EP1442862A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Lochung von Schieferplatten - Google Patents
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
- B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
- B28D1/00—Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor
- B28D1/32—Methods and apparatus specially adapted for working materials which can easily be split, e.g. mica, slate, schist
- B28D1/325—Methods and apparatus specially adapted for working materials which can easily be split, e.g. mica, slate, schist for making holes in easily splittable working materials
Definitions
- the invention relates to a device for punching Slate slabs for automatic, computerized Slate processing machines, with at least one Drive device for at least one punching tool and one arranged in the effective direction of the punching tool Hole abutment for at least one slate slab.
- Such a device is for example in German Patent application 102 36 583 described.
- the transport device the automatic, computer-based Slate processing machine of the aforementioned patent application takes a slate plate on one side, at least spends it to a processing tool and then to one A boring.
- the use of the state of the art Punching device known in the art in such Processing machine is however in need of improvement considered.
- For the exact support of the slate plate on the Punch abutment must be next to the position of the computer control the abutment surface also the exact position on the Abutment side of the slate plate known in the room his. This would only be the case if the holding level of the Slate plate is identical to the support side of the slate plate. Otherwise the position of the support side must be determined by suitable Sensors are determined. This is complex and prone to failure thus reduces the efficiency of automatic, computer-controlled Slate machines.
- the object of the invention is to provide a device for punching of slate slabs that it ensures that Slate regardless of their thickness during the Punching process as large as possible on an abutment rest.
- An advantage of this embodiment is that also for perforation
- a drill-like tool can be used because the abutment due to its rigid connection with the Punching tool cannot deflect in the direction of action.
- this embodiment also has the advantages of resilient arrangement according to the invention.
- Another embodiment is characterized in that the punching tool is held by a magnet and the Drive device is designed as a compression cylinder.
- the advantage of this embodiment is that the Punch tool through the compression pressure of the cylinder moved impulsively in the direction of action as soon as the through the Compression cylinder force exerted on the punching tool is greater than the magnetic force holding the punching tool.
- the device according to the invention according to claim 1 is so due to the inertia of the abutment avoided that spring-loaded abutment the punching tool in Direction of action evades.
- the device according to the invention according to claim 2 causes the direction of action of Punch tool opposite pulse a particularly firm Abutment of the abutment on the support side of the slate plate.
- the invention also relates to an automatic, computer-aided process for perforating slate slabs.
- the particular advantage of this method of punching Slate slabs lies in the fact that by setting a suitable processing level and due to the location known in the room the support level the support side regardless of the Slate plate thickness through the transport device securely to the Surface of the perforated abutment can be created without the To determine the position of the support side in the room.
- the particular advantage of this method lies in the use of the Impulse forces of the punching tool on the spring-loaded Movement coupled unit consisting of punching tool and Lochungswiderlager. At the moment of the impulsive movement of the Punching tool in the direction of action causes the counter impulse extremely firm contact of the perforated abutment on the support side of the Slate slab, which makes it extremely gentle on the material Punching takes place.
- Fig. 1 is an automatic device computer-assisted processing of slate slabs in total the reference number 10 denotes and on a machine base 11 arranged.
- the device 10 has one on the machine base 11 rotatably arranged robot arm 13, a Measuring device V, a machine processing device 14, an inclined magazine 16 for raw slate 17 Inclined magazine 18 for finished slate plates 19 and one Punching device 15.
- the robot arm 13 takes one by means of a suction device 26 unprocessed slate plate 17, this leads over the Measuring device V, where a suitable slate format is chosen becomes the automatic dressing 14. After the dressing the Slate plate perforated by means of the perforation device 15 and as finished slate plate 19 stored in the inclined magazine 18.
- the perforation device 15 is shown schematically in FIG. 2.
- the robot arm 13 holds the suction device 24 Slate plate 17. This is between in a manner not shown Punching tool 12 and abutment 20 in the punching device 15 moves, the suction device 24 a sufficient, the maximum thickness of the slate plate 17 exceeding the distance to Abutment 20 complies.
- the punch tool 12 is a Bracket 21 fixedly connected to the machine base 11, whereas the abutment 20 against the direction of action W des Punching tool 12 resiliently on the machine base 11 is arranged.
- the abutment 20 and the slate plate 17 are now from the robot arm 13 lowered until the one known to the system Holding level H of the suction device 26 a predetermined Machining level B corresponds.
- the abutment W lies with the Spring force F on the underside of the slate plate 17.
- the punching tool 12 consists of an air pressure cylinder 22, a bolt 23 and a not shown Electromagnet.
- Air pressure cylinder 22 continuously built up pressure against one defined magnetic force holds the bolt 23.
- To choose bolt speed so that the inertia of the Slate plate 17 and the abutment 20 is sufficient to one Dodge the same during the punching process Avoid direction of action W.
- FIG. 3 A further embodiment of the perforation device 15 is shown in FIG. 3.
- the punching tool 12 and the abutment 20 form a movement-coupled unit which is arranged on the machine base 11 in a resilient manner against the effective direction W via the holder 21.
- the slate plate 17 is first inserted into the perforation device 15 between the perforation tool 12 and the perforation abutment 20 and then lowered by the robot arm 13 until the holding plane H corresponds to the predetermined machining plane B.
- the entire device 15 is moved in the effective direction W by the robot arm 13.
- the impulse forces I 1 and I 2 exerted by the punching tool 12 on the punching device 15 are used for perforation that is more gentle on the material.
- the pulse I 1 already acts on the device 15 and lifts it against the direction of action, so that the abutment 20 by the force of the pulse I 1 bears firmly against the slate plate 17 with greater certainty.
Abstract
Beschrieben und dargestellt ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Lochung von Schieferplatten (17) für automatische, computergestützte Schieferbearbeitungsmaschinen, mit wenigstens einer Antriebseinrichtung für mindestens ein Lochungswerkzeug (12) und einem in Wirkrichtung (W) des Lochungswerkzeuges (12) angeordnetem Lochungswiderlager (20) für zumindest eine Schieferplatte (17). Ausgehend von dem zunächst beschriebenen Stand der Technik besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Lochung von Schieferplatten zu schaffen, die es gewährleistet, dass Schieferplatten unabhängig von ihrer Dicke und Befestigungsebene während des Lochungsvorganges möglichst großflächig auf einem Widerlager aufliegen. Die Lösung der Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Anspruches (1), insbesondere des Kennzeichenteils, wonach wenigstens das Widerlager (20) entgegen der Wirkrichtung (W) des Lochungswerkzeuges (12) federnd angeordnet ist.
Description
Zunächst betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Lochung von
Schieferplatten für automatische, computergestützte
Schieferbearbeitungsmaschinen, mit wenigstens einer
Antriebseinrichtung für mindestens ein Lochungswerkzeug und einem
in Wirkrichtung des Lochungswerkzeuges angeordnetem
Lochungswiderlager für zumindest eine Schieferplatte.
Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise in der deutschen
Patentanmeldung 102 36 583 beschrieben. Die Transporteinrichtung
der automatischen, computergestützten
Schieferbearbeitungsmaschine der vorgenannten Patentanmeldung
nimmt eine Schieferplatte einseitig auf, verbringt diese zumindestens
zu einem Bearbeitungswerkzeug und anschließend zu einer
Lochungsvorrichtung. Die Verwendung der aus dem Stand der
Technik bekannten Lochungsvorrichtung in einer derartigen
Bearbeitungsmaschine wird jedoch als verbesserungswürdig
angesehen. Für die exakte Auflage der Schieferplatte auf dem
Lochungswiderlager muss der Computersteuerung neben der Position
der Widerlageroberfläche auch die exakte Position der auf dem
Widerlager aufzulegenden Seite der Schieferplatte im Raum bekannt
sein. Dies wäre nur dann der Fall, wenn die Halteebene der
Schieferplatte mit der Auflageseite der Schieferplatte identisch ist.
Anderenfalls muss die Position der Auflageseite durch geeignete
Sensorik ermittelt werden. Dies ist aufwändig und störungsanfällig und
vermindert somit die Effizienz automatischer, computergesteuerter
Schieferbearbeitungsmaschinen.
Ausgehend von dem zunächst beschriebenen Stand der Technik
besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Vorrichtung zur Lochung
von Schieferplatten zu schaffen, die es gewährleistet, dass
Schieferplatten unabhängig von ihrer Dicke während des
Lochungsvorganges möglichst großflächig auf einem Widerlager
aufliegen.
Die Lösung der Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des
Anspruches 1, insbesondere des Kennzeichenteils, wonach
wenigstens das Widerlager entgegen der Wirkrichtung des
Lochungswerkzeuges federnd angeordnet ist.
Mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es auf einfache
Weise möglich, die sichere Lage einer Schieferplatte unabhängig von
ihrer Dicke auf einem Widerlager zu gewährleisten. Dies geschieht
dadurch, dass die Transporteinrichtung jede Schieferplatte an die
Widerlageroberfläche anlegt und bis auf das Niveau einer definierten
Bearbeitungsebene absenkt.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform ist dadurch
gekennzeichnet, dass das Lochungswerkzeug und das Widerlager
eine bewegungsgekoppelte Einheit bilden, die entgegen der
Wirkrichtung des Lochungswerkzeuges federnd angeordnet ist.
Vorteilhaft an dieser Ausführungsform ist, dass zur Lochung auch
beispielsweise ein bohrerartiges Werkzeug genutzt werden kann, da
das Widerlager aufgrund seiner starren Verbindung mit dem
Lochungswerkzeug nicht in Wirkrichtung ausweichen kann. Dennoch
weist auch diese Ausführungsform die Vorteile der
erfindungsgemäßen federnden Anordnung auf.
Eine weitere Ausführungsform kennzeichnet sich dadurch, dass
das Lochungswerkzeug von einem Magneten gehalten wird und die
Antriebseinrichtung als Kompressionszylinder ausgebildet ist.
Vorteilhaft an dieser Ausführungsform ist, dass sich das
Lochungswerkzeug durch den Kompressionsdruck des Zylinders
impulsartig in Wirkrichtung bewegt, sobald die durch den
Kompressionszylinder auf das Lochungswerkzeug ausgeübte Kraft
größer ist, als die das Lochungswerkzeug haltende Magnetkraft. Bei
der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß Anspruch 1 wird so
aufgrund der Massenträgheit des Widerlagers vermieden, dass das
federnd angeordnete Widerlager dem Lochungswerkzeug in
Wirkrichtung ausweicht. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung
gemäß Anspruch 2 bewirkt der der Wirkrichtung des
Lochungswerkzeuges entgegengesetzte Impuls ein besonders festes
Anliegen des Widerlagers an der Auflageseite der Schieferplatte.
Des weiteren betrifft die Erfindung auch ein automatisches,
computergestütztes Verfahren zur Lochung von Schieferplatten.
Ausgehend von dem zuvor genannten Stand der Technik sowie
der ebenfalls vorgenannten Aufgabe ergibt sich die Lösung durch die
nachfolgenden Verfahrensschritte des Anspruches 4:
- Befestigung einer zu lochenden Schieferplatte an einer roboterartigen Transportvorrichtung,
- Erfassung einer durch die Halteseite der Schieferplatte aufgespannten Halteebene während des Befestigungsvorganges,
- Raumdefinierte Bewegung der Schieferplatte mittels der roboterartigen Transportvorrichtung zwischen ein Lochungswerkzeug und ein entgegen der Wirkrichtung des Lochungswerkzeuges einfederndes Lochungswiderlager,
- Anlegen der Auflageseite der Schieferplatte durch die Transporteinrichtung an die Oberfläche des Lochungswiderlagers,
- Absenken des Lochungswiderlagers und der Schieferplatte durch die Transporteinrichtung bis auf ein Niveau bei dem die vorgenannte Halteebene mit einer vorher definierten, unabhängig von der Dicke der Schieferplatte konstanten Bearbeitungsebene deckungsgleich ist.
- Lochung der Schieferplatte durch das Lochungswerkzeug.
Der besondere Vorteil dieses Verfahrens zur Lochung von
Schieferplatten liegt darin, dass durch die vorherige Festlegung einer
geeigneten Bearbeitungsebene und durch die im Raum bekannte Lage
der Halteebene die Auflageseite unabhängig von der
Schieferplattendicke durch die Transporteinrichtung sicher an die
Oberfläche des Lochungswiderlagers angelegt werden kann, ohne die
Position der Auflageseite im Raum bestimmen zu müssen.
Bei einem besonders bevorzugten automatischen,
computergestützten Verfahren zur Lochung von Schieferplatten löst
sich die Aufgabe durch die Verfahrensschritte des Anspruches 5:
- Befestigung einer zu lochenden Schieferplatte an einer roboterartigen Transportvorrichtung,
- Erfassung einer durch die Halteseite der Schieferplatte aufgespannten Halteebene während des Befestigungsvorganges,
- Raumdefinierte Bewegung der Schieferplatte mittels der roboterartigen Transportvorrichtung zwischen ein Lochungswerkzeug und ein Lochungswiderlager, wobei Lochungswerkzeug und Lochungswiderlager eine entgegen der Wirkrichtung des Lochungswerkzeugs einfedernde Einheit bilden,
- Anlegen der Unterseite der Schieferplatte durch die Transporteinrichtung an die Oberfläche des Lochungswiderlagers,
- Absenken der Einheit und der Schieferplatte durch die Transporteinrichtung bis auf ein Niveau bei dem die vorgenannte Halteebene mit einer vorher definierten, unabhängig von der Dicke der Schieferplatte konstanten Bearbeitungsebene deckungsgleich ist.
- Impulsartige Bewegung des Lochungswerkzeuges in Wirkrichtung und Gegenbewegung der Einheit durch den Gegenimpuls, der das Lochungswiderlager fest an die Schieferplatte anlegt,
- Lochung der Schieferplatte durch das Lochungswerkzeug.
Der besondere Vorteil dieses Verfahrens liegt in der Nutzung der
Impulskräfte des Lochungswerkzeuges auf die federnd gelagerte,
bewegungsgekoppelte Einheit aus Lochungswerkzeug und
Lochungswiderlager. Im Moment der impulsartigen Bewegung des
Lochungswerkzeuges in Wirkrichtung bewirkt der Gegenimpuls eine
äußerst feste Anlage des Lochungswiderlagers an die Auflageseite der
Schieferplatte, wodurch eine ausgesprochen materialschonende
Lochung erfolgt.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der
nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele. Es zeigen:
In Fig. 1 ist eine Vorrichtung zur automatischen
computergestützten Bearbeitung von Schieferplatten insgesamt mit
der Bezugsziffer 10 bezeichnet und auf einem Maschinensockel 11
angeordnet.
Die Vorrichtung 10 weist einen auf dem Maschinensockel 11
drehbeweglich angeordneten Roboterarm 13, eine
Vermessungseinrichtung V, eine maschinelle Bearbeitungseinrichtung
14, ein Schrägmagazin 16 für Rohschieferplatten 17, ein
Schrägmagazin 18 für endbearbeitete Schieferplatten 19 sowie eine
Lochungseinrichtung 15 auf.
Der Roboterarm 13 nimmt mittels Saugvorrichtung 26 eine
unbearbeitete Schieferplatte 17 auf, führt diese über die
Vermessungseinrichtung V, wo ein passendes Schieferformat gewählt
wird, zur maschinellen Zurichtung 14. Nach der Zurichtung wird die
Schieferplatte mittels der Lochungseinrichtung 15 gelocht und als
endbearbeitete Schieferplatte 19 im Schrägmagazin 18 abgelegt.
In Fig. 2 ist schematisch die Lochungseinrichtung 15 dargestellt.
Der Roboterarm 13 hält mit seiner Saugvorrichtung 24 die
Schieferplatte 17. Diese wird in nicht dargestellter Weise zwischen
Lochungswerkzeug 12 und Widerlager 20 in die Lochungseinrichtung
15 bewegt, wobei die Saugvorrichtung 24 einen ausreichenden, die
maximale Dicke der Schieferplatte 17 übersteigenden Abstand zum
Widerlager 20 einhält. Das Lochungswerkzeug 12 ist über eine
Halterung 21 ortsfest mit dem Maschinensockel 11 verbunden,
wohingegen das Widerlager 20 entgegen der Wirkrichtung W des
Lochungswerkzeuges 12 federnd auf dem Maschinensockel 11
angeordnet ist.
Das Widerlager 20 und die Schieferplatte 17 werden nun von
dem Roboterarm 13 so weit abgesenkt, bis die dem System bekannte
Halteebene H der Saugvorrichtung 26 einer vorgegebenen
Bearbeitungsebene B entspricht. Das Widerlager W liegt mit der
Federkraft F an der Unterseite der Schieferplatte 17 an.
Das Lochungswerkzeug 12 besteht aus einem Luftdruckzylinder
22, einem Bolzen 23 sowie einem nicht dargestellten
Elektromagneten. Für den Lochungsvorgang wird in dem
Luftdruckzylinder 22 kontinuierlich Druck aufgebaut, gegen den eine
definierte Magnetkraft den Bolzen 23 hält. Überschreitet die durch den
Luftdruckzylinder ausgeübte Kraft die definierte Magnetkraft, schießt
der Bolzen 23 in Wirkrichtung W durch die Schieferplatte 17, wodurch
die in Fig. 1 dargestellten Löcher L entstehen. Hierbei ist die
Bolzengeschwindigkeit so zu wählen, dass die Massenträgheit der
Schieferplatte 17 und dem Widerlager 20 ausreicht, um ein
Ausweichen derselben während des Lochungsvorganges in
Wirkrichtung W zu vermeiden.
In Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsform der
Lochungseinrichtung 15 dargestellt. Hierbei bilden Lochungswerkzeug
12 und Widerlager 20 eine bewegungsgekoppelte Einheit, die über die
Halterung 21 entgegen der Wirkrichtung W federnd auf dem
Maschinensockel 11 angeordnet ist. Wie schon beschrieben, wird
auch hier zunächst die Schieferplatte 17 zwischen Lochungswerkzeug
12 und Lochungswiderlager 20 in die Lochungsvorrichtung 15
eingebracht und dann durch den Roboterarm 13 so weit abgesenkt,
bis die Halteebene H der vorgegebenen Bearbeitungsebene B
entspricht. In diesem Fall wird jedoch die gesamte Vorrichtung 15
durch den Roboterarm 13 in Wirkrichtung W bewegt. Bei dieser
Vorrichtung werden jedoch die vom Lochungswerkzeug 12 auf die
Lochungsvorrichtung 15 ausgeübten Impulskräfte I1 und I2 für eine
materialschonendere Lochung genutzt. In dem Moment, in dem der
Bolzen 23 sich mit dem Impuls I2 in Wirkrichtung W bewegt, wirkt
bereits der Impuls I1 auf die Vorrichtung 15 und hebt diese entgegen
der Wirkrichtung an, so dass das Widerlager 20 durch die Kraft des
Impulses I1 mit größerer Sicherheit fest an der Schieferplatte 17
anliegt.
Claims (5)
- Vorrichtung zur Lochung von Schieferplatten, mit wenigstens einer Antriebseinrichtung für mindestens ein Lochungswerkzeug und einem in Wirkrichtung des Lochungswerkzeuges angeordnetem Widerlager für zumindest eine Schieferplatte, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens das Widerlager (20) entgegen der Wirkrichtung (W) des Lochungswerkzeuges (12) federnd angeordnet ist.
- Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dadurch gekennzeichnet, dass das Lochungswerkzeug (12) und das Widerlager (20) eine bewegungsgekoppelte Einheit bilden, die entgegen der Wirkrichtung (W) des Lochungswerkzeuges (12) federnd angeordnet ist.
- Vorrichtung gemäß wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lochungswerkzeug (12) von einem Magneten gehalten wird und die Antriebseinrichtung als Kompressionszylinder (22) ausgebildet ist.
- Automatisches, computergestütztes Verfahren zur Lochung von Schieferplatten mit folgenden Verfahrensschritten:Befestigung einer zu lochenden Schieferplatte an einer roboterartigen Transportvorrichtung,Erfassung einer durch die Halteseite der Schieferplatte aufgespannten Halteebene während des Befestigungsvorganges,Raumdefinierte Bewegung der Schieferplatte mittels der roboterartigen Transportvorrichtung zwischen ein Lochungswerkzeug und ein entgegen der Wirkrichtung des Lochungswerkzeuges einfederndes Lochungswiderlager,Anlegen der Auflageseite der Schieferplatte durch die Transporteinrichtung an die Oberfläche des Lochungswiderlagers,Absenken des Lochungswiderlagers und der Schieferplatte durch die Transporteinrichtung bis auf ein Niveau bei dem die vorgenannte Halteebene mit einer vorher definierten, unabhängig von der Dicke der Schieferplatte konstanten Bearbeitungsebene deckungsgleich ist.Lochung der Schieferplatte durch das Lochungswerkzeug.
- Automatisches, computergestütztes Verfahren zur Lochung von Schieferplatten mit folgenden Verfahrensschritten:Befestigung einer zu lochenden Schieferplatte an einer roboterartigen Transportvorrichtung,Erfassung einer durch die Halteseite der Schieferplatte aufgespannten Halteebene während des Befestigungsvorganges,Raumdefinierte Bewegung der Schieferplatte mittels der roboterartigen Transportvorrichtung zwischen ein Lochungswerkzeug und ein Lochungswiderlager, wobei Lochungswerkzeug und Lochungswiderlager eine entgegen der Wirkrichtung des Lochungswerkzeugs einfedernde Einheit bilden,Anlegen der Unterseite der Schieferplatte durch die Transporteinrichtung an die Oberfläche des Lochungswiderlagers,Absenken der Einheit und der Schieferplatte durch die Transporteinrichtung bis auf ein Niveau bei dem die vorgenannte Halteebene mit einer vorher definierten, unabhängig von der Dicke der Schieferplatte konstanten Bearbeitungsebene deckungsgleich ist.Impulsartige Bewegung des Lochungswerkzeuges in Wirkrichtung und Gegenbewegung der Einheit durch den Gegenimpuls, der das Lochungswiderlager fest an die Schieferplatte anlegt,Lochung der Schieferplatte durch das Lochungswerkzeug.
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