039 458 A1 bekannt. Bezüglich des weitergehenden Standes der Technik sei an dieser Stelle auf die
DE 10 2008 013 692 A1 verwiesen, die ein Verfahren zum berührungslosen Bewegen von elektrisch leitfähigen Elementen unter Verwendung eines magnetischen Feld beschreibt.
-
Im Fall einer beispielhaften Stanzoperation werden Rohlinge mithilfe des Betriebs eines Materialhandhabungsroboters automatisch in eine Stanzpresse eingeführt. Eine Werkzeug- und Pressformoberfläche der Stanzpresse formt anschließend die empfangenen Rohlinge in eine gewünschte Form. Zur Erleichterung der Stanzoperation wird ein Stapel identisch ausgestalteter Rohlinge in der Nähe der Stanzpresse positioniert. Ein Greiforgan des Roboters wird in eine Position über dem Stapel von Rohlingen bewegt. Dann wird der oberste Rohling mithilfe des Greiforgans ergriffen und von dem Stapel abgehoben und in die Stanzpresse eingeführt.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung anzugeben, mit der sich elektrisch leitende, eisenfreie Rohlinge, die gestapelt sind, energiesparend voneinander trennen lassen.
-
ZUSAMMENFASSUNG
-
Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
-
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine elektrodynamische Vorrichtung zum Trennen elektrisch leitender, eisenfreier leitender Rohlinge während einer Stanzoperation oder während einer beliebigen anderen Operation, bei welcher es wünschenswert ist, einen obersten Rohling von einem Stapel derartiger Rohlinge zu trennen. Die Vorrichtung erregt mehrphasige Wechselstromwicklungen (AC-Wicklungen) eines Stators einer linearen Induktionsmaschine (LIM-Stator), der benachbart zu einem Rand des Stapels positioniert ist. Das Erregen des LIM-Stators erzeugt ein Magnetfeld mit wandernder Welle, welches wiederum einen elektrischen Strom in einen obersten der Rohlinge über das LIM-Prinzip induziert. Der in den obersten Rohling induzierte Strom interagiert mit dem Magnetfeld mit wandernder Welle, um eine Hubkraft zu erzeugen, die ausreicht, um den obersten Rohling von einem benachbarten Rohling und damit von dem Rest des Stapels zu trennen oder um das Trennen zu unterstützen. Als Folge ist die vorliegende Herangehensweise dazu gedacht, die Abhängigkeit von Druckluft, Oberflächenvertiefungen oder andere Methodiken zum Trennen von Rohlingen zu verringern oder zu beseitigen.
-
In einer speziellen Ausführungsform enthält die Vorrichtung einen mehrphasigen LIM-Stator, eine mehrphasige Spannungs- oder Stromversorgung und einen Controller. Der LIM-Stator kann an einer Ecke oder an einem Rand des Stapels positioniert sein, wobei in einer speziellen Ausführungsform zwei LIM-Statoren an entgegengesetzten Ecken entlang eines gemeinsamen Rands des Stapels verwendet werden. Alternativ können mehrere LIM-Statoren entlang des gemeinsamen Rands, entlang entgegengesetzter Seiten oder in einer abgestuften Anordnung entlang den Rändern des Stapels positioniert sein.
-
Der Controller ist programmiert, um mithilfe der Leistungsquelle eine mehrphasige Spannung oder einen mehrphasigen Strom für Phasenwicklungen des mehrphasigen LIM-Stators zu befehlen, wobei die mehrphasige Spannung oder der mehrphasige Strom eine feststehende oder variable Amplitude und Frequenz aufweist. Dies erzeugt das vorstehend erwähnte Magnetfeld mit wandernder Welle, durch welches der elektrische Strom in den obersten Rohling induziert wird. Zusammen mit dem induzierten elektrischen Strom erzeugt das Magnetfeld mit wandernder Welle eine Hubkraft an dem obersten Rohling mit einer Größe, die ausreicht, um den obersten Rohling vom Stapel zu trennen.
-
Der mehrphasige LIM-Stator weist mindestens drei Nuten auf. In einer möglichen Ausgestaltung weist die mehrphasige Spannung oder der mehrphasige Strom drei Phasen auf und der mehrphasige LIM-Stator weist mindestens sechs Nuten auf.
-
Die vorstehend erwähnten Merkmale und Vorteile und andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung ergeben sich leicht aus der folgenden genauen Beschreibung der besten Arten, um die Offenbarung auszuführen, wenn sie in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen gelesen wird.
-
Figurenliste
-
- 1 ist eine schematische Darstellung eines Systems das eine beispielhafte elektrodynamische Vorrichtung zum Trennen elektrisch leitender, eisenfreier Rohlinge aufweist.
- 2 ist eine schematische Darstellung einer beispielhaften elektrodynamischen Vorrichtung, die in dem System von 1 verwendet werden kann.
- 3 ist eine schematische Darstellung der elektrodynamischen Vorrichtung und eines Stapels aus elektrisch leitenden, eisenfreien Rohlingen, wobei ein erzeugtes Magnetfeld und erzeugte Stromdichten an den Rohlingen dargestellt sind.
- 4 ist eine Aufzeichnung einer Wellenraumverteilung, wobei eine Winkelposition auf der horizontalen Achse dargestellt ist und eine Größe auf der vertikalen Achse dargestellt ist.
- 5 ist ein Flussdiagramm, das ein beispielhaftes Verfahren zum Trennen elektrisch leitender, eisenfreier Rohlinge unter Verwendung der in 1 gezeigten elektrodynamischen Vorrichtung darstellt.
-
GENAUE BESCHREIBUNG
-
Mit Bezug auf die Zeichnungen, bei denen gleiche Bezugszeichen in den mehreren Ansichten gleiche Komponenten bezeichnen, ist in 1 ein elektrodynamisches System 10 in Übereinstimmung mit einer möglichen beispielhaften Ausführungsform gezeigt. Das System 10 kann als Teil einer Stanzoperation in einem Fertigungsprozess verwendet werden, der elektrisch leitende, eisenfreie Rohlinge 18 verwendet, d.h. ebene Scheiben oder Blätter aus einem elektrisch leitenden, nicht magnetischen Material wie etwa Aluminium, Magnesium, oder aus beschichtetem Kunststoff und/oder Verbundmaterialien mit einer leitenden Schicht. Das System 10, von dem Elemente mithilfe eines Controllers 50 unter Verwendung eines beispielhaften Verfahrens 100, das in 5 gezeigt ist, gesteuert werden können, soll den Bedarf zum Trennen eisenfreier Rohlinge unter Verwendung von Druckluft, Randvertiefungen oder anderer Separationstechniken beseitigen.
-
Wie vorstehend allgemein erwähnt wurde, kann eine Stanzpressenoperation einen Materialhandhabungsroboter 12 verwenden, wobei Abschnitte von diesem in 1 in einem schematischen Einschub 11 zur Einfachheit der Darstellung gezeigt sind. Ein derartiger Roboter 12 kann einen Roboterarm 13 und ein Greiforgan 14 enthalten. In der speziellen gezeigten Konfiguration kann das Greiforgan 14 mithilfe eines Schlauchs 15 mit einem Unterdruck versorgt werden, sodass das Greiforgan 14 eine Saugkraft auf eine Hauptoberfläche 20 eines obersten Rohlings 18U in einem Stapel 16 aus identisch ausgestalteten Rohlingen 18 aufbringen und dadurch den obersten Rohling 18U sicher ergreifen und abheben kann. Andere Ausführungsformen können Greifer, welche die Rohlinge 18 direkt ergreifen, oder die Verwendung eines (nicht gezeigten) Systems mit einer Hochgeschwindigkeits-Förderbandzufuhr anstelle des Roboters 12 umfassen. Der oberste Rohling 18U, der von dem Greiforgan 14 abgehoben wurde, wird dann in eine (nicht gezeigte) Stanzpresse eingeführt, wobei der Roboterarm 13 zwischen der Stanzpresse und dem Stapel 16 hin- und herverschwenkt, bis alle Rohlinge 18 in dem Stapel 16 der Reihe nach in die Presse eingeführt worden sind.
-
Das in 1 gezeigte System 10 enthält einen oder mehrere elektrodynamische Vorrichtungen 40, die jeweils betrieben werden können, um die Rohlinge 18 mithilfe einer Trennkraft zu trennen, die aus einem erzeugten Magnetfeld und einem induzierten elektrischen Strom erzeugt wird. Wie nachstehend mit Bezug auf 2-4 beschrieben wird, kann jede elektrodynamische Vorrichtung 40 einen länglichen Stator 41 einer linearen Induktionsmaschine (LIM-Stator) enthalten, der an einer Ecke des Stapels 16 positioniert ist. Zwei derartige elektrodynamische Vorrichtungen 40 können an verschiedenen Ecken des Stapels 16 entlang eines gemeinsamen Rands 23 des Stapels 16 positioniert sein. Eine lineare Induktionsmaschine oder LIM ist ein Spezialmotor, der verwendet werden kann, um eine geradlinige Bewegung zu erzielen. Im Allgemeinen wird, wenn der LIM-Stator 41 der elektrodynamischen Vorrichtung 40 durch eine ausgeglichene mehrphasige Leistungsversorgung elektrisch erregt wird, eine wandernde Magnetflusswelle erzeugt, die sich entlang einer Oberfläche 49 (siehe 3) des LIM-Stators 41, die den Rohlingen 18 zugewandt ist, ausbreitet. Als Folge wird ein elektrischer Strom in den Rohlingen 18 induziert. Der induzierte elektrische Strom interagiert mit dem Magnetfeld mit wandernder Welle, um eine lineare Kraft rechtwinklig zum Stapel 16 zu erzeugen, welche hier auf den Stapel 16 als Hubkraft (F) aufgebracht wird, wie in 3 gezeigt ist, wodurch der oberste Rohling 18U auf sanfte Weise von den Rohlingen 18 im Rest des Stapels 16 getrennt wird.
-
Da es nur notwendig ist, dass ein Rand des obersten Rohlings 18 von dem Stapel 16 abgehoben wird, um das Ergreifen des obersten Rohlings 18U durch das Greiforgan 14 in ausreichender Weise zu erleichtern, kann ein Paar der Vorrichtungen 40 an verschiedenen Ecken des Stapels 16 entlang eines gemeinsamen Rands 23 des Stapels 16 positioniert sein, wobei eine Stütze 24, etwa eine Stahlsäule, die an den anderen zwei Ecken verwendet wird, eine gewünschte Ausrichtung des Stapels 16 aufrecht erhält, sodass die Rohlinge 18 gleichmäßig gestapelt sind.
-
Die Kraft (F) ist gleich dem Produkt aus einem Magnetfeld (B), einem elektrischen Strom (I) und einer Länge (L) eines gegebenen elektrischen Leiters, in diesem Fall des Materials des obersten Rohlings 18U, d.h. F = B × I × L. Dieses elektromagnetische Grundprinzip wird mithilfe des Verfahrens 100 genutzt, um einen „Rohlingsauffächerungs-“Effekt zu erzeugen, bei welchem die Kraft (F) auf eine gesteuerte und gezielte Weise mithilfe der elektrodynamischen Vorrichtung 40 erzeugt wird, um die Rohlinge 18 voneinander ohne den Bedarf für Druckluft oder andere Trennungstechniken zu trennen.
-
Als Teil eines beispielhaften Stanzbetriebs kann ein optionaler Positionssensor S1 verwendet werden, um eine Position des Greiforgans 14 mit Bezug auf den obersten Rohling 18U zu detektieren, wobei die detektierte Position (Pfeil PX ) an einen Controller 50 übertragen wird. Der Sensor S1 kann ein beliebiger geeigneter Positionssensor sein, etwa ohne Einschränkung ein Halleffekt-Sensor, oder ein Drehgeber. Der Controller 50, z.B. eine oder mehrere Computervorrichtungen mit ausreichendem Speicher (M), einem Prozessor (P) und computerausführbaren Anweisungen, die das Verfahren 100 verkörpern, wie es nachstehend mit Bezug auf 5 offengelegt ist, kann mit dem Materialhandhabungsroboter 12 in Kommunikation stehen, z.B. mit einem separaten Robotercontroller oder Motorsteuerungsprozessor, und programmiert sein, um die Position (Pfeil PX ) zu empfangen.
-
Der Controller 50 von 1 kann dann einen Satz von Steuerungssignalen (Pfeil 22) an die elektrodynamische Vorrichtung 40 übertragen, wie nachstehend mit Bezug auf 2-4 erläutert wird, um das vorstehend erwähnte Magnetfeld mit wandernder Welle in dem Stapel 16 zu erzeugen. Auf diese Weise kann die Steuerung der Vorrichtung 40 mit Bezug auf den Stapel 16 mit der Gesamtbewegung des Materialhandhabungsroboters 12 eng abgestimmt werden, etwa über eine Regelung mit geschlossenem Kreis oder offenem Kreis. Analog können die Steuerungssignale (Pfeil 22) das Erregen nur von bestimmten Abschnitten der Vorrichtung 40 verursachen, wenn die Rohlinge 18 in dem Stanzprozess verbraucht werden und die Höhe des Stapels 16 allmählich abnimmt.
-
2 stellt auf schematische Weise die Vorrichtung 40 dar, welche einen länglichen LIM-Stator 41, den Controller 50 und eine Wechselstrom-Leistungsversorgung (AC-Leistungsversorgung) (PS) 54 enthalten kann. Die Vorrichtung 40 kann einen Prozesscontroller (Cp) 52 enthalten oder der Prozesscontroller 52 kann mit dem Controller 50 in einen einzigen Controller integriert sein. Wenn die Controller 50 und 52 separate Vorrichtungen sind, kann der Prozesscontroller 52 programmiert sein, um den Gesamtprozess des Abhebens und Einführens der Rohlinge 18 in eine Stanzpresse steuern und der Controller 50 kann programmiert sein, um das Versorgen der Vorrichtung 40 mit Leistung mit der Gesamtsequenz des Stanzpressenbetriebs zu koordinieren. Der Prozesscontroller 52 steht in Kommunikation mit der AC-Leistungsversorgung 54, wie in 2 durch den Pfeil 28 mit zwei Spitzen angezeigt ist, welche in verschiedenen Ausführungsformen als mehrphasige Leistungsquelle mit fester Spannung/fester Frequenz (FVFF) oder als mehrphasige Leistungsquelle mit variabler Spannung/variabler Frequenz (VVVF) ausgeführt sein kann.
-
Der in 2 gezeigte LIM-Stator 41 weist einen Statorkern 42 auf, der beispielsweise aus geschichtetem Stahl oder weichmagnetischem Verbundmaterial wie etwa Eisenpulver aufgebaut ist. Der Statorkern 42 definiert eine Vielzahl von Statornuten 43, die wie gezeigt mit Statorwicklungen 44 umwickelt sind. Ein Verhältnis von Polteilung zu Polbreite des LIM-Stators 41 kann für optimale Leistung mindestens 0,1 sein. Die Statorwicklungen 44 sind wie gezeigt mithilfe eines elektrischen Kabels 45 mit der AC-Leistungsversorgung 54 elektrisch verbunden. Auf Befehl durch den Controller 50 und/oder den Steuerungsprozessor 52 können die Statorwicklungen 44 mit einer AC-Spannung oder einem AC-Strom aus der AC-Leistungsversorgung 54 erregt werden und daher mit einer festen oder variablen Frequenz oder Amplitude, um einen elektrischen Strom (I) in den Stapel 16 zu induzieren, wie in 3 am besten gezeigt ist. Der Statorkern 32 kann in einer möglichen Ausführungsform mindestens drei Statornuten 43 aufweisen, und er kann mit einer mehrphasigen Spannung oder einem mehrphasigen Strom mit mindestens zwei Phasen erregt werden. In einer anderen Ausführungsform kann der Statorkern 42 mindestens sechs Statornuten 43 aufweisen und er kann mit einer mehrphasigen Spannung oder einem mehrphasigen Strom mit mindestens drei Phasen erregt werden. Die Erregung der Wicklungen 44 wiederum erzeugt ein Magnetfeld mit wandernder Welle entlang der Oberfläche des LIM-Stators 41 und innerhalb des Stapels 16, der in 1 schematisch gezeigt ist.
-
Die Erzeugung des Magnetfelds mit wandernder Welle ist mit Bezug auf 3 und 4 in weiterem Detail beschrieben. 3 stellt den länglichen LIM-Stator 41 dar, der nahe bei dem Stapel 16 aus Rohlingen 18 positioniert ist. Wenn die Statorwicklungen 44 des LIM-Stators 41 mithilfe der AC-Leistungsversorgung 54 von 2 erregt werden, wird der elektrische Strom (I) in den Stapel 16 in der Nähe jeder Wicklung 44 induziert. Ein Magnetfeld (B), dessen Magnetflusslinien 37 in 3 bei einem zeitlichen Augenblick gezeigt sind, wird in eine Richtung erzeugt, die rechtwinklig zu derjenigen des induzierten elektrischen Stroms (I) verläuft. Das heißt, dass dann, wenn sich der magnetische Fluss, der durch die Flusslinien 37 beispielhaft gezeigt ist, mit den sich verändernden Amplituden der verschiedenen Phasenströme verändert, sich der Magnetfluss mit Bezug auf die Statorwicklungen 44 als ein Magnetfeld mit wandernder Welle bewegt. Der elektrische Strom (I) wird in eine Richtung induziert, die quer zu dem Rand 23 des Stapels 16 verläuft, der sich benachbart zu der Vorrichtung 40 befindet, d.h. aus der Perspektive von 3 betrachtet in die Seite hinein, während das Magnetfeld (B) in eine Richtung weg von der elektrodynamischen Vorrichtung 40 und rechtwinklig zu der Richtung des induzierten elektrischen Stroms (I) übertragen wird. Eine Stromdichte 46 in dem Stapel 16, die entgegengesetzt zu jeder der Statorwicklungen 44 ist, wird sich ebenfalls ändern, wenn die an die Statorwicklungen 44 angelegten Phasenströme ihre Größe verändern, wodurch das Magnetfeld (B) mit wandernder Welle beeinflusst wird. Schließlich wird das Magnetfeld (B) mit wandernder Welle auf den in den Rohlingen 18 des Stapels 16 induzierten elektrischen Strom (I) mit einer Kraft (F) reagieren, welche wiederum dazu tendieren wird, den obersten Rohling 18U vom Rest des Stapels 16 abzuheben.
-
Eine Wellenraumverteilung 60 ist in 4 für eine beispielhafte dreiphasige Konfiguration der elektrodynamischen Vorrichtung 40 bei einem gegebenen zeitlichen Augenblick gezeigt, wobei der Phasenwinkel (°) auf der horizontalen Achse dargestellt ist und eine genormte Amplitude (A) auf der vertikalen Achse dargestellt ist. Wenn die drei Phasenströme IA , IB und IC zueinander phasenverschoben zwischen einer maximalen und einer minimalen Amplitude (A+ bzw. A- ) schwingen, wird eine resultierende magnetomotorische Kraft (MMFR ) in die Richtung von Pfeil W erzeugt. Als Folge wird sich der magnetische Fluss, der in 3 als Linien 37 angezeigt ist, in dem Stapel 16 von 1 und 3 als Magnetfeld mit wandernder Welle nach oben bewegen, sodass die Kraft (F) auf den obersten Rohling 18U auftrifft. Wie vorstehend erwähnt wurde, wird die Kraft (F) als das Produkt aus dem Magnetfeld (B), dem elektrischen Strom (I) und einer Länge (L) des elektrischen Leiters ermittelt, d.h. F = B × I × L.
-
Das heißt, dass alle Rohlinge 18 im Stapel 16 die Kraft (F) erfahren werden, aber der oberste Rohling 18U, der der einzige Rohling 18 in dem Stapel 16 ist, auf dem oben kein benachbarter Rohling 18 liegt, wird zu einer Bewegung ohne Widerstände in die Richtung der Kraft (F) tendieren. In Abhängigkeit von der Kraft (F) kann eine tatsächliche Trennung resultieren, sodass sich ein temporärer Spalt zwischen dem obersten Rohling 18U und dem nächsten Rohling 18 in dem Stapel 16 ausbildet. Beispielsweise kann eine Trennung des obersten Rohlings 18U von etwa 10-20 mm erreicht werden, und von nicht mehr als der Breite der verwendeten Magnete, beispielsweise weniger als etwa 50 mm. Wenn der oberste Rohling 18U in Kontakt mit dem nächsten Rohling 18 bleibt, bleibt die Kraft (F) ausreichend, um den obersten Rohling 18U weg von dem nächsten Rohling 18 zu drängen, wenn der oberste Rohling 18U von dem in 1 gezeigten Greiforgan 14 ergriffen und abgehoben wird.
-
In einem veranschaulichenden Beispiel kann der Stapel 16 von 1 und 3 etwa 350-400 Rohlinge 18 enthalten, die jeweils aus Aluminiumblättern aufgebaut sind, welche etwa 0,80 - 1,2 mm dick sind und etwa 6,50 - 7,0 kg wiegen. Ein typischer rechteckiger Rohling 18 kann Hauptabmessungen von etwa 1,475 m × 1,835 m aufweisen. Für Aluminiumrohlinge 18 mit den vorstehenden Spezifikationen wird eine Kraft (F) von etwa 17 Newton an zwei Ecken des Rohlings 18 entlang des gemeinsamen Rands 23 benötigt, um eine Trennung des obersten Rohlings 18U zu ermöglichen, die für ein anschließendes Abheben durch das Greiforgan 14 ausreicht. Auf dieser Grundlage kann das benötigte Magnetfeld (B) für eine gegebene Anwendung leicht ermittelt werden und die Vorrichtung 40 auf das Bereitstellen des Magnetfelds (B) abgestimmt werden, wie der Fachmann auf dem Gebiet feststellen wird.
-
Analog beeinflusst ein Luftspalt zwischen der Vorrichtung 40 und dem Stapel 16 aus Rohlingen 18 die Kraft (F). Beispielsweise kann das Vergrößern eines derartigen Luftspalts von 3,175 mm (1/8") auf 9,525 mm (3/8") die Kraft (F) um etwa die Hälfte verringern. Auch die Erregungsfrequenz der Statorwicklungen 44 beeinflusst die Kraft (F). Beispielsweise kann für eine Konfiguration mit 400 VAC, 3 Phasen und 4 Polen mit einem Luftspalt von 9,525 mm (3/8"), die auf Aluminiumrohlinge 18 angewendet wird, die 3, 175 mm (1/8") dick sind, die Erregungsfrequenz geringer als 60 Hz sein, z.B. zwischen 40-60 Hz. Auch das Tastverhältnis des LIM-Stators 41 von 2 beeinflusst die Kraft (F), wobei das Tastverhältnis in einer beispielhaften Ausführungsform kleiner als 25 % ist oder zwischen 5% und 25% liegt. Als Folge des niedrigen Tastverhältnisses für die beabsichtigte Anwendung können der LIM-Stator 41 und seine zugehörigen Kosten minimiert werden.
-
Mit Bezug auf 5 ist eine beispielhafte Ausführungsform des Verfahrens 100 zum elektrodynamischen Trennen der Rohlinge 18, die vorstehend beschrieben sind, unter Verwendung der elektrodynamischen Vorrichtung 40 von 1 dargestellt. Das Verfahren 100 beginnt mit Schritt S102, bei dem die elektrodynamische Vorrichtung 40 benachbart zu dem Stapel 16 aus Rohlingen 18 positioniert wird, wobei beispielsweise eine elektrodynamische Vorrichtung 40 an einer jeweiligen Ecke des Stapels 16 entlang des gemeinsamen Rands 23 positioniert wird. Beispielsweise kann eine Palette, die den Stapel 16 enthält, auf einer nicht metallischen Basis positioniert sein, sodass der gemeinsame Rand 23 benachbart zu der elektrodynamischen Vorrichtung 40 ist. Das Verfahren 100 geht zu Schritt S104 weiter, sobald der Stapel 16 korrekt an dem Paar von Vorrichtungen 40 positioniert ist. Dann geht das Verfahren 100 zu Schritt S104 weiter.
-
Schritt S104 kann umfassen, dass ermittelt wird, ob sich das Greiforgan 14 von 1 nahe bei der Hauptoberfläche 20 des obersten Rohlings 18U befindet. Schritt S104 kann umfassen, dass die Positionssignale (Pfeil PX ) für den Sensor SX mithilfe des Controllers 50 verarbeitet werden, um zu ermitteln, ob das Greiforgan 14 gerade dabei ist, einen Kontakt mit der Oberfläche 20 des obersten Rohlings 18U herzustellen. In anderen Ausführungsformen kann der Prozesscontroller 52 von 2 den Controller 50 informieren, dass das Greiforgan 14 gerade dabei ist, einen Kontakt mit der Hauptoberfläche 20 herzustellen. Wenn dieser Kontakt unmittelbar bevorsteht, geht das Verfahren 100 zu Schritt S106 weiter.
-
Bei Schritt S106 werden die Statorwicklungen 44 mit einer AC-Spannung oder einem AC-Strom mithilfe der Leistungsversorgung 54 von 2 versorgt, sodass der elektrische Strom (I) in den Stapel 16 induziert wird. Das Magnetfeld (B) mit wandernder Welle und der elektrische Strom (I) bereiten sich in Richtungen aus, die orthogonal zueinander sind. Das Magnetfeld (B) und der elektrische Strom (I) interagieren, um die benötigte Kraft (F) zu erzeugen, und folglich umfasst Schritt S106, dass die Kraft (F) an dem obersten Rohling 18U unter Verwendung des induzierten elektrischen Stroms (I) und des Magnetfelds (B) mit wandernder Welle erzeugt wird. Die Kraft (F) weist eine Größe auf, die ausreicht, um den obersten Rohling 18U von einem benachbarten Rohling 18 in dem Stapel 16 zu trennen. Als Teil des Verfahrens 100 kann das Greiforgan 14 mithilfe des Controllers 50 von 1 gesteuert werden, um den obersten Rohling 18U beispielsweise unter Verwendung einer Ansaugung oder von Greifern abzuheben.
-
Schritt S108 kann umfassen, dass eine Operation der elektrodynamischen Vorrichtung 40 gesteuert wird, während sich der Materialhandhabungsroboter 12 in dem Prozess des Einführens eines Rohlings 18 in eine Stanzpresse befindet.
-
Schritt 108 kann umfassen, dass nur vorgesehene Abschnitte des LIM-Stators 41 erregt werden, wenn die Höhe des Stapels 16 abnimmt, d.h., wenn die Rohlinge 18 verbraucht werden. Beispielsweise können (nicht gezeigte) Schalter oder Relais verwendet werden, um zunehmend niedrigere Abschnitte des LIM-Stators 41 zu erregen, sodass eine gesamte „aktive Höhe“ des LIM-Stators 41 in Verbindung mit Verringerungen bei der Höhe des Stapels 16 allmählich verringert wird. Die Zykluszeit des Roboters 12 bei einer Bewegung zwischen Rohlingen 18 kann etwa 6 Sekunden betragen, oder nur etwa 2 Sekunden in einem Hochgeschwindigkeitssystem mit Förderbandzufuhr, was folglich eine Justierung des LIM-Stators 41 bei einer derartigen Ausführungsform innerhalb des bereitgestellten Zeitfensters erfordert.
-
Unter Verwendung der vorstehend beschriebenen elektrodynamischen Vorrichtung 40 können Rohlinge 18 aus Aluminium oder einem anderen eisenfreien, elektrisch leitenden Material voneinander ohne die Verwendung von Druckluft oder anderen Trennungstechniken getrennt werden. Durch Beseitigen von Vorrichtungen wie etwa Luftmessern oder Luftdüsen zum Aufspreizen der Rohlinge 18 kann es möglich sein, die Kosten, die Luftreinheitsprobleme und Verriegelungsanforderungen zu vermeiden, die bei der Verwendung von Druckluft als Anlagennetzwerk geläufig sind, sowie den Durchsatz der Stanzpressenoperation im Vergleich mit herkömmlichen Luftauffächerungsverfahren zu erhöhen. Der Durchsatz kann weiter erhöht werden, indem der Roboter 12 von 1 durch ein Hochgeschwindigkeitssystem mit Förderbandzufuhr ersetzt wird, z.B. indem der oberste Rohling 18U auf ein (nicht gezeigtes) Förderband gelegt wird, nachdem der oberste Rohling 18U an dem gemeinsamen Rand 23 getrennt wurde.
