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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Handhaben
von Profilteilen. Metall- und Kunststoffprofile werden im Allgemeinen
durch Strangwalz- und/oder Strangpressverfahren hergestellt; die
erhaltenen Strangprofile werden dann zu Profilteilen abgetrennt,
die dann in einwandfreier Weise eingesammelt, gestapelt und gebündelt werden
müssen.
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Heutzutage
muss das Stapeln, Bündeln
und Packen von solchen Profilen immer noch manuell ausgeführt werden,
sicherlich dann, wenn komplexe Formen involviert sind oder wenn
Profile von ziemlich großen
Längen
involviert sind, oder wenn die Profile nach einem definierten Muster
für optimales
Packen gestapelt werden müssen.
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Versuche,
solche Abläufe
zu automatisieren sind bis jetzt nicht sehr erfolgreich gewesen,
wobei es sich gezeigt hat, dass das Haupthindernis die Anpassungsfähigkeit
der Verfahren an die verschiedenen Formen, Längen, usw., der Profilteile
ist.
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Verfahren
und Vorrichtungen für
lineares und/oder axiales Positionieren von länglichen Gegenständen rechtwinklig
zur Längsrichtung
der Gegenstände,
zum Fördern
und/oder zum Stapeln der Gegenstände
sind aus dem Stand der Technik bekannt,
insbesondere Verfahren
und Vorrichtungen, die einen Stützträger involvieren,
der parallel zur Längsrichtung
der Gegenstände
angeordnet ist, der mit Mitteln zum Aufgreifen der Teile und Mitteln
zum axialen Drehen des Trägers
und Mitteln zum linearen Bewegen des Trägers in zwei oder mehr Richtungen
rechtwinklig zu seiner Längsrichtung
bereitgestellt ist.
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So
offenbart die
US-Patenschrift
5,733,101 eine Vorrichtung zum Stapeln und Entstapeln von Gegenständen, die
einen schwenkbaren Stützträger involviert,
der Mittel zum Aufgreifen von Gegenständen umfasst, und Mittel zum
axialen Drehen des Trägers
und Mittel zum linearen Bewegen des Trägers in zwei oder mehr Richtungen
involviert.
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Die
UK-Patentschrift 1 412 034 offenbart eine
Stapelvorrichtung für
Stahlprofile, die Mittel zum Anpassen der vertikalen Position eines
Stützträgers und
Mittel zum Schwenken von unterhalb des Stützträgers abgestützten Magneten über einen
Bogen von 90 Grad hinweg umfassen.
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Es
ist nun Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein flexibles und vielseitiges
Verfahren und eine Vorrichtung zum Handhaben von Profilteilen bereitzustellen,
welche fähig
sind, solche Profilteile gemäß axialer
und linearer Bewegungen rechtwinklig zu der Längsrichtung von Profilen einwandfrei
zu Positionieren, und insbesondere ein automatisches Verfahren bereitzustellen,
das in der Lage ist, die Profile gemäß einem programmierten Muster
zu handhaben (Stapeln und Bündeln).
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Um
diese Aufgabe zu lösen,
stellt die Erfindung eine Vorrichtung zum Handhaben von Profilteilen
bereit, die Mittel zum linearen und/oder axialen Positionieren solcher
Teile rechtwinklig zur Längsrichtung
der Profile und Mittel zum Fördern
und zum Stapeln solcher Teile umfasst, mit:
mindestens einem
Stützträger, der
parallel zur Längsrichtung
der Profile angeordnet ist, wobei der Träger mit Mitteln zum Aufgreifen
der Teile bereitgestellt ist,
Mitteln zum axialen Drehen des
Trägers
und Mitteln zum linearen Bewegen des Trägers in zwei oder mehr Richtungen
rechtwinklig zu seiner Längsrichtung,
und
computergesteuerten,
optischen Mitteln, um die Querschnittsform und Position des Profils
zu erkennen, die mit den Mitteln zum axialen Drehen und linearen
Bewegen des Trägers
zusammenwirken, um ein einwandfreies Aufgreifen und gesteuertes
Stapeln der Profilteile zu erlauben.
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Der
Stützträger stellt
eine Unterstützung
der Profilteile mit mehreren Aufgreif-/Unterstützungs-/Lagerungspositionen
entlang der Länge
der Profile bereit und erlaubt Genauigkeit in der Handhabung.
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Abhängig vom
Material der Profilteile (Eisenmaterial oder Nicht-Eisenmaterial,
wie etwa im Besonderen Aluminium) können die Aufgreifmittel aus magnetischen
Mitteln, Vakuummitteln oder anderen Techniken, die an sich im Stand
der Technik bekannt sind, bestehen.
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Die
Verwendung von computergesteuerten, optischen Erkennungsmitteln
(„Bildscannen") gemäß der Erfindung
stellt eine erhöhte
Genauigkeit in der Handhabung (Stützposition, Aufgreifmethode)
der Profile bereit und kann die Qualitätskontrolle des Rollformbetriebs
(Prüfen
der Profilform) involvieren.
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Das
Verfahren und die Vorrichtung involvieren daher eine geeignete Software
(die an sich leicht durch einen Fachmann entworfen werden kann),
um die Handhabung und das Positionieren der Teile in Abhängigkeit
ihrer Form und der Anwenderanforderungen (Stapel- und Bündelmuster)
zu programmieren.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung umfasst die Vorrichtung zum Handhaben von Profilteilen,
die Mittel zum Fördern
und zum Stapeln solcher Teile aufweist, insbesondere computergesteuerte,
optische Mittel zum Messen der Länge der
in die Vorrichtung eingeführten
Profilteile, wobei die computergesteuerten, optischen Mittel optional mit
den computergesteuerten Mitteln zum Erkennen der Form und der Position
des Profils zusammenwirken können.
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Die
Verwendung der computergesteuerten, optischen Mittel gemäß der Erfindung
stellt eine On-Line-Messung der Länge der Profile bereit.
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Die
Erfindung stellt außerdem
eine Vorrichtung zum Handhaben von Profilteilen bereit, die Mittel zum
Fördern,
zum Messen, zum Steuern des Abtrennens und zum Stapeln solcher Teile
umfasst, mit
mindestens einem Stützträger, der parallel zur Längsrichtung
der Profile angeordnet ist, wobei der Träger mit Mitteln zum Aufgreifen
der Teile bereitgestellt ist,
Mitteln zum axialen Drehen des
Trägers
und der Mittel, um den Träger
in zwei oder mehr Richtungen rechtwinklig zu seiner Längsrichtung
zu bewegen,
computergesteuerten, optischen Mitteln, um die Querschnittsform
und die Position des Profils zu erkennen, die mit den Mitteln zum
axialen Drehen und linearen Bewegen des Trägers zusammenwirken, um ein
einwandfreies Aufgreifen und gesteuertes Stapeln der Profilteile
zu erlauben, und
computergesteuerte, optische Mittel zum Messen
der Länge
der in die Vorrichtung eingeführten
Profile/Profilteile, welche optional mit den computergesteuerten Mittel
zum Erkennen der Form und des Profils zusammenwirken.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung umfasst die Vorrichtung zum Handhaben von Profilteilen,
die Mittel zum Fördern,
zum Messen und zum Stapeln solcher Teile umfasst (mit optionalen
Mitteln zum Steuern des Abtrennens), insbesondere mehrere feste
Messzellen entlang der Zuführstrecke
der Profile/Profilteile in die Vorrichtung, die mit den computergesteuerten,
optischen Mitteln zum Messen der Länge der Profilteile zusammenwirken, um
die Genauigkeit der Längenmessung
zu erhöhen.
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Die
Verwendung von mehreren festen Messzellen gemäß der Erfindung stellt eine
verbesserte Maßgenauigkeit
(Produkttoleranz) der Profilteile bereit.
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Gemäß eines
weiteren bevorzugten Merkmals der Erfindung können die Vorrichtungen, die Mittel
zum Fördern
und Stapeln von Profilteilen involvieren, außerdem in geeigneter Weise
Mittel zum Steuern des Abtrennens der in die Vorrichtung eingeführten Profile
umfassen, die mit den computergesteuerten Mitteln zum Messen der
Länge der
Profilteile zusammenwirken.
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Gemäß eines
weiteren Merkmals der Erfindung kann der mindestens eine Stützträger der
oben genannten Vorrichtungen vorteilhafterweise, insbesondere in
seiner Ausführungsform
zum Handhaben der Profile durch bloßes Positionieren dieser Teile, eine
bevorzugte Länge
von mehr als 6 Metern aufweisen.
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Gemäß noch einem
anderen bevorzugten Merkmal der Erfindung involvieren die Mittel
der Vorrichtungen gemäß der Erfindung
zum axialen Drehen des Trägers
und die Mittel zum linearen Bewegen des Trägers in zwei oder mehr zu seiner
Längsrichtung
rechtwinkligen Richtungen in geeigneter Weise einzeln betriebene
Motormittel, die auf Stützrahmen an
einem oder beiden Enden des Trägers
bereitgestellt sind, wobei der gleichlaufende Betrieb der Motormittel
durch Computermittel gesteuert ist.
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Gemäß noch einem
weiteren bevorzugten Merkmal der Erfindung sind für den Stützträger mehrere
Mittel zum Aufgreifen der Profilteile an Abschnitten des Trägers, die
funktionsgemäß von der
Länge des
Trägers
und der Art der zu handhabenden Teile bestimmt werden, bereitgestellt.
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Die
Erfindung stellt außerdem
ein neues Verfahren zum Handhaben von Profilteilen bereit, wobei die
Profilteile linear und/oder axial, rechtwinklig zur Längsrichtung
der Profile, positioniert, gefördert und/oder
gestapelt werden, indem ein Träger
benutzt wird, der die Profilteile parallel zu ihrer Längsrichtung unterstützt, und
die durch axiales Drehen des Stützträgers und
lineares Bewegen des Stützträgers in zwei
oder mehr Richtungen positioniert werden, wobei das Verfahren computergesteuerte
optische Mittel involviert, um die Querschnittsform und Position des
Profils zu erkennen, und indem ein computergesteuertes Drehen und
lineares Bewegen des Stützträgers benutzt
wird, um ein einwandfreies Aufgreifen und gesteuertes Stapeln der
Profilteile zu erlauben.
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Gemäß einem
anderen Merkmal des Verfahrens gemäß der Erfindung wird die Länge der
Profilteile gemessen, indem computergesteuerte, optische Mittel
benutzt werden, um die Profilteile auf ein passendes Maß abzutrennen.
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Vorzugsweise
können
feste Messzellen entlang der Strecke der Profile/Profilteile benutzt
werden, die mit den computergesteuerten, optischen Mitteln zusammenwirken,
um die Mess- und Abtrenngenauigkeit zu erhöhen.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung können
computergesteuerte, einzeln betriebene Motormittel für die axiale
Drehung und für jede
lineare Bewegung des die Profilteile handhabenden Stützträgers benutzt
werden.
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Weitere
Einzelheiten und Merkmale der Erfindung werden von der nachfolgenden
Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung
und des Verfahrens gemäß der Erfindung deutlich
werden, die durch ein nicht einschränkendes Beispiel mit Bezug
auf die angefügten
Zeichnungen erläutert
wird, wobei
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1 ist
eine schematische Ansicht von oben eines Aufbaus oder einer Vorrichtung
gemäß der Erfindung
zum Handhaben von Profilteilen, die aus einer Profilherstellungsanlage
kommen.
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2 ist
eine schematische Ansicht der Anlage oder Vorrichtung von 1,
in Richtung des Pfeils 3 von 1 gesehen.
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3 ist
eine ausführlichere
Ansicht der Mittel zum Fördern
der in 2 gezeigten Profilteile.
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4 ist
eine perspektivische Vorderansicht von einer spezifischen Ausführungsform
der Erfindung für
die Mittel zum axialen Drehen und linearen Bewegen des Stützträgers zum
Handhaben von Profilteilen.
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Die
in den 1 und 2 gezeigte Anlage zum Handhaben
von Profilteilen, die als Ganzes mit der Bezugsziffer 1 gekennzeichnet
ist, umfasst einen Förderer
(wie etwa ein Rollenförderband)
-2- mit einstellbarer Höhe,
die sich genau an eine Profilrollformlinie (nicht dargestellt, aber
durch einen Pfeil -3- angezeigt, der die Rollrichtung der
Profile anzeigt) anpasst, die unmittelbar vor der Anlage -1-
positioniert ist. Der anfängliche
Teil des Förderbandes
-2- stellt einen beschleunigten Transport der Profile bereit. Diese
Beschleunigung der Produkte ist notwendig, um eine Durchlaufzeit
aufzubauen, die zwischen dem Handhaben von zwei aufeinander folgenden Produkten
erforderlich ist. Optional kann dieser Förderer -2- bereitgestellt
sein, um dazu überzugehen, kleine
Profilteile in, zum Beispiel, einem Schüttgutbehälter zu sammeln.
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Derselbe
anfängliche
Teil des Förderers
-2- ist mit einem optischen Messmittel ausgerüstet, schematisch
als Bereich -4- in 1 gezeigt.
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Gemäß der Erfindung
kann die Genauigkeit eines solchen computergesteuerten dynamischen Messmittels
-4- erhöht
werden, indem optische Zellen -5- an genau definierten
Abständen
im weiteren Verlauf der Strecke der Profile/Profilteile (auf einem zweiten
Förderer
-6-) positioniert werden, um eine Inline-Korrektur von
jeglichen inkrementalen Messfehlern des dynamischen Messmittels
bereitzustellen.
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Das
Profilteil rollt auf diesen zweiten Förderer -6- und wird
an einer vorbestimmten Position (Nullpunkt) -P0-
angehalten.
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Ein
Satz von Schubarmen -7- bewegt das Profilteil seitlich
und hält
es im Bereich -8- längsseits des
Förderers
-6- zurück,
während
eine digitale Bildaufzeichnung der Position und der Querschnittsform des
Profils durch einen optischen Scanner -9- stattfindet,
der die Abbildung in ein X-Y-Achsensystem überträgt.
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Die
Zurückhaltung
der Profile wird über
die Schubarme -7- erreicht, die in regelmäßigen Abständen entlang
des Förderers
-6- bereitgestellt sind und nach oben verlängerbare
Festklemmfinger -10- umfasst, welche in einer unteren (zurückgezogenen/umgeklappten)
Position unter einem nächsten
Profil, das hergestellt (rollgeformt) wird, durchlaufen können, und
welche in einer oberen Position das Profilteil seitwärts drücken können und
helfen, es an der Nullpunktposition -P0-
(Finger 10a) festzuklemmen, wobei sie in diesem Betriebsablauf
durch einen zusätzlichen
Finger -10b- unterstützt
werden. Die Finger 10a, 10b folgen der Bewegung
des Hauptarms -7- und sind derart bereitgestellt, dass
sich der Abstand zwischen den Fingern 10a und 10b automatisch
an die Produktbreite anpasst, um das Profilteil zu stützen und
festzuklemmen.
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Zwei
mechanische Wagensysteme -11-, die miteinander durch einen
Stützträger -12-
verbunden sind, werden in Abhängigkeit
der gescannten Abbildung durch den Computer gelenkt.
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Der
Stützträger -12-
umfasst mehrere einstellbare Aufgreifmittel (nicht dargestellt,
bestehend aus jedem magnetischen, Vakuum- oder anderem Aufgreifmittel,
das an sich im Stand der Technik wohlbekannt ist) zum Festklemmen/Aufgreifen
der Profilteile, die speziell in Abhängigkeit von der zu handhabenden
Profilform gestaltet sind. Die Aufgreifmittel greifen das Profilteil
im Bereich -8-, wonach sich die Arme -7- sofort
zurückziehen,
um dem Stützträger („Handhabungsbrücke” für die Profilteile)
zu erlauben, einen vollständigen
Zyklus auszuführen.
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Somit
können
auch die Aufgreifpunkte die gesamten 360° erreichen (wobei Schubarm 7 und
die Festklemmfinger zurückgezogen/umgeklappt
sind).
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Das
Profilteil -13- kann dann gemäß einem vorprogrammierten Muster
im Bereich -14- gestapelt werden.
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Das
mechanische Wagensystem -11-, das in 4 ausführlicher
dargestellt ist, involviert Mittel -15- zum axialen Drehen
des Stützträgers rechtwinklig
zu seiner Längsrichtung
und Mittel -16- zum linearen Bewegen des Stützträgers in
einer X-Richtung rechtwinklig zu seiner Längsrichtung und Mittel -17- zum
linearen Bewegen des Stützträgers in
einer Y-Richtung rechtwinklig zu seiner Längsrichtung, wie dies an sich
im Stand der Technik in mechanischen Wagensystemen zum Bewegen von
Objekten in alle Richtungen im Allgemeinen bekannt ist.
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Es
sollte beachtet werden, dass viele Änderungen an den besonderen
offenbarten Ausführungsformen
für den
Durchschnittsfachmann für
Maschinenbau oder Profilhandhabung leicht vorstellbar sind, ohne
von der allgemeinen Offenbarung der Erfindung, wie obenstehend dargelegt
und wie in den Ansprüchen
am Ende der Offenbarung definiert, abzuweichen.