EP4486669A1 - Vereinzelungsvorrichtung für rohr- oder stangenförmige werkstücke - Google Patents

Vereinzelungsvorrichtung für rohr- oder stangenförmige werkstücke

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Publication number
EP4486669A1
EP4486669A1 EP23708728.3A EP23708728A EP4486669A1 EP 4486669 A1 EP4486669 A1 EP 4486669A1 EP 23708728 A EP23708728 A EP 23708728A EP 4486669 A1 EP4486669 A1 EP 4486669A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
unit
tubular
pivoting
rod
conveyor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP23708728.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Bernd Linder
Daniel Businger
Martin Kindler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Trumpf Werkzeugmaschinen SE and Co KG
Original Assignee
Trumpf Werkzeugmaschinen SE and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Trumpf Werkzeugmaschinen SE and Co KG filed Critical Trumpf Werkzeugmaschinen SE and Co KG
Publication of EP4486669A1 publication Critical patent/EP4486669A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • B65G47/02—Devices for feeding articles or materials to conveyors
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    • B65G47/12—Devices for feeding articles or materials to conveyors for feeding articles from disorderly-arranged article piles or from loose assemblages of articles
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    • B65G47/30—Devices influencing the relative position or the attitude of articles during transit by conveyors arranging the articles, e.g. varying spacing between individual articles during transit by a series of conveyors

Definitions

  • the present invention relates to the field of tube processing machines.
  • the invention relates to a separating device for the controlled separating of tubular or rod-shaped workpieces.
  • DE 10 2020 100 459 A1 discloses a device for separating tubular or rod-shaped workpieces, in which the workpieces can be transported from a pivoted storage rack or from a pivoted storage cassette by means of a lifter over a loading edge onto a loading area.
  • the object of the present invention is to improve the prior art.
  • the separation is to be optimized for a fully automated transfer of tubular or rod-shaped workpieces from a warehouse to a processing machine.
  • a separating device for the controlled separating of tubular or rod-shaped workpieces.
  • the separating device comprises a pivoting unit with a storage frame and a lifter, the storage frame being designed to accommodate a plurality of tubular or rod-shaped workpieces and the lifter being designed to lift the workpieces stored in the storage frame.
  • tubular or bar-shaped workpieces are meant here workpieces that have a much greater length compared to their cross section.
  • Tubular or bar-shaped workpieces can in particular have a profile that is constant over their length and can be made of an essentially inflexible material, for example a metal. be made. The profile can be open or closed and also have round or square contours.
  • the pivoting unit and the storage frame can each have an elongate shape, so that the likewise elongate tubular or bar-shaped workpieces can be stored or transported therein.
  • the storage rack can be permanently integrated in the pivoting unit or can be inserted into the pivoting unit as a storage cassette or removed from the pivoting unit.
  • a bottom area of the storage rack or the storage cassette can have recesses through which the lifter can lift the workpieces in the storage rack.
  • the lifting device can comprise a plurality of struts distributed over the length of the storage rack, each of which can be moved through a recess in the bottom area of the storage rack.
  • the lifter or the struts of the lifter can form a support surface for the workpieces stored in the storage rack, which is parallel to a bottom surface of the storage rack or which is inclined at a predetermined angle (e.g. by about 10°) relative to the bottom surface of the storage rack.
  • the separating device also includes a conveying unit with a conveying chute, which forms an inclined conveying plane for the tubular or rod-shaped workpieces.
  • the inclination of the conveyor level is to be understood in relation to the horizontal.
  • the conveyor chute can comprise a plurality of conveyor rails which are arranged next to one another along a long side of the conveyor device and together with their respective surface form the conveyor plane.
  • the pivoting unit and the conveyor unit can be arranged relative to one another in such a way that a first pivot axis, about which the bearing frame of the pivoting unit can be pivoted, runs along an upper end of the conveyor chute of the conveyor unit.
  • the conveyor unit can be arranged at a predetermined position on a base, while the pivoting unit is arranged to be movable relative to the conveyor unit on the base.
  • the inclination of the conveying plane can have a predetermined, fixed angle with respect to the horizontal, which can be, for example, between 20° and 50°, in particular around 35°. Due to the predetermined angle and the fixed arrangement of the conveyor belt, also the upper end of the conveyor chute can preferably have a fixed position.
  • the top End of the conveyor chute extends along the length of the conveyor unit.
  • the upper end of the conveyor chute means an area at the upper end of the conveyor chute, which can extend up to, for example, 50 cm, preferably a maximum of 20 cm, more preferably a maximum of 10 cm, from the extreme upper end of the conveyor chute downwards in the direction of the inclined conveying plane.
  • tubular or rod-shaped workpieces can be separated automatically in a particularly simple manner with a corresponding arrangement of the pivot unit to the conveyor unit.
  • the separation of tubular or rod-shaped workpieces is to be understood as meaning the separation of individual or a comparatively small number of tubular or rod-shaped workpieces from a larger number of such workpieces.
  • Workpieces that have been separated from the storage rack by being transferred to the conveyor unit can, for example, be temporarily stored at a lower end of the conveyor chute for further transfer to a processing machine.
  • the conveyor unit can have a bridging element which is mounted pivotably about a second pivot axis at the upper end of the conveyor chute and which is designed to close a gap between the upper end of the conveyor chute and the upper end of a lateral boundary of the bearing frame of the pivoting unit bridge.
  • the storage rack therefore has at least one lateral boundary which—at least in a separating position of the pivoting device—faces the conveying unit.
  • the storage rack can be designed as a storage cassette.
  • the storage rack or the storage cassette can, for example, have the shape of an elongated box with two short and two long lateral boundaries in the form of side walls or struts.
  • the bridging element may have a predetermined width.
  • the width means the extent of the bridging element transverse to the length of the conveyor unit.
  • the width of the conveying element can, for example be at least 5 cm.
  • the bridging element can have a hook-shaped end with which it can reach behind the lateral boundary of the storage rack.
  • the conveyor unit may also include a plurality of bridging members spaced along the length of the conveyor unit. If the conveyor chute is formed from a plurality of conveyor rails, a bridging element can preferably be attached to the upper end of each conveyor rail.
  • the pivoting unit and the conveying unit can be arranged relative to one another in such a way that the first pivoting axis of the pivoting unit and the second pivoting axis of the bridging element of the conveying unit coincide.
  • the storage frame and the bridging element can be pivotable about a common pivot axis.
  • a gap between the upper end of the lateral boundary of the storage frame on the conveyor unit side and the upper end of the conveyor chute can be reliably and widened independently of the inclination of the storage frame, or at least from an inclination of approx. 15° of the floor surface of the storage frame relative to the horizontal easily bridged.
  • the transfer of tubular or rod-shaped workpieces from the storage rack to the conveyor chute can be improved in this way.
  • the upper end of the lateral boundary of the storage frame can be pivotable about the first pivot axis within a predetermined radius, which radius essentially corresponds to the width of the bridging element. This ensures that the bridging element rests flush on the upper end of the lateral boundary of the storage frame in the separating position of the pivoting unit and reliably bridges the gap between the conveyor chute and storage frame without protruding far beyond the lateral boundary on the inside.
  • the wording "essentially” is to be understood in this context as meaning that the bridging element can be placed on the upper end of the lateral boundary of the storage rack in a separating position of the pivoting unit.
  • the upper end of the conveyor chute can also be designed without a bridging element.
  • the gap between the upper end of the conveyor chute and the lateral boundary of the storage rack is kept as small as possible (e.g. less than 5 cm, preferably less than 2 cm, more preferably less than 1 cm) to ensure a safe
  • the upper end of the conveyor chute can be rounded, with the radius of the rounding extending around an axis that coincides with the first pivot axis when the pivot unit is in the separating position.
  • the conveyor unit can include one or more carriers, which are arranged to be displaceable along the conveying plane in a conveying direction, so that tubular or rod-shaped workpieces that are lifted out of the storage rack by the lifter beyond the upper end of the lateral boundary and reach the conveying plane of the conveyor chute , can be transported in a controlled manner along the conveyor level.
  • the conveying speed of tubular or rod-shaped workpieces on the conveying chute can be controlled independently of the inclination of the conveying chute or the conveying plane by means of the driver, which can be moved preferably in a motorized manner.
  • tubular or bar-shaped workpieces can also be transported in the opposite direction from the lower end of the conveyor chute upwards on the conveyor chute and pushed into a storage rack.
  • Each of the carriers can include a corresponding sensor system that detects, e.g. via a change in weight, how many tubular or rod-shaped workpieces are in contact with a carrier.
  • the conveyor chute can include several conveyor rails, which together form the conveyor level.
  • a driver can be arranged displaceably on each conveyor rail, the drivers preferably being movable synchronously with one another.
  • the pivoting unit of the separating device can have a base module and a pivotable pivoting module.
  • the base module provides storage for the pivoting movement of the pivoting module.
  • the pivoting module can preferably have an at least partially arcuate outer contour which extends in a radius around the first pivoting axis.
  • the swivel unit can have a drive with a drive wheel, which is arranged on the basic module and which can be brought into engagement with the curved outer contour of the swivel module for swiveling the swivel module, or is in engagement with it.
  • the swivel drive can be designed as a rack and pinion drive, with a correspondingly curved toothed rack being attached to the curved outer contour of the swivel module and with the drive wheel being designed as a toothed wheel or pinion.
  • the base module can also have an arcuate groove which extends in a radius, in particular concentrically to the arcuate outer contour, around the first pivot axis.
  • rollers can be arranged on the base frame, which engage in the arcuate groove of the support frame and serve as storage for the pivoting module.
  • the weight of the swivel module is transferred to the base module via the rollers.
  • the drive concept described here favors a particularly slim design of the swivel unit. At the same time, large loads can be moved with the rack and pinion drive.
  • the swivel unit can be movable.
  • Corresponding wheels can be arranged on the basic module of the pivoting unit for this purpose.
  • the pivoting unit can be moved on the wheels in a direction transverse to the conveyor unit.
  • the pivoting unit can be loaded with a storage cassette filled with tubular or rod-shaped workpieces in a loading position remote from the conveyor unit, the pivoting module being pivoted into a loading position (eg horizontal alignment of the storage cassette).
  • the pivoting unit In order to separate the tubular or rod-shaped workpieces, the pivoting unit can be moved up to the conveyor unit into the separating position in which the first pivoting axis runs in the upper end of the conveyor chute. In the separating position, the pivoting module can be rotated by e.g.
  • 35° from one, in particular horizontal, orientation are pivoted into a separating alignment and one or more of the stored in the storage cassette workpieces can be lifted or pushed by means of the lifter or by means of the lifter over the lateral boundary of the storage cassette away on the conveyor chute.
  • the separating device can also include a control unit which is designed to automatically control a pivoting movement of the pivoting unit, a lifting movement of the lifter and a traversing movement of the at least one driver such that a desired number of tubular or rod-shaped workpieces are located in the storage rack be separated from the storage rack via the conveyor unit. Additionally or alternatively, the control device can also be designed to convey tubular or rod-shaped workpieces from a lower end of the conveyor chute by means of the at least one driver over the upper end of the conveyor chute into the storage rack.
  • the separating device can also be equipped with sensors which, for example, detect the filling quantity of workpieces in the storage rack or the presence of individual workpieces on the conveyor unit and transmit them to the control unit.
  • a loading system for loading a processing machine with tubular or rod-shaped workpieces includes a processing machine for processing tubular or rod-shaped workpieces.
  • the processing machine can be a laser processing machine, for example.
  • the processing machine includes a loading area, a processing area and an unloading area.
  • the processing area can preferably include a laser processing unit, which is designed in particular for cutting and/or welding tubular or rod-shaped workpieces.
  • the loading system also includes a separating device according to one of the variants described above.
  • the loading system includes a loading device between the Conveyor unit of the separating device and the loading area of the processing machine is arranged, and which has at least one gripper which is designed to remove individual tubular or rod-shaped workpieces from the conveyor unit and transfer them to the loading area of the processing machine.
  • the loading system can additionally comprise a shelf which is designed to accommodate storage racks or storage cassettes, the pivoting unit of the separating device being designed to move back and forth between the shelf and the conveying unit of the separating device in order to attach a tubular or rod-shaped workpieces stocked storage rack to be stocked, and to separate the workpieces in interaction with the conveyor unit.
  • the shelf can preferably include a loading and unloading system, by means of which an, in particular empty, storage cassette (storage rack) can be automatically removed from the pivoting unit of the separating device and loaded with a filled storage cassette. To exchange the storage cassette, the pivoting unit can move up to a loading position on the shelf.
  • a method for loading a processing machine with tubular or rod-shaped workpieces using a separating device as described above, the conveying unit of the separating device having at least one driver.
  • the method includes loading the storage rack with tubular or rod-shaped workpieces.
  • the pivoting unit can, for example, move up to a shelf and, as described above, be equipped with a filled storage cassette by means of a loading and unloading system.
  • the storage rack can also be loaded while the swiveling unit is in the separating position directly next to the conveyor unit, in which case the storage rack can be swiveled into an, in particular horizontal, loading orientation for loading the storage rack.
  • the method includes, in a second step, pivoting the pivoting unit from the loading orientation into a separating orientation.
  • the pivoting unit or the pivoting module of the pivoting unit can be pivoted by a predeterminable angle of inclination, for example between 20° and 50°, for example by approximately 35°.
  • the method includes lifting, by means of the lifter, the tubular or rod-shaped workpieces in the storage rack until at least one of the tubular or rod-shaped workpieces is in contact with the at least one driver.
  • the tubular or rod-shaped workpieces stored in the storage frame are lifted by the lifter and moved along the lateral boundary of the storage frame, which is also inclined due to the inclination of the storage frame, until at least one of the workpieces passes over the upper end of the lateral boundary onto the conveyor unit and is stopped by the at least one driver.
  • the method includes lowering the at least one driver along the conveying plane of the conveying unit.
  • the at least one driver can be moved down the conveyor chute, for example, until a predetermined number of tubular or rod-shaped workpieces are located on the conveyor chute.
  • the lifter can then be lowered again until the remaining workpieces are again at least below the upper end of the lateral boundary.
  • the carriers can then be moved further down the conveyor chute to a lower end position, in which the separated workpieces can be removed for further transfer to a processing machine.
  • the separating device can also be used to unload tubular or rod-shaped workpieces from the loading area of a tube processing machine.
  • the process steps described above can be carried out in reverse order, in which case the orientation of the pivoting unit is immaterial. It is basically sufficient if the tubular or rod-shaped workpieces on the conveyor chute are pushed over the upper end of the conveyor chute into the storage rack by means of the driver or by means of the drivers. It can be advantageous here if the lifter is in a lowered position, so that the workpieces can be transferred to the storage rack and are not blocked by workpieces that have been raised in the storage rack.
  • the swivel unit can be moved, for example, from the separating position to an unloading position on a shelf, from which the storage rack, which in this case can be designed as a storage cassette, can be removed and transferred to the shelf can.
  • the pivoting unit can preferably be pivoted into a horizontal orientation.
  • FIG. 1a shows a side view of a separating device according to the invention for separating tubular or rod-shaped workpieces
  • FIG. 1b shows a section of the separating device according to FIG. 1a at the interface between the pivoting unit and the conveyor unit;
  • FIG. 2 shows the separating device according to FIG. 1a in an isometric view
  • a loading system according to the invention for loading a processing machine with tubular or rod-shaped workpieces is provided with the same reference symbols for the sake of simplicity.
  • a separating device 10 is shown in a side view (Fig. La) and in an isometric view (Fig. 2).
  • the devices 10 shown are constructed identically, with additional tubes 40 being accommodated in the separating device 10 in the illustration according to FIG.
  • Separating device 10 has a pivoting unit 20 with a storage frame 22 and a lifter 24 .
  • the storage rack 22 is designed to hold a plurality of tubular or rod-shaped workpieces 40 and the lifter 24 is designed to lift the workpieces 40 stored in the storage rack 22 in the storage rack 22 .
  • the storage rack 22 can be designed as a removable, essentially box-shaped storage cassette 22 which has recesses on its base through which corresponding movably mounted lifters 24 can be moved (cf. FIG. 2).
  • the separating device 10 also has a conveying unit 30 with a conveying chute 32 which forms an inclined conveying plane 33 for the tubular or rod-shaped workpieces 40 .
  • the conveyor chute 32 is composed of a plurality of conveyor rails arranged next to one another along the length of the conveyor unit.
  • a carrier 38 which can be moved along the conveying plane 33 is attached to each of the conveying rails.
  • the pivoting unit 20 also has a lamellar structure, in which structurally identical modules are arranged next to one another along the length of the pivoting unit 20 .
  • This design enables the length of the separating device 10 to be easily adjusted.
  • the pivoting unit 20 and the conveyor unit 30 can each have a length of approximately 6.5 m, or, according to a larger embodiment, have a length of approximately 8 m or approximately 12 m.
  • the number and spacing of the structurally identical elements arranged next to one another can also influence, among other things, the weight of the separating device and its carrying capacity.
  • the separating device 10 can be used for separating, in particular metallic, tubular or rod-shaped workpieces 40 with a total weight of at least one ton. This means that pipes with a total weight of 3 to 4 tons, for example, can be stored in the storage rack 22 .
  • the pivoting unit 20 has a base module 202 and a pivoting module 204, with the pivoting module 204 having an arcuate groove which rests on two support wheels each that are attached to the base module 202. Furthermore, wheels 29 are arranged on the basic module 202 , on which the pivoting unit 20 can be moved relative to the conveyor unit 30 .
  • the pivoting movement of pivoting module 204 is implemented by means of a rack and pinion drive, with a drive having a pinion 28 being arranged on base module 202, which engages in an arcuate rack of pivoting module 204, which extends in a radius around a first pivot axis 26 of the pivoting unit .
  • the pivoting unit 20 and the conveyor unit 30 are arranged relative to one another in such a way that the first pivot axis 26, about which the pivoting module 204 can be pivoted with the storage frame 22, runs along an upper end 322 of the conveyor chute 32 of the conveyor unit 30.
  • the pivoting unit 20 is in a transfer orientation. This means that the pivoting module 204 with the storage rack 22 is pivoted at an angle relative to the horizontal, so that the tubular or rod-shaped workpieces 40 stored in the storage rack 22 are tipped over the upper edge of the lateral boundary 222 onto the conveyor chute 32.
  • the number of workpieces 40 to be separated can be set precisely by the angle of the pivoting movement and the translatory movement of the lifter 24 .
  • the isolation can be checked and/or controlled by the driver(s) 38 .
  • the conveyor unit 30 can have a bridging element 34 at the upper end 322 of the conveyor chute 32, as shown schematically in the detailed illustration in FIG.
  • a bridging element 34 can be arranged on each conveyor rail, which creates a gap G between the upper end 322 of the conveyor chute 32 and the upper end of the lateral Boundary 222 of the storage rack 22 is bridged when the pivoting unit 20 is in the separating position.
  • the bridging element 34 or each bridging element 34 has a corresponding width W for this purpose.
  • the bridging element 34 can also be hook-shaped at its outer end, so that it can grip over the upper end of the lateral boundary 222 .
  • the bridging element 34 is mounted on the upper end 322 of the conveyor chute 32 in such a way that a second pivot axis 36, about which the bridging element 34 can be pivoted, coincides with the first pivot axis 26 of the pivot unit 20 when the pivot unit 20 is in the separating position.
  • FIG. 3 shows a loading system 100 according to the invention for loading and/or unloading a processing machine with tubular or bar-shaped workpieces 40 .
  • the loading system 100 includes a processing machine 50 , in particular a laser processing machine 50 , for processing tubular or rod-shaped workpieces 40 .
  • the processing machine 50 has a loading area 52 , a processing area 54 and an unloading area 56 .
  • the loading system also has a separating device 10, as was described above in connection with FIGS.
  • the loading system 100 also has a loading device 60 with at least one gripper that is set up to remove individual tubular or rod-shaped workpieces 40 from the conveyor unit 30 and into the loading area 52 of the processing machine 50 to transfer.
  • the loading system 100 On a side of the separating device 10 remote from processing, the loading system 100 also has a shelf 70 in which a large number of storage cassettes or storage racks 22 are stored.
  • the swivel unit 20 is movably mounted in such a way that it can move back and forth between the shelf 70 and the conveyor unit 30 in order to be loaded on the shelf 70 with a storage rack 22 fitted with tubular or rod-shaped workpieces 40, and the workpieces 40 in the Interaction with the conveyor unit 30 to separate. It is understood that workpieces 40 from the loading area 52 of the processing machine 50 by means of the loading device 60 and the Separation device 10 can also be conveyed in the reverse manner in storage racks 22 and transferred to the shelf 70.
  • a typical loading process is described below.
  • a storage cassette 22 is loaded from the store 70 into the pivoting unit 20, which has been moved up to the shelf 70 into a loading position and pivoted into the loading position.
  • the storage cassette 22 is moved towards the conveyor unit 30 by means of the pivoting unit 20 until it has reached the separating position.
  • the storage cassette 22 is inclined in the direction of the conveyor chute 32 by the subsequent rotation of the pivoting module 204 of the pivoting unit 20 .
  • at least one tubular or rod-shaped workpiece 40 is separated by the gravitational force passing it via the bridging element 34 onto the conveyor chute 32 of the conveyor unit 30.
  • the at least one workpiece 40 is conveyed along the conveying plane 33 of the conveying chute 32 by the drivers 38 which are part of the conveying unit.
  • a downstream loading device 60 can pick up a tubular or rod-shaped workpiece 40 and convey it into a processing machine 50 .
  • the drivers 38 can move into a position in which they do not impede the loading process of the loading device 60 .
  • Pipe or bar-shaped workpieces 40 are placed on the conveyor chute 32 of the conveyor unit 30 by an external device, for example the loading device 60 .
  • the conveyor unit then conveys the workpieces 40 by means of the drivers 38 in the direction of the pivoting unit 20 and pushes them via the bridging element 34 into the storage cassette 22, with the lifters 24 preferably being in a lowered position.
  • the pivoting module 204 of the pivoting unit 20 can then be pivoted into a horizontal unloading position and moved to the shelf 70 into an unloading position in which the storage cassette 22 is removed from the loading and unloading system of the pivoting unit 20 and transferred to the shelf 70 .

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Abstract

Bereitgestellt wird Vereinzelungsvorrichtung (10) zur kontrollierten Vereinzelung von rohr- oder stangenförmigen Werkstücken (40), die Vereinzelungsvorrichtung (10) umfassend: eine Schwenkeinheit (20) mit einem Lagergestell (22) und einem Ausheber (24), wobei das Lagergestell (22) zur Aufnahme mehrerer rohr- oder stangenförmiger Werkstücke (40) ausgebildet ist und wobei der Ausheber (24) dazu ausgebildet ist, die in dem Lagergestell (22) lagernden Werkstücke (40) anzuheben; und eine Fördereinheit (30) mit einer Förderrutsche (32), die eine geneigte Förderebene (33) für die rohr- oder stangenförmigen Werkstücke (40) bildet; wobei die Schwenkeinheit (20) und die Fördereinheit (30) derart zueinander anordenbar sind, dass eine erste Schwenkachse (26), um die die das Lagergestell (22) der Schwenkeinheit (20) schwenkbar ist, entlang eines oberen Endes (322) der Förderrutsche (32) der Fördereinheit (30) verläuft. Ferner wird ein Beladesystem umfassend die Vereinzelungsvorrichtung (10) sowie ein Verfahren zur Verwendung der Vereinzelungsvorrichtung (10) bereitgestellt.

Description

Vereinzelungsvorrichtung für rohr- oder stangenförmige Werkstücke
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Rohrbearbeitungsmaschinen. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Vereinzelungsvorrichtung zur kontrollierten Vereinzelung von rohr- oder stangenförmigen Werkstücken.
Stand der Technik
Aus der DE 10 2020 100 459 Al ist eine Vorrichtung zur Vereinzelung rohr- oder stangenförmiger Werkstücke bekannt, bei der die Werkstücke aus einem schwenkbar gelagerten Lagergestell bzw. aus einer schwenkbar gelagerten Lagerkassette mittels eines Aushebers über eine Ladekante auf eine Ladefläche transportiert werden können.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Stand der Technik zu verbessern. Insbesondere soll die Vereinzelung für eine vollautomatisierte Überführung rohr- oder stangenförmiger Werkstücke von einem Lager in eine Bearbeitungsmaschine optimiert werden.
Die Erfindung
Zur Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe wird eine Vereinzelungsvorrichtung zur kontrollierten Vereinzelung von rohr- oder stangenförmigen Werkstücken bereitgestellt. Die Vereinzelungsvorrichtung umfasst eine Schwenkeinheit mit einem Lagergestell und einem Ausheber, wobei das Lagergestell zur Aufnahme mehrerer rohr- oder stangenförmiger Werkstücke ausgebildet ist und wobei der Ausheber dazu ausgebildet ist, die in dem Lagergestell lagernden Werkstücke anzuheben. Mit rohr- oder stangenförmigen Werkstücken sind hier Werkstücke gemeint, die eine viel größere Länge im Vergleich zu ihrem Querschnitt aufweisen. Rohr- oder stangenförmige Werkstücke können insbesondere ein über ihre Länge konstantes Profil aufweisen und die aus einem im Wesentlichen unflexiblen Material, z.B. einem Metall, gefertigt sein. Das Profil kann offen oder geschlossen sein und ferner runde oder eckige Konturen aufweisen. Die Schwenkeinheit und das Lagergestell können jeweils eine längliche Form aufweisen, sodass die ebenfalls länglichen rohr- oder stangenförmigen Werkstücke darin gelagert bzw. transportiert werden können. Das Lagergestell kann in der Schwenkeinheit fest integriert sein oder als Lagerkassette in die Schwenkeinheit einsetzbar bzw. aus der Schwenkeinheit entnehmbar sein. Ein Bodenbereich des Lagergestells bzw. der Lagerkassette kann Aussparungen aufweisen, durch welche hindurch der Ausheber die Werkstücke in dem Lagergestell anheben kann. Der Ausheber kann mehrere über die Länge des Lagergestells verteilte Streben umfassen, die jeweils durch eine Aussparung im Bodenbereich des Lagergestells hindurch verfahrbar sind. Der Ausheber bzw. die Streben des Aushebers können eine Auflagefläche für die in dem Lagergestell lagernden Werkstücke bilden, die parallel zu einer Bodenfläche des Lagergestells ist, oder die um einen vorbestimmten Winkel (z.B. um etwa 10°) gegenüber der Bodenfläche des Lagergestells geneigt ist.
Die Vereinzelungsvorrichtung umfasst ferner eine Fördereinheit mit einer Förderrutsche, die eine geneigte Förderebene für die rohr- oder stangenförmigen Werkstücke bildet. Die Neigung der Förderebene ist gegenüber der Horizontalen zu verstehen. Die Förderrutsche kann mehrere Förderschienen umfassen, die entlang einer langen Seite der Fördereinrichtung nebeneinander angeordnet sind und gemeinsam mit ihrer jeweiligen Oberfläche die Förderebene ausbilden.
Die Schwenkeinheit und die Fördereinheit sind derart zueinander anordenbar, dass eine erste Schwenkachse, um die das Lagergestell der Schwenkeinheit schwenkbar ist, entlang eines oberen Endes der Förderrutsche der Fördereinheit verläuft. Vorteilhafterweise kann die Fördereinheit an einer vorbestimmten Position auf einem Untergrund angeordnet sein, während die Schwenkeinheit relativ zu der Fördereinheit auf dem Untergrund verfahrbar angeordnet ist. Ferner kann die Neigung der Förderebene einen vorbestimmten, festen Winkel gegenüber der Horizontalen aufweisen, der beispielsweise zwischen 20° und 50°, insbesondere bei etwa 35° liegen kann. Aufgrund des vorbestimmten Winkels und der festen Anordnung des Förderbands kann auch das obere Ende der Förderrutsche vorzugsweise eine feststehende Position aufweisen. Das obere Ende der Förderrutsche erstreckt sich entlang der Länge der Fördereinheit. Mit dem oberen Ende der Förderrutsche ist ein Bereich am oberen Ende der Förderrutsche gemeint, der sich bis zu beispielsweise 50 cm, bevorzugt maximal 20 cm, noch bevorzugter maximal 10 cm, vom äußersten oberen Ende der Förderrutsche abwärts in Richtung der geneigten Förderebene erstrecken kann.
Durch das um die erste Schwenkachse schwenkbar gelagerte Lagergestell und den Ausheber auf der einen Seite und die Förderrutsche auf der anderen Seite können rohr- oder stangenförmige Werkstücke bei entsprechender Anordnung der Schwenkeinheit zu der Fördereinheit besonders einfach automatisiert vereinzelt werden. Unter der Vereinzelung von rohr- oder stangenförmigen Werkstücken ist die Separierung einzelner oder einer vergleichsweise kleinen Anzahl an rohr- oder stangenförmigen Werkstücken aus einer größeren Menge derartiger Werkstücke zu verstehen. Werkstücke, die aus dem Lagergestell durch Überführung an die Fördereinheit vereinzelt wurden, können beispielsweise an einem unteren Ende der Förderrutsche zur weiteren Übergabe an eine Bearbeitungsmaschine zwischengelagert werden.
Gemäß einer bevorzugten Variante kann die Fördereinheit ein Überbrückungselement aufweisen, das schwenkbar um eine zweite Schwenkachse am oberen Ende der Förderrutsche gelagert ist und das dazu ausgebildet ist, einen Spalt zwischen dem oberen Ende der Förderrutsche und dem oberen Ende einer seitlichen Begrenzung des Lagergestells der Schwenkeinheit zu überbrücken. Das Lagergestell weist also wenigstens eine seitliche Begrenzung auf, die - zumindest in einer Vereinzelungsposition der Schwenkeinrichtung - der Fördereinheit zugewandt ist. Wie bereits weiter oben erwähnt, kann das Lagergestell als Lagerkassette ausgebildet sein. Das Lagergestell bzw. die Lagerkassette kann beispielsweise die Form einer länglichen Kiste mit zwei kurzen und zwei langen seitlichen Begrenzungen in Form von Seitenwänden oder -streben aufweisen.
Das Überbrückungselement kann eine vorbestimmte Breite aufweisen. Mit der Breite ist die Ausdehnung des Überbrückungselements quer zur Länge der Fördereinheit gemeint. Die Breite des Förderelements kann beispielsweise wenigstens 5 cm betragen. Das Überbrückungselement kann ein hakenförmiges Ende aufweisen, mit dem es hinter die seitliche Begrenzung des Lagergestells greifen kann. Die Fördereinheit kann auch mehrere Überbrückungselemente aufweisen, die entlang der Länge der Fördereinheit in Abständen zueinander angebracht sind. Wenn die Förderrutsche aus mehreren Förderschienen gebildet ist, kann vorzugsweise am oberen Ende jeder Förderschiene ein Überbrückungselement angebracht sein.
Wenn die Fördereinheit wenigstens ein Überbrückungselement aufweist, können die Schwenkeinheit und die Fördereinheit derart zueinander anordenbar sein, dass die erste Schwenkachse der Schwenkeinheit und die zweite Schwenkachse des Überbrückungselements der Fördereinheit miteinander übereinstimmen. Mit anderen Worten können in einer Vereinzelungsposition der Schwenkeinheit das Lagergestell und das Überbrückungselement um eine gemeinsame Schwenkachse schwenkbar sein. Auf diese Weise kann ein Spalt zwischen dem oberen Ende der fördereinheitsseitigen seitlichen Begrenzung des Lagergestells und dem oberen Ende der Förderrutsche unabhängig von der Neigung des Lagergestells, oder zumindest ab einer Neigung von ca. 15° der Bodenfläche des Lagergestells gegenüber der Horizontalen, zuverlässig und auf einfache Weise überbrückt werden. Das Überführen rohr- oder stangenförmiger Werkstücke aus dem Lagergestell auf die Förderrutsche kann auf diese Weise verbessert werden.
Das obere Ende der seitlichen Begrenzung des Lagergestells kann in einem vorbestimmten Radius um die erste Schwenkachse schwenkbar sein, welcher Radius im Wesentlichen der Breite des Überbrückungselements entspricht. Dadurch kann gewährleistet werden, dass das Überbrückungselement in der Vereinzelungsposition der Schwenkeinheit bündig auf dem oberen Ende der seitlichen Begrenzung des Lagergestells abliegt und den Spalt zwischen Förderrutsche und Lagergestell zuverlässig überbrückt, ohne dabei weit an deren Innenseite über die seitliche Begrenzung hinauszuragen. Die Forumulierung „im Wesentlichen" ist in diesem Zusammenhang so zu verstehen, dass das Überbrückungselement in einer Vereinzelungsposition der Schwenkeinheit auf dem oberen Ende der seitlichen Begrenzung des Lagergestells ablegbar ist. Das obere Ende der Förderrutsche kann auch ohne Überbrückungselement ausgebildet sein. In diesem Fall ist es besonders vorteilhaft, wenn der Spalt zwischen dem oberen Ende der Förderrutsche und der seitlichen Begrenzung des Lagergestells möglichst geringgehalten wird (z.B. weniger als 5 cm, bevorzugt weniger als 2 cm, noch bevorzugter weniger als 1 cm), um eine sichere Vereinzelung rohr- oder stangenförmiger Werkstücke zu gewährleisten. Beispielsweise kann das obere Ende der Förderrutsche abgerundet ausgebildet sein, wobei der Radius der Abrundung sich um eine Achse erstreckt, die mit der ersten Schwenkachse übereinstimmt, wenn sich die Schwenkeinheit in der Vereinzelungsposition befindet.
Die Fördereinheit kann einen oder mehrere Mitnehmer umfassen, die entlang der Förderebene in einer Förderrichtung verschiebbar angeordnet sind, sodass rohr- oder stangenförmige Werkstücke, die durch den Ausheber aus dem Lagergestell über das obere Ende der seitlichen Begrenzung hinausgehoben werden und auf die Förderebene der Förderrutsche gelangen, kontrolliert entlang der Förderebene befördert werden können. Durch die, vorzugsweise motorisiert verfahrbaren Mitnehmer, kann die Fördergeschwindigkeit rohr- oder stangenförmiger Werkstücke auf der Förderrutsche unabhängig von der Neigung der Förderrutsche bzw. der Förderebene kontrolliert werden. Mittels des wenigstens einen Mitnehmers können rohr- oder stangenförmige Werkstücke auch in umgekehrter Richtung vom unteren Ende der Förderrutsche auf der Förderrutsche nach oben transportiert und in ein Lagergestell geschoben werden. Jeder der Mitnehmer kann eine entsprechende Sensorik umfassen, die, z.B. über eine Gewichtsänderung, erfasst, wie viele rohr- oder stangenförmige Werkstücke an einem Mitnehmer anliegen.
Die Förderrutsche kann mehrere Förderschienen umfassen, die gemeinsam die Förderebene ausbilden. An jeder Förderschiene kann ein Mitnehmer verschiebbar angeordnet sein, wobei die Mitnehmer vorzugsweise synchron miteinander bewegbar sind.
Die Schwenkeinheit der Vereinzelungsvorrichtung kann ein Basismodul und ein schwenkbares Schwenkmodul aufweisen. Dabei kann das Lagergestell an dem Schwenkmodul angeordnet sein. Das Basismodul stellt dabei Lagerung für die Schwenkbewegung des Schwenkmoduls bereit. Vorzugsweise kann das Schwenkmodul eine wenigstens teilweise bogenförmige Außenkontur aufweisen, die sich in einem Radius um die erste Schwenkachse erstreckt. Ferner kann die Schwenkeinheit einen Antrieb mit einem Antriebsrad aufweisen, das an dem Grundmodul angeordnet ist und das zum Schwenken des Schwenkmoduls mit der bogenförmigen Außenkontur des Schwenkmoduls in Eingriff bringbar ist, bzw. damit in Eingriff steht. Insbesondere kann der Schwenkantrieb als Ritzel- Zahnstangenantrieb ausgebildet sein, wobei an der bogenförmigen Außenkontur des Schwenkmoduls eine entsprechend bogenförmige Zahnstange angebracht ist und wobei das Antriebsrad als Zahnrad bzw. Zahnritzel ausgebildet ist.
Das Basismodul kann ferner eine bogenförmige Nut aufweisen, die sich in einem Radius, insbesondere konzentrisch zur bogenförmigen Außenkontur, um die erste Schwenkachse erstreckt. In diesem Fall können an dem Grundgestell Rollen angeordnet sein, die in die bogenförmige Nut des Trägergestells eingreifen, und als Lagerung für das Schwenkmodul dienen. Das Gewicht des Schwenkmoduls wird in diesem Fall über die Rollen auf das Grundmodul übertragen. Das hier beschriebene Antriebskonzept begünstigt eine besonders schlanke Bauweise der Schwenkeinheit. Gleichzeitig können mit dem Ritzel-Zahnstangenantrieb große Lasten bewegt werden.
Die Schwenkeinheit kann verfahrbar sein. Dazu können am Grundmodul der Schwenkeinheit entsprechende Räder angeordnet sein. Insbesondere kann die Schwenkeinheit auf den Rädern in einer Richtung quer zur Fördereinheit verfahrbar sein. Beispielsweise kann die Schwenkeinheit in einer von der Fördereinheit entfernten Beladeposition mit einer mit rohr- oder stangenförmigen Werkstücken befüllten Lagerkassette bestückt werden, wobei das Schwenkmodul in eine Beladeposition (z.B. horizontale Ausrichtung der Lagerkassette) geschwenkt ist. Zum Vereinzeln der rohr- oder stangenförmigen Werkstücke kann die Schwenkeinheit an die Fördereinheit in die Vereinzelungsposition herangefahren werden, in der die erste Schwenkachse im oberen Ende der Förderrutsche verläuft. In der Vereinzelungsposition kann das Schwenkmodul um z.B. 35° aus einer, insbesondere horizontalen, Ausrichtung (z.B. Bestückungsausrichtung) in eine Vereinzelungsausrichtung geschwenkt werden und eines oder mehrere der in der Lagerkassette lagernden Werkstücke können mittels des Aushebers oder mittels der Ausheber über die seitliche Begrenzung der Lagerkassette hinweg auf die Förderrutsche gehoben bzw. geschoben werden.
Die Vereinzelungsvorrichtung kann ferner eine Steuerungseinheit umfassen, die dazu ausgebildet ist, eine Schwenkbewegung der Schwenkeinheit, eine Hubbewegung des Aushebers und eine Verfahrbewegung des wenigstens einen Mitnehmers derart automatisiert anzusteuern, dass eine gewünschte Anzahl von rohr- oder stangenförmigen Werkstücken, die sich in dem Lagergestell befinden aus dem Lagergestell über die Fördereinheit vereinzelt werden. Zusätzlich oder alternativ kann die Steuerungsvorrichtung auch dazu ausgebildet sein, rohr- oder stangenförmige Werkstücke von einem unteren Ende der Förderrutsche mittels des wenigstens einen Mitnehmers über das obere Ende der Förderrutsche in das Lagergestell zu befördern.
Die Vereinzelungsvorrichtung kann ferner mit Sensoren ausgestattet sein, die beispielsweise die Füllmenge von Werkstücken in dem Lagergestell oder das Vorhandensein einzelner Werkstücke auf der Fördereinheit detektieren und an die Steuereinheit übermitteln.
Zur Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe wird ferner ein Beladesystem zum Beladen einer Bearbeitungsmaschine mit rohr- oder stangenförmigen Werkstücken bereitgestellt. Das Beladesystem umfasst eine Bearbeitungsmaschine zur Bearbeitung rohr- oder stangenförmiger Werkstücke. Bei der Bearbeitungsmaschine kann es sich beispielsweise um eine Laserbearbeitungsmaschine handeln. Die Bearbeitungsmaschine umfasst einen Beladebereich, einen Bearbeitungsbereich und einen Entladebereich. Der Bearbeitungsbereich kann vorzugsweise eine Laserbearbeitungseinheit umfassen, die insbesondere zum Schneiden und/oder Schweißen rohr- oder stangenförmiger Werkstücke ausgebildet ist. Das Beladesystem umfasst ferner eine Vereinzelungsvorrichtung gemäß einer der oben beschriebenen Varianten. Weiterhin umfasst das Beladesystem eine Beladevorrichtung, die zwischen der Fördereinheit der Vereinzelungsvorrichtung und dem Beladebereich der Bearbeitungsmaschine angeordnet ist, und die wenigstens einen Greifer aufweist, der dazu eingebildet ist, einzelne rohr- oder stangenförmige Werkstücke von der Fördereinheit zu entnehmen und in den Beladebereich der Bearbeitungsmaschine zu überführen.
Das Beladesystem kann zusätzlich ein Regal umfassen, das zur Aufnahme von Lagergestellen bzw. Lagerkassetten ausgebildet ist, wobei die Schwenkeinheit der Vereinzelungsvorrichtung dazu ausgebildet ist, zwischen dem Regal und der Fördereinheit der Vereinzelungsvorrichtung hin- und herzufahren, um an dem Regal mit einem mit rohr- oder stangenförmigen Werkstücken bestückten Lagergestell bestückt zu werden, und die Werkstücke im Zusammenspiel mit der Fördereinheit zu vereinzeln. Das Regal kann vorzugsweise ein Be- und Entladesystem umfassen, mittels welchem eine, insbesondere leere, Lagerkassette (Lagergestell) von der Schwenkeinheit der Vereinzelungsvorrichtung automatisiert entnommen werden und mit einer befüllten Lagerkassette bestückt werden kann. Zum Austausch der Lagerkassette kann die Schwenkeinheit in eine Beladeposition an das Regal heranfahren.
Zur Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe wird ferner ein Verfahren zum Beladen einer Bearbeitungsmaschine mit rohr- oder stangenförmigen Werkstücken unter Verwendung einer wie oben beschriebenen Vereinzelungsvorrichtung bereitgestellt, wobei die Fördereinheit der Vereinzelungsvorrichtung wenigstens einen Mitnehmer aufweist. Das Verfahren umfasst in einem ersten Schritt ein Bestücken des Lagergestells mit rohr- oder stangenförmigen Werkstücken. Dazu kann die Schwenkeinheit beispielsweise an ein Regal heranfahren und wie oben beschrieben mittels eines Be- und Entladesystems mit einer befüllten Lagerkassette bestückt werden. Alternativ kann das Lagergestell auch bestückt werden, während sich die Schwenkeinheit in der Vereinzelungsposition unmittelbar neben der Fördereinheit befindet, wobei in diesem Fall zum Beladen des Lagergestells das Lagergestell in eine, insbesondere horizontale, Bestückungsausrichtung geschwenkt sein kann. Wenn das Lagergestell bestückt ist und sich die Schwenkeinheit an der Vereinzelungsposition befindet, umfasst das Verfahren in einem zweiten Schritt ein Schwenken der Schwenkeinheit von der Bestückungsausrichtung in eine Vereinzelungsausrichtung. Dazu kann die Schwenkeinheit bzw. das Schwenkmodul der Schwenkeinheit um einen vorgebbaren Neigungswinkel, z.B. zwischen 20° und 50°, z.B. um etwa 35°, geschwenkt werden.
In einem dritten Schritt umfasst das Verfahren ein Anheben, mittels des Aushebers, der rohr- oder stangenförmigen Werkstücke in dem Lagergestell, bis wenigstens eines der rohr- oder stangenförmigen Werkstücke an dem wenigstens einen Mitnehmer anliegt. Mit anderen Worten werden die in dem Lagergestell lagernden rohr- oder stangenförmigen Werkstücke durch den Ausheber angehoben und entlang der aufgrund der Neigung des Lagergestells ebenfalls geneigten seitlichen Begrenzung des Lagergestells bewegt, bis wenigstens eines der Werkstücke über das obere Ende der seitlichen Begrenzung auf die Fördereinheit übergeht und von dem wenigstens einen Mitnehmer aufgehalten wird.
In einem vierten Schritt umfasst das Verfahren ein Herabfahren des wenigstens einen Mitnehmers entlang der Förderebene der Fördereinheit. Zum kontrollierten Vereinzeln der Werkstücke kann der wenigstens eine Mitnehmer beispielsweise soweit auf der Förderrutsche herabgefahren werden, bis sich eine vorgegebene Anzahl an rohr- oder stangenförmigen Werkstücken auf der Förderrutsche befinden. Anschließend kann der Ausheber wieder abgesenkt werden, bis sich die restlichen Werkstücke wieder zumindest unterhalb des oberen Endes der seitlichen Begrenzung befinden. Anschließend können die Mitnehmer weiter entlang der Förderrutsche nach unten in eine untere Endposition gefahren werden, in der die vereinzelten Werkstücke zur weiteren Übergabe in eine Bearbeitungsmaschine entnommen werden können.
Es versteht sich, dass die Vereinzelungsvorrichtung auch zum Entladen rohr- oder stangenförmiger Werkstücke aus dem Beladebereich einer Rohrbearbeitungsmaschine verwendet werden kann. In diesem Fall können die oben beschriebenen Verfahrensschritte in umgekehrter Reihenfolge ablaufen, wobei die Ausrichtung der Schwenkeinheit in diesem Fall nebensächlich ist. Es genügt im Grunde, wenn die auf der Förderrutsche befindlichen rohr- oder stangenförmigen Werkstücke mittels des Mitnehmers oder mittels der Mitnehmer über das obere Ende der Förderrutsche hinweg in das Lagergestell geschoben werden. Dabei kann es vorteilhaft sein, wenn sich der Ausheber in einer abgesenkten Position befindet, damit die Werkstücke in das Lagergestell überführt werden können und nicht durch in dem Lagergestell angehobene Werkstücke blockiert werden. Nach dem Rückführen von rohr- oder stangenförmigen Werkstücken in das Lagergestell kann die Schwenkeinheit beispielsweise von der Vereinzelungsposition in eine Entladeposition an ein Regal gefahren werden, an dem das Lagergestell, das in diesem Fall als Lagerkassette ausgeführt sein kann, entnommen und in das Regal überführt werden kann. Beim Entladen kann die Schwenkeinheit vorzugsweise in eine horizontale Ausrichtung geschwenkt sein.
Ausführungsbeispiele
Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele dient im Zusammenhang mit den Zeichnungen der näheren Erläuterung der Erfindung.
Es zeigen:
Fig. la Eine erfindungsgemäße Vereinzelungsvorrichtung zur Vereinzelung rohr- oder stangenförmiger Werkstücke in einer Seitenansicht;
Fig. lb Einen Ausschnitt der Vereinzelungsvorrichtung gemäß Figur la an der Schnittstelle zwischen Schwenkeinheit und Fördereinheit;
Fig. 2 Die Vereinzelungsvorrichtung gemäß Figur la in einer isometrischen Darstellung; und
Fig. 3 Ein erfindungsgemäßes Beladesystem zum Beladen einer Bearbeitungsmaschine mit rohr- oder stangenförmigen Werkstücken. In den Figuren sind funktions- oder baugleiche Elemente der Einfachheit halber mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
In den Figuren la und 2 ist jeweils eine Vereinzelungsvorrichtung 10 in einer Seitenansicht (Fig. la) und in einer isometrischen Ansicht (Fig. 2) dargestellt. Die dargestellten Vorrichtungen 10 sind identisch aufgebaut, wobei in der Darstellung gemäß Figur la zusätzlich Rohre 40 in der Vereinzelungsvorrichtung 10 aufgenommen sind.
Vereinzelungsvorrichtung 10 weist eine Schwenkeinheit 20 mit einem Lagergestell 22 und einem Ausheber 24 auf. Das Lagergestell 22 ist zur Aufnahme mehrerer rohr- oder stangenförmiger Werkstücke 40 ausgebildet und der Ausheber 24 ist dazu ausgebildet, die in dem Lagergestell 22 lagernden Werkstücke 40 in dem Lagergestell 22 anzuheben. Das Lagergestell 22 kann als entnehmbare, im Wesentlichen kistenförmige Lagerkassette 22 ausgebildet sein, das an seinem Boden Aussparungen aufweist, durch die hindurch entsprechende verfahrbar gelagerte Ausheber 24 verfahrbar sind (vgl. Fig. 2). Die Vereinzelungsvorrichtung 10 weist ferner eine Fördereinheit 30 mit einer Förderrutsche 32 auf, die eine geneigte Förderebene 33 für die rohr- oder stangenförmigen Werkstücke 40 bildet. In der dargestellten Variante ist die Förderrutsche 32 aus mehreren, entlang der Länge der Fördereinheit nebeneinander angeordneten Förderschienen zusammengesetzt. An jeder der Förderschienen ist ein Mitnehmer 38 angebracht, der entlang der Förderebene 33 verfahrbar ist. Auch die Schwenkeinheit 20 weist einen lamellenartigen Aufbau auf, bei dem baugleiche Module entlang der Länge der Schwenkeinheit 20 nebeneinander angeordnet sind. Diese Bauweise ermöglicht eine leichte längenmäßige Anpassbarkeit der Vereinzelungsvorrichtung 10. Beispielsweise können die Schwenkeinheit 20 und die Fördereinheit 30 jeweils etwa eine Länge von 6,5 m aufweisen, oder, gemäß einer größeren Ausführung eine Länge von etwa 8 m von etwa 12 m aufweisen. Durch die Anzahl und den Abstand der nebeneinander angeordneten baugleichen Elemente können auch unter anderem das Gewicht der Vereinzelungsvorrichtung und deren Tragfähigkeit beeinflusst werden. Die Vereinzelungsvorrichtung 10 kann zur Vereinzelung von, insbesondere metallischen, rohr- oder stangenförmigen Werkstücken 40 mit einem Gesamtgewicht von wenigstens einer Tonne ausgelegt sein. Das heißt, in dem Lagergestell 22 können beispielsweise Rohre mit einem Gesamtgewicht von 3 bis 4 Tonnen lagern.
Die Schwenkeinheit 20 weist ein Basismodul 202 und ein Schwenkmodul 204 auf, wobei das Schwenkmodul 204 eine bogenförmige Nut aufweist, die auf jeweils zwei Tragrädern lagert, die am Basismodul 202 befestigt sind. An dem Grundmodul 202 sind ferner Räder 29 angeordnet, auf denen die Schwenkeinheit 20 relativ zur Fördereinheit 30 verfahrbar ist. Die Schwenkbewegung des Schwenkmoduls 204 wird mittels eines Ritzel-Zahnstangenantriebs realisiert, wobei an dem Grundmodul 202 ein Antrieb mit einem Ritzel 28 angeordnet ist, das in eine bogenförmige Zahnstange des Schwenkmoduls 204 eingreift, welche sich in einem Radius um eine erste Schwenkachse 26 der Schwenkeinheit erstreckt.
In den Figuren la und 2 sind die Schwenkeinheit 20 und die Fördereinheit 30 derart zueinander angeordnet, dass die erste Schwenkachse 26, um die das Schwenkmodul 204 mit dem Lagergestell 22 schwenkbar ist, entlang eines oberen Endes 322 der Förderrutsche 32 der Fördereinheit 30 verläuft. In den Figuren la und 2 befindet sich die Schwenkeinheit 20 in einer Übergabeausrichtung. Das heißt, das Schwenkmodul 204 mit dem Lagergestell 22 sind um einen Winkel gegenüber der Horizontalen geschwenkt, sodass die in dem Lagergestell 22 lagernden rohr- oder stangenförmigen Werkstücke 40 über den oberen Rand der seitlichen Begrenzung 222 auf die Förderrutsche 32 gekippt werden. Durch den Winkel der Schwenkbewegung und die translatorische Bewegung des Aushebers 24 lässt sich die Anzahl an zu vereinzelnden Werkstücken 40 genau einstellen. Zusätzlich kann die Vereinzelung durch den bzw. die Mitnehmer 38 kontrolliert und/oder gesteuert werden.
Die Fördereinheit 30 kann am oberen Ende 322 der Förderrutsche 32 ein Überbrückungselement 34 aufweisen, wie schematisch in der Detaildarstellung in Figur lb gezeigt. Vorzugsweise kann an jeder Förderschiene ein Überbrückungselement 34 angeordnet sein, das einen Spalt G zwischen dem oberen Ende 322 der Förderrutsche 32 und dem oberen Ende der seitlichen Begrenzung 222 des Lagergestells 22 überbrückt, wenn sich die Schwenkeinheit 20 in der Vereinzelungsposition befindet. Dazu weist das Überbrückungselement 34 bzw. jedes Überbrückungselement 34 eine entsprechende Breite W auf. Das Überbrückungselement 34 kann ferner an seinem äußeren Ende hakenförmig ausgebildet sein, sodass es über das obere Ende der seitlichen Begrenzung 222 greifen kann. Das Überbrückungselement 34 ist derartig am oberen Ende 322 der Förderrutsche 32 gelagert, dass eine zweite Schwenkachse 36, um die das Überbrückungselement 34 schwenkbar ist, mit der ersten Schwenkachse 26 der Schwenkeinheit 20 übereinstimmt, wenn die Schwenkeinheit 20 sich in der Vereinzelungsposition befindet.
In Figur 3 ist ein erfindungsgemäßes Beladesystem 100 zum Beladen und/oder Entladen einer Bearbeitungsmaschine mit rohr- oder stangenförmigen Werkstücken 40 dargestellt. Das Beladesystem 100 umfasst eine Bearbeitungsmaschine 50, insbesondere eine Laserbearbeitungsmaschine 50, zur Bearbeitung rohr- oder stangenförmiger Werkstücke 40. Die Bearbeitungsmaschine 50 weist einen Beladebereich 52, einen Bearbeitungsbereich 54 und einen Entladebereich 56 auf. Das Beladesystem weist ferner eine Vereinzelungsvorrichtung 10 auf, wie sie im Zusammenhang mit den Figuren la, lb und 2 weiter oben beschrieben wurde. Zwischen der Fördereinheit 30 der Vereinzelungsvorrichtung 10 und dem Beladebereich 52 der Bearbeitungsmaschine 50 weist das Beladesystem 100 außerdem eine Beladevorrichtung 60 mit wenigstens einem Greifer auf, der dazu eingerichtet ist, einzelne rohr- oder stangenförmige Werkstücke 40 von der Fördereinheit 30 zu entnehmen und in den Beladebereich 52 der Bearbeitungsmaschine 50 zu überführen. An einer bearbeitungsfernen Seite der Vereinzelungsvorrichtung 10 weist das Beladesystem 100 ferner ein Regal 70 auf, in dem eine Vielzahl an Lagerkassetten bzw. Lagergestellen 22 gelagert sind. Die Schwenkeinheit 20 ist derart verfahrbar gelagert, dass sie zwischen dem Regal 70 und der Fördereinheit 30 hin- und herzufahren kann, um an dem Regal 70 mit einem mit rohr- oder stangenförmigen Werkstücken 40 bestückten Lagergestell 22 bestückt zu werden, und die Werkstücke 40 im Zusammenspiel mit der Fördereinheit 30 zu vereinzeln. Es versteht sich, dass auch Werkstücke 40 von dem Beladebereich 52 der Bearbeitungsmaschine 50 mittels der Beladevorrichtung 60 und der Vereinzelungsvorrichtung 10 auch in umgekehrter Weise in Lagergestelle 22 befördert und in das Regal 70 überführt werden können.
Im Folgenden wird ein typischer Beladevorgang beschrieben. Mittels eines Be- und Entladesystems des Regals 70 wird eine Lagerkassette 22 aus dem Lager 70 in die Schwenkeinheit 20 geladen, die dazu an das Regal 70 in eine Beladeposition herangefahren und in die Beladestellung geschwenkt wurde. Die Lagerkassette 22 wird mittels der Schwenkeinheit 20 an die Fördereinheit 30 herangefahren, bis sie die Vereinzelungsposition erreicht hat. Durch anschließende Rotation des Schwenkmoduls 204 der Schwenkeinheit 20 wird die Lagerkassette 22 in Richtung der Förderrutsche 32 geneigt. In Kombination mit einer Translation durch den oder die Ausheber 24 der Schwenkeinheit 20 wird wenigstens ein rohr- oder stangenförmiges Werkstück 40 separiert, indem es durch die Gravitationskraft über das Überbrückungselement 34 auf die Förderrutsche 32 der Fördereinheit 30 gelangt. Das wenigstens eine Werkstück 40 wird durch die Mitnehmer 38, die Teil der Fördereinheit sind, entlang der Förderebene 33 der Förderrutsche 32 befördert. Am unteren Ende der Förderrutsche 32 kann eine nachgelagerte Beladevorrichtung 60 ein rohr- oder stangenförmiges Werkstück 40 aufnehmen und in eine Bearbeitungsmaschine 50 befördern. Dazu können die Mitnehmer 38 in eine Position fahren, in der sie den Beladeprozess der Beladevorrichtung 60 nicht behindern.
Weiterhin ist die entgegengesetzte Förderrichtung denkbar. Rohr- oder stangenförmige Werkstücke 40 werden durch eine externe Einrichtung, z.B. die Beladevorrichtung 60, auf die Förderrutsche 32 der Fördereinheit 30 gelegt. Anschließend fördert die Fördereinheit die Werkstücke 40 mittels der Mitnehmer 38 in Richtung der Schwenkeinheit 20 und schiebt sie über das Überbrückungselement 34 in die Lagerkassette 22, wobei sich die Ausheber 24 vorzugsweise in einer abgesenkten Position befinden. Das Schwenkmodul 204 der Schwenkeinheit 20 kann dann in eine horizontale Entladestellung geschwenkt und zu dem Regal 70 in eine Entladeposition gefahren werden, in der die Lagerkassette 22 von dem Be- und Entladesystem der Schwenkeinheit 20 entnommen und in das Regal 70 überführt wird. Bezugszeichenliste
10 Vereinzelungsvorrichtung
20 Schwenkeinheit
202 Basismodul
204 Schwenkmodul
22 Lagergestell
222 Seitliche Begrenzung
24 Ausheber
26 Erste Schwenkachse
28 Antriebsrad
29 Räder der Schwenkeinheit
30 Fördereinheit
32 Förderrutsche
33 Förderebene
322 Oberes Ende der Förderrutsche
33 Förderebene
34 Überbrückungselement
36 Zweite Schwenkachse
38 Mitnehmer
40 Rohr- oder stangenförmiges Werkstück
50 Bearbeitungsmaschine
52 Beladebereich der Bearbeitungsmaschine
54 Bearbeitungsbereich der Bearbeitungsmaschine
56 Entladebereich der Bearbeitungsmaschine
60 Beladevorrichtung
70 Regal
100 Beladesystem
G Spalt
W Breite des Überbrückungselements

Claims

Patentansprüche
1. Vereinzelungsvorrichtung (10) zur kontrollierten Vereinzelung von rohr- oder stangenförmigen Werkstücken (40), die Vereinzelungsvorrichtung (10) umfassend:
Eine Schwenkeinheit (20) mit einem Lagergestell (22) und einem Ausheber (24), wobei das Lagergestell (22) zur Aufnahme mehrerer rohr- oder stangenförmiger Werkstücke (40) ausgebildet ist und wobei der Ausheber (24) dazu ausgebildet ist, die in dem Lagergestell (22) lagernden Werkstücke (40) anzuheben; und
Eine Fördereinheit (30) mit einer Förderrutsche (32), die eine geneigte Förderebene (33) für die rohr- oder stangenförmigen Werkstücke (40) bildet;
Wobei die Schwenkeinheit (20) und die Fördereinheit (30) derart zueinander anordenbar sind, dass eine erste Schwenkachse (26), um die die das Lagergestell (22) der Schwenkeinheit (20) schwenkbar ist, entlang eines oberen Endes (322) der Förderrutsche (32) der Fördereinheit (30) verläuft.
2. Vereinzelungsvorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei die Fördereinheit (30) ein Überbrückungselement (34) aufweist, das schwenkbar um eine zweite Schwenkachse (36) am oberen Ende (322) der Förderrutsche (32) gelagert ist und das dazu ausgebildet ist, einen Spalt (S) zwischen dem oberen Ende (322) der Förderrutsche (32) und dem oberen Ende einer seitlichen Begrenzung (222) des Lagergestells (22) der Schwenkeinheit (20) zu überbrücken; wobei das Überbrückungselement (34) eine vorbestimmte Breite (W) aufweist; und wobei die Schwenkeinheit (20) und die Fördereinheit (30) derart zueinander anordenbar sind, dass die erste Schwenkachse (26) der Schwenkeinheit (20) und die zweite Schwenkachse (36) des Überbrückungselements (34) der Fördereinheit (30) miteinander übereinstimmen.
3. Vereinzelungsvorrichtung (10) nach Anspruch 2, wobei das obere Ende der seitlichen Begrenzung (222) des Lagergestells (22) in einem vorbestimmten Radius um die erste Schwenkachse (26) schwenkbar ist, welcher Radius im Wesentlichen der Breite (W) des Überbrückungselements (34) entspricht.
4. Vereinzelungsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Fördereinheit (30) einen oder mehrere Mitnehmer (38) umfasst, die entlang der Förderebene (33) in einer Förderrichtung verschiebbar angeordnet sind, sodass rohr- oder stangenförmige Werkstücke (40), die durch den Ausheber (24) aus dem Lagergestell (22) über das obere Ende der seitlichen Begrenzung (222) hinausgehoben werden und auf die Förderebene (33) der Förderrutsche (32) gelangen, kontrolliert entlang der Förderebene (33) befördert werden können.
5. Vereinzelungsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schwenkeinheit (20) ein Basismodul (202) und ein schwenkbares
Schwenkmodul (204) aufweist; und/oder wobei das Lagergestell (22) an dem Schwenkmodul (204) angeordnet ist; und/oder wobei das Schwenkmodul (204) eine wenigstens teilweise bogenförmige Außenkontur aufweist, die sich in einem Radius um die erste Schwenkachse (26) erstreckt; und/oder wobei die Schwenkeinheit (20) einen Antrieb mit einem Antriebsrad (28) aufweist, das an dem Grundmodul (202) angeordnet ist und das zum Schwenken des Schwenkmoduls (204) mit der bogenförmigen Außenkontur des Schwenkmoduls (204) in Eingriff steht.
6. Vereinzelungsvorrichtung (10) nach einem der vorausgegangenen Ansprüche, wobei die Schwenkeinheit (20) verfahrbar ist.
7. Vereinzelungsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend: Eine Steuerungseinheit, die dazu ausgebildet ist, eine Schwenkbewegung der Schwenkeinheit, eine Hubbewegung des Aushebers und eine Verfahrbewegung des wenigstens einen Mitnehmers derart automatisiert anzusteuern, dass eine gewünschte Anzahl von rohr- oder stangenförmigen Werkstücken (40), die sich in dem Lagergestell (22) befinden aus dem Lagergestell über die Fördereinheit (30) vereinzelt werden.
8. Beladesystem (100) zum Beladen einer Bearbeitungsmaschine (50) mit rohr- oder stangenförmigen Werkstücken, das Beladesystem (100) umfassend:
Eine Bearbeitungsmaschine (50) zur Bearbeitung rohr- oder stangenförmiger Werkstücke (40) mit einem Beladebereich (52), einem Bearbeitungsbereich (54) und einem Entladebereich (56); eine Vereinzelungsvorrichtung (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7; und eine Beladevorrichtung (60), die zwischen der Fördereinheit (30) der Vereinzelungsvorrichtung (10) und dem Beladebereich (52) der Bearbeitungsmaschine (50) angeordnet ist, und die wenigstens einen Greifer aufweist, der dazu eingerichtet ist, einzelne rohr- oder stangenförmige Werkstücke (40) von der Fördereinheit (30) zu entnehmen und in den Beladebereich (52) der Bearbeitungsmaschine (50) zu überführen.
9. Beladesystem (100) nach Anspruch 8, ferner umfassend:
Ein Regal (70), das zur Aufnahme von Lagergestellen (22) ausgebildet ist, wobei die Schwenkeinheit (20) der Vereinzelungsvorrichtung (10) dazu ausgebildet ist, zwischen dem Regal (70) und der Fördereinheit (30) der Vereinzelungsvorrichtung (10) hin- und herzufahren, um an dem Regal (70) mit einem mit rohr- oder stangenförmigen Werkstücken (40) bestückten Lagergestell (22) bestückt zu werden, und die Werkstücke (40) im Zusammenspiel mit der Fördereinheit (30) zu vereinzeln.
10. Verfahren zum Beladen einer Bearbeitungsmaschine (50) mit rohr- oder stangenförmigen Werkstücken (40) unter Verwendung einer Vereinzelungsvorrichtung (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Fördereinheit (30) der Vereinzelungsvorrichtung (10) wenigstens einen Mitnehmer (38) aufweist und wobei das Verfahren die folgenden Schritte in dieser Reihenfolge umfasst:
Bestücken des Lagergestells (22) mit rohr- oder stangenförmigen Werkstücken (40);
Schwenken der Schwenkeinheit von einer Bestückungsausrichtung in eine Vereinzelungsausrichtung;
Anheben, mittels des Aushebers (24) der rohr- oder stangenförmigen Werkstücke (40) in dem Lagergestell, bis wenigstens eines der rohr- oder stangenförmigen Werkstücke (40) an dem wenigstens einen Mitnehmer anliegt; und
Herabfahren des wenigstens einen Mitnehmers (38) entlang der Förderebene (33) der Fördereinheit (30).
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