DE102021119162A1

DE102021119162A1 - Setzvorrichtung, Setzmaschine und Setzverfahren zum Setzen einer Linie in einer Werkzeugträgerplatte

Info

Publication number: DE102021119162A1
Application number: DE102021119162.9A
Authority: DE
Inventors: Robin Guggolz
Original assignee: Karl Marbach GmbH and Co KG
Current assignee: Karl Marbach GmbH and Co KG
Priority date: 2021-07-23
Filing date: 2021-07-23
Publication date: 2023-01-26
Anticipated expiration: 2041-07-24
Also published as: DE102021119162B4

Abstract

Es wird eine Vorrichtung (100) zum automatischen Setzen einer Linie (20) in einen Schlitz einer Werkzeugträgerplatte (10) bereitgestellt. Die Vorrichtung (100) umfasst eine betätigbare Greifeinrichtung (120), welche dazu ausgebildet ist, eine Linie (20) zu greifen und in einen in einer Werkzeugträgerplatte vorgefertigten Schlitz teilweise einzusetzen; und wenigstens eine Eindrückeinrichtung (140), welche dazu ausgebildet ist, die durch die Greifeinrichtung (120) teilweise eingesetzte Linie (20) in den Schlitz weiter einzudrücken. Die Greifeinrichtung (120) ist bezüglich der Eindrückeinrichtung (140) in Höhenrichtung bewegbar gelagert, so dass die Greifeinrichtung (120) wahlweise in eine Ausrückposition und eine Einrückposition verfahrbar ist, wobei in der Ausrückposition die Greifeinrichtung (120) von der Eindrückeinrichtung (140) vorsteht, um die Linie (20) zu greifen, und in der Einrückposition die Greifeinrichtung (120) hinter der Eindrückeinrichtung (140) zurückversetzt ist, um die Eindrückeinrichtung (140) für den Eindrückvorgang freizugeben. Ferner werden eine Setzmaschine und ein Setzverfahren bereitgestellt, die die oben beschriebene Vorrichtung (100) involvieren.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft eine Setzvorrichtung, ein Setzverfahren sowie eine Setzmaschine zum automatischen Setzen einer Linie, insbesondere einer Stanzlinie, Rilllinie, Perforationslinie oder Ausbrechlinie in einen Schlitz einer Werkzeugträgerplatte.
STAND DER TECHNIK
Stanz- und Rillwerkzeuge werden in der Verpackungsindustrie eingesetzt, um Verpackungserzeugnisse aus einem Grundmaterial, wie beispielsweise einem Kartonbogen, auszustanzen. Stanz- und Rillwerkzeuge umfassen üblicherweise eine Trägerplatte, die eine Vielzahl an Schnittspalten bzw. Schlitzen aufweist, in denen Stanz- und/oder Rilllinien aus Bandstahl aufgenommen bzw. eingesetzt sind. Die Stanz- und/oder Rilllinien sind in den entsprechenden Schnittspalten bzw. Schlitzen eingeklemmt.
Ausbrechwerkzeuge werden in der Verpackungsindustrie eingesetzt, um gestanzte Verpackungserzeugnisse aus dem Grundmaterial auszubrechen. Sie können ebenso eine Trägerplatte mit Schnittspalten bzw. Schlitzen aufweisen, in denen Ausbrechflachstreifen bzw. Ausbrechkrallen zum Ausbrechen der gestanzten Verpackungserzeugnisse aufgenommen sind.
Als Trägerplatten der oben genannten Werkzeuge können Platten aus Holz, Plexiglas oder einem anderweitigen Material zum Einsatz kommen. Die Schlitze bzw. Schnittspalte sind üblicherweise als Durchgangsspalte in der Trägerplatte ausgebildet. Das bedeutet, dass die Tiefe der Schlitze im Wesentlichen der Dicke der Trägerplatte entspricht. Ein Beispiel für eine derartige Trägerplatte ist in der 1 dargestellt (siehe Trägerplatte 10 mit Schlitzen 30).
Aus dem Stand der Technik ist ferner bekannt, die obengenannten Bandstahllinien manuell in die entsprechenden Schlitze einzusetzen (bzw. einzuschlagen). Dieser manuelle Arbeitsschritt ist zeitaufwendig und kostenintensiv. Ferner erfordert dieser manuelle Arbeitsschritt den Einsatz von geschultem Personal, das in der Lage ist, Bandstahllinien ohne Beschädigung und möglichst präzise aufeinander abgestimmt (insbesondere in der Höhenabstimmung zueinander) einzuschlagen. Denn kleinste Abweichungen in der Höhe zwischen benachbarten Bandstahllinien können die späteren Stanzergebnisse nachteilig beeinflussen.
Aus der EP 2 788 158 B1 ist eine Technik bekannt, bei der im Zusammenhang mit der Herstellung von Ausbrechwerkzeugen Ausbrechstifte und Ausbrechflachstreifen mit Hilfe einer Setzmaschine automatisch in eine Trägerplatte eingesetzt bzw. eingetrieben werden. Die Setzmaschine umfasst hierfür eine Ausbrechflachstreifen-Einbringeinrichtung zum automatischen Einbringen von Ausbrechflachstreifen in bereits vorhandene Schlitze bzw. Schnittspalte. Die Maschine umfasst ferner eine Ausbrechstift-Einbringeinrichtung, welche dazu vorgesehen ist, Ausbrechstifte an gewünschten Positionen automatisch in die Trägerplatte einzutreiben, ohne dass hierfür vorgefertigte Löcher vorhanden sein müssen. Um ein Eintreiben von Ausbrechstiften ohne Löcher zu ermöglichen, schlägt die EP 2 788 158 B1 speziell ausgebildete Ausbrechstifte vor, welche rückseitig (also im Fußbereich der Stifte) spitzwinklig zulaufen und eine Zapfenstruktur aufweisen, mit der sich die Stifte im Material der Trägerplatte verhaken. Die Setzmaschine umfasst ferner eine Steuereinrichtung, welche basierend auf CAD-Daten bzw. einem CAD-Modell die Setzmaschine derart ansteuert, dass sie die Stifte bzw. Ausbrechflachstreifen an genwünschten Positionen der Trägerplatte einzusetzen vermag.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine automatische Setztechnik bereitzustellen, welche imstande ist, Linien, insbesondere Bandstahllinien, in eine Trägerplatte eines Werkzeuges (beispielsweise eines Stanz- und Rillwerkzeuges oder Ausbrechwerkzeuges), flexibel einzusetzen. Insbesondere soll die Technik ermöglichen, Linien, insbesondere Bandstahllinien, unterschiedlicher Abmessung (insbesondere unterschiedlicher Längenabmessung), flexibel und präzise in einer dafür vorgesehenen Werkzeugträgerplatte einzusetzen.
KURZER ABRISS
Zur Lösung der oben genannten Aufgabe sowie weiterer Aufgaben wird gemäß einem ersten Aspekt eine Vorrichtung zum automatischen Setzen einer Linie in einen Schlitz (Schnittspalt) einer Werkzeugträgerplatte bereitgestellt. Die Vorrichtung zum automatischen Setzen der Linie umfasst: eine betätigbare Greifeinrichtung, welche dazu ausgebildet ist, eine Linie zu greifen und in einen in einer Werkzeugträgerplatte vorgefertigten Schlitz teilweise einzusetzen; und wenigstens eine Eindrückeinrichtung, welche dazu ausgebildet ist, die durch die Greifeinrichtung teilweise eingesetzte Linie in den Schlitz weiter einzudrücken. Die Greifeinrichtung ist bezüglich der Eindrückeinrichtung in Höhenrichtung bewegbar gelagert, so dass die Greifeinrichtung wahlweise in eine Ausrückposition und eine Einrückposition verfahrbar ist, wobei in der Ausrückposition die Greifeinrichtung von der Eindrückeinrichtung vorsteht, um die Linie zu greifen, und in der Einrückposition die Greifeinrichtung hinter der Eindrückeinrichtung zurückversetzt ist, um die Eindrückeinrichtung für den Eindrückvorgang freizugeben.
In der folgenden Offenbarung werden die Begriffe Schlitz und Schnittspalt synonym verwendet. Ein jeder Schlitz bzw. Schnittspalt kann mittels geeigneter Schneidtechnik (wie beispielsweise Laserschneiden) an entsprechenden (gewünschten) Positionen der Werkzeugträgerplatte vorgefertigt werden. Jeder vorgefertigte Schlitz kann durch die Trägerplatte hindurchgehend ausgebildet sein. Mit anderen Worten kann sich jeder Schlitz ausgehend von einer Stirnseite der Trägerplatte in Dickenrichtung der Trägerplatte bis zur gegenüberliegenden Rückseite der Trägerplatte erstrecken.
Die Werkzeugträgerplatte (im Folgenden auch kurz Trägerplatte genannt) kann eine beliebige Platte sein, die geeignet ist, als Trägerplatte eines Ausbrechwerkzeuges oder eines Stanz- und/oder Rillwerkzeuges verwendet zu werden. Die Trägerplatte kann insbesondere aus Holz, Plexiglas oder einem anderweitigen Material gefertigt sein. Vorzugsweise kann die Trägerplatte eine Multiplexplatte (eine Furnier-Sperrholzplatte aus wenigstens fünf gleich starken Furnierlagen) oder eine Greenplate®-Platte (eine Platte mit einem Kern aus Holzfaserverbund und Außenlagen aus Furnier) sein. Unabhängig von der konkreten Materialzusammensetzung kann die Trägerplatte eine Dicke zwischen 5 mm und 20 mm, bevorzugt zwischen 9 mm und 20 mm, aufweisen. Entsprechend können die in der Platte vorgefertigten Schlitze eine Tiefe zwischen 5 mm und 20 mm, bevorzugt zwischen 9 mm und 20 mm, aufweisen. Ferner kann die Trägerplatte eine ebene Trägerplatte für ein Flachbett-Stanzwerkzeug oder eine gewölbte Trägerplatte für eine Rotationsstanzmaschine sein.
Die zu setzende Linie kann eine Stanzlinie, Rilllinie, Perforationslinie, Ausbrechlinie oder ein anderweitiger Linientyp sein. Unabhängig von der konkreten Anwendung der Linie kann die Linie aus Bandstahl gefertigt sein. Insbesondere kann die Linie eine gerade Linie oder eine gebogene Linie sein. Die gebogene Linie weist wenigstens einen gebogenen Linienabschnitt (beispielsweise eine seitliche Linienauslenkung) und einen daran anschließenden geraden Linienabschnitt auf. Die Dicke der einzusetzenden Linie ist hierbei derart bemessen, dass sie tendenziell eine etwas geringere Dicke aufweist als der vorgefertigte Schlitz, in welchen die Linie einzusetzen ist. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass die in den vorgefertigten Schlitz eingesetzte Linie fest in der Werkzeugträgerplatte eingeklemmt ist.
Die Greifeinrichtung ist dazu ausgebildet, die Linie zu greifen und in einen in einer Trägerplatte hierfür vorgesehenen Schlitz teilweise einzusetzen. Mit „teilweise Einsetzen“ ist ein Einsetzen der Linie in den vorgefertigten Schlitz bis zu einer vorgegebenen Schlitztiefe gemeint. Diese vorgegebene Schlitztiefe wird so gewählt, dass die im Schlitz teilweise eingesetzte Linie durch den Schlitz ausreichend geführt (nicht mehr verkantet) und ausreichend eingeklemmt ist (also nicht mehr aus dem Schlitz herausfallen kann). Beispielsweise kann die vorgegebene Schlitztiefe derart gewählt sein, dass die Linie nach dem teilweisen Einsetzen mindestens 10 %, jedoch nicht mehr als 50% der Gesamttiefe des Schlitzes in den Schlitz hineinragt. Denkbar ist beispielsweise ein teilweises Einsetzen der Linie bis zu einem Drittel der Gesamttiefe des Schlitzes. Ist beispielsweise die Trägerplatte 15 mm dick und beträgt die Tiefe der vorgefertigten Schlitze jeweils 15 mm so ist ein teilweises Einsetzen der Linien bis zu einer Tiefe von 5 mm gemessen von der Stirnseite der Trägerplatte aus denkbar.
Mit Hilfe der Eindrückeinrichtung wird die durch die Greifeinrichtung teilweise eingesetzte Linie in Richtung ihrer Endposition (Endmontageposition) weiter eingedrückt. Diese Endposition wird im Wesentlichen dann erreicht, wenn die eingedrückte Linie über die gesamte Schlitztiefe eingeklemmt ist. Entspricht die Schlitztiefe der Dicke der Trägerplatte, so kann die Linie der Trägerplatte mit Hilfe der Eindrückeinrichtung bis zur Rückseite der Trägerplatte eingedrückt werden.
Der Vorteil des hier beschriebenen zweistufigen Einsetzmechanismus umfassend ein teilweises Einsetzen der Linie mit Hilfe der Greifeinrichtung und ein anschließendes vollständiges Eindrücken der teilweise eingesetzten Linie bis zur Endposition ist, dass Bandstahllinien unterschiedlicher Dimensionierung in Höhen- und Längsrichtung kontrolliert und präzise eingesetzt werden können. Denn durch die Greifeinrichtung (in Ausrückposition) kann eine Bandstahllinie an ihren Seitenflanken zunächst fest gegriffen und in einen dafür vorgesehenen Schlitz zumindest so weit eingesetzt werden, dass sie nicht mehr aus dem Schlitz herausfallen kann. Anschließend werden die Seitenflanken durch Öffnen und Zurückfahren der Greifeinrichtung freigegeben (Greifeinrichtung befindet sich nun in der Einrückposition), so dass die im Schlitz teilweise eingesetzte Linie mit Hilfe der Eindrückeinrichtung weiter in den Schlitz eingedrückt (versenkt) werden kann, bis die gewünschte Endposition (Endmontageposition) erreicht ist. Der Liniensetzvorgang kann durch die Greifeinrichtung präzise gesteuert werden. Die Höhenausrichtung der Linien kann durch Steuerung der Eindrückeinrichtung präzise und wiederholbar gesteuert werden. Denn die zum Eindrücken benötigte Kraft und Eindrücktiefe können über die Eindrückeinrichtung präzise festgelegt und für jede Linie wiederholt werden. Dies ist beim manuellen Setzen und Einschlagen der Linien nicht möglich.
Die Greifeinrichtung kann wenigstens einen Greifer umfassen, der dazu vorgesehen ist, eine zu setzende Linie entlang ihrer (gegenüberliegenden) Seitenflanken (nachfolgend kurz Linienflanken) zu greifen. Vorteilhaft ist es, wenn die Greifeinrichtung mehrere in Längsrichtung hintereinander angeordnete Greifer aufweist. Hierbei können die mehreren Greifer in der Vorrichtung derart in Längsrichtung angeordnet sein, dass die Greifer eine zu setzende Linie entlang ihrer Längsrichtung greifen können. Die Greifer können hierbei in einen vorgegebenen Abstand zueinander hintereinander angeordnet sein. Entsprechend kann die zu setzende Linie entlang ihrer Längsrichtung von den mehreren Greifern gegriffen werden. Somit ist es möglich, Bandstahllinien mit in Längsrichtung unterschiedlicher Dimensionierung sicher zu greifen und in den Schlitz einzusetzen. Durch das gleichmäßige Greifen einer Bandstahllinie entlang ihrer Längsrichtung mit Hilfe der mehreren Greifer kann auch verhindert werden, dass die Bandstahllinie beim Greifen und teilweisen Einsetzen lokal verbogen wird.
Gemäß einer Implementierung kann die Greifeinrichtung in Längsrichtung einen zentral angeordneten Hauptgreifer sowie wenigstens zwei den Hauptgreifer in Längsrichtung flankierende Unterstützungsgreifer aufweisen. Die Unterstützungsgreifer können beim Einspannen langer Bandstahllinien zum Einsatz kommen, während bei kurzen Bandstahllinien oder gebogenen Bandstahllinien die flankierenden Unterstützungsgreifer nicht oder nur eingeschränkt benutzt werden und hauptsächlich der Hauptgreifer zum Einsetzen der Linie verwendet wird. Bei gebogenen Linien kann der Hauptgreifer entlang des geraden Linienabschnitts angreifen.
Jeder der Greifer kann wenigstens zwei beweglich gelagerte Greifelemente aufweisen. Diese können durch Betätigung wahlweise aufeinander zu (also geschlossen) und voneinander weg bewegt (also geöffnet) werden, um zwischen den jeweiligen Greifelementen eine Linie wahlweise einzuspannen und wieder freizugeben. Zur Betätigung der Greifer bzw. der den Greifern zugeordneten Greifelemente kann eine Betätigungseinrichtung vorgesehen sein. Die Betätigungseinrichtung kann dazu ausgebildet sein, die Greifelemente wahlweise zu öffnen und wieder zu schließen.
Die Betätigungseinrichtung kann ferner dazu ausgebildet sein, die Greifelemente bzw. den Greifer oder die mehreren Greifer der Greifeinrichtung wahlweise in eine Ausrückposition und eine Einrückposition zu verfahren. In der Ausrückposition steht der Greifer bzw. die Greifer von der Eindrückeinrichtung hervor. In der Einrückposition ist der Greifer bzw. die mehreren Greifer hinter der Eindrückeinrichtung zurückversetzt.
Insbesondere kann die Betätigungseinrichtung dazu vorgesehen sein, jeden Greifer der Greifeinrichtung unabhängig voneinander zu betätigen, insbesondere ein- und auszurücken und/oder zu öffnen und zu schließen. Somit wird ein besonders flexibles Greifen von Bandstahllinien unterschiedlicher Form und Länge möglich. Je nach Länge der Bandstahllinie wird lediglich der Hauptgreifer oder der Hauptgreifer zusammen mit den Unterstützungsgreifern betätigt (beispielsweise ausgefahren und geschlossen), um die Linie zu greifen.
Die Eindrückeinrichtung kann eine Eindrückleiste umfassen, welche wenigstens eine Kontaktfläche aufweist, mit der die Eindrückleiste die einzudrückende Linie kontaktiert. Die wenigstens eine Kontaktfläche kann an der Stirnseite der Eindrückleiste ausgebildet sein. Insbesondere kann die wenigstens eine Kontaktfläche an der Stirnseite der Eindrückleiste (um einen vorgegebenen Betrag) hervorstehend ausgebildet sein. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass die wenigstens eine Kontaktfläche beim Einsetzvorgang lediglich mit der einzudrückenden Linie in Berührung kommt. Durch die wenigstens eine hervorstehende Kontaktfläche kann sichergestellt werden, dass die Eindrückleiste nicht mit bereits in der Trägerplatte eingesetzten Linien, die zur einzusetzenden Linie benachbart oder angrenzend angeordnet sind, in Berührung kommt.
Die wenigstens eine Kontaktfläche der Eindrückeinrichtung kann hierbei horizontal eben ausgebildet sein. Alternativ ist auch denkbar, dass die Kontaktfläche an die Form der einzusetzenden Linie, insbesondere an die Form der Schneidflanken einer einzusetzenden Schneidlinie angepasst ist. Insbesondere kann die wenigstens eine Kontaktfläche wenigstens zwei auf die Schneidflanken der Schneidlinie abgestimmte (angeschrägte) Kontaktflächen aufweisen. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass beim Eindrückvorgang der von der Eindrückleiste aufgebrachte Druck auf die Schneidflanken der Schneidlinie verteilt wird und nicht direkt auf die Schneidspitze. Somit kann verhindert werden, dass eine Schneidlinie beim Eindrückvorgang beschädigt oder abgestumpft wird.
Die Eindrückleiste bzw. die wenigstens eine Kontaktfläche der Eindrückleiste kann aus einem weichen Material ausgebildet sein. Dieses Material sollte auf alle Fälle weicher sein als das Material der einzusetzenden Linie (Bandstahllinie). Denkbar ist der Einsatz von Aluminium oder Messing als Material für die Eindrückleiste bzw. die wenigstens eine Kontaktfläche der Eindrückleiste.
Die Eindrückeinrichtung kann ferner einen Wechsel- und Einspannmechanismus umfassen. Dieser kann dazu vorgesehen sein, eine Eindrückleiste mit einer auf die Länge der einzudrückenden Linie abgestimmten Kontaktfläche einzuspannen. Somit kann ein gleichmäßiges und schonendes Eindrücken von Linien unterschiedlicher Länge erreicht werden.
Gemäß einem zweiten Aspekt wird ein Verfahren zum automatischen Setzen einer Linie, insbesondere einer Stanzlinie, Rilllinie, Perforationslinie, Ausbrechlinie oder dergleichen in einen Schlitz einer Trägerplatte, insbesondere einer Werkzeugträgerplatte bereitgestellt. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: Bereitstellen der obengenannten Vorrichtung zum automatischen Setzen einer Linie; Ausrücken der Greifeinrichtung der Vorrichtung in eine Ausrückposition und Greifen einer Linie mit Hilfe der ausgerückten Greifeinrichtung; teilweises Einsetzen der Linie in einen Schlitz einer Werkzeugträgerplatte mit Hilfe der ausgerückten Greifeinrichtung; Einrücken der Greifeinrichtung in eine Einrückposition, um die Eindrückeinrichtung der Vorrichtung freizugeben; und weiteres Eindrücken der in den Schlitz teilweise eingesetzten Linie mit Hilfe der Eindrückeinrichtung, bis die Linie vollständig in den Schlitz eingesetzt ist.
Der Schritt des Greifens der Linie kann ferner den Unterschritt des Greifens einer für den Schlitz vorgesehenen Linie aus einem Magazin oder aus einer die Linie bereitstellenden Übergabeeinrichtung umfassen. Das Magazin oder die Übergabeeinrichtung kann Teil der Vorrichtung oder Teil einer Stanzmaschine sein, wie später noch beschrieben wird. Um die vorgesehene Linie zu greifen, befindet sich die Greifeinrichtung in der Ausrückposition. Das bedeutet, dass die Greifeinrichtung bezüglich der Eindrückeinrichtung vorgerückt (ausgerückt) ist, wodurch die wenigstens eine Linie, ohne von der Eindrückeinrichtung gestört zu werden, durch die Greifeinrichtung gegriffen und eingespannt werden kann.
Der Schritt des teilweisen Einsetzens der Linie in einen Schlitz der Werkzeugträgerplatte kann ferner folgende Unterschritte umfassen: Positionieren der Vorrichtung mit ausgerückter Greifeinrichtung bezüglich des Schlitzes und Bewegen der Vorrichtung in Richtung der Werkzeugträgerplatte, um die von der ausgerückten Greifeinrichtung erfasste Linie in den Schlitz teilweise einzusetzen. Ist die Greifeinrichtung oberhalb der Werkzeugträgerplatte angeordnet, so umfasst der Schritt des Bewegens der Vorrichtung in Richtung der Werkzeugträgerplatte ein Absenken der Vorrichtung in Richtung der Werkzeugträgerplatte. Durch das Absenken wird somit die ausgerückte Greifeinrichtung in Richtung der Trägerplatte bewegt. Der Absenkvorgang kann hierbei so weit erfolgen, bis die ausgerückte Greifeinrichtung mit der in der Greifeinrichtung eingeklemmten Linie in Kontakt mit dem Schlitz der Werkzeugträgerplatte kommt und ein Stück weit in den Schlitz eindringt. Der Schritt des Positionierens der Vorrichtung bezüglich des Schlitzes kann ein Positionieren der Vorrichtung unterhalb oder oberhalb der Werkzeugträgerplatte umfassen und zwar derart, dass die ausgerückte Greifeinrichtung mit eingespannter Linie direkt oberhalb oder unterhalb des Schlitzes, in welchen die Linie eingesetzt werden soll, positioniert ist.
Der Schritt des Einrückens kann ferner die folgenden Unterschritte umfassen: Einrücken der Greifeinrichtung in die Einrückposition, bei der die Greifeinrichtung bezüglich der Eindrückeinrichtung zurückversetzt ist. Mit diesem Einrückschritt wird die im Schlitz voreingedrückte Linie durch die Greifeinrichtung freigegeben. Die Linie wird durch die teilweise Aufnahme im Schlitz gehalten. Ferner kann der Schritt des Eindrückens den Schritt des weiteren Bewegens der Vorrichtung in Richtung der Werkzeugplatte (also weiteres Absenken oder Anheben der Vorrichtung in Richtung der Werkzeugträgerplatte) umfassen, um die Kontaktfläche der Eindrückeinrichtung in Kontakt mit der teilweise eingesetzten Linie zu bringen. Durch die Kontaktierung und das Weiterbewegen (also Absenken oder Anheben) der Vorrichtung kann die Linie mit Hilfe der Eindrückeinrichtung in ihre Endposition weiter eingedrückt werden.
Das Verfahren kann ferner wenigstens einen der folgenden Schritte umfassen: Wegbewegen der Vorrichtung von der Werkzeugträgerplatte nach vollständigem Eindrücken der Linie in den Schlitz; erneutes Ausrücken der Greifeinrichtung der Vorrichtung in die Ausrückposition; und Zurückfahren der Vorrichtung an eine Ausgangsposition oder Übergabeeinrichtung zur Aufnahme einer weiteren Linie. Die Schritte des erneuten Ausrückens und des Zurückfahrens können gleichzeitig oder zeitlich hintereinander abfolgend ausgeführt werden, wobei die zeitliche Abfolge der Schritte beliebig vertauschbar ist.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird eine Setzmaschine zum automatischen Setzen einer Linie, insbesondere einer Stanzlinie, Rilllinie, Perforationslinie, Ausbrechlinie oder dergleichen, in einen Schlitz einer Werkzeugträgerplatte bereitgestellt. Die Setzmaschine umfasst die obengenannte Setzvorrichtung; eine mit der Setzvorrichtung gekoppelte Positionierungseinrichtung, welche dazu ausgebildet ist, die Setzvorrichtung in eine gewünschte Setzposition zu bewegen; und eine Steuereinrichtung zur Ansteuerung der Setzvorrichtung und der Positionierungseinrichtung, wobei die Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit von ausgelesenen CAD-Daten und/oder Sensor-Daten: a) die Positionierungseinrichtung derart anzusteuern, dass sie die Setzvorrichtung zwischen einer gewünschten Setzposition und einer Linienübergabeposition hin und her bewegt; und b) die Setzvorrichtung derart anzusteuern, dass sie eine Linie an der Linienübergabeposition zu greifen und in einen Schlitz der Werkzeugträgerplatte gemäß dem obengenannten Verfahren einzusetzen vermag.
Die Steuereinrichtung der Setzmaschine kann ferner dazu ausgebildet sein, die Eindrückeinrichtung der Setzvorrichtung derart anzusteuern, dass sie eine der Linienlänge entsprechende Eindrückleiste mit Vorsprung auswählt und einspannt.
Ferner kann die Setzmaschine einen Setztisch aufweisen. Dieser kann zur Aufnahme der Werkzeugträgerplatte vorgesehen sein.
Die Setzmaschine kann ferner eine Ablängeinrichtung umfassen. Die Ablängeinrichtung kann einen Schneidstempel zum bedarfsgerechten Ablängen einer Linie umfassen. Die Linie kann eine Bandstahllinie sein.
Ferner kann die Setzmaschine eine Übergabeeinrichtung umfassen, welche wenigstens einen mit der Ablängeinrichtung zusammenwirkenden Übergabegreifer umfasst. Der Übergabegreifer kann wenigstens zwei Greifelemente zum Einspannen der abgelängten Linie umfassen. Ferner kann der Übergabegreifer an den beiden Greifelementen zwei hervorstehend ausgebildete Greifbacken aufweisen. Die Greifbacken sind in Längsrichtung wesentlich kürzer dimensioniert als die dazugehörigen Greifelemente. Durch diese Ausbildung von Greifelementen und an den Greifelementen hervorstehend ausgebildeten Greifbacken wird es möglich, Bandstahllinien unterschiedlicher Länge sicher zu greifen und einzuspannen. Insbesondere ermöglichen die hervorstehenden Greifbacken das Einspannen von gekrümmten Bandstahllinien, da die Greifbacken eine in Längsrichtung beschränkte Greiffläche aufweisen.
Figurenliste
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand der nachfolgenden Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

1 eine beispielhafte Werkzeugträgerplatte mit vorgefertigten Schlitzen zum Einsetzen von Stanz- und Rilllinien zur Herstellung eines Stanzwerkzeugs;
2a bis 2c Ansichten einer Vorrichtung zum automatischen Setzen von Linien gemäß der vorliegenden Erfindung;
3a und 3b Ansichten von Komponenten einer Eindrückeinrichtung zum Eindrücken von Linien in einer Werkzeugträgerplatte gemäß der vorliegenden Erfindung;
4a bis 4c weitere Ansichten einer Komponente einer Eindrückeinrichtung zum Eindrücken von Linien in einer Werkzeugträgerplatte gemäß der vorliegenden Erfindung;
5 eine Setzmaschine zum automatischen Setzen einer Linie gemäß der vorliegenden Erfindung;
6 ein Flussdiagramm, welches ein Verfahren zum automatischen Setzen einer Linie gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;
7a bis 7i Detailansichten der Vorrichtung zum automatischen Setzen gemäß den 2a bis 2c, wobei die Vorrichtung während unterschiedlicher Arbeitsschritte gezeigt ist;
8 eine weitere, isometrische Ansicht der Vorrichtung gemäß den 2a bis 2c beim Eindrückvorgang einer Linie in die Werkzeugträgerplatte.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
1 zeigt schematisch eine Werkzeugträgerplatte 10 zur Aufnahme von Linien 20, insbesondere zur Aufnahme von Stanzlinien 20a und Rilllinien 20b. Die gezeigten Stanzlinien 20a weisen an einem Linienende einen gebogenen Linienabschnitt auf. Wie in 1 dargestellt ist, weist die Werkzeugträgerplatte 10 vorgefertigte Schnittspalte bzw. Schlitze 30 auf, die entsprechend dem Körpernetz der herzustellenden Verpackung in die Werkzeugträgerplatte 10 geschnitten sind. Die Schlitze 30 können durch die Dicke der Werkzeugträgerplatte 10 hindurchgehen. Das heißt, dass die Schlitze von der Stirnseite 10a bis zur Rückseite 10b der Werkzeugträgerplatte 10 reichen können. Die Schlitze können durch Laserschneiden oder eine andere Schneidtechnik in die Werkzeugträgerplatte 10 eingeschnitten sein.
Wie ferner in der 1 dargestellt ist, werden entsprechende Stanzlinien 20a in jene Schlitze 30 eingefügt, welche entlang des Außenumfangs der herzustellenden Verpackung laufen und somit die Verpackung von dem Materialbogen trennen. An Schlitzen, die entlang von Verpackungsfaltkanten verlaufen, werden entsprechende Rilllinien 20b eingesetzt. Gemäß der vorliegenden Erfindung erfolgt das Setzen der Stanzlinien 20a und Rilllinien 20b vollautomatisch mit Hilfe der in Zusammenhang mit den 2-8 beschriebenen Setztechnik.
In Zusammenhang mit den 2a bis 2c wird nun eine erfindungsgemäße Vorrichtung 100 zum automatischen Setzen von Linien 20 (nachfolgend kurz Setzvorrichtung 100) besprochen. 2a zeigt eine Seitenansicht der Setzvorrichtung 100, während die 2b und 2c jeweils eine isometrische Darstellung der Setzvorrichtung 100 zeigen. Die Setzvorrichtung 100 ist insbesondere zum Setzen von Stanzlinien 20a und/oder Rilllinien 20b in einer Trägerplatte 10, wie in 1 gezeigt, geeignet. Jedoch kann die hier beschriebene Setzvorrichtung 100 auch für das Setzen von Perforationslinien, Ausbrechlinien oder dergleichen verwendet werden.
Die Setzvorrichtung 100 (siehe 2a) umfasst eine betätigbare Greifeinrichtung 120, welche dazu ausgebildet ist, eine Linie 20 zu greifen und in einen in einer Werkzeugträgerplatte 10 vorgefertigten Schlitz 30 teilweise einzusetzen. Ferner umfasst die Setzvorrichtung 100 eine Eindrückeinrichtung 140, welche dazu ausgebildet ist, die durch die Greifeinrichtung 120 teilweise eingesetzte Linie 20 in den Schlitz 30 weiter einzudrücken, bis die Linie 20 die gewünschte Montageposition erreicht hat. Die Setzvorrichtung 100 umfasst ferner eine Betätigungseinrichtung 160, die mit der Greifeinrichtung 120 gekoppelt ist.
Die Betätigungseinrichtung 160 ist dazu ausgebildet, die Greifeinrichtung 120 zu betätigen. Die Betätigung der Greifeinrichtung 120 (durch die Betätigungseinrichtung 160) umfasst ein wahlweises (axiales) Aus- und Einrücken der Greifeinrichtung 120 relativ zur Eindrückeinrichtung 140. In den 2a und 2b befindet sich die Greifeinrichtung 120 in einer Ausrückposition P10, in welcher die Greifeinrichtung 120 von der Eindrückeinrichtung 140 vorsteht (in axialer Richtung vorsteht). In der Ausrückposition P10 kann mit Hilfe der Greifeinrichtung 120 eine zu setzende Linie 20 gegriffen und in einen vorgefertigten Schlitz 30 einer Werkzeugträgerplatte 10 eingesetzt werden. Bei diesem Setzvorgang wird die Linie 20 nur teilweise in den Schlitz 30 eingesetzt, d.h. die Linie hat ihre Endposition bzw. Montageposition noch nicht erreicht, wie weiter unten in Zusammenhang mit 6 noch näher beschrieben wird.
In 2c befindet sich die Greifeinrichtung 120 hingegen in einer Einrückposition P20. In der Einrückposition P20 ist die Greifeinrichtung 120 hinter der Eindrückeinrichtung 140 (axial) zurückversetzt. Dadurch wird die Eindrückeinrichtung 140 für einen Eindrückvorgang freigegeben. Die freigegebene Eindrückeinrichtung 140 kann nun die einzusetzenden Linie 20 weiter in einen vorgefertigten Schlitz 30 eindrücken bis die Linie 20 die gewünschte Montageposition erreicht hat. Dieser Eindrückvorgang wird in Zusammenhang mit der 6 nachfolgend noch näher beschrieben.
In Zusammenhang mit den 2a bis 2c wird nun die Greifeinrichtung 120 der Setzvorrichtung 100 weiter beschrieben. Wie aus der Seitenansicht der 2a klar zu erkennen ist, umfasst die Greifeinrichtung 120 mehrere Greifer 121 bis 127. Genauer gesagt weist die Greifeinrichtung 120 sieben Greifer 121 bis 127 auf, welche in Längsrichtung der Vorrichtung beabstandet voneinander angeordnet sind. Der zentral angeordnete Greifer 124 (auch Hauptgreifer genannt) wird jeweils von drei weiteren Greifern (auch Unterstützungsgreifer genannt) in Längsrichtung flankiert. In der 2a sind drei Unterstützungsgreifer 121 bis 123 links vom zentralen Greifer 124 und drei Unterstützungsgreifer 125 bis 127 rechts vom zentralen Greifer 124 angeordnet. Insgesamt umfasst die in der 2a gezeigte Greifeinrichtung sieben Greifer 121 bis 127, die in Längsrichtung hintereinander angeordnet sind. Es versteht sich, dass die Erfindung nicht von der hier genannten konkreten Anzahl an Greifern 121 bis 127 abhängt. Denkbar sind auch Implementierungen, bei denen die Greifeinrichtung 120 lediglich einen Greifer, zwei Greifer oder drei Greifer aufweist, die in Längsrichtung hintereinander angeordnet sind.
Wie ferner aus der 2b ersichtlich ist, umfasst jeder Greifer 121 bis 127 wenigstens zwei betätigbare Greifelemente 121a/121b bis 127a/127b. Die Greifelemente 121a/121b bis 127a/127b können mit Hilfe der oben beschriebenen Betätigungseinrichtung 160 wahlweise aufeinander zu und voneinander weg bewegt werden (also geschlossen und wieder geöffnet werden). Dadurch kann zwischen den jeweiligen Greifelementen 121a/121b bis 127a/127b eine Linie bzw. ein Abschnitt der Linie 20 wahlweise eingespannt (gegriffen) und wieder freigegeben werden kann.
Insbesondere kann die Betätigungseinrichtung 160 derart ausgebildet sein, dass sie mit jedem der Greifer 121 bis 127 individuell gekoppelt ist. Insbesondere kann die Betätigungseinrichtung 160 dazu ausgebildet sein, einen jeden der Greifer 121 bis 127 individuell zu betätigen. Das individuelle Betätigen kann ein individuelles Ausrücken und wieder Einrücken eines jeden Greifers 121 bis 127 umfassen. Ferner kann das individuelle Betätigen ein individuelles Öffnen und Schließen der Greifelemente 121a/121b bis 127a/127b eines jeden Greifers 121 bis 127 umfassen. In den 2a bis 2c sind die Greifer 122 bis 126 ausgerückt, um die Linie 20 entlang ihrer Flanken 21a, 21b in Längsrichtung zu greifen (bzw. einzuspannen). Hingegen bleiben die Greifer 121 und 127 in ihrer eingerückten Position, da sie nicht benötigt werden. Durch die hier beschriebene individuelle Betätigung der Greifer 121 bis 127 können Linien 20 unterschiedlicher Länge entlang ihrer Flanken 21a, 21 stabil und gleichmäßig eingespannt (gegriffen) werden. Abhängig von der Länge der zu greifenden Linie 20 können neben den zentral angeordneten Hauptgreifer 124 ein oder mehrere Unterstützungsgreifer 121 bis 123, 125 bis 127 hinzugeschaltet werden. Dadurch wird ein gleichmäßiges Einspannen (Greifen) der Linie 20 in Längsrichtung ermöglicht und ein Verbiegen der Linie 20 beim Einsetzvorgang vermieden. Ferner können gebogene Linien 20, wie beispielsweise die Linien 20a in 1, entlang ihres geraden Linienabschnittes mit Hilfe des zentral angeordneten Hauptgreifers 124 sicher gegriffen werden. Die Biegung der Linie stellt für die hier beschriebene Greifeinrichtung 120 mit individuell ansteuerbaren Greifern 121 bis 127 kein Hindernis dar. Vielmehr kann durch den Hauptgreifer 124 und die optional zuschaltbaren Unterstützungsgreifer jede Art von gebogener Linie entlang ihres geraden Linienabschnitts sicher gegriffen und anschließend eingesetzt werden.
In 2c befinden sich nun alle Greifer 121 bis 127 in der Einrückposition P20. Ferner sind die Greifer durch die Betätigungseinrichtung 160 derart betätigt, dass sich die Greifelemente 121a/121b bis 127a/127b der jeweiligen Greifer 121 bis 127 in einer geöffneten Stellung befinden. Die Linie 20 ist somit freigegeben und kann durch die nun axial vorstehende Eindrückeinrichtung 140 weiter eingedrückt werden.
Im Folgenden wird nun die Eindrückeinrichtung 140 weiter beschrieben. Die Eindrückeinrichtung 140 umfasst eine Eindrückleiste 144, 145. Diese weist wenigstens eine Kontaktfläche auf, mit der die Eindrückleiste 144, 145 die einzudrückende Linie 20 kontaktiert. Unterschiedliche Implementierungen der Eindrückleiste 144, 145 werden in Zusammenhang mit den nachfolgenden 3a und 3b sowie 4a bis 4c weiter beschrieben.
Die Eindrückeinrichtung 140 umfasst ferner einen Wechsel- und Einspannmechanismus. Dieser Wechsel- und Einspannmechanismus kann in der Form von zwei Greifern 143, 147 realisiert sein, welche in Längsrichtung an den gegenüberliegenden äußeren Enden der Vorrichtung 100 angeordnet sind (siehe insbesondere 2a). Die Greifer 143, 147 können einen Schnellspannmechanismus realisieren. Sie können jeweils zwei Greifelemente umfassen, welche wahlweise auseinander (also geöffnet) und aufeinander zu bewegt (also geschlossen) werden können, um die Eindrückleiste 144, 145 an den äußeren Enden einzuspannen.
In Zusammenhang mit den 3a und 3b wird nun eine Implementierung einer Eindrückleiste 144 weiter beschrieben. Die Eindrückleiste 144 umfasst einen Grundkörper 144b und einen Vorsprung 144a auf. An der Stirnseite des Vorsprungs 144a ist eine Kontaktfläche 144c ausgebildet, mit welcher die Eindrückleiste 144 in Kontakt mit der einzudrückenden Linie 20 kommt. Die Kontaktfläche 144c und der Kontakt mit einer Stanzlinie 20a sind in 3b deutlicher dargestellt. Die Kontaktfläche 144b wirkt direkt auf die spitz zulaufende Schneide 23 der Stanzlinie 20a. Um die Schneide 23 beim Eindrückvorgang nicht zu beschädigen, ist die Eindrückleiste 144 oder alternativ zumindest der Vorsprung 144a mit der Kontaktfläche 144c aus einem weichen Material ausgebildet, welches wesentlich weicher als die einzudrückende Schneidlinie 20a ist.
Wie in 3a weiter gezeigt ist, weist die Kontaktfläche 144c in Längsrichtung in etwa dieselbe Dimensionierung auf wie die einzudrückende Stanzlinie 20a. Somit wird sichergestellt, dass während des Eindrückvorgangs ein gleichmäßiger Druck über die gesamte Länge der Linie 20a ausgeübt wird. Ferner kann durch den oben beschriebenen Wechsel- und Einspannmechanismus 143, 147 die Eindrückleiste 144 schnell ausgewechselt werden. Es ist somit möglich, für jede Linie 20 eine entsprechende Eindrückleiste 144 in die Vorrichtung 100 einzuspannen, deren Kontaktfläche 144b auf die Länge der einzudrückenden Linie 20 individuell abgestimmt ist. Mit anderen Worten können Linien 20 unterschiedlicher Länge durch die hier beschriebene Eindrückeinrichtung 140 schonend und gleichmäßig in die entsprechend vorgesehenen Schlitze 30 eingedrückt werden.
In Zusammenhang mit den 4a bis 4c wird eine andere Implementierung einer Eindrückleiste 145 weiter beschrieben. Die Eindrückleiste 145 gemäß den 4a bis 4c umfasst wiederum einen Grundköper 135b und einen Vorsprung 145a auf. An der Stirnseite des Vorsprungs 145a weist die Eindrückleiste 145 allerding zwei voneinander beabstandete und nach innen geneigte Kontaktflächen 145c und 145d auf (siehe insbesondere 4b sowie 4c, welche den Bereich A in 4b vergrößert darstellt). Durch die hier gezeigte spezielle Geometrie der beiden Kontaktflächen 145c, 145d ist es möglich, dass die Eindrückleiste 145 an den Flanken der Schneide 23 anliegt und nicht direkt an der Schneidspitze 23. Dadurch wird nochmals ein schonenderes Eindrücken ermöglicht. Insbesondere kann durch die spezielle Ausführung der Eindrückleiste 145 verhindert werden, dass die Schneidspitze 23 durch die beim Eindrückvorgang ausgeübten Druckkräfte beschädigt bzw. abgestumpft wird.
In Zusammenhang mit der 5 wird nun eine Setzmaschine 1000 gemäß der vorliegenden Erfindung weiter beschrieben. Die Setzmaschine 1000 ist zum automatischen Setzen einer Linie 20, insbesondere einer Stanzlinie, Rilllinie, Perforationslinie, Ausbrechlinie oder dergleichen in einen Schlitz 30 einer Werkzeugträgerplatte 10 ausgelegt.
Die Setzmaschine 1000 umfasst die oben beschriebene Setzvorrichtung 100. Ferner umfasst die Setzmaschine 1000 eine mit der Setzvorrichtung 100 gekoppelte Positionierungseinrichtung 200. Die Positionierungseinrichtung 200 ist dazu ausgebildet, die Setzvorrichtung 100 in eine gewünschte Setzposition P1 (siehe 8) zu bewegen (zu verfahren). Die Setzmaschine 1000 umfasst ferner eine Steuereinrichtung 300, welche dazu ausgebildet ist, die Setzvorrichtung 100 und die Positionierungseinrichtung 200 anzusteuern. Ferner umfasst die Setzmaschine 1000 einen Setztisch 400, welcher dazu ausgelegt ist, eine Werkzeugträgerplatte 10, in welche Linien 20 eingesetzt werden sollen, aufzunehmen bzw. horizontal zu lagern.
Optional kann die Setzmaschine 1000 auch noch eine Ablängeinrichtung 500, eine Übergabeeinrichtung 600 und eine Linienzuführeinrichtung 700 umfassen, wie in 5 angedeutet.
Im Folgenden werden die Einrichtungen 200, 300, 400, 500, 600 und 700 weiter beschrieben.
Der Setztisch 400 weist eine horizontale Auflagefläche 410 auf, auf welcher eine Werkzeugträgerplatte 10 positioniert werden kann. Die Werkzeugträgerplatte 10 liegt horizontal auf der Auflagefläche 410 des Setztisches 400 auf, wobei die Stirnseite 10a (Oberfläche) der Werkzeugträgerplatte 10 nach oben weist.
Am Setztisch 400 ist ferner die Positionierungseinrichtung 200 angeordnet. Die Positionierungseinrichtung 200 umfasst ein Drei-Achsen-Positionierungssystem. Das Drei-Achsen-Positionierungssystem ist derart ausgebildet, dass die an der Positionierungseinrichtung 200 montierte Setzvorrichtung 100 in der horizontalen Ebene entlang der x-Achse und y-Achse (also in x- und y-Richtung) beliebig verfahrbar ist. Hierzu kann das Drei-Achsen-Positionierungssystem Achsen oder Schienen aufweisen, wobei die Achsen oder Schienen 210 in x-Richtung eine Bewegung (Verschiebung) der Setzvorrichtung 100 in x-Richtung ermöglichen. Die Achsen oder Schienen 220 in y-Richtung ermöglichen eine Bewegung (Verschiebung) der Setzvorrichtung 100 in y-Richtung. Das Drei-Achsen-Positionierungssystem ermöglich ferner eine Bewegung der Setzvorrichtung in z-Richtung entlang der Achse oder Schiene 230. Dadurch kann die Setzvorrichtung 100 bezüglich der gelagerten Werkzeugträgerplatte 10 höhenverstellt werde. Das heißt, die Setzvorrichtung 100 kann wahlweise auf die Werkzeugträgerplatte 10 zu bewegt (also abgesenkt) und wieder wegbewegt (also angehoben) werden.
Wie ferner aus der 5 hervorgeht, kann die Setzvorrichtung 100 zusätzlich drehbar an der Positionierungseinrichtung 200 gelagert sein. Die Drehung der Setzvorrichtung 100 kann entlang einer in z-Richtung verlaufenden Drehachse 240 erfolgen. Dadurch kann die Setzvorrichtung 100 zusätzlich in der horizontalen Ebene gedreht werden, so dass die Setzvorrichtung 100 bezüglich der in der Werkzeugträgerplatte 10 eingeschnittenen Schlitze 30 genau ausgerichtet werden kann.
Die Ablängeinrichtung 500 umfasst wenigstens einen Schneidstempel (in der 5 nicht dargestellt), welcher dazu ausgebildet ist, eine kontinuierlich zugeführte Bandstahllinie 20 bedarfsgerecht abzulängen. Die abgelängte Linie 20 kann dann mit Hilfe der Übergabeeinrichtung 600 an eine Übergabeposition P2 bewegt werden, an der die abgelängten Linien 20 an die Setzvorrichtung 100 übergeben werden. Hierzu kann die Übergabeeinrichtung 600 wenigstens einen mit der Ablängeinrichtung 500 zusammenwirkenden Übergabegreifer umfassen. Dieser ist in der 5 ebenso nicht dargestellt. Gemäß einer Implementierung kann der Übergabegreifer zwei Greifelemente zum Einspannen der abgelängten Linie 20 umfassen. Ferner kann der Übergabegreifer zwei von den beiden Greifelementen hervorstehend ausgebildete Greifbacken aufweisen. Diese beiden Greifbacken können in Längsrichtung wesentlich kürzer dimensioniert sein als die beiden Greifelemente. Durch diese Ausbildung ist es möglich, abgelängte Linien 20 unterschiedlicher Längendimensionierung sicher zu greifen. Beispielsweise können mit Hilfe der Greifbacken kurze Linien 20 gegriffen (eingespannt) werden, während lange Linien 20 mit Hilfe der beiden Greifelemente eingespannt werden. Die Linienzuführeinrichtung 700 ist dazu ausgebildet, Linien vorrätig zu halten und der Ablängeinrichtung 500 zuzuführen. Bandstahllinien 20 werden in Form von Bandstahlrollen vorrätig gehalten und der Ablängeinrichtung 500 zum Ablängen auf gewünschte Linienlängen zugeführt.
Ferner kann die Setzmaschine 1000 ein Magazin für mehrere Eindrückleisten 144, 145 mit unterschiedlich dimensionierten Kontaktflächen aufweisen (in 5 nicht dargestellt). Wie oben beschrieben ist die Setzvorrichtung 100 bzw. die Eindrückeinrichtung 140 der Setzvorrichtung 100 dazu ausgebildet, Eindrückleisten 144, 145 automatisch zu wechseln. Die Setzvorrichtung 100 kann für jede einzusetzende Linie 20 eine entsprechende Eindrückleiste 144, 145 mit einer auf die Linienlänge abgestimmte Kontaktfläche auswählen. Die so ausgewählte Eindrückleiste 144, 145 weist bevorzugt eine Kontaktfläche auf, die im Wesentlichen dieselbe Längendimension wie die einzudrückende Linie 20 hat. Somit wird ein gleichmäßiges Eindrücken über die gesamte Linienlänge ermöglicht.
Die Steuereinrichtung 300 umfasst wenigstens eine Recheneinheit und ist dazu ausgebildet, die Setzvorrichtung 100 und die Positionierungseinrichtung 200 (bzw. das Drei-Achsen-Positionierungssystem) anzusteuern. Konkret ist die Steuereinrichtung 300 dazu ausgebildet, in Abhängigkeit von CAD-Daten und/oder Sensordaten die Setzvorrichtung 100 (genauer gesagt die Betätigungseinrichtung 160 und die Eindrückeinrichtung 140 der Setzvorrichtung 100) und die Positionierungseinrichtung 200 anzusteuern. Beispielsweise können Sensoren in der Setzvorrichtung 100 integriert sein, welche die Oberseite 10a der Werkzeugträgerplatte 10 zumindest teilweise abscannen, um die Position der Schlitze 30 in der Werkzeugträgerplatte 10 zu erfassen. Ferner können die CAD-Daten alle wesentlichen Informationen zur Werkzeugträgerplatte, insbesondere die Position, Orientierung und Abmessung (z.B. Länge, Breite und/oder Tiefe) der Schlitze, sowie Informationen zu den einzusetzenden Linien umfassen. Die Sensordaten und/oder CAD-Daten können in einer Speichereinheit der Steuereinrichtung 300 hinterlegt sein und bei Bedarf von der wenigstens einen Recheneinheit der Steuereinrichtung 300 abgerufen werden. Ferner kann die Steuereinrichtung 300 eine Eingabeeinheit umfassen, über die Sensordaten und/oder CAD-Daten maschinell und/oder manuell durch einen Benutzer eingegeben werden können.
Insgesamt ist die Steuereinrichtung 300 dazu ausgebildet, in Abhängigkeit von CAD-Daten und/oder Sensordaten die Positionierungseinrichtung 200 derart anzusteuern, dass die Positionierungseinrichtung 200 die Setzvorrichtung 100 zwischen einer gewünschten Setzposition P1 und der Linienübergabeposition P2 hin und her bewegt. Ferner ist die Steuereinrichtung 300 dazu ausgebildet, die Setzvorrichtung 100 derart anzusteuern, dass sie eine Linie 20 an der Linienübergabeposition P2 greift und nach Erreichen einer Setzposition P1 die Linie 20 in einen Schlitz 30 der Werkzeugträgerplatte 10 einsetzt, wie in Zusammenhang mit der 6 und den 7a bis 7i nachfolgend noch ausführlich beschrieben wird.
6 zeigt ein Flussdiagramm, welches ein Verfahren zum automatischen Setzen von Linien gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Das Setzverfahren wird mit Hilfe der oben beschriebenen Setzmaschine 1000 bzw. mit Hilfe der in der Setzmaschine 1000 implementierten Setzvorrichtung 100 realisiert.
Das Verfahren umfasst zunächst den Schritt S10 des Bereitstellens der oben beschriebenen Setzvorrichtung 100 zum automatischen Setzen einer Linie 20 in der Setzmaschine 1000.
In einem darauffolgenden zweiten Schritt S20 umfasst das Verfahren ein Ausrücken der Greifeinrichtung 120 der Setzvorrichtung 100 in eine Ausrückposition P10 und ein Greifen einer Linie 20 mit Hilfe der ausgerückten Greifeinrichtung 120. Der Schritt des Greifens der Linie 20 umfasst hierbei ein Greifen einer für den Schlitz 30 vorgesehenen Linie 20 aus der Übergabeeinrichtung 600, welche die zu setzende Linie 20 bereitstellt. Die Setzvorrichtung 100 wird hierbei mit Hilfe der Positionierungseinrichtung 200 in Richtung der Linienübergabeposition P2 (siehe 5) verfahren. Die Betätigungseinrichtung 160 wird mit Hilfe der Steuereinrichtung 300 derart angesteuert, dass die Betätigungseinrichtung 160 die Greifer 121 bis 127 der Greifeinrichtung 120 ausrückt. Je nach Länge der zu greifenden Linie 20 kann nur ein zentraler Greifer 124 oder die den zentralen Greifer 124 zusätzlich flankierenden Unterstützungsgreifer 121 bis 123 und 125 bis 127 ausgerückt werden. Ferner werden zum Greifen der Linie 30 die Greifer 121 bis 127 zunächst auseinandergefahren (also geöffnet) und anschließend wieder zusammengefahren (geschlossen), um die zwischen den Greifern 121-127 positionierte Linie 20 zu greifen.
In einem nachfolgenden Verfahrensschritt S30 wird nun die gegriffene Linie 20 in einen dafür vorgesehenen Schlitz 30 der Werkzeugträgerplatte 10 mit Hilfe der ausgerückten Greifeinrichtung 120 teilweise eingesetzt. Dieser Schritt des teilweisen Einsetzens umfasst zunächst ein Verschieben der Setzvorrichtung 100 mit Hilfe der Positionierungseinrichtung 200 von der Übergabeposition P2 in eine gewünschte Setzposition P1. Hierbei wird die Setzvorrichtung 100 mit Hilfe der Positionierungseinrichtung 200 und den CAD-Daten und/oder Sensordaten bezüglich des Schlitzes 30, in welchen die Linie 20 einzusetzen ist, ausgerichtet. 7a bis 7c zeigen die Ausrichtung der Setzvorrichtung 100 bezüglich der Schlitzes 20. Die von der ausgerückten Greifeinrichtung 120 eingespannte Linie 20 weist zur Oberseite 10a der Werkzeugträgerplatte 10 einen vertikalen Abstand D1 auf.
Anschließend wird die Setzvorrichtung 100 in Richtung der Werkzeugträgerplatte 10 bewegt (abgesenkt), um die von der ausgerückten Greifeinrichtung 120 erfasste Linie 20 in den Schlitz 20 teilweise einzusetzen. Dieser Absenkvorgang ist in den 7d bis 7f dargestellt. In 7f ist deutlich zu erkennen, dass die Greifeinrichtung 120 die Linie bis zu einer vorgegeben Einsetztiefe D2 einsetzt. Die Einsetztiefe D2 wird von der Oberseite 10a der Werkzeugträgerplatte 10 gemessen. Diese Einsetztiefe D2 kann einige Millimeter betragen und ist so gewählt, dass die Linie 20 von dem Schlitz 30 der Werkzeugträgerplatte 10 sicher geführt wird und aus dem Schlitz 30 nicht mehr herausfallen kann.
In einem darauffolgenden Schritt S40 wird nun die Greifeinrichtung 120 in die Einrückposition eingerückt. Dadurch wird die Eindrückeinrichtung 140 in axialer Richtung freigegeben. Dies ist in den 7g und 7h verdeutlicht.
In einem darauffolgenden Schritt S50 wird nun die Setzvorrichtung 100 weiter in Richtung der Werkzeugträgerplatte 10 abgesenkt. Dadurch kann die Linie 20 mit Hilfe der Eindrückeinrichtung 140 in den Schlitz weiter eingedrückt werden, bis die Linie ihre endgültige Montageposition erreicht hat. Dies ist in 7i verdeutlicht. Die Montageposition bei einer Werkzeugträgerplatte 10 mit durchgehenden Schlitz 20 ist dann erreicht, wenn die eingedrückte Linie 20 mit ihrer der Schneide abgewandten Linienrückseite die Rückseite 10b der Werkzeugträgerplatte 10 erreicht (siehe 7i).
Im Anschluss kann die Setzvorrichtung 100 von der Werkzeugträgerplatte 10 wieder weg bewegt (also angehoben) werden. Ferner kann die Vorrichtung von der Setzposition P1 mit Hilfe der Positionierungseinrichtung 200 in Richtung der Übergabeposition P2 zurückbewegt werden, um eine neue Linie zu greifen. Das oben beschriebene Verfahren wiederholt sich dann.
In Zusammenhang mit der 8, welche die Setzvorrichtung 100 in der Setzposition P1 zeigt, werden die Vorteile der hier beschriebenen Setztechnik kurz beschrieben. Durch das oben beschriebene zweistufige Setzverfahren ist es möglich Linien, in einer Werkzeugträgerplatte präzise und sicher zu setzen. Durch das Einrücken der Greifeinrichtung und das anschließende Eindrücken mit Hilfe der oben beschriebenen Eindrückeinrichtung, wobei diese eine auf die Linienlänge abgestimmte Kontaktfläche aufweist, ist es möglich, Linien auf engen Raum zu setzen, ohne bereits gesetzte Linien zu berühren und somit zu beschädigen. Ferner ist es mit der hier beschriebenen Greifeinrichtung mit einer Vielzahl an Greifern möglich, Linien unterschiedlicher Länge gleichmäßig einzuspannen. Abhängig von der Länge der Linie wird entweder nur ein zentral angeordneter Hauptgreifer oder es werden zusätzlich noch die Unterstützungsgreifer betätigt, um die Linie einzuspannen. Ferner können durch die oben beschriebene Eindrückeinrichtung mit ihrem Wechsel- und Einspannmechanismus unterschiedliche Eindrückleisten mit auf die Länge der zu setzenden Linien abgestimmte Kontaktflächen flexibel und schnell in der Setzvorrichtung 100 montiert werden. Dadurch wird ein gleichmäßiges Eindrücken der Linien in die Schlitze ermöglicht.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 2788158 B1 [0006]

Claims

Vorrichtung (100) zum automatischen Setzen einer Linie (20) in einen Schlitz (30) einer Werkzeugträgerplatte (10), umfassend: eine betätigbare Greifeinrichtung (120), welche dazu ausgebildet ist, eine Linie (20) zu greifen und in einen in einer Werkzeugträgerplatte (10) vorgefertigten Schlitz (30) teilweise einzusetzen; und wenigstens eine Eindrückeinrichtung (140), welche dazu ausgebildet ist, die durch die Greifeinrichtung (120) teilweise eingesetzte Linie (20) in den Schlitz (30) weiter einzudrücken; wobei die Greifeinrichtung (120) bezüglich der Eindrückeinrichtung (140) in Höhenrichtung bewegbar gelagert ist, so dass die Greifeinrichtung (120) wahlweise in eine Ausrückposition (P10) und eine Einrückposition (P20) verfahrbar ist, wobei in der Ausrückposition (P10) die Greifeinrichtung (120) von der Eindrückeinrichtung (140) vorsteht, um die Linie (20) zu greifen, und in der Einrückposition (P20) die Greifeinrichtung (120) hinter der Eindrückeinrichtung (140) zurückversetzt ist, um die Eindrückeinrichtung (140) für den Eindrückvorgang freizugeben.
Vorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei die Greifeinrichtung (120) wenigstens einen Greifer (121-127) aufweist, welcher dazu ausgebildet ist, die zu setzende Linie (20) entlang ihrer gegenüberliegenden Linienflanken (20a, 20b) oder gegenüberliegenden Stirnflächen zu greifen.
Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Greifeinrichtung (120) mehrere Greifer (121-127) aufweist, wobei die mehreren Greifer (121-127) in der Vorrichtung (100) derart zueinander angeordnet und ausgebildet sind, dass sie eine zu setzende Linie (20) entlang ihrer Linienflanken (20a, 20b) greifen können.
Vorrichtung (100) nach Anspruch 3, wobei die Greifeinrichtung (120) in Längsrichtung einen zentral angeordneten Hauptgreifer (124) sowie wenigstens zwei den Hauptgreifer (124) flankierende Unterstützungsgreifer (121-123; 125-127) aufweist.
Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jeder Greifer (121-127) wenigstens zwei beweglich gelagerte Greifelemente (121a/121b-127a/127b) aufweist, die wahlweise aufeinander zu und voneinander weg bewegt werden können, um zwischen den Greifelementen (121a/121b-127a/127b) eine Linie (20) wahlweise einzuspannen und wieder freizugeben.
Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend eine Betätigungseinrichtung (160), welche dazu vorgesehen ist, die Greifeinrichtung (120) wahlweise in eine Ausrückposition (P10) und eine Einrückposition (P20) zu verfahren.
Vorrichtung (100) nach Anspruch 6, wobei die Betätigungseinrichtung (160) dazu vorgesehen ist, jeden Greifer (121-127) der Greifeinrichtung (120) unabhängig voneinander ein- und auszurücken.
Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Eindrückeinrichtung (140) eine Eindrückleiste (144, 145) umfasst, welche wenigstens eine Kontaktfläche (144b; 145b-c) aufweist, mit der die Eindrückleiste (140) die einzudrückende Linie (20) kontaktiert.
Vorrichtung (100) nach Anspruch 8, wobei die Eindrückeinrichtung (140) einen Wechsel- und Einspannmechanismus (143, 147) umfasst, der dazu vorgesehen ist, eine Eindrückleiste (140) mit einer auf die Länge der einzudrückenden Linie (20) abgestimmten Kontaktfläche (144b; 145b-c) einzuspannen.
Vorrichtung (100) nach Anspruch 8 oder 9, wobei die Eindrückeinrichtung (140) wenigstens eine horizontal eben ausgebildete Kontaktfläche (144b) oder wenigstens zwei bezüglich einer horizontalen Ebene geneigte Kontaktflächen (145b-c) aufweist.
Verfahren zum automatischen Setzen einer Linie (20) in einen Schlitz (30) einer Werkzeugträgerplatte (10), wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Bereitstellen der Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 10; Ausrücken der Greifeinrichtung (120) der Vorrichtung (100) in eine Ausrückposition (P10) und Greifen einer Linie (20) mit Hilfe der ausgerückten Greifeinrichtung (120); teilweises Einsetzen der Linie (20) in einen Schlitz (30) einer Werkzeugträgerplatte (10) mit Hilfe der ausgerückten Greifeinrichtung (120); Einrücken der Greifeinrichtung (120) in eine Einrückposition (P20), um die Eindrückeinrichtung (140) der Vorrichtung (100) freizugeben; und weiteres Eindrücken der in den Schlitz (30) teilweise eingesetzten Linie (20) mit Hilfe der Eindrückeinrichtung (140), bis die Linie (20) vollständig in den Schlitz (30) eingesetzt ist.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Schritt des Greifens der Linie (20) umfasst: Greifen einer für den Schlitz (30) vorgesehenen Linie (20) aus einem Magazin oder aus einer die Linie (20) bereitstellenden Übergabeeinrichtung.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, wobei der Schritt des teilweisen Einsetzens der Linie (20) in einen Schlitz (30) der Werkzeugträgerplatte (10) umfasst: Positionieren der Vorrichtung (100) mit ausgerückter Greifeinrichtung (120) bezüglich des Schlitzes (30); Bewegen der Vorrichtung (100) in Richtung der Werkzeugträgerplatte (10), um die von der ausgerückten Greifeinrichtung (120) erfasste Linie (20) in den Schlitz (30) teilweise einzusetzen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei der Schritt des Eindrückens ferner umfasst: Einrücken der Greifeinrichtung (120) in die Einrückposition (P20), bei der die Greifeinrichtung (120) bezüglich der Eindrückeinrichtung (140) zurückversetzt ist; weiteres Bewegen der Vorrichtung (100) in Richtung der Werkzeugträgerplatte (10), um die Kontaktfläche (144b; 145b-c) der Eindrückeinrichtung (140) in Kontakt mit der teilweise eingesetzten Linie (20) zu bringen und diese in die Endposition weiter einzudrücken.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, ferner umfassend wenigstens einen der folgenden Schritte: Wegbewegen der Vorrichtung (100) von der Werkzeugträgerplatte (10) nach vollständigem Eindrücken der Linie (20) in den Schlitz (30); erneutes Ausrücken der Greifeinrichtung (120) der Vorrichtung in die Ausrückposition (P10); und Zurückfahren der Vorrichtung (100) an eine Ausgangsposition oder Übergabeeinrichtung zur Aufnahme einer weiteren Linie.
Setzmaschine (1000) zum automatischen Setzen einer Linie (20) in einen Schlitz (30) einer Werkzeugträgerplatte (10), umfassend: die Setzvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 10; eine mit der Setzvorrichtung (100) gekoppelte Positionierungseinrichtung (200), welche dazu ausgebildet ist, die Setzvorrichtung (100) in eine gewünschte Setzposition zu bewegen; und eine Steuereinrichtung (300), welche dazu ausgebildet ist, die Setzvorrichtung (100) und die Positionierungseinrichtung (200) anzusteuern, wobei die Steuereinrichtung (300) dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit von ausgelesenen CAD-Daten und/oder Sensor-Daten: - die Positionierungseinrichtung (200) derart anzusteuern, dass sie die Setzvorrichtung (100) zwischen einer gewünschten Setzposition (P1) und einer Linienübergabeposition (P2) hin und her bewegt; und - die Setzvorrichtung (100) derart anzusteuern, dass sie eine Linie (20) an der Linienübergabeposition (P2) zu greifen und in einen Schlitz (30) der Werkzeugträgerplatte (10) gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 15 einzusetzen vermag.
Setzmaschine (1000) nach Anspruch 16, wobei die Steuereinrichtung (300) ferner dazu ausgebildet ist, die Eindrückeinrichtung (140) der Setzvorrichtung (100) derart anzusteuern, dass sie eine der Linienlänge der Linie (20) entsprechende Eindrückleiste (140) auswählt und einspannt.
Setzmaschine (1000) nach Anspruch 16 oder 17, ferner umfassend einen Setztisch (400) zur Aufnahme der Werkzeugträgerplatte (10).
Setzmaschine (1000) nach einem der Ansprüche 16 bis 18, ferner umfassend eine Ablängeinrichtung (500) umfassend einen Schneidstempel zum bedarfsgerechten Ablängen einer Linie (20).
Setzmaschine (1000) nach einem der Ansprüche 16 bis 19, ferner umfassend eine Übergabeeinrichtung (600) umfassend wenigstens einen mit einer Ablängeinrichtung (500) zusammenwirkenden Übergabegreifer.
Setzmaschine (1000) nach Anspruch 20, wobei der Übergabegreifer zwei Greifelemente zum Einspannen einer Linie (20) umfasst.
Setzmaschine (1000) nach Anspruch 21, wobei der Übergabegreifer ferner zwei von den beiden Greifelementen hervorstehend ausgebildete Greifbacken aufweist.
Setzmaschine (1000) nach Anspruch 22, wobei die beiden Greifbacken in Längsrichtung wesentlich kürzer dimensioniert sind als die beiden Greifelemente.