DE4321299A1 - Anlage zum Auskleiden einer inneren Wand einer Umhüllung mit einem Mauerwerk aus, insbesondere feuerfesten, Steinen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine automati­ sierte Anlage zum Auskleiden einer Wand einer Umhüllung mit einem Mauerwerk aus, insbesondere feuerfesten, Steinen. Eine solche Anlage umfaßt einen Roboter zum Verlegen der Steine, der auf einer vertikal und horizontal verschiebbaren Arbeitsplattform angebracht ist, so daß er in verschiedenen Seg­ menten der Umhüllung arbeiten kann, einen Depalettier­ modul, der so ausgelegt ist, daß er aus Paletten mit verschiedenen Steintypen Steinstapel ent­ sprechend den Erfordernissen des Steinverlege­ roboters zusammenstellen kann, einen Aufzugmodul, der so ausgelegt ist, daß er die von dem Depalettiermodul zusammengestellten Stapel auf einer Ladeplattform aufnehmen und nach oben bis zu der Arbeitsplattform befördern kann, einen Versorgungsmodul für die Arbeitsplattform, der so ausgelegt ist, daß er die Stapel von dem Aufzugmodul übernimmt, und entsprechend den Erforder­ nissen des Steinverlegeroboters Steine im Bereich der Arbeitsplattform nacheinander weiter­ befördert.

Obwohl die Erfindung nicht darauf beschränkt ist, bezieht sie sich insbesondere auf eine vollständig auto­ matisierte Anlage zum Auskleiden der inneren Oberfläche einer Wand eines metallurgischen Konverters mit einem Dauerwerk aus feuerfesten Steinen.

In den letzten Jahren wurden verschiedene roboti­ sierte Anlagen vorgeschlagen, um diese Arbeit, die bisher von Hand gemacht wurde, automatisch auszuführen. Unter diesen robotisierten Anlagen können im wesentlichen zwei Kategorien unterschieden werden, nämlich die Anlagen, bei denen die Depalettierung innerhalb des Konverters im Bereich einer Arbeitsplattform ausgeführt wird (siehe die Patente US 4.688.773; US 4.708 562; US 4.720.226; US 4.786.227, US 4.787.796; US 5.018.923), und die Anlagen, bei denen die Depalettierung außerhalb des Konverters in einem Bereich ausgeführt wird, der im allgemeinen für einen Gabelstabler zugänglich ist (siehe die Patente US 4.765.789; US 4.911.595).

Jede dieser Anlagenkategorien besitzt ihre spezifi­ schen Vorteile und Nachteile. So haben die Anlagen mit Depalettierung innerhalb der Umhüllung den Vorteil, daß das Ausmauern rascher ausgeführt werden kann. In der Tat, mit Ausnahme der relativ kurzen Totzeiten, die zum Laden einer Palette erforderlich sind, sind die erforderlichen Steine dauernd auf der Arbeitsplattform verfügbar. Diese Anlagen mit innerer Depalettierung im Bereich der Arbeitsplattform haben jedoch den Nachteil eines großen Platzbedarfs im Bereich der Arbeitsplattform. Diese Arbeitsplattform muß daher ziemlich große Abmessungen haben, weshalb diese Anlagen für Konverter mit kleinerem Durchmesser nicht verwendbar sind. Außerdem haben diese Anlagen den Nachteil, daß zerbrochene oder überschüssige Steine und die leeren Paletten von der Arbeitsplattform wieder nach außerhalb des Konverters befördert werden müssen, was eine Gegenstrom-Beförderung ist, die sich in einen Prozeß zur vollständig automatisierten Handhabung von Steinen schlecht integriert. Schließlich fehlt bei den Anlagen mit Depalettierung im Bereich der Arbeitsplattform an Flexibilität, wenn mehr als zwei Steintypen für das Mauerwerk verwendet werden. Aus Gründen des Platzbedarfs ist es in der Tat nicht vor­ stellbar, mehr als zwei Paletten im Bereich der Arbeits­ plattform zu lagern.

Bei den Anlagen mit Depalettierung von Steinen außerhalb des Konverters sind die oben erwähnten Probleme nicht bekannt. Diese Anlagen sind jedoch durch eine viel komplizierteres System zur Handhabung der Steine gekennzeichnet.

Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, das System zur Handhabung der Steine bei einer Anlage zum Aus­ kleiden einer Wand einer Umhüllung mit einem Mauerwerk aus Steinen, genauer ausgedrückt, bei einer Anlage von der in dem Dokument US 4.911.595 beschriebenen Art, zu optimieren, um den Arbeitstakt Steinverlege­ roboters schneller zu machen.

Um dieses Ziel zu erreichen, wird gemäß der Erfindung eine automatisierte Anlage zum Auskleiden einer inneren Wand einer Umhüllung mit einem Mauerwerk aus Steinen vorgeschlagen, die die in dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 erwähnten Module und Bauteile umfaßt, und die durch einen auf der Arbeitsplattform angebrachten Zentriermodul gekennzeichnet ist, der auf­ weist: eine Vorrichtung zur aufeinanderfolgenden Ver­ schiebung der Steine, die im Bereich der Arbeits­ plattform den Versorgungsmodul mit einer Übernahmezone verbindet, die am Rand der Arbeitsplattform in der Nähe des Segments gelegen ist, in dem der Roboter gerade arbeitet, mindestens eine Zentrierposition, die in dieser Übernahmezone eingerichtet ist, und bei der der Steinverlegeroboter die Steine holt, und mindestens eine Zentriervorrichtung, die bezüglich dieser Zentrier­ position(en) so angeordnet ist, daß die Steine in dieser bzw. diesen Zentrierpositionen zentriert werden.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird zwischen dem Steinverlegeroboter und dem Modul zur Versorgung der Arbeitsplattform ein Zentriermodul angeordnet. Dieser Zentriermodul erfüllt zwei getrennte Funktionen:
Erstens übernimmt die Verschiebevorrichtung des Zentriermoduls im Bereich der Arbeitsplattform die Steine nacheinander von dem Versorgungsmodul, um sie nach einer am Rand der Arbeitsplattform gelegenen Übernahmezone zu schieben. Die aufeinanderfolgende Weiterbeförderung der Steine nach dem Segment der Wand, in dem der Roboter gerade mauert, wird also aus­ geführt, während der Robotor einen Stein positio­ niert. Der Hub, den der Roboter ausführen muß, um den nächsten Stein zu holen, ist also wesentlich kürzer, und der Roboter ist daher produktiver, das heißt, sein Arbeitstakt ist schneller. Da die Übernahmezone am Rand der Arbeitsplattform liegt, kann der Roboter außer­ dem den Weg zwischen dieser Übernahmezone und der Stelle der Wand, bei der er gerade arbeitet, mit hoher Geschwin­ digkeit durchlaufen. Dabei ist in der Tat anzumerken, daß der Roboter über der Plattform seine Geschwindigkeit wesentlich vermindern müßte, um nicht mit Hindernissen zusammenzustoßen, und um die Sicherheit des Personals, das sich auf der Arbeitsplattform befinden könnte, zu gewährleisten. In dem leeren Zwischenraum zwischen der Übernahmezone und der Wand der Umhüllung besteht jedoch keine Kollisions- oder Unfallgefahr, und daher kann die Geschwindigkeit des Roboters viel größer sein.

Zweitens zentriert die Zentriervorrichtung des Zentriermoduls die Steine in mindestens einer in der Übernahmezone eingerichteten Zentrierposition, bevor der Steinverlegeroboter die Steine in dieser oder diesen Zentrierpositionen holt. Diese Zentrierung der Steine hat den Vorteil, daß sich die Steine immer in genau der gleichen Position befinden. Die Über­ nahme eines Steins in dieser Zentrierposition kann durch dem Roboter "blind" erfolgen, denn der Roboter kann bezüglich der genauen Stelle und der relativen Ausrich­ tung des Steins millimetergenau vorprogrammiert werden. Dabei ist anzumerken, daß diese Zentrierung besonders interessant ist, wenn Steine mit ver­ schiedenen Abmessungen und/oder Formen verwendet werden. Wenn das Steuersystem des Roboters den Steintyp, den der Roboter in der Zentrierposition holen soll, genau "kennt", kann dieses Steuersystem eine Greifvorrichtung des Roboters millimetergenau über diesem Steintyp positionieren, und diesen Stein blind aufnehmen, das heißt, ohne die Hilfe von Fühlern zur Bestimmung der Position und der Ausrichtung des Steins. Ein weiterer Vorteil ist, daß der Stein immer genau die gleiche relative Position bezüglich der Greifvorrichtung des Roboters hat. Dieses Merkmal erleichtert die end­ gültige Ausrichtung der Steine wesentlich, da häufige erneute Ausrichtungen, die eine Falschausrichtung zwischen der Greifvorrichtung und dem Stein aus­ gleichen sollen, vermieden werden.

Was die technische Verwirklichung der Zentriervorrichtung und der Verschiebevorrichtung betrifft, so gibt es natürlich eine Vielzahl von Lösungen.

Es wird jedoch als nützlich angesehen werden, wenn eine bevorzugte Ausführungsform der Verschiebevorrichtung und der Zentriervorrichtung vorgeschlagen wird, die eine einfache, robuste und zuverlässige Bauweise hat, und zugleich im Bereich der Arbeitsplattform besonders wenig Platz erfordert.

Die Zentriervorrichtung des Zentriermoduls wird in vorteilhafter Weise auf einer einfahrbaren Plattform der Arbeitsplattform angebracht. Diese einfahrbare Plattform ermöglicht, die Stelle der Zentrierpositionen an die Abmessungen der zu mauernden Umhüllung anzupassen und die Zentrierpositionen an den Bereich der Wand anzu­ nähern, in dem der Steinverlegeroboter gerade arbeitet.

Der Versorgungsmodul weist in vorteilhafter Weise zwei Gabelaufzüge auf, die unterhalb der Arbeitsplattform längs zwei einander gegenüberliegenden Seiten eines Ver­ sorgungskanals für die Steine angeordnet sind. Jeder Gabelaufzug weist Gabeln auf, die umklappbar sind zwischen einer horizontalen Position, in der sie einen Steinstapel tragen können, und einer vertikalen Position, in der sie den Versorgungskanal ganz freigeben für die Durchfahrt der von dem Aufzugmodul transportier­ ten Steinstapel. Diese Gabelaufzüge werden in vorteilhafter Weise von mindestens einem Schrittmotor über ein Schraube/Mutter-System angetrieben.

Dabei ist anzumerken, daß diese Ausführung des Ver­ sorgungsmoduls gegenüber einer Ausführung, die mit einer endlosen Kette verbundene, feststehende Gabeln aufweist, wie sie in dem Dokument US 4.911.595 beschrieben ist, den Vorteil aufweist, daß sie starrer und stabiler ist, und eine genauere Beförderung der Steine auf die Arbeitsplattform ermöglicht. Die Verbesserung der Steifigkeit ermöglicht unter anderem, mit höheren Steinstapeln, das heißt, mit Stapeln, die mehr Steine aufweisen, zu arbeiten, ohne daß Gefahr besteht, daß ein Stapel umgekippt wird.

Es wird auch als nützlich angesehen werden, wenn eine besonders einfache Ausführungsform des Aufzugmoduls vorgeschlagen wird. Dieser Aufzugmodul wird in der Tat durch Stabilisierungsseile stabilisiert, die zwischen der Arbeitsplattform und der Ladeplattform gespannt sind. Diese Lösung unterscheidet sich durch ihre Einfachheit in vorteilhafter Weise von der in dem Dokument 4.911.595 vorgeschlagenen Lösung. In diesem Dokument wird in der Tat die Verwendung von Teleskopschienen empfohlen, längs denen Aufzugwagen mit Hilfe von Rollen gleiten.

Außerdem wird eine einfache und zweckmäßige Lösung für die Beförderung der Steinstapel auf den Aufzug­ modul vorgeschlagen. Auf der Ladeplattform ist zu diesem Zweck ein Rollenförderer angebracht, der sich von dem Rand bis unter die Aufzugplatte erstreckt. Diese Aufzug­ platte weist Aussparungen auf, damit die Rollen mindestens teilweise über die Ladeoberfläche der Platte überstehen können, wenn die Platte in der Ladeposition ist. Auf diese Weise können die Steinstapel über der Aufzugplatte auf den Rollen frei weiterbewegt werden. Dabei ist noch anzumerken, daß in diese Aussparungen auch die Gabeln der zwei Gabelaufzüge in der horizontalen Position eingeschoben werden werden können, um die Steinstapel von der Aufzugplatte zu übernehmen.

In den Dokumenten US 4.765.789 und US 4.911.595 besteht der Depalettiermodul einfach aus einem Depalettierroboter, der auf einer mit der Ladeplattform fest verbundenen Schiene angebracht ist, so daß er längs der Ladeplattform verschoben werden kann, um die auf einer stationären Platte abgesetzten Paletten erreichen zu können. Der Depalettierroboter belädt die Lasten­ aufzüge direkt. Bei dieser in den oben erwähnten US- Dokumenten vorgeschlagenen Depalettierlösung besteht jedoch Gefahr, daß die Versorgung des Steinverlege­ roboters verzögert wird. Der Depalettiervorgang und der Höhenbeförderungsvorgang sind in der Tat zwei zeitlich aufeinanderfolgende Vorgänge. Außerdem ist der längs der Ladeplattform verschiebbare Roboter eine komplizierte Lösung, und zwar sowohl hinsichtlich der Mechanik, als auch hinsichtlich der Steuerung.

Eine bevorzugte Ausführungsform des Depalettier­ moduls, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung vor­ geschlagen wird, ermöglicht, den Depalettiervorgang praktisch unabhängig von der übrigen Anlage zu machen, und ergibt eine größere Flexibilität bei der Zusammen­ stellung der Steinstapel, vor allem, wenn mit mehreren Steintypen gearbeitet wird, die unter­ einander nicht austauschbar sind.

Um dieses Ziel zu erreichen, umfaßt der Depalettiermodul eine im Bereich der Ladeplattform angebrachte Depalettierplattform, einen auf der Depalettierplattform angebrachten Depalettierroboter, der über einen gewissen Aktionsbereich auf dieser Plattform verfügt, mindestens einen auf der Ladeplattform angebrachten Förderer für Steinpaletten, der mindestens teilweise in dem Aktionsbereich des Depalettierroboters angeordnet ist, mindestens einen auf der Ladeplattform angebrachten Förderer für die Steinstapel, der mit einem Ende bis in den Aktionsbereich des Depalettierroboters, und mit dem anderen Ende bis zu dem Rand der Depalettierplattform gegenüber der Lade­ plattform reicht. Dabei ist anzumerken, daß der Depalettierroboter vorzugsweise ein stationärer Roboter auf der Depalettierplattform ist, und daß die Paletten bezüglich des Roboters bewegt werden, was die Bauweise des Roboters wesentlich vereinfacht. Es ist auch ersicht­ lich, daß der Depalettiervorgang von dem Höhen­ beförderungsvorgang vollständig entkoppelt wurde. Der Aufzugmodul und der Depalettiermodul können folglich parallel arbeiten, und zwar jeder mit seinem Arbeitstakt. Es ist jetzt sehr gut möglich, Steinstapel im voraus zusammenzustellen und in eine Warteposition zu befördern, bevor sie auf den Aufzugmodul geladen werden.

Die Arbeitsplattform kann so verwirklicht werden, daß sie um eine vertikale Achse gedreht werden kann, um aufeinanderfolgende Segmente einer Umhüllung zu ver­ sorgen. Diese Drehung wird vorzugsweise durch eine Drehung der Ladeplattform erhalten, die die Arbeitsplatt­ form trägt. In diesem Fall wird die Beförderung der Steinstapel zwischen dem stationären Depalettier­ modul und der Arbeitsplattform in vorteilhafter Weise durch eine Transferplatte verwirklicht, die um die Lade­ plattform umläuft.

Der Steinverlegeroboter ist in vorteilhafter Weise ein Roboter mit vier Achsen, der eine Greifvorrich­ tung für die Steine trägt. Die vier Achsen umfassen in vorteilhafter Weise eine horizontale Verschiebeachse, die die Annäherung des Steinverlegeroboter an die Wand der Umhüllung ermöglicht, sowie zwei vertikale Dreh­ achsen und eine horizontale Drehachse, die die Bewegung der Greifvorrichtung zwischen der Wand der Umhüllung und den Zentrierpositionen ermöglichen. Bei dieser Ausführung hat der Roboter einen Aktionsradius, der an diese Aufgabe sehr gut angepaßt ist, während zugleich eine gute Gesamt­ steifigkeit gewährleistet wird.

Der Aufhängearm der Greifvorrichtung bildet in vor­ teilhafter Weise ein in einer vertikalen Ebene verform­ bares Parallelogramm. Diese Ausführung ermöglicht, die Greifvorrichtung bei einer Bewegung des Aufhängearms parallel zu sich selbst zu halten, wobei zugleich die Steifigkeit des Roboters erhöht wird.

Die Greifvorrichtung hat ebenfalls vier Freiheits­ grade, um die Ausrichtung der Steine bei der eigentlichen Mauerung sicherzustellen.

Es wird als nützlich angesehen werden, wenn auch eine bevorzugte Steuerung der Mittel zur Handhabung der Steine vorgeschlagen wird, die ermöglicht, die volle Flexibilität zu gewährleisten, die erforderlich ist, um mit mehreren Steintypen zu arbeiten, ohne deshalb die Verwirklichung der Mittel zur Handhabung der Steine komplizierter zu machen. Diese Flexibilität wird insbesondere dadurch erhalten, daß der Depalettier­ modul zwei voneinander unabhängige Förderer, das heißt, zwei verschiedene Kanäle aufweist, um Steinstapel zu transportieren, die in aufeinanderfolgender Weise ent­ sprechend den Erfordernissen des Steinverlege­ roboters der Ladeplattform zusammengestellt werden. Der Aufzugmodul verfügt nur über eine Ladefläche, um zwei Steinstapel zu transportieren, was seinen Aufbau gegenüber dem doppelten Aufzugwagen des Dokuments US 4.911.595 erleichtert. Eine getrennte Handhabung jedes Steinstapels erfolgt wieder im Bereich des Ver­ sorgungsmoduls der Arbeitsplattform. Dieser Modul verfügt in der Tat über einen ersten und einen zweiten Ver­ sorgungsaufzug, die vorzugsweise unabhängig voneinander sind. Jeder dieser zwei Versorgungsaufzüge ist in der Lage, einen der zwei Stapel von der Ladefläche des Aufzugmoduls zu übernehmen, und die Steine dieses Stapels nacheinander auf das Niveau der Arbeitsplattform zu befördern. Der Zentriermodul umfaßt schließlich Mittel, um je nach den Erfordernissen entweder einen Stein von dem ersten Versorgungsaufzug, oder einen Stein von dem zweiten Versorgungsaufzug, oder ein Steinpaar zu übernehmen und bis an den Rand der Arbeitsplattform zu schieben, und Mittel, um die von dem dem ersten Versorgungsaufzug herrührenden Steine in einer ersten Zentrierposition, und die von dem zweiten Versorgungsaufzug herrührenden Steine in einer zweiten Zentrierposition zu zentrieren. Kurz gesagt, die Anlage weist in der Tat zwei Kanäle auf, die den Steinverlegeroboter entsprechend den Erfordernissen in aufeinanderfolgender Weise mit verschiedenen Stein­ typen versorgen. Diese Aufteilung in zwei sequentielle Kanäle ermöglicht, die Flexibilität zu erhalten, die erforderlich ist, um mit verschiedenen Steintypen, die nicht untereinander austauschbar sind, zu arbeiten.

Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der ausführlichen Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen, die nachstehend zur Veranschaulichung wiedergegeben sind, wobei auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird, die Folgendes darstellen

- Die Fig. 1 ist eine schematische Gesamtansicht einer Anlage gemäß der vorliegenden Erfindung, mit der gerade eine innere Wand eines im Schnitt wiedergegebenen metallurgischen Konverters mit einen Mauerwerk aus feuer­ festen Ziegelsteinen ausgekleidet wird.

- Die Fig. 2 ist ein Aufriß des Depalettiermoduls, des Transfermoduls und der Ladeplattform der Anlage.

- Die Fig. 3 ist ein Grundriß der Module der Fig. 2.

- Die Fig. 4 ist eine detailliertere Gesamtansicht der Anlage ohne Depalettiermodul, und ohne Anhänger, der die Anlage trägt.

- Die Fig. 5 ist ein Grundriß der Aufzugplatte in der Ladeposition.

- Die Fig. 6 ist ein Aufriß der Aufzugplatte in der Ladeposition.

- Die Fig. 7 ist ein Schnitt der Arbeitsplattform mit einem Aufriß des Steinverlegeroboters.

- Die Fig. 8 ist ein Schnitt der Arbeitsplattform gemäß einer zu der Schnittebene der Fig. 7 senkrechten Ebene.

- Die Fig. 9 ist ein Grundriß des auf der Arbeits­ plattform angebrachten Zentriermoduls.

- Die Fig. 10 ist eine schematische Darstellung der Bahn der Greifvorrichtung des Steinverlegeroboters.

- Die Fig. 11 ist eine schematische Darstellung der Höhenbeförderung der Arbeitsplattform innerhalb des Konverters.

- Die Fig. 12 ist eine schematische Darstellung der Drehung der Arbeitsplattform innerhalb des Konverters.

Die Fig. 1 ist eine schematische Gesamtansicht einer vollständig automatisierten Anlage zum Auskleiden der inneren Oberfläche einer Wand eines metallurgischen Konverters mit einem Mauerwerk aus feuerfesten Steinen. Der metallurgische Konverter 10 ist im Schnitt dargestellt. Es handelt sich, genauer gesagt, um einen Konverter mit abnehmbarem Boden, wie er in der euro­ päischen Stahlindustrie gewöhnlich verwendet wird. Der Konverter umfaßt ein metallisches Gehäuse 12 und eine feuerfeste Auskleidung 14, die in mehr oder weniger kurzen Abständen erneuert werden muß. Der Boden des Konverters wurde abgenommen, um die feuerfeste Aus­ kleidung des Konverters zu verwirklichen.

Bevor mit der ausführlichen Beschreibung der Anlage begonnen wird, wird mit Hilfe der Fig. 1 zunächst ihr Funktionsprinzip beschrieben. Ein Gabelstapler 18 bringt die Steinpaletten 20, 20′ zu einem Depalettiermodul 23. Dieser Depalettiermodul 23 bildet entsprechend den Erfordernissen Steinstapel 22 und befördert diese Stapel 22 auf einen Transfermodul 24, der einen Aufzug­ modul 27 im Bereich einer unteren Drehplattform 26 ver­ sorgt. Dieser Aufzugmodul 27 bringt die Steinstapel 22 in eine direkt unter einer Arbeitsplattform 28 (oder oberen Plattform) gelegene Position, die von einem auf der unteren Drehplattform 26 angebrachten Teleskopmasten 30 getragen wird. In diesem Bereich werden die Stapel 22 von einem Versorgungsmodul 32 übernommen, der Steine 34 nacheinander nach einem auf der oberen Platt­ form 28 angebrachten Zentriermodul 36 befördert. Dieser Zentriermodul 36 schiebt die Steine 34 nacheinander in eine auf einem Zentriertisch 140 festgelegte Zentrier­ position 136, in der ein Steinverlegerrobotor 38 die Steine mit Hilfe einer Greifvorrichtung 40 auf­ nimmt, um sie längs der Wand 12 des Konverters zu positionieren. Die gesamte Anlage ist vorzugsweise auf einem Anhänger 42 angebracht.

Der Depalettiermodul 23 wird auf der Grundlage der Fig. 2 und 3 beschrieben. In der Fig. 2 ist ein Aufriß des Depalettiermoduls 23 wiedergegeben. Dieser Depalettiermodul weist eine Depalettierplattform 51 auf, die auf dem Anhänger 42 angebracht ist. Der Depalettier­ modul 23 kann jedoch auch auf einem getrennten Anhänger angebracht werden. Dieser Anhänger wird dann an den Anhänger 42 angekuppelt, wenn der Anhänger 42 unter dem Konverter 10 aufgestellt ist, wobei der Anhänger 42 die untere Plattform 26 und den Transfermodul 24 trägt.

In der Fig. 3 ist ein Grundriß des Depalettier­ moduls 23 wiedergegeben. Man erkennt einen ersten Rollen­ förderer 50, der längs einer ersten Seite der Depalettierplattform 51 angebracht ist, und einen zweiten Rollenförderer 50′, der längs der gegenüberliegenden Seite der Depalettierplattform 51 angebracht ist. Der Gabelstapler 18 stellt seine Palette 20 mit den Steinen entweder auf dem ersten Förderer 50 oder auf dem zweiten Förderer 50′ ab, je nachdem, ob es sich bei­ spielsweise um Steine eines ersten oder eines zweiten Typs handelt. Die Absetzposition der Paletten befindet sich am hinteren Ende jedes Förderers; sie ist in der Fig. 3 mit den Buchstaben A und A′ bezeichnet. Jede dieser Absetzpositionen A und A′ besteht vorzugsweise aus einem Drehtisch, der ermöglicht, die Paletten, nachdem sie von dem Gabelstapler 18 abgesetzt wurden, um 90° um eine vertikale Achse zu drehen. In der Fig. 3 ist die Ausrichtung der Palette, nachdem sie von dem Gabel­ stapler 18 abgesetzt wurde, für die Position A mittels unterbrochener Linien wiedergegeben. Zwischen den zwei Förderern ist ein Depalettierroboter 52 angebracht. Es handelt sich beispielsweise um einen Roboter mit sechs Achsen, der mit einer Greifvorrichtung 54 versehen ist, die pneumatische Sauger aufweist. Auf jedem der zwei Förderer 50, 50′ wurden eine oder mehrere Positionen festgelegt, in denen der Roboter 52 mit Hilfe seiner Greifvorrichtung 54 einen Stein von einer Palette 20, 20′ aufnehmen kann. In der Fig. 3 sind beispiels­ weise zwei Palettenpositionen angegeben, die der Roboter 52 kennt. Diese Positionen sind mit den Buchstaben B und B′ bezeichnet. Entsprechend den Erfordernissen kann jedoch die Anzahl der Depalettierpositionen auf den zwei Förderern 50, 50′ erhöht werden. Der Roboter 52 setzt die Steine dann auf einem ersten mittleren Förderer 54 oder einem zweiten mittleren Förderer 54 ab, um die Steinstapel 22, 22′ zu bilden. Diese Stapel können eine variable Anzahl von Steinen aufweisen. Aus Gründen der Stabilität sollen jedoch zu hohe Stapel mit mehr als acht übereinander angeordneten Steinen vermieden werden. Die Förderer 54 und 54′ sind in vor­ teilhafter Weise Rollenförderer, die zwischen den Förderern 50 und 50′ parallel angeordnet sind.

Es ist wichtig, darauf hinzuweisen, daß der Depalettierroboter 52, der mit seinem eigenen programmierbaren Automaten versehen ist, von einem Über­ wachungscomputer gesteuert wird, der das Zusammenwirken der verschiedenen Module der Anlage koordiniert. So kann der Depalettierroboter die Stapel 22, 22′ auf den Förderern 54 und 54′ entsprechend den Erfordernissen des Steinverlegeroboters zusammenstellen. Die ver­ wendeten Ziegelsteine müssen in der Tat verschiedene Formen, Abmessungen und/oder Qualitäten haben. Ein Algorithmus, der die Verlegung der Steine ver­ waltet, ermöglicht jedoch, im voraus die Reihenfolge zu bestimmen, in der diese Steine verwendet werden. Da der Roboter 52 genau "weiß", welcher Steintyp sich auf den an den Stellen B, B′ angeordneten Paletten befindet, kann er die Stapel 22, 22′ in der umgekehrten Reihenfolge ihrer Verwendung durch den Stein­ verlegeroboter 38 zusammenstellen.

Um die Flexibilität des Systems in vorteilhafter Weise zu erhöhen, ist ein aufgeteilter Versorgungskanal vorgesehen, der bei dem Depalettiermodul durch die zwei parallelen Förderer 54 und 54′ dargestellt ist. Auf diese Weise kann der erste Kanal beispielsweise einen Stapel 22 enthalten, dessen Steinsequenz unter Verwendung eines Verlegealgorithmus vorher berechnet wurde, und der zweite Kanal Steine enthalten, die verwendet werden, um Abweichungen zu korrigieren, die von dem Ver­ legealgorithmus nicht vorgesehen sind, das heißt, die erst nachträglich festgestellt werden, entsprechend den von dem Verlegeroboter 38 fortwährend durchgeführten Messungen. Es wäre natürlich auch möglich, mehr als zwei parallele Versorgungskanäle vorzusehen. Simulationen haben jedoch gezeigt, daß zwei Kanäle eine genügende Flexibilität ergeben, angesichts der begrenzten Anzahl der verwendeten Steintypen, und der Korrekturen, die vorzunehmen sind, um die Abweichungen bei der Geometrie des Konverters auszugleichen. Eine streng serielle Versorgung mit einem einzigen Versorgungskanal würde jedoch dazu führen, daß die Anlage angehalten wird, falls der Roboter 38 einen anderen Stein benötigt als denjenigen, der sequentiell in dem Stapel enthalten ist.

Die leeren Paletten 21, 21′ werden von den Förderern 50 und 50′ nach Rücknahmepositionen C und C′ befördert, wo der Gabelstapler 18 sie abholt. Dabei ist noch anzumerken, daß die Greifvorrichtung 40 mit an sich bekannten Mitteln ausgerüstet ist, um zerbrochene Steine zu entdecken. Diese zerbrochenen Steine werden zusammen mit den leeren Paletten 21, 21′ abtransportiert.

Der Transfermodul wird mit Hilfe der Fig. 2 und 3 beschrieben. Dieser Modul bewirkt die Beförderung der Steinstapel 22, 22′ von den Förderern 54, 54 nach der unteren Plattform 26. Auf dieser Plattform 26 ist ein Förderer 60 angebracht, der den Aufzugmodul 27 versorgt. Da die Plattform 26 um eine vertikale Achse OO′ gedreht werden kann, ist der Förderer 60 nicht immer entsprechend dem doppelten Förderer 54, 54′ des Depalettiermoduls aus­ gerichtet. Daher besteht der Transfermodul 24 aus einem Rollenfördererabschnitt 64, der um die Plattform 26 umlaufen kann, wobei er entweder entsprechend dem doppelten Förderer 54, 54′ ausgerichtet wird, um einen oder zwei von dem Depalettiermodul übernommene Steinstapel 22, 22′ zu übernehmen, oder entsprechend dem Förderer 60 ausgerichtet wird, um diese Steinstapel auf diesen Förderer weiterzubefördern. Diese Lösung ermöglicht eine Versorgung des Förderers 60 in allen Positionen der unteren Drehplattform 26. In der Fig. 3 ist der Abschnitt 64 einmal bei Ausrichtung entsprechend dem doppelten Förderer 54, 54′, und einmal, nach Drehung, bei Ausrichtung entsprechend dem Förderer 60, der den Aufzugmodul 27 versorgt, wiedergegeben. Der Pfeil 65 symbolisiert diese Drehung.

Am Eingang des Förderers 60 ist eine Warteposition eingerichtet, die mit dem Buchstaben D bezeichnet ist. Die in dieser Position D abgesetzten Stapel stellen eine Reserve für die Versorgung des Aufzugmoduls 27 dar. Bei dieser Verfahrensweise wird eine Wartezeit beim Beladen des Aufzugmoduls 27, und folglich bei der Versorgung der oberen Plattform 28 vermieden. Wenn ein Stapel oder ein Stapelpaar auf den Aufzugmodul befördert wird, wird die Warteposition D erneut mit dem folgenden, von dem Depalettiermodul 23 zusammengestellten Stapel oder Stapelpaar versorgt.

Der Aufzugmodul 27 wird mit Hilfe der Fig. 4, 5 und 6 beschrieben. Der Aufzugmodul 27 hat die Funktion, das auf dem Förderer 60 wartende Stapelpaar bis unter die obere Plattform 28 zu befördern, wo die Steinstapel von dem Versorgungsmodul 32 übernommen werden. Der Auf­ zugmodul 27 weist eine Ladeplatte 80 auf, die in der Fig. 5 im Grundriß, und in der Fig. 6 im Aufriß wieder­ gegeben ist, und zwar jedesmal in der Ladeposition auf der unteren Plattform 26. Diese Platte besteht in vor­ teilhafter Weise aus einer Traverse 82, die auf jeder Seite mit dazu senkrechten Rippen 84 versehen ist, die eine Ladeebene 85 bilden. Die Rippen 84 sind so aus­ gelegt, daß jede von ihnen in dem Zwischenraum zwischen zwei aufeinanderfolgenden Rollen 61, 61′ des Rollen­ förderers 60 angeordnet werden kann. Die Traverse 82 kann in vorteilhafter Weise in einen Zwischenraum 86 ein­ bringen, der zwischen zwei parallelen Rollenreihen vor­ gesehen ist. In der Fig. 6 ist zu sehen, daß die Lade­ fläche 85 ein wenig niedriger als die von den Rollen 61 des Förderers 60 gebildete Lauffläche angeordnet ist. Die Steinstapel 22 können daher über der Platte 80 auf dem Förderer 60 ungehindert weiterbefördert werden. Wenn die Platte 80 angehoben wird, werden die Stapel 22, 22′ von den auf jeder Seite der Traverse 82 vorgesehenen Rippen 84 getragen.

Die Platte 80 wird vorzugsweise von vier Tragseilen 90, 91, 92, 93 getragen, die an den vier Ecken der Platte 80 befestigt sind, und von einer ersten Winde 94 und einer zweiten Winde 96, die auf der oberen Plattform angebracht sind, paarweise angetrieben werden (siehe Fig. 6). Die Platte 80 wird in vorteilhafter Weise durch mindestens zwei zusätzliche Seile 98, 100 geführt, die zwischen der oberen Plattform 28, an der sie befestigt sind (siehe Fig. 6), und der unteren Plattform 26 gespannt sind. Im Bereich der unteren Plattform 26 sind die zwei Stabilisatorseile 98, 100 auf eine motorisierte Trommel 95 aufgewickelt (siehe Fig. 4). Diese motori­ sierte Trommel 95 stellt sicher, daß die Führungsseile 98, 100 immer mit einer konstanten Kraft zwischen der unteren Plattform 26 und der oberen Plattform 28 gespannt sind, wenn die obere Plattform 28 durch Ausfahren oder Einfahren des Teleskopmastes 30 gegenüber der unteren Plattform 26 in vertikaler Richtung verschoben wird. Damit die Platte 80 bei ihrer Aufwärts- oder Abwärts­ bewegung durch die Seile 98, 100 geführt wird, ist sie mit zwei Seilrollenpaaren 102, 104 versehen. Jedes Seilrollenpaar 102, 104 wirkt mit einem Führungsseil 98, 100 zusammen, um jegliche Instabilität der Platte bei ihrer Fahrt zu vermeiden (siehe die Fig. 5 und 6). Dabei ist anzumerken, daß dieses Führungssystem besonders einfach ist, wobei es eine genügende Stabilität der Platte 80 bei ihrer vertikalen Fahrt gewährleistet. Es könnte natürlich auch mit einer größeren Anzahl von Führungsseilen gearbeitet werden.

In der Fig. 4 ist die Platte 80, die zwei Steinstapel trägt, in drei verschiedenen Positionen wiedergegeben, und zwar einer Ladeposition im Bereich der unteren Plattform 26, einer Warteposition unter der oberen Plattform, und einer oberen Position, in der die Übernahme der zwei Steinstapel durch den Versorgungsmodul 32 erfolgt.

Der Versorgungsmodul 32 wird mit Hilfe der Fig. 8 beschrieben. Er hat die Funktion, einen Steinstapel, bzw. ein Steinstapelpaar von der Aufzug­ platte 80 zu übernehmen, und die Steine nach­ einander auf das Niveau der Arbeitsplattform 28 zu befördern, wo sie von dem Zentriermodul 36 übernommen werden. Der Versorgungsmodul 32 weist zwei Gabelaufzüge 110, 112 auf, die in einem in der oberen Plattform 28 vorgesehenen Versorgungskanal 114 einander gegenüber angebracht sind. Jeder Gabelaufzug 110, 112 weist bei­ spielsweise sechs Gabeln 116, 118 auf, die so angeordnet sind, daß sie in die sechs Aussparungen abgesenkt werden können, die auf jeder Seite der Platte 80 von den Rippen 84 gebildet werden (siehe Fig. 5). Die Gabeln 116, 118 eines Gabelaufzugs 110, 112 bilden einen Block, der mit Hilfe eines horizontalen Gelenks 120, 122 auf einem vertikalen Antriebssystem angebracht ist. Jedes dieser zwei Gelenke 120, 122 ist mit einer Antriebsvorrichtung (nicht wiedergegeben) versehen, die ermöglicht, die Gabeln 116, 118, die normalerweise in der horizontalen Position sind, um die Steinstapel zu tragen, in die vertikale Position umzuklappen. In der Fig. 8 sind die am unteren Ende des Kanals 114 angebrachten Gabeln 116, 118 in der horizontalen Position wiedergegeben, und die am oberen Ende des Kanals 114 angebrachten Gabeln 116, 118 in der umgeklappten Position wiedergegeben. In der umgeklappten Position ist das Begrenzungsprofil in dem Kanal 114 groß genug, um zwei Steinstapel mit Hilfe des Aufzugmoduls 27 zwischen den zwei Gabelaufzügen 110 und 112 nach oben zu befördern (siehe Fig. 4). Wenn die Platte 80 in ihrer oberen Position angekommen ist, können die Gabeln 116, 118 in der umgeklappten Position längs der zwei Steinstapel nach unten bewegt werden, um unter der Platte 80 des Aufzugmoduls in die horizontale Position gebracht zu werden.

Das vertikale Antriebssystem 124, 124′ jedes Gabel­ aufzugs 110, 112 ist vorzugsweise ein Schraube/Mutter- System, das von einem Schrittmotor 126, 128 angetrieben wird. Dabei ist anzumerken, daß dieses Antriebssystem in der Fig. 8 zur Vereinfachung nur schematisch dargestellt ist. In der Fig. 7 sind die zwei Antriebsschrauben des Gabelaufzugs 110 nur durch ihre Achse 124, 124′ dar­ gestellt. Dieses Schraube/Mutter-System, bei dem die Mutter drehfest, und die Schraube verschiebefest ist, wobei bei Drehung der Schraube die Mutter verschoben wird, ist ein einfaches Antriebssystem, das außerdem die Vorteile aufweist, daß es wenig Platz erfordert, eine genaue Einstellung des Niveaus der Klauen, und folglich des Versorgungsniveaus 130 der oberen Plattform ermög­ licht, und eine ausgezeichnete Führung der zwei Aufzüge gewährleistet. Dieser Versorgungsmodul 32 ermöglicht bei­ spielsweise entweder den Stapel des Aufzugs 110 oder den Stapel des Aufzugs 112 um die Dicke eines Ziegel­ steins anzuheben, so daß die Unterseite des obersten Ziegelsteins des betreffenden Stapels mit dem Niveau der Oberfläche 130 übereinstimmt. In der Zwischenzeit kann die Aufzugplatte 80 wieder bis auf das Niveau der unteren Plattform 26 abgesenkt werden, um mit den Stapeln beladen zu werden, die in der Position D des Förderers 60 warten. Auf dem Niveau der Oberfläche 130 wird der von dem Gabel­ aufzug 110 bzw. 112 nach oben beförderte Stein von dem Zentriermodul 36 übernommen.

Der Zentriermodul 36 übernimmt die von dem Versorgungsmodul 32 nach oben beförderten Steine auf dem Niveau der Oberfläche 130 und schiebt sie horizontal in eine genau festgelegte Position am Rand der Arbeitsplattform 28, wo der Steinverlegeroboter 38 die Steine holt. Der Zentriermodul 36 weist einen axialen Schieber 132 auf, der den Stein 134 im Bereich der in der Oberfläche 130 vorgesehenen Öffnung des Kanals 114 holt, um ihn in der durch den Pfeil 133 gekennzeichneten Richtung bis in eine an dem Rand der oberen Plattform 28 gelegene Zentrierposition 136 vor sich herzuschieben. Diese Zentrierposition liegt, genauer gesagt, in der Verlängerung der Längsachse des von dem Versorgungsaufzug 110 getragenen Steins 134. Eine zweite Zentrierposition 136′, die identisch mit der Zentrierposition 136 ist, ist auf dem gleichen Niveau in der Verlängerung der Längsachse des von dem Versorgungs­ aufzug 112 getragenen Steins 134′ eingerichtet, so daß zwei parallele Versorgungskanäle erhalten werden. Der axiale Schieber 132 wird vorzugsweise von einem pneumati­ schen Hubzylinder 138 des Typs ohne Kolbenstange angetrieben. Er könnte jedoch auch durch eine mit einem geeigneten Antriebsmotor versehene, endlose Kette angetrieben werden.

Die Zentrierpositionen 136 und 136′ sind vorzugsweise auf einer einfahrbaren Platte 140 eingerichtet, die entsprechend dem Durchmesser des Konverters 10 in radialer Richtung der oberen Plattform 28 ausgefahren werden kann. Dazu ist die Platte 140 auf Schienen (nicht wiedergegeben) angebracht, wobei sie durch einen pneuma­ tischen Hubzylinder (nicht wiedergegeben) angetrieben wird. In der Richtung der Längsachse der Steine 134, 134′ sind diese zwei Zentrierpositionen 136, 136′ durch zwei Anschläge 142, 142′ festgelegt, gegen die die Ziegelsteine mit einer ihrer kleinen Seitenflächen geschoben werden. Anschläge 144, 144′, 144′′, die parallel zu der Verschieberichtung des Schiebers 132 angeordnet sind, legen eine Anschlagfläche für eine der großen Seitenflächen jedes Steins fest. In der Fig. 9 hat der Schieber 132 den Stein 134 gerade gegen den Anschlag 142 geschoben. Bei einem nächsten Schritt wirkt ein seitlicher Schieber 146 auf eine große Seitenfläche des Steins 134 ein, um den Stein 134 gegen die Anschläge 144, 144′, 144′′ zu schieben. Dies hat zur Folge, daß das Verwaltungsprogramm des Steinverlegeroboters 38 die Position des Steins 134 gemäß den drei Achsen X, Y, Z zwangsläufig millimetergenau kennt. Da die Zentrierpositionen 136 und 136′ an dem Rand der Plattform 28 gelegen sind, ist außerdem die von dem Steinverlegeroboter 38 zu durchlaufende Bahn viel einfacher und viel kürzer. Es versteht sich von selbst, daß die Koordinaten der zwei Zentrierpositionen 136, 136′ natürlich automatisch kompensiert werden, wenn die einfahrbare Plattform 140 in Richtung der X-Achse mehr oder weniger weit ausgefahren wird. Eine Zentrierung des Steins 134′ in der Position 136′ erfolgt auf die gleiche Weise mit Hilfe eines axialen Anschlags 142′, und eines Schiebers 146′, der den Ziegelstein gegen dieselben Anschläge 144, 144′, 144′′ schiebt. Auf diese Weise kann eine gleichzeitige Zentrierung eines Steinpaars ohne Schwierigkeiten ausgeführt werden. Während die Zentrierung der Steine ausgeführt wird und der Roboter einen der zwei Steine holt, kann der Schieber 132 bereits bis hinter den Kanal 114 zurückgeschoben werden, um darauf zu warten, daß der Versorgungsmodul 32 den folgenden Stein bzw. das folgende Steinpaar nach oben befördert. Dieses Steinpaar kann dann von dem Schieber 132 in eine unmittelbar vor den Zentrierpositionen 136, 136′ gelegene Warteposition geschoben werden. Daraus ergibt sich, daß die Handhabung der Steine keine Verzögerung bei der Arbeit des Steinverlegeroboters 38 mehr zur Folge hat.

Der Steinverlegeroboter wird mit Hilfe der Fig. 7 beschrieben. Nach der Zentrierung eines Steins durch den Zentriermodul nimmt der Stein­ verlegeroboter 38 diesen Stein bei einer der Zentrierpositionen 136, 136′ auf, deren Koordinaten das Verwaltungssystem des Roboters gut kennt. Der Steinverlegeroboter ist beispielsweise ein Roboter vom Typ SCARA mit vier Freiheitsgraden. Der erste Freiheits­ grad ist eine horizontale Verschiebung in der Richtung des mit der Kennziffer 150 bezeichneten Pfeils. Dazu verfügt der Roboter 38 über einen Sockel 151, der auf Schienen 152, 153 gleiten kann, die auf einer Auflage 154 der Arbeitsplattform 28 angebracht sind (siehe Fig. 8). Der zweite Freiheitsgrad ist eine Drehung eines ersten Arms 156 um eine vertikale Drehachse 158, die in dem Sockel 151 und einem Ende des Arms 156 festgelegt ist. Der dritte Freiheitsgrad ist eine Drehung eines zweiten Arms 160 um eine vertikale Drehachse 162, die in dem anderen Ende des ersten Arms 156 und in einem Ende des zweiten Arms 160 festgelegt ist. Der vierte Freiheitsgrad ist eine Drehung des Arms 160 um eine zu der vertikalen Drehachse 162 senkrechte Drehachse 163.

Der Arm 160 trägt an seinem freien Ende die Greif­ vorrichtung 40. Dabei ist anzumerken, daß der Arm 160 in vorteilhafter Weise aus zwei übereinander angeordneten, parallelen Stäben 164, 166 besteht. Diese Stäbe 164, 166 sind an dem einen Ende auf einem Teil 168, das die vertikale Drehachse 162 enthält, und an dem anderen Ende auf der Greifvorrichtung 40 gelenkig gelagert, so daß sie ein in einer vertikalen Ebene verformbares Parallelogramm bilden. Eine gelenkig gelagerte Traverse 165 erhöht die Steifigkeit des aus den zwei Stäben 164, 166 bestehenden Arms 160. Diese Anordnung gewährleistet, daß die Unter­ seite der Greifvorrichtung 40, die beispielsweise pneuma­ tische Sauger 170 trägt, bei einer Drehung des Arms 160 um seine horizontale Drehachse 163 parallel zu sich selbst bleibt. Es versteht sich von selbst, daß es auch möglich gewesen wäre, den vierten Freiheitsgrad in Form einer vertikalen Verschiebung zu verwirklichen.

Die Greifvorrichtung hat ebenfalls vier Freiheits­ grade, um die endgültige Ausrichtung der Steine sicherzustellen. Der erste Freiheitsgrad ist eine durch den Pfeil 180 gekennzeichnete vertikale Verschiebung. Der zweite Freiheitsgrad ist eine durch die Kennziffer 182 gekennzeichnete horizontale Verschiebung. Der durch die Kennziffer 184 gekennzeichnete dritte Freiheitsgrad ist eine horizontale Verschiebung in einer zu dem zweiten Freiheitsgrad senkrechten Richtung. Der vierte Freiheits­ grad ist eine Drehung um eine vertikale Achse 186. Die mit den Kennziffern 180, 182, 184 bezeichneten Ver­ schiebungen werden durch pneumatische oder elektrische Antriebsvorrichtungen verwirklicht. Die Drehung um die Achse 186 kann eine freie Drehung sein. Die Kombination eines Roboters 38, der vier Freiheitsgrade hat, mit einer Greifvorrichtung 40, die ebenfalls vier Freiheitsgrade hat, ermöglicht, nicht nur eine hohe Genauigkeit bei der Verlegung der Steine zu erhalten, sondern auch, die Bahn, und folglich die Arbeitsgeschwindigkeit des Steinverlegeroboters 38 zu optimieren. Hinsichtlich einer ausführlicheren Beschreibung einer Handhabungs­ vorrichtung dieser Art wird auf die europäische Patent­ anmeldung EP 0 477 661 A1 verwiesen.

Die Funktionsweise des Steinverlegeroboters 38 wird mit Hilfe der Fig. 10 beschrieben. Die Bewegun­ gen des Roboters werden durch einen programmierbaren Automaten gesteuert, der wiederum durch den Verwaltungs­ computer der Anlage gesteuert wird (der programmierbare Automat und der Verwaltungscomputer sind nicht wieder­ gegeben). Zu Beginn eines Zyklus befindet sich die Greif­ vorrichtung 40 in einer Warteposition H ("home position"). Der Verwaltungscomputer teilt dem programmierbaren Automaten mit, nach welcher der Zentrierposition 136, 136′ der Roboter bewegt werden soll, und welcher Steintyp sich dort befindet, und der Verwaltungscomputer bestimmt die zu durchlaufende Bahn. Die Greifvorrichtung 40 wird mit niedriger Geschwindigkeit bis in die in der Fig. 10 mit dem Buchstaben A bezeichnete Zentrierposition abgesenkt. Auf die pneumatischen Sauger 170 der Greifvorrichtung 40 wird Vakuum gegeben, um den Stein in der Zentrier­ position A zu ergreifen. Danach hebt der Roboter den Stein in eine Position A′ über der Zentrierposition A an, um jeglichen Zusammenstoß mit den Zentrier­ anschlägen 142, 144′, 144′′, 144′′′ zu vermeiden. Wenn der Roboter bei A′ angekommen ist, bewegt er den Stein mit hoher Geschwindigkeit auf einer vorher fest­ gelegten Bahn über die Position B nach dem Punkt C, der sich in der Nähe der Wand 12 des Konverters 10 befindet. Dabei ist hervorzuheben, daß diese Bahn A, B, C ohne Gefahr eines Zusammenstoßes mit irgendeinem Bauteil der oberen Plattform 28 und ohne Gefahr für eine sich eventuell auf der Plattform 28 aufhaltende Position durchlaufen werden kann. Dies ist möglich, weil die Zentrierposition A an dem Rand der oberen Plattform angeordnet ist. Bei dem Punkt C beginnt eine Sicherheits­ zone, die in der Fig. 10 mit der Kennziffer 200 bezeich­ net ist. Der Roboter vermindert seine Geschwindigkeit auf einen Wert, der Bahnkorrekturen in Abhängigkeit von Messungen ermöglicht, die von Entfernungssensoren durch­ geführt werden. Diese Entfernungssensoren sind beispiels­ weise Ultraschallsensoren. Diese Sensoren sind auf der Greifvorrichtung 40 angebracht, und in der Fig. 7 mit den Kennziffern 202 und 204 bezeichnet. Während des Durchlaufens der Bahn CD muß die Greifvorrichtung 40 so ausgerichtet sein, daß ihre Längsachse senkrecht zu der Wand 12 des Konverters ist, damit der Sensor 204 genaue Entfernungsmessungen machen kann, um festzustellen, wie weit die Greifvorrichtung 40 bzw. der Stein von der Wand 12 des Konverters entfernt ist. Infolge der Zentrierposition kennt der programmierbare Automat in der Tat genau die Position des Steins bezüglich der Greifvorrichtung 40. Der Sensor 202 mißt den vertikalen Abstand der Greifvorrichtung bzw. des Steins bezüglich der obersten Reihe der bereits verlegten Steine. Diese Entfernungsmessungen werden von einem Kontrollmodul interpretiert, der entsprechende Korrekturen für die Geschwindigkeit und die Bahn erzeugt. Wenn der Sensor 202 den letzten verlegten Stein wahrnimmt, wird der Roboter 38 angehalten, und dann aktiviert der programmierbare Automat die Greifvorrich­ tung 40, wobei er die vier Freiheitsgrade der Greifvor­ richtung 40 steuert. Die Greifvorrichtung 40 hat jetzt die Funktion, den Stein entsprechend den bereits verlegten Steinen anzuordnen, und zwar nach einem Verlegeverfahren, das durch einen von dem Verwaltungs­ computer aktivierten Steinverlege-Algorithmus fest­ gelegt ist. Die Wahl des Steinverleger-Algorithmus erfolgt in Abhängigkeit von der Zone des Konverters 10, in der der Roboter 38 gerade arbeitet (unterer Teil oder oberer Teil, Gebiet um das Abstichloch herum, usw.).

Der programmierbare Automat mißt die Verschiebung der Greifvorrichtung 40 und bestimmt ihre augenblickliche Position. Er übermittelt dann die Daten über den letzten verlegten Stein an den Verwaltungscomputer, der so über alle Informationen verfügt, die erforderlich sind, um das allgemeine Aussehen der bereits ausgeführten feuerfesten Auskleidung 14 zu bestimmen. Danach kehrt der Roboter mit hoher Geschwindigkeit in seine Warteposition H zurück, um auf eine neue Anweisung des Verwaltungs­ computers zu warten.

Der Steinverlegerobotor 38 verfügt über eine Arbeitszone innerhalb des Konverters, die auf beispiels­ weise 60° begrenzt ist. Der Konverter ist folglich über den Umfang in sechs Segmente unterteilt (siehe Fig. 12). Wenn der Roboter 38 die feuerfeste Auskleidung eines Segments ausführt, wird die Plattform 28 in dem Konverter 10 in radialer Richtung durch radiale Stabilisatorarme 210, 212, 214, 216 (siehe Fig. 12) stabilisiert, die sich auf der bereits verlegten Auskleidung abstützen (siehe Fig. 1). Wenn ein Segment vollständig aus­ gekleidet ist, werden die Stabilisatorarme 210, 212′, 214, 216 eingefahren oder eingeklappt, damit die Plattform 28 um einen Winkel weitergedreht werden kann, der dem Winkel des Segments entspricht, das der Steinverlege­ roboter 38 gerade beendet hat. Die eingeklappte Position der Arme ist in der Fig. 12 mit unterbrochenen Strichen schematisch dargestellt. Die Drehung der Plattform 28 erfolgt durch eine Drehung der unteren Plattform 26, die den Teleskopmasten 30 trägt. Nach dieser Drehung wird die obere Plattform 28 erneut durch die Arme 210, 212, 214, 216 stabilisiert, und dann kann mit der Auskleidung des folgenden Segments begonnen werden.

Wenn der Roboter 38 alle Segmente eines Steinverlegungsniveaus vollständig ausgekleidet hat, das heißt, wenn die Plattformen 26, 28 eine Drehung um insgesamt 360° ausgeführt haben, muß die obere Plattform 28 bis auf das nächste Niveau angehoben werden. Dazu werden die Stabilisatorarme 210, 212, 214, 216 ein­ gefahren oder eingeklappt, und dann wird die obere Plattform durch den Teleskopmast 30 bis auf das nächste Ziegelsteinverlegungsniveau angehoben. In dieser Position wird der Mast 30 beispielsweise pneumatisch festgestellt, und dann werden die Stabilisatorarme 210, 212, 214 und 216 ausgeklappt, wonach der Roboter 38 seine Arbeit fort­ setzen kann.

Claims (20)

1. Automatische Anlage zum Auskleiden einer Wand einer Umhüllung (10) mit einem, insbesondere feuerfesten, Stein-Mauerwerk (14), wobei diese Anlage aufweist:
einen Steinverlegeroboter (38), der auf einer Arbeitsplattform (28) installiert ist, die vertikal und horizontal so verschiebbar ist, daß der Stein- Verlegeroboter (38) in verschiedenen Segmenten der Umhüllung (10) arbeiten kann;
einen Depalettiermodul (23), der so ausgelegt ist, daß er aus Paletten (20) mit verschiedenen Stein­ typen Steinstapel (22) entsprechend den Erforder­ nissen des Steinverlegeroboters (28) zusammen­ stellen kann;
einen Aufzugmodul (27), der so ausgelegt ist, daß er die von dem Depalettiermodul (23) zusammengestellten Stapel (22) auf einer Ladeplattform (26) aufnehmen kann, und bis zu der Arbeitsplattform (28) nach oben befördern kann;
einen Versorgungsmodul (32) zur Versorgung der Arbeitsplattform, der so ausgelegt ist, daß er die Stapel (32) von dem Aufzugmodul (27) übernimmt und Steine (34) entsprechend den Erfordernissen des Stein­ verlegeroboters (38) nacheinander bis auf das Niveau der Arbeitsplattform (28) befördert;
wobei diese Anlage durch einen Zentriermodul (36) gekennzeichnet ist, der auf der Arbeitsplattform (28) angebracht ist, und aufweist:
eine Vorrichtung zur aufeinanderfolgenden Ver­ schiebung der Steine, die auf dem Niveau der Arbeitsplattform (28) den Versorgungsmodul (32) mit einer Übernahmezone verbindet, die am Rand der Arbeitsplattform (28) in der Nähe des Segments gelegen ist, in dem der Roboter (38) gerade arbeitet;
mindestens eine Zentrierposition (136, 136′), die in dieser Übernahmezone festgelegt ist, und in der der Verlegeroboter (28) die Steine holt; und
mindestens eine Zentriervorrichtung, die bezüglich dieser Zentrierposition(en) (136, 136′) so angeordnet ist, daß sie die Steine in dieser oder diesen Zentrierpositionen (136, 136′) zentrieren kann.

2. Anlage gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebevorrichtung des Zentriermoduls mindestens einen Transferschieber (132) aufweist, der auf der Arbeitsplattform (28) zwischen dem Versorgungsmodul (32) und der Übernahmezone verschiebbar ist.

3. Anlage gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentriervorrichtung des Zentriermoduls pro Zentrierposition (136, 136′) aufweist:
mindestens einen ersten Anschlag (142, 142′) in der Verschieberichtung des Transferschiebers (132);
mindestens einen zweiten Anschlag (144′, 144′′, 144′′′), der parallel zu der Verschieberichtung des Transferschiebers (132) ausgerichtet ist; und
mindestens einen Zentrierschieber (146, 146′), der so verschiebbar ist, daß er die zu zentrierenden Steine gegen den zweiten Anschlag (144′, 144′′, 144′′′) schiebt.

4. Anlage gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentriervorrichtung des Zentriermoduls auf einer einfahrbaren Platte (140) der Arbeitsplattform (28) angebracht ist, die so verschiebbar ist, daß die Zentrierpositionen (136, 136′) an die Arbeitsposition des Steinverlegerobotors (38) angenähert werden.

5. Anlage gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß der Versorgungsmodul (32) zwei Gabelaufzüge (110, 112) umfaßt, die unter der Arbeitsplattform (28) längs zwei einander gegenüberliegenden Seiten eines Ver­ sorgungskanals (114) für die Steinstapel angeordnet sind; und
daß jeder Gabelaufzug (110, 112) Gabeln (116, 118) aufweist, die von einer horizontalen Position, in der sie einen Steinstapel tragen können, in eine vertikale Position umklappbar sind, wobei diese vertikale Position so festgelegt ist, daß der Versorgungskanal (114) voll­ ständig freigemacht wird für die Durchfahrt von auf dem Aufzugmodul (27) geladenen Steinstapeln.

6. Anlage gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Gabelaufzüge (110, 112) von mindestens einem Schrittmotor (126, 128) über ein Schraube/Mutter-System (124, 124′) angetrieben werden.

7. Anlage gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufzugmodul (27) eine Platte (80) umfaßt, die über Seile (90, 91, 92, 93) von auf der Arbeitsplattform (28) angebrachten Winden (94, 96) angetrieben wird, wobei die Platte (80) eine Lade­ fläche (85) für mindestens einen Ziegelsteinstapel bildet.

8. Anlage gemäß Anspruch 7, gekennzeichnet durch mindestens zwei Stabilisierungsseile (98, 100), die zwischen der Arbeitsplattform (28) und der Ladeplattform (26) gespannt sind.

9. Anlage gemäß Anspruch 8, gekennzeichnet durch mindestens eine motorisierte Trommel (95) für die Stabilisierungsseile (98, 100), die in dem Bereich der Ladeplattform (26) angebracht ist.

10. Anlage gemäß Anspruch 8 oder 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Platte (80) für jedes Stabilisierungs­ seil (98, 100) ein Führungsseilrollenpaar (102, 104) auf­ weist.

11. Anlage gemäß irgendeinem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet,
daß auf der Ladeplattform (26) ein Rollenförderer (60) angebracht ist, der sich von dem Rand bis unter den Aufzugmodul (27) erstreckt; und
daß diese Aufzugplatte (80) Aussparungen umfaßt, bei denen die Rollen (61, 61′) des Förderers (60) zumindest teilweise über die Ladeoberfläche (85) der Platte (80) überstehen, wenn die Platte (80) in der Ladeposition ist.

12. Anlage gemäß den Ansprüchen 5 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparungen der Aufzugplatte (80) so angeordnet sind, daß die Gabeln (116, 118) der zwei Gabelaufzüge (110, 112) in der horizontalen Position hindurchgelassen werden, um die Steinstapel von der Aufzugplatte (80) zu übernehmen.

13. Anlage gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladeplattform (26) einen Teleskopmasten (30) trägt, auf dem die Arbeitsplattform (28) angebracht ist, und daß die Ladeplattform (26) um eine vertikale Achse drehbar ist.

14. Anlage gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Depalettiermodul (23) aufweist:
eine Depalettierplattform (51), die auf dem Niveau der Ladeplattform (26) angebracht ist;
einen Depalettierroboter (52), der auf der Depalettierplattform (51) angebracht ist und über einen gewissen Aktionsbereich auf dieser Plattform (51) verfügt;
mindestens einen Förderer (50, 50′) für Steinpaletten (20), der auf der Plattform (51) angebracht ist und mindestens teilweise in dem Aktionsbereich des Depalettierroboters (52) liegt und
mindestens einen auf der Plattform (51) angebrach­ ten Förderer (54, 54′) für die Steinstapel, der mit dem einem Ende bis in den Aktionsbereich des Depalettier­ roboters (52) reicht, und mit dem andern Ende bis zu dem Rand der Depalettierplattform (51) gegenüber der Lade­ plattform (26) reicht.

15. Anlage gemäß den Ansprüchen 11, 13 und 14, gekennzeichnet durch eine Transferplatte (24) für die Steinstapel (22), die zwischen den auf der Depalettierplattform angebrachten Steinstapel­ förderern (54, 54′) und dem Förderer (60) der Ladeplatt­ form (26) um die Ladeplattform (26) umlaufen kann.

16. Anlage gemäß Anspruch 11 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Förderer (60) der Ladeplattform (26) gegenüber dem Aufzugmodul (27) eine Warteposition für Steinstapel besitzt.

17. Anlage gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet,
daß der Steinverlegeroboter (52) vier Frei­ heitsgrade hat, nämlich
eine horizontale Verschiebung (150) eines Sockels (151) bezüglich der Arbeitsplattform (28);
eine Drehung eines ersten Arms (156) um eine erste vertikale Achse (158), die in dem Sockel (151) festgelegt ist;
eine Drehung eines zweiten Arms (160) bezüglich des ersten Arms (156) um eine vertikale Achse (162); und
eine Drehung des zweiten Arms (160) um eine horizontale Achse (163);
und daß der zweite Arm (160) eine Greifvorrichtung (40) trägt.

18. Anlage gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeich­ net, daß der zweite Arm (160) aus zwei übereinander angeordneten, parallelen Stäben (164, 166) gebildet ist, die an dem einen Ende auf einem mit dem ersten Arm (156) fest verbundenen Teil (168), das die zweite vertikale Achse (162) verkörpert, und an dem anderen Ende auf der Greifvorrichtung (40) gelenkig gelagert sind, so daß ein in einer vertikalen Ebene verformbares Parallelogramm gebildet wird.

19. Anlage gemäß Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Greifvorrichtung (40) vier Frei­ heitsgrade hat, um die Ausrichtung der Steine zunehmen.

20. Anlage gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet,
daß der Depalettiermodul (23) zwei voneinander unabhängige Förderer (54, 54′) aufweist, die sich von dem Depalettierroboter (52) in Richtung der Ladeplattform (26) erstrecken;
daß der Aufzugmodul (27) eine Ladefläche (85) auf­ weist, die für zwei Steinstapel ausgelegt ist;
daß der Versorgungsmodul (32) einen ersten und einen zweiten Aufzug (110, 112) aufweist, die unabhängig voneinander sind, und so angeordnet sind, daß jeder einen der zwei Stapel von der Ladefläche des Aufzugmoduls (27) übernehmen kann;
daß der Zentriermodul (36) eine Vorrichtung auf­ weist, die auf der Arbeitsplattform zwischen dem Ver­ sorgungsmodul (36) und der Übernahmeposition verschiebbar ist, und die so ausgelegt ist, daß sie entweder einen Stein von dem ersten Aufzug (110), oder einen Stein von dem zweiten Aufzug (112), oder ein Steinpaar übernehmen kann und bis zu dem Rand der Arbeitsplattform (28) schieben kann; und
daß der Zentriermodul eine erste Zentrierposition (136) für die von dem ersten Aufzug (110) kommenden Steine, und eine zweite Zentrierposition (136′) für die von dem zweiten Aufzug (112) kommenden Steine aufweist.