DE3436965A1 - Method and apparatus for aligning flat piece goods items - Google Patents
Method and apparatus for aligning flat piece goods itemsInfo
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- B23Q15/20—Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work before or after the tool acts upon the workpiece
- B23Q15/22—Control or regulation of position of tool or workpiece
Abstract
Description
Verfahren und Vorrichtung zum Ausrichten von stückigen Plä-Method and device for aligning lumpy places
chengebilden Das erfind'ungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung dienen zum automatischen Ausrichten von stückigen, beliebig geformten Flächengebilden in Ver- und Bearbeitungsprozessen, vorzugsweise in der Textil- und Lederindustrie als Vorstufe zum Pormen und Fügen der Zuschnitte.chengebilden The inventive method and the device are used for the automatic alignment of lumpy, arbitrarily shaped flat structures in Manufacturing and processing processes, preferably in the textile and leather industry as Preliminary stage for porming and joining the blanks.
Bekannt sind Verfahren und Vorrichtungen zum Ausrichten von blattförmigen Gütern und flexiblen Flachformstoffen durch Luftpolster, z. B. DD-PS 215692j DR-PS 93604; DE-OS 2523986; DE-OS 1661379; DE-PS 1099838. Bei all diesen Verfahren und Vorrichtungen besteht die Nottendigkeit, das Luftpolster in seiner Tragwirkung exakt auf das Gut; d. h. seine Form; Größe, Masse, Luftdurohlässigkeit, Steifigkeit usw. exakt abzustimmen, um ein genaues Ausrichten des Flächengebildes zu erreichen. Bei zu geringen Luftleistungen trägt das Luftpolster nur teilweise, so daß die Reibung zwischen Flächengebilde und Unterlage zu groß ist und eine Ausrichtbewegung verhindert. Bei zu hoher Luftleistung kommt es zu einer Auf-Wölbung des Flächengebildes in der Mitte und einem Flattern der Zuschnittränder. Durch das Flattern besteht die Gefahr des Umsohlagens der Zuschnittränder, durch das Aufwölben verformt sich die Kontur des Flächengebildes, so daß in diesem Zustand kein exaktes Ausrichten nach der Kontur möglich ist.Methods and devices for aligning sheet-shaped Goods and flexible flat molded materials through air cushions, e.g. B. DD-PS 215692j DR-PS 93604; DE-OS 2523986; DE-OS 1661379; DE-PS 1099838. In all of these processes and There is a need for devices, the air cushion exactly in its load-bearing effect on the estate; d. H. its shape; Size, mass, air permeability, rigidity, etc. to match exactly in order to achieve an exact alignment of the surface structure. at If the air output is too low, the air cushion only partially contributes, so that the friction between the fabric and the base is too large and prevents an alignment movement. If the air output is too high, the surface structure bulges in the Middle and a fluttering of the trimmed edges. There is a risk of fluttering the insole of the cut edges, the bulging deforms the contour of the surface structure, so that in this state there is no exact alignment according to the contour is possible.
Da der Bereich der geeigneten Luftleistung sehr eng ist, macht sich bei Veränderungen des Flächengebildes (Größe, Form oder Materialeigenschaften) stets eine erneute Einstellung der Luftleistung erforderlich.Since the range of suitable air output is very narrow, it makes itself always when the surface structure changes (size, shape or material properties) it is necessary to set the air output again.
Daneben tritt als Mangel des Verfahrens und der Vorrichtung eine elektrostatische Aufladung bei Flächengebilden mit einem Anteil von synthetischen Fasern durch die Luftströmung auf.In addition, there is an electrostatic defect as a defect of the method and the device Charging in flat structures with a proportion of synthetic fibers through the Air flow on.
Da die elektrostatische Aufladung des Flächengebildes Rii.ckwirkungen auf die erforderliche Luftleistung hat, müssen die wesentlichen Einflußfaktoren für die Aufladung (Luftfeuchtigkeit und Feuchtigkeit des Flächengebildes) konstant gehalten werden. Gleichzeitig wirkt sich aber die elektrostatische Aufladung negativ aus die Weiterverarbeitung aus.Since the electrostatic charge on the fabric has repercussions on the required air performance, the essential influencing factors must for the charge (air humidity and moisture of the fabric) constant held will. At the same time, however, the electrostatic has an effect Charging negative from further processing.
Ein weiterer Mangel sind die hohen Anforderungen an die Qualität der Zuschnittkanten. Infolge der freien Arbeitsgutbewegung wirken sich einzelne, von der Kontur abstehende Fäden, wie sie besonders bei Zuschnitten aus Geweben häufig auftreten, ungUnstig auf den Ausrichtvorgang aus, da durch ihren Kontakt mit der Unterlage ungewollte Drehbewegungen des Flächengebildes eintreten.Another shortcoming are the high quality standards Cut edges. As a result of the free movement of work goods, individual, of Threads protruding from the contour, as they are particularly common in fabric cutouts occur, adversely affect the alignment process, as their contact with the Underlay unwanted rotational movements of the fabric occur.
Da bei den genannten Verfahren und Vorrichtungen das Ausrichten in den verschiedenen Koordinatenrichtungen nur in einem Richtungssinn erfolgt, müssen auch fehlerfrei liegende Zuschnitte eine Ausrichtbewegung ausführen. Hierdurch ergeben sich unnötig große Ausrichtwege und damit ein hoher Zeitbedarf für das Ausrichten.Since in the above-mentioned methods and devices, the alignment in the different coordinate directions only takes place in one sense of the direction perform an alignment movement even if the blanks are perfectly positioned. This results unnecessarily long alignment paths and thus a high time requirement for alignment.
Ein weiterer Mangel ist der hohe Energieaufwand für die Erzeugung des Luftpolsters. In US-PS 3588096 wird deshalb mit einem pulsierenden Luftstrom gearbeitet. Hierdurch wird der Energieaufwand und die Anpassbarkeit an unterschiedliche Materialien zu ungunsten einer erhöhten Ausrichtzeit geringfügig verbessert.Another shortcoming is the high amount of energy required to generate it of the air cushion. In US-PS 3588096 is therefore with a pulsating air flow worked. This increases the energy expenditure and the adaptability to different Materials slightly improved to the detriment of increased alignment time.
In der DE-OS 2717960 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung beschrieben, bei der mit Hilfe optoelektronisch gesteuerter Halteelemente das auf einem bewegten Schieber liegende Flächengebilde bei der Förderbewegung des Schiebers ausgerichtet wird. Dabei wird zuerst nach der Vorderkante des Flächengebildes mit 2 optoelektronischen Tastern ausgerichtet. Das seitliche Ausrichten erfolgt danach durch eine Querverschiebung des Schiebers bzw. Flächengebildes bis zu einem dritten optoelektronischen Taster. Diesem Prinzip, wie auch dem in DE-OS 1930726 veröffentlichten, haftet der Mangel an, daß trotz der in den genannten Schriften zugesicherten Anwendbarkeit für alle Formen von Flächengebilden nur ein Ausrichten solcher Zuschnittformen möglich ist, bei denen die zuerst abgetastete Zuschnittkante geradlinig ist. Bei Flächengebilden, die nicht dieser Bedingung entsprechen, ergeben sich bei unterschiedlichen Ausgangspositionen der Flächengebilde auch unterschiedliche Positionen nach dem "Ausrichtvorgang", d. h. es erfolgte kein Ausrichten. Hierdurch wird die Anwendbarkeit des Prinzips, vor allem in der Bekleidungsindustrie, wesentlich eingeschränkt.In DE-OS 2717960 a method and a device is described with the help of optoelectronically controlled holding elements that on a moving Slider aligned flat structures during the conveying movement of the slider will. First, after the front edge of the sheet with 2 optoelectronic Buttons aligned. The lateral alignment is then carried out by means of a transverse shift of the slide or surface structure up to a third optoelectronic button. The defect adheres to this principle, as well as that published in DE-OS 1930726 indicates that despite the assured applicability for all in the documents mentioned Forming flat structures only an alignment of such cut forms is possible, where the first scanned blank edge is straight. For flat structures, which do not meet this condition result with different Starting positions of the fabric also different positions after "Alignment Process", d. H. there was no alignment. This makes the applicability of the principle, especially in the clothing industry.
Ein weiterer Mangel tritt beim Ausrichten forminstabiler Flächengebilde (z. B. Gewirke und Gestricke) auf. Durch die von den Halteelementen erzwungene Relativbewegung zwischen dem Schieber und dem Flächengebilde wird dieses durch die auftretenden Reibkräfte verformt, so daß ein exaktes Ausrichten selbst bei Einhaltung der schon genannten Formbedingungen nicht gelingt.Another deficiency occurs when aligning dimensionally unstable sheet-like structures (e.g. knitted and crocheted fabrics). Due to the relative movement forced by the holding elements between the slide and the flat structure this is caused by the Deformed frictional forces, so that an exact alignment even when adhering to the already mentioned shape conditions does not succeed.
ttireiterhin sind Verfahren und Vorrichtungen aus der mikroelektronischen Fertigung bekannt, wie z. B. DE-OS 1766619, bei denen mit Hilfe von komplizierten Meßsystemen die Lage der Wafern bezüglich der Masken ausgemessen und durch Schrittantriebe eine Ausrichtbewegung des Arbeitsgutträgers erzeugt wird.Furthermore, methods and devices are from the microelectronic Manufacturing known such. B. DE-OS 1766619, where with the help of complicated Measurement systems measure the position of the wafers in relation to the masks and use step drives an alignment movement of the workpiece carrier is generated.
Infolge der sehr kleinen zulässigen Ausrichttoleranzen sind zur Realisierung des Verfahrens hochauflösende Meßsysteme mit einer nachgeschalteten digitalen Signalverarbeitung und Schrittantriebe mit geringen Schrittweiten erforderlich.As a result of the very small permissible alignment tolerances are to be implemented the process high-resolution measuring systems with a downstream digital signal processing and stepper drives with small step sizes are required.
Bei der Übertragung dieses Prinzips auf die Ver- und Bearbeitungstechnik mit ihren höheren zulässigen Ausrichttoleranzen, laßt sich der sehr hohe Aufwand nur unwesentlich verringern.When transferring this principle to processing technology With their higher permissible alignment tolerances, the very high cost can be reduced only slightly decrease.
Als weiterer Mangel ist der wesentlich höhere Zeitbedarf bei den in der Verarbeitungstechnik üblichen Ausrichtwegen zu nennen. Hierdurch würden sich die Taktzeiten der Automaten, bei denen das automatische Ausrichten eingesetzt werden soll, soweit erhöhen, daß deren Einsatz ökonomisch uninteressant würde.Another shortcoming is the significantly higher time requirement for the in the usual alignment paths for processing technology. This would the cycle times of the machines in which the automatic alignment is used should increase so far that their use would be economically uninteresting.
Die Anwendbarkeit und Umrüstbarkeit für verschiedene Formen und Größen der Flächengebilde wäre bei diesem Prinzip nur mit bildverarbeitenden Meßsystemen, die jedoch sehr hohe Kosten verursachen, möglich.The applicability and convertibility for different shapes and sizes With this principle, the surface structure would only be with image processing measuring systems, which, however, cause very high costs.
Neben den erwähnten Prinzipien sind auch solche bekannt, die auf einer Kombination des Ausrichtens mittels Luftpolster und mittels optoelektronisch gesteuerten Antrieben beruhen, wie z. B. DE-OS 3303152. Als Mangel treten dabei die bei den Grundprinzipien erwähnten Nachteile, wie z. B. hoher Energiebedarf und eingeschränkte Anwendbarkeit hinsichtlich der Flächengebildeform (mindestens eine gerade Zuschnittkante) auf.In addition to the principles mentioned, there are also known those that are based on a Combination of alignment by means of air cushions and by means of optoelectronically controlled Drives based on such. B. DE-OS 3303152. As a defect occur in the Basic principles mentioned disadvantages such. B. high energy requirements and limited Applicability with regard to the fabric shape (at least one straight cut edge) on.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein durch Verein zeln von einem Stapel oder von einer Verarbeitungsstation kornraendes und mit Abweichungen von der Sollage behaftetes, stückiges, beliebig geformtes und mit in weiten Grenzen veränderlichen Materialeigenschaften behaftetes Flächengebilde mit geringem technischen; energetischen und ökonomischen Aufwand sowie einer einfachen Umrüstbarkeit auf andere Formen und Größen der Flächengebilde auszurichten. Insbesondere muß das Ausrichten aller bei einem Prozeß benötigten Flächengebilde ohne Umrüstung möglich sein (z. B. Vorder- und Hinterärmel beim Nähen von Armeln).The invention is based on the object of singling out a club by a stack or from a processing station graining and with deviations Lumpy, lumpy, arbitrarily shaped and with wide limits surface structure afflicted with variable material properties with little technical; energetic and economic effort as well as easy convertibility to others Align shapes and sizes of the fabrics. In particular, the alignment must all flat structures required in a process can be made possible without retrofitting (e.g. B. Front and back sleeves when sewing sleeves).
Zur Beseitigung der in den bekannten technischen Lösungen vorhandenen BE~angel wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein auszurichtendes, bereits vereinzeltes 1ächengebilde auf ein Unterteil der Vorrichtung abgelegt wird, worauf ein Schlitten mit einem Oberteil, an dem optoelektronische Taster positioniert angebracht sind, in eine bestimmte Stellung über das Unterteil fährt. Sodann wird eine Gruppe der optoelektronischen Taster, vorzugsweise 3 Stück, die auf eindeutig bestimmende, möglichst weit voneinander entfernte Punkte der entsprechenden Kontur des auszurichtenden Flächengebildes eingerichtet sind, aktiviert. Sie signalisieren dadurch ständig die jeweilige Lage des auszurichtenden Flächengebildes und regeln mit ihrem vorzugsweise mindestens dreiwertigen, digitalen Ausgangssignal die Abtriebsbewegung der ihnen zugeordneten elektromotorischen Antriebe so, daß sich die bestimmende Kontur des auszurichtenden Flächengebildes den Tastern nähert. Infolge des Dreipunktverhaltens (in älterer Fachliteratur auch als Zweilaufverhalten bezeichnet) des Regeikreises (optoeI6ktronischer Taster; elektromotorischer Antrieb, Bewegung des Flächengebildes) schwingt das Unterteil und damit das daraufliegende Flächengebilde auf die Sollposition ein. Dies erfolgt mit den vorhandenen, gekoppelten, elektromotorischen Antrieben gleichzeitig. Da die elektromotorischen Antriebe entsprechend der Ausgangsposition des auszurichtenden Flächengebildes im allgemeinen unterschiedliche Ausrichtwege ausgleichen müssen, wird bei jedem optoelektronischen Taster die ausgerichtete Position zu einem anderen ZeitpunKt erreicht. Der Antrieb mit dem längsten Ausrichtweg und damit der längsten Ausrichtzeit bewegt das Flächengebilde an den anderen optoelektronischen Tastern, die die Sollposition schon erreicht hatten, so, daß diese Lageabweichungen feststellen und erneut kurzzeitig die zugehörigen elektromotorischen Antriebe einschalten, um die Lageabweichung zu beseitigen. Dieser Regelvorgang hält solange an, bis alle optoelektronischen Taster gleichzeitig ihre Sollposition erreicht haben und dadurch das Flächengebilde ausgerichtet ist. Für das schnelle und stabile Einschwingen des Flächengebildes auf die Sollposition ist das Verhältnis der Ausrichttoleranz zur Ausrichtgeschwindigkeit maßgebend. Es muß größer als das kritische Verhältnis sein, da sonst die Schwingungen nicht abklingen. Durch das Einschalten einer Schleichganggeschwindigkeit der elektromotorischen Antriebe beim erstmaligen Überfahren der Sollposition oder zu einem anderen geeigneten Zeitpunkt im Verlauf des Ausrichtvorganges, kann die erforderliche Zeitdauer für das Ausrichten trotz geringer Ausrichttoleranzen sehr klein gehalten werden, ohne die Stabilität des Regelvorganges zu gefährden. Bedingung für diesen Funktionsablauf beim Ausrichten ist, daß mindestens eine der Tangenten an die Bestizmungspunkte der Kontur des Flächengebildes und mindestens eine Bewegungsrichtung der elektromotorischen Antriebe zu den anderen antiparallel sind und die Tangenten zur Bewegungsrichtung des zugehörigen Antriebes ebenfalls antiparallel, vorzugsweise etwa rechtwinklig zueinander sind. Danach bewegt ein Hubantrieb das Oberteil mit den an diesen angebrachten Greifern nach unten auf das ausgerichtete Flächengebilde. Die Greifer erfassen das Flächengebilde und heben es durch das Verfahren des Hubantriebes in seine obere Totlage vom Unterteil ab. Danach fährt der Schlitten mit dem ausgerichteten Plächengebilde über die Zusa1##entragstation. Der Hubantrieb senkt das Oberteil und damit das Flächengebilde auf die Zusammentragstation ab, die Greifer lösen und der Hubantrieb verfährt in seine obere Totlage. Damit ist das ausgerichtete Flächengebilde auf die Zusammentragstation positionsgerecht abgelegt. Gleichzeitig mit dem Transferieren des Flächengebildes wird das Unterteil durch Aktivieren der für die Ausgangslage des Unterteils maßgebenden otpoelektronischen Taster an den Ausrichtantrieben nach dem vorher beschriebenen Prinzip in seine Ausgangslage zurückbewegt, so daß während des Ablegens des ersten ausgerichteten Flächengebildes ein zweites vom Stapel vereinzeltes Flächengebilde auf das Unterteil abgelegt werden kann. Beginnend mit dem Aktivieren der für das Ausrichten des vorgelegten Flächengebildes maßgebenden Gruppe optoelektronischer Taster läuft das beschriebene Verfahren erneut ab, so daß an dessen Ende die zugehörigen Flächengebilde auf der Zusa#mentragstation, in der richtigen Position zueinander und zur sich anschließenden Verarbeitungsstation ausgerichtet, vorliegen.To eliminate the existing in the known technical solutions BE ~ angel, the object is achieved according to the invention in that a to be aligned, already isolated surface structure is deposited on a lower part of the device, whereupon a slide with an upper part on which the optoelectronic button is positioned are attached, moves into a certain position over the lower part. Then will a group of optoelectronic buttons, preferably 3 pieces, which are clearly on determining points of the corresponding contour that are as far apart as possible of the surface structure to be aligned are set up, activated. You signal thereby constantly regulating the respective position of the surface structure to be aligned with their preferably at least three-valued, digital output signal the output movement their associated electric motor drives so that the determining The contour of the surface structure to be aligned approaches the buttons. As a result of the three-point behavior (in older specialist literature also referred to as two-run behavior) of Control circuit (opto-electronic button; electromotive drive, movement of the Flat structure), the lower part vibrates and thus the flat structure on top of it on the target position. This is done with the existing, coupled, electromotive Drives simultaneously. Since the electric motor drives according to the starting position of the sheet to be aligned generally different alignment paths have to compensate, the aligned position for each optoelectronic button reached at a different time. The drive with the longest alignment path and thus the longest alignment time moves the sheet to the other optoelectronic Buttons that had already reached the target position so that these positional deviations and briefly switch on the associated electric motor drives again, to eliminate the positional deviation. This control process continues until all optoelectronic buttons have reached their target position at the same time and thereby the fabric is aligned. For fast and stable settling of the The flat structure on the target position is the ratio of the alignment tolerance to Alignment speed decisive. It must be greater than the critical ratio otherwise the vibrations will not subside. By switching on a slow speed the electromotive drives when the set position is exceeded for the first time or at another suitable point in time during the alignment process, the required time for alignment despite low alignment tolerances can be kept small without endangering the stability of the control process. condition for this functional sequence when aligning is that at least one of the tangents to the points of determination of the contour of the surface structure and at least one direction of movement of the electromotive drives are antiparallel to the others and the tangents also antiparallel to the direction of movement of the associated drive, preferably are roughly perpendicular to each other. Then a lifting drive moves the upper part with the grippers attached to these down onto the aligned sheet. The grippers grasp the flat structure and lift it by moving the lifting drive in its upper dead position from the lower part. The slide then moves with the aligned one Planar structure via the Zusa1 ## entragstation. The lifting drive lowers the upper part and thus the fabric on the gathering station, release the gripper and the lifting drive moves into its upper dead position. This is the aligned fabric placed in the correct position on the gathering station. Simultaneously with the transfer of the surface structure, the lower part is activated by activating the for the starting position of the lower part of the decisive otpoelectronic button on the alignment drives moved back to the previously described principle in its original position, so that during the laying down of the first aligned sheet-like structure separated a second one from the stack Flat structure can be placed on the lower part. Starting with activating the group of optoelectronic which is decisive for the alignment of the submitted surface structure Button runs the procedure described again, so that at the end of the associated Flat structures on the gathering station, in the correct position in relation to one another and aligned with the subsequent processing station.
Bei dem Ausrichten und Positionieren eines Flächengebildes bzw. mehrerer gleichartiger Flächengebilde genügt eine Gruppe optoelektronischer Taster. Müssen unterschiedliche Flächengebilde ausgerichtet werden, so sind so viele Gruppen optoelektronischer Taster wie unterschiedliche Flächengebilde während eines Verarbeitungsvorganges ausgerichtet werden müssen, erforderlich. Stimmen bei den unterschiedlichen Flächengebilden im ausgerichteten Zustand Teile der bestiramenden Konturen überein, so läßt sich durch Mehrfachbelegung die Anzahl der erforderlichen optoelektronischen Taster reduzieren (siehe Ausführungsbeispiel).When aligning and positioning a flat structure or several A group of optoelectronic buttons is sufficient for similar flat structures. Have to different planar structures are aligned, so many groups are optoelectronic Buttons like different flat structures during a processing operation need to be aligned. Correct with the different fabrics in the aligned state parts of the defining contours coincide, so can reduce the number of optoelectronic buttons required by multiple assignment (see embodiment).
Soll d ie die Augrichteinrichtung auf ein in Form und/oder Größe anderes Flächengebilde umgestellt werden, so wird ein Flächengebilde von Hand in die Sollage auf die Zusammentragstation aufgelegt und die Gruppe der optoelektronischen Taster auf die Bestimmungspunkte der Kontur des Flächengebildes bzw. die Greifer auf die entsprechenden Stellen des F1-chengebilde3 aufgesetzt. Nachdem der Schlitten über die Zusammentragstation verfahren wurde und der Hubantrieb das Oberteil absenkte, werden die optoelektronischen Taster und Greifer am Oberteil fixiert. Dies erfolgt vorzugsweise durch an den optoelektronischen Taster und Greifer befestigten haftmagneten an einem ferromagnetischen Oberteil. Dadurch ist die Umrüstung auf andere Flächengebilde auf einfache Weise realisiert.Should the aligning device be different in shape and / or size Flat structures are changed over, so a flat structure is manually in the target position placed on the gathering station and the group of optoelectronic buttons on the determination points of the contour of the fabric or the gripper on the appropriate places of the F1-chengebilde3 placed. After the sled is over the gathering station was moved and the lifting drive lowered the upper part, the optoelectronic buttons and grippers are fixed to the upper part. this happens preferably by means of holding magnets attached to the optoelectronic buttons and grippers on a ferromagnetic upper part. This means that the conversion to other flat structures is possible realized in a simple way.
Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel der das Verfahren realisierenden Vorrichtung näher erläutert werden.The invention is based on an embodiment of the Process realizing device are explained in more detail.
In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 Perspektivische Darstellung der Vorrichtung (Darstellung ohne Greifer 19; optoelektronische Taster 22 bis 24 und der zu ihrer Befestigung dienenden Haftmagnete 21) Fig. 2 Ansicht von unten auf das Unterteil Fig. 3 Ansicht von unten auf das Oberteil Fig. 4 Blockschaltbild der Steuerung Fig. 5 Draufsicht auf die Zusammentragstation Fig. 6 Wirkprinzip und Befestigung des optoelektronischen Tasters Fig. 7 Funktionsschaltplan des optoelektronischen Tasters Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 sind an einem Gestell 1 elektromotorische Antriebe 2; 3 und 4 befestigt, die über ihre schwenkbaren Antriebsglieder und Koppeln 5; 6 und 7 ein ein Flächengebilde 20 tragendes und als Reflektor dienendes Unterteil 8 antreiben und führen. An einen darüber angeordneten Oberteil 9 sind vorzugsweise 2 Gruppen optoelektronischer Taster 12 bis 17 und Greifer 19 mit Permanentmagneten 21 (Fig. 6) leicht verstellbar betestigt^; Das Oberteil 9 kann durch einen Hubantrieb 10 gegenüber einem die Elemente tragenden Schlitten 11 in eine obere und untere Totlage bewegt werden. Der Schlitten 11 seinerseits ist auf den am Gestell 1 befestigten Schienen waagerecht zwischen der Ausrichtstation, d. h. dem Unterteil 8 und der gestellfesten Zusammentragstation 27 verschiebbar. Unter dem Unterteil 8 sind weitere optoelektronische Taster 22 bis 24 verstellbar am Gestell 1 befestigt. Sie dienen der Einstellung der Ausgangslage des Unterteils 8.The drawing shows: FIG. 1 a perspective illustration of the device (Representation without gripper 19; optoelectronic buttons 22 to 24 and the one for their Attachment serving magnets 21) Fig. 2 View from below of the lower part Fig. 3 view from below of the upper part Fig. 4 block diagram of the control Fig. 5 Top view of the gathering station FIG. 6 Operating principle and attachment of the optoelectronic pushbutton Fig. 7 Functional circuit diagram of the optoelectronic pushbutton In the exemplary embodiment according to FIG. 1, 1 electric motor drives are mounted on a frame 2; 3 and 4 attached, via their pivotable drive members and coupling 5; 6 and 7 a lower part carrying a flat structure 20 and serving as a reflector 8 drive and lead. On an upper part 9 arranged above it are preferably 2 groups of optoelectronic buttons 12 to 17 and grippers 19 with permanent magnets 21 (Fig. 6) fastened easily adjustable ^; The upper part 9 can be driven by a lifting drive 10 with respect to a carriage 11 carrying the elements into an upper and a lower one Dead position are moved. The carriage 11 is in turn attached to the frame 1 Rails horizontally between the alignment station, d. H. the lower part 8 and the Frame-mounted gathering station 27 displaceable. Under the lower part 8 are more optoelectronic buttons 22 to 24 adjustably attached to the frame 1. You serve the setting of the starting position of the lower part 8.
Bei der Verarbeitung wird die oberste Lage des Stapels 26, ein Flächengebilde 20, durch bekannte Vereinzelungsmechanismen vereinzelt und durch bekannte Pordermechanismen auf das Unterteil 8 eben und verformungsarm abgelegt. Nach dem Verfahren des Oberteils 9 in seiner oberen Totlage über das Unterteil 8 mit Hilfe des Schlittens 11 wird der Ausrichtvorgang ausgelöst. Dabei erfaßt die aktivierte erste Gruppe der optoelektronischen Taster 12; 13 und 14 ständig die Lage des Flächengebildes 20 und regelt den Bewegungsvorgang der elektromotorischen Antriebe 2; 3 und 4 so, daß sich die Tastpunkte der optoelektronischen Taster 12; 13 und 14 auf die Bestimmpunkte der maßgebenden Kontur des Flächengebildes 20 einschwingen. Sobald dieser Vorgang bei allen drei Lageregelkreisen abgeschlossen ist, d. h. die Sollposition des Flächengebildes 20 gefunden wurde, wird durch die Ablaufsteuerung 18 das Transferieren des Flächengebildes 20 zur Zusarn:'ientragstation 27 gesteuert. Dabei wird nach dem Absenken des Oberteils 9 auf das Flächengebilde 20 dieses von den Greifern 19 erfaßt und mittels des Hubantriebes 10 angehoben und durch den Schlitten 11 über die Zusannentragstation 27 verfahren. Durch erneutes Absenken des Oberteils 9, Losen des Flächengebildes 20 von den Greifern 19 und Anheben des Oberteils 9, ist das Flächengebilde 20 positionsgerecht auf der Zusammentragstation 27 abgelegt. Gleichzeitig mit dem Verfahren des Schlittens 11 über die Zusammentragstation 27 werden durch die Ablaufsteuerung 18 die optoelektronischen Taster 22, 23 und 24 aktiviert und dadurch über die Lageregelkreise die Ausgangsposition des Unterteils 8 wiederhergestellt.During processing, the top layer of the stack 26 becomes a sheet 20, isolated by known isolation mechanisms and by known conveyor mechanisms placed on the lower part 8 flat and with little deformation. After the procedure of the upper part 9 in its upper dead position over the lower part 8 with the aid of the slide 11 the alignment process is triggered. The activated first group detects the optoelectronic Button 12; 13 and 14 constantly the position of the sheet 20 and regulates the movement process the electric motor drives 2; 3 and 4 so that the touch points of the optoelectronic Button 12; 13 and 14 on the determination points of the decisive contour of the surface structure 20 settle in. As soon as this process has been completed for all three position control loops is, d. H. the desired position of the sheet-like structure 20 has been found, is determined by the Sequence control 18 the transfer of the flat structure 20 to the assembly: 'ientragstation 27 controlled. In this case, after lowering the upper part 9 on the sheet 20 this detected by the grippers 19 and raised by means of the lifting drive 10 and move through the slide 11 over the assembly station 27. By again Lowering of the upper part 9, loosening of the sheet-like structure 20 from the grippers 19 and lifting of the upper part 9, the sheet-like structure 20 is in the correct position on the gathering station 27 filed. Simultaneously with the movement of the carriage 11 over the gathering station 27, the optoelectronic buttons 22, 23 and 24 activated and thereby the starting position of the lower part via the position control loops 8 restored.
Danach kann nach StapelweMhs^T ur ##erei##ln ein anderes Flächengebilde 2-b auf das Unterteil 8 aufgelegt werden und der Ausrichtvorgang auf die beschriebene :reise auch für dieses Flächengebilde 255 durchgeführt werden. Die Ablaufsteuerung 18 sorgt dafür, daß jetzt die zweite Gruppe optoelektro nischer Taster 15; 16 und 17, die auf das Flächengebilde 20 eingerichtet sind, aktiviert wird. Nach dem zweiten Ausrichtvorgang liegen die beiden Flächengebilde 20 und fb zueinander und zur sich anschließenden Verarbeitungsstation richtig positioniert auf der Zusammentragstation 27 vor.Afterwards, after StapelweMhs ^ T ur ## erei ## ln another flat structure 2-b are placed on the lower part 8 and the alignment process on the one described : travel can also be carried out for this surface structure 255. The flow control 18 ensures that now the second group of optoelectronic buttons 15; 16 and 17, which are set up on the sheet-like structure 20, is activated. After the second In the alignment process, the two flat structures 20 and fb lie with respect to one another and to one another subsequent processing station correctly positioned on the gathering station 27 before.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsvariante benutzt statt des Zweischlages am Antrieb (schwenkbares Abtriebsglied des elektromotorischen Antriebes 2 bis 4 und Koppelglied 5 bis /) einen drehbar im Gestell 1 und am Unterteil 8 gelagerten elektromotorischen Spindelantrieb. Hierbei wird ein hohes Untersetzungsverhältnis durch die Umwandlung der Drehbewegung in die Schubbewegung erreicht, so daß sich ein einfacher spiel- und trägheitsarmer Antrieb ergibt. Daneben sind andere Formen des Zweischlages mit Dreh-, Schub- und/oder Drehschubgelenken möglich.A particularly advantageous variant uses instead of the Double impact on the drive (swiveling output link of the electromotive drive 2 to 4 and coupling link 5 to /) one rotatably mounted in the frame 1 and on the lower part 8 electromotive spindle drive. This results in a high reduction ratio achieved by converting the rotary motion into the pushing motion, so that a simple drive with little play and inertia results. There are also other forms the double stroke with swivel, sliding and / or swiveling and sliding joints is possible.
Eine besonders günstige Ausführung der optoelektronischen ?ster zeigt Fig. 6 und Fig. 7. Hierbei sind Sender- und Empfängerelement in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet.A particularly favorable embodiment of the optoelectronic ster is shown Fig. 6 and Fig. 7. Here, the transmitter and receiver elements are in a common Housing arranged.
Das von der Infrarotlumineszenzdiode 28 ausgestrahlte Licht wird durch die Plankonvexlinse 29 in ein paralleles Strahlenbündel mit großem Durchmesser geformt. Danach wird es im Strahlenteilerwürfel 30 aufgespalten. Während ein Teil des Strahlenbündels durch die Spiegelfläche reflektiert an die schwarze Fläche des Strahlenteilerwürfels 30 gelangt und dort absorbiert wird, passiert der andere Teil des Lichtbündels die Spiegelfläche und gelangt auf das reflektierende Unterteil 8 und/oder das Flächengebilde 20. An dem Flächengebilde 20 wird das Licht absorbiert und difus reflektiert.The light emitted from the infrared luminescent diode 28 is through the planoconvex lens 29 is formed into a parallel beam of large diameter. It is then split up in the beam splitter cube 30. While part of the beam reflected by the mirror surface onto the black surface of the beam splitter cube 30 arrives and is absorbed there, the other part of the light beam passes the Mirror surface and reaches the reflective lower part 8 and / or the flat structure 20. The light is absorbed on the sheet-like structure 20 and reflected differently.
Trifft das Strahlenbündel das refleKtierende Unterteil 8, so gelangt es durch die regular Reflexion in den Strahlenteilerwürrel 30 zuruck und wird zum Teil an der Spiegelfläche des Strahlenteilerwürfeis 30 reflektiert durch die andere Plankonvexlinse 29 gebündelt dem Fototransistor 31 zugeführt, der ein Element des Spannungsteilers 31; 33 und 34 ist. Bei hoher Lichtintensität am Fototransistor 31 führen die Eingänge der Triggerschaltkreise 35, 36 einen hohen Spannungspegel, so daß deren Ausgänge H-Pegel annehmen und die Luinineszenzdiodenanzeige 37 und 38 verlischt. Wird durch das Flächengebilde 20 ein Teil des Lichtbündels absorbiert, dann vergrößert sich der Spannungsabfall am Fototransistor 31 und der Triggerschaltkreis 36 schaltet auf L-Pegel um, so daß die Lumineszenzdiode 38 aufleuchtet. Bei weiterer Schwächung des reflektierenden Lichtbündels durch das Flächengebilde schaltet auch der Triggerschaltkreis 35 auf L-Pegel und die Bulmineszenzdiode 37 leuchtet auf. Durch die Stellwiderstände 33 und 34 lassen sich die Toleranzbreite der Sollage des Flächengebildes und die Ansprechempfindlichkeit einstellen.If the bundle of rays hits the reflective lower part 8, it arrives it returns through the regular reflection into the beam splitter cube 30 and becomes the Part on the mirror surface of the beam splitter throw 30 is reflected bundled by the other planoconvex lens 29 fed to the phototransistor 31, the one element of the voltage divider 31; 33 and 34 is. With high light intensity on Phototransistor 31 lead the inputs of the trigger circuits 35, 36 a high Voltage level so that their outputs assume H level and the luininescent diode display 37 and 38 go out. Becomes part of the light bundle through the planar structure 20 absorbed, then increases the voltage drop across the phototransistor 31 and the The trigger circuit 36 switches to the L level, so that the light-emitting diode 38 lights up. With further weakening of the reflecting light bundle by the flat structure The trigger circuit 35 also switches to the L level and the bulminescence diode 37 lights up. The tolerance range can be set by means of the variable resistors 33 and 34 adjust the target position of the fabric and the sensitivity.
Die binären Ausgangssignale der Trigger 35 und 36 können dann über die Ablaufsteuerung 18 den Leistungsteil des elektromotorischen Antriebes ansteuern. Die Gehäuse 32 der optoelektronischen Taster 12 bis 17 und 22 bis 24 werden vorzugsweise mit Haftraagneten 21 am Oberteil 9 bzw. am Gestell 1 befestigt und brauchen wegen der Parallelität der Befestigungsfläche zu dem reflektierenden Unterteil 8 bei der Umrüstung auf andere Formen und Größen des Flächengebildes optisch nicht nachjustiert werden. Durch den großen Lichtbündeldurchmesser führen von der Kontur des Flächengebildes 20 abstehende einzelne Fäden oder eventuell erforderliche kleine Bohrungen in der Unterlage 8 nur zu unbedeutenden Ausrichtfehlern.The binary output signals of the triggers 35 and 36 can then over the sequence control 18 control the power section of the electromotive drive. The housings 32 of the optoelectronic buttons 12 to 17 and 22 to 24 are preferably fastened with holding magnets 21 on the upper part 9 or on the frame 1 and need because of the parallelism of the mounting surface to the reflective lower part 8 in the Conversion to other shapes and sizes of the surface structure not optically readjusted will. The large light beam diameter leads from the contour of the surface structure 20 protruding individual threads or any necessary small holes in the Document 8 only for insignificant alignment errors.
Ein weiteres vorteilhaftes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, daß das Unterteil 8 als ein geschlossener Kasten mit gleichmäßig verteilten Löchern an der Oberseite und einem Anschluß für ein Vakuum an der Unterseite ausgebildet ist. Beim Ausrichten kann durch das anliegende Vakuum die Reibung zwischen dem Unterteil 8 und dem Flächenge bilde 20 erhDht werden, so daß auch bei sehr niedrigen Reibungskoeffizienten eine Relativbewegung zwischen Unterteil 8 und l chengebilde 20 bei der Ausrichtbewegung vermieden wird. Vorteilhaft wirkt sich diese Gestaltung des Unterteils 8 auch bei der Nutzung von Vakuumsaugern als Greifer 19 und luftdurchlässigen Flächengebilden 20 als Ausrichtgegenstand aus, Weil durch die Möglichkeit des Nachströmens von Luft die Anwendungsgrenze von Vakuumsaugern in Richtung höherer Luftdurchlässigkeit des Flächengebildes 20 verschoben wird.Another advantageous embodiment is characterized in that that the lower part 8 as a closed box with evenly spaced holes formed on the top and a connection for a vacuum on the bottom is. When aligning, the applied vacuum can reduce the friction between the lower part 8 and the surface structure 20 are increased, so that even with very low coefficients of friction one Relative movement between lower part 8 and surface structure 20 during the alignment movement is avoided. This design of the lower part 8 also has an advantageous effect the use of vacuum cups as grippers 19 and air-permeable flat structures 20 as an object of alignment, because of the possibility of air flowing in the application limit of vacuum cups in the direction of higher air permeability of the Surface structure 20 is moved.
Andere Ausführungen der gesamten Vorrichtung und geringfu"#ige Änderungen im Verfahren ergeben sich, wenn die elektroiotorischen Ausrichtantriebe 2 bis 4 auf das Oberteil 9 wirken und das Unterteil 8 gestellfest ausgeführt wird. Dabei erfolgt nach dem Auflegen des Flächengebildes 20 und dem Positionieren des Schlittens 11 über dem Unterteil 8 ein Ausrichten des Oberteils 9 mittels der entsprechenden Gruppe optoelektronischer Taster 12 bis 14 oder 15 bis 17 und den ihnen zugehorigen elektromotorischen Antrieben 2 bis 4 auf das auf dem gestellfesten Unterteil 8 unausgerichtete vorlieg#nde Flächengebilde 20. Erst nach dem Erfassen des olächengebildes 20 durch die Greifer wird das Flächengebilde beim Transferieren zur Zusammentragstation durch das Zurückfahren des Oberteils 9 mittels des Signals, der für die Ausgangslage des Oberteils maßgebenden optoelektronischen rnaster 22 bis 24, die bei dieser Ausführvariante am Schlitten 11 angebracht sind, das Flächengebilde 20 ausgerichtet. Diese Ausführungsvariante ist besonders für sehr leichte Fl(ichengebilde mit geringen Reibwerten gegenüber dem Unterteil 8 und einer sehr hohen Luftdurchlässigkeit, bei denen ein Ansaugen an der Unterlage 8 wie vorher beschrieben nicht genutzt werden kann, geeignet.Other versions of the entire device and minor changes in the process result when the electromotive alignment drives 2 to 4 act on the upper part 9 and the lower part 8 is made fixed to the frame. Included takes place after the surface structure 20 has been placed and the carriage has been positioned 11 over the lower part 8 an alignment of the upper part 9 by means of the corresponding Group of optoelectronic buttons 12 to 14 or 15 to 17 and the associated ones electric motor drives 2 to 4 on the unaligned on the frame fixed lower part 8 The present flat structure 20. Only after the detection of the surface structure 20 through the gripper is the fabric when it is transferred to the gathering station the retraction of the upper part 9 by means of the signal that is responsible for the starting position of the Upper part decisive optoelectronic grid 22 to 24, which in this version are attached to the carriage 11, the sheet 20 aligned. This variant is particularly suitable for very light surface structures with low coefficients of friction the lower part 8 and a very high air permeability, in which suction on the pad 8, as previously described, cannot be used.
3ei der Aufgabe, nur ein lächengebilde auszurichten, ergibt sich nach der vorgenannten Ausführung des Verfahrens und der Vorrichtung der Vorteil, daß das Flächengebilde 20 nicht abehoben, sondern ziehend auf einer ungeteilten Unterlage bis zur Verarbeitungsstation transferiert werden kann. Voraussetzung für diese Anwendung ist jedoch, daß das Fl;'#chenge bilde 20 eine genügend hohe Eigensteifigkeit besitzt, damit durch die auftretenden Reibkräfte zwischen dem Flächengebilde 20 und der Unterlage 8 die Verformung des Flächengebildes 20 in den zulässigen Toleranzen bleibt.In the case of the task of aligning only one surface structure, there arises after the aforementioned embodiment of the method and the device has the advantage that the flat structure 20 is not lifted off, but rather pulling on an undivided base can be transferred to the processing station. Requirement for this application is, however, that the surface 20 has a sufficiently high inherent rigidity, in order to due to the frictional forces occurring between the fabric 20 and the base 8 the deformation of the surface structure 20 within the permissible tolerances remain.
Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen 1 Gestell 2; 3; 4 elektromotorische Antriebe 5; 6; 7 Koppelglieder 8 Unterteil 9 Oberteil 10 Hubantrieb 11 Schlitten (ohne Antrieb) 12 bis 17 optoelektronische Taster 18 Gesamtsteuerung mit digitaler Signalverarbeitung 19 Greifer 20; 20 Flächengebilde 21 Haftmagnet 22 bis 24 optoelektronische Taster für Ausgangslage Teil 8 25 Stapelteller 26 Stapel 27 28 Infrarotlumineszenzdiode 29 Plankonvexlinsen 30 trahlenteilerwürfel 31 Fototransistor 32 Gehäuse des optoelektronischen Tasters 33 Stellwiderstand für Ausrichttoleranz 34 Stellwiderstand für Schaltschwelle 35 Triggerschaltkreis für untere Schaltschwelle 36 Trig,#'erschaltkreis für obere Schaltschwelle 37 Lumineszenzdiodenanzeige für untere Schaltschwelle 38 Lunineszenzdiodenanzeige für obere Schaltschwelle - Leerseite -List of the reference symbols used 1 frame 2; 3; 4 electromotive Drives 5; 6; 7 coupling links 8 lower part 9 upper part 10 lifting drive 11 slide (without drive) 12 to 17 optoelectronic buttons 18 overall control with digital Signal processing 19 gripper 20; 20 flat structures 21 holding magnets 22 to 24 optoelectronic Button for starting position part 8 25 stacking plate 26 stack 27 28 infrared luminescent diode 29 planoconvex lenses 30 beam splitter cube 31 phototransistor 32 housing of the optoelectronic Button 33 variable resistor for alignment tolerance 34 variable resistor for switching threshold 35 Trigger circuit for lower switching threshold 36 Trig, # 'circuit for upper Switching threshold 37 luminescence diode display for lower switching threshold 38 luminescence diode display for upper switching threshold - blank page -
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