JP2018514404A - 切断機械の切断工具を自動式に交換する方法および装置 - Google Patents

Abstract

複数の切断工具を備えていて切断機械においてこれらの切断工具を自動式に交換する装置であって、切断工具を収容するための第１の容器および別の容器が設けられている装置を扱う方法において、切断工具はそれぞれ、少なくとも２つの切断領域を有しており、かつ最初に１つの切断領域を使用し、その後で切断工具を交換することを特徴とする、方法。

Description

本発明は、それぞれの独立請求項の上位概念部に記載の特徴を有する、複数の切断工具を備えていて切断機械においてこれらの切断工具を自動式に交換する装置、およびこのような装置を扱う方法に関する。

ウェブ形状の材料、特にプラスチックシートを製造する切断機械では、このようなプラスチックシートがロールに巻成され、かつこのとき切断されねばならないことが公知である。

そのために切断工具、例えば工業用ブレードまたはこれに類した切断工具を使用することが公知であり、このような切断工具は、切断機械における、特に切断機械のフレームにおける適宜な箇所に配置されている。シートを巻き上げる経過において、かつこれに関連した切断プロセスにおいて、切断工具は摩耗するので、切断工具が摩耗した場合には、この切断工具を交換することが必要である。

この関連において既に、切断工具の摩耗後に、切断機械に固定されていて今まで使用されていた切断工具は、取り外されて処分され、かつ次いで新しい切断工具が、摩耗した切断工具の代わりに取り付けられる。この作業は手によって行われ、このとき怪我をするおそれがかなりある。保護手袋を用いて作業を行う場合、摩耗した切断工具の取外しおよび新しい切断工具の取付けにはより長い時間がかかるので、これによって切断機械のパフォーマンスが低下してしまう。このことは、ただ１つの切断工具を交換することが必要なだけではなく、複数の切断工具を交換することが必要な場合に、特に言えることである。

切断工具の手による交換を回避するために、独国実用新案第２０２０１００１４０２２号明細書（DE 20 2010 014 022 U1）に基づいて既に公知の構成では、切断工具交換装置が、新しい切断工具をマガジンから取り出し、摩耗した切断工具と交換し、この摩耗した切断工具をごみ容器内に廃棄するようになっており、このとき切断工具交換装置は、切断工具収容部とは無関係に独立して移動することができる。ロボットアームとして形成されたこの交換装置は、機械における切断工具ホルダから、摩耗した切断工具を取り出し、新しい切断工具と交換し、古い切断工具を相応の容器内に廃棄する。この動作は、交換すべきすべての切断工具のために相前後して実施される。ロボットとして作動するこの切断工具交換装置に基づいて、確かに操作員の怪我は回避されるが、しかしながらプロセスステップの直列的な継続によって、切断工具交換装置が摩耗したすべての切断工具を交換し終わるまでには、同様に不必要に長い時間がかかる。それというのは、新しい切断工具を有するマガジンおよびごみ容器は、機械における切断工具の使用箇所から離されて設置されていて、それぞれの交換動作は相前後してしか実施することができないからである。これによって切断工具交換装置の移動距離に基づいて、切断機械のパフォーマンスは同様に不都合に低下する。

ゆえに本発明の課題は、上位概念部に記載する複数の切断工具を備えた装置、およびこのような装置を扱う相応の方法を、改善することである。

この課題は、独立請求項に記載の特徴によって解決されている。

本発明に係る装置は、装置のハウジング内に、第１および第２の容器と、切断工具を第１の容器から取り出してから使用位置で交換しかつ位置決めし、摩耗した切断工具を使用位置から第２の容器内にもたらす手段と、が配置されていることを特徴とする。これによって装置全体は、有利な形式で、使用場所において切断機械に設置されているコンパクトな構造ユニットとして形成されている。これによって、摩耗した切断工具の手による交換が省かれるのみならず、ロボットの切断工具交換装置の移動距離もなくなるので、有利な形式で、摩耗した切断工具から新しい切断工具への交換が極めて迅速に実現され、ひいては切断機械の不要な停止時間が回避される。

本発明の発展形態では、装置は、切断機械に取付け可能なユニットとして形成されている。この構成には、一方では、故障時に、故障した装置を、複数の切断工具を備えた正常に機能する新しい装置と交換することができるという利点がある。他方において、コンパクトなユニットとして形成された装置を製造した後で、この装置を、適宜な固定手段を介して切断機械において固定する前に、その機能を検査することができるという利点がある。このとき適宜な固定手段は、ねじ、カップリングまたはこれに類したものであってよい。

本発明の発展形態では、切断工具は、例えば剃刀の刃（Rasierklinge）として形成された工業用ブレードである。この構成には、切断工具として標準・切断工具を使用することができるので、長い耐用寿命を同時に僅かなコストで実現することができるという利点がある。さらに剃刀の刃（工業用ブレード）は、切断平面（もしくは切断平面を通る平面）に対して斜めにセットされた方向付けにおいて、少なくとも２つ、好ましくは４つの切断領域を使用することができるという決定的な利点を有している。切断工具および容器を交換する手段および使用位置にブレードをもたらす手段の適宜な構成によって、剃刀の刃は、全部で４つの異なった位置にもたらすことができ、これらの位置において剃刀の刃は、それが完全に摩耗して交換しなくてはならなくなるまでは、切断のために使用することができる。

本発明の発展形態では、装置は、ハウジングの内部における使用可能状態の切断工具の位置を示す表示装置を有している。切断工具、特に工業用ブレードをハウジングの内部に配置することおよびストックすることならびに摩耗後に交換することが必要であるので、使用のためには、切断位置にある切断工具の位置、つまり使用可能状態にある切断工具の位置を表示することが重要であり、これによって、切断工具が装置のハウジングの内部において正確な位置に、つまり使用可能状態の位置にあるか否かを、監視することができる。このとき、ハウジングの内部における切断工具、特に工業用ブレードの配置形態は、切断工具の大部分がハウジングの内部に配置されていて、切断を実施することになる切断領域がハウジングの外部に配置されていることを意味している。特に好適な形式において表示装置は、この表示装置によって、工具のどの切断領域が、特に剃刀の刃の４つの可能な切断領域のうちのどれが、傾斜位置において使用状態にあるかを認識できるように構成されている。

課題を解決するためにさらに、上に記載した装置を扱う方法では、切断工具はそれぞれ、少なくとも２つの切断領域を有しており、かつ最初に１つの切断領域を使用し、その後で切断工具を交換する。このことは好適に、これによって切断工具の耐用寿命が大幅に延ばされるということを意味している。特に好ましくは、切断工具は、既に記載したように工業用ブレードであり、この工業用ブレードは、切断平面に対して斜めに設置され、これによって全部で４つの切断領域が使用され得るようになっている。これによって、工業用ブレード（剃刀の刃）のこれら４つの切断領域は、最適な形式で使用され、かつ単に耐用寿命を延ばすだけではなく、交換時間をも明らかに低減させる。

少なくとも２つの、好ましくは４つの切断領域を備えた切断工具の、本発明によるこのような交換は、以下に記載するように、少なくとも２つの択一的な動作形式で行うことができる。

第１の択一的な選択では、本発明によれば、切断工具が交換される場合に、切断工具の使用されていた切断領域から、今までまだ使用されていない少なくとも別の切断領域へと交換がなされる。このことは、装置において切断工具がその切断位置にあり、かつ第１の切断領域が使用されることを意味している。この第１の切断領域が摩耗していることが確認されると、第１の切断領域は、切断工具自体が交換されることなしに、つまり第２の容器に廃棄されることなしに、この切断工具の今までまだ使用されていなかった少なくとも別の切断領域と位置交換される。この第２の切断領域は同様に、それが摩耗するまで使用される。切断工具が単に２つの切断領域を有している場合には、その後でこの切断工具は、第２の容器内に廃棄される。それというのは、この切断工具は完全に摩耗しているからである。しかしながら切断工具が２つよりも多くの切断領域を有している場合には、第３の切断領域もしくは後続の切断領域が、この切断工具のすべての切断領域が摩耗するまで使用される。その後で初めて、完全に摩耗した切断工具の、装置におけるその使用位置から同様に装置内部に配置された第２の容器への交換（置き換え）が行われる。このような交換が行われた後で、第１の容器から新しい切断工具が取り出されて、使用位置にもたらされ、かつ既に記載したように用いられる。このことは、第１の容器から次々とすべての切断工具が使用され、摩耗し、交換される等々まで行われる。

それとは択一的な選択として、本発明によれば、切断工具が交換される場合には、使用されていた切断工具から別の切断工具へと交換がなされ、この交換は、すべての切断工具のすべての切断領域が使用されるまで、実施される。このことは次のことを意味している。すなわち、第１の容器からは、最初に第１の切断工具が取り出され、第１の切断領域が使用位置にもたらされる。第１の切断工具のこの第１の切断領域が摩耗した後で、この第１の切断工具は、第２の容器内に収納される。その後で、第１の容器から第２の切断工具が取り出され、この第２の切断工具はその第１の切断領域が使用位置にもたらされる。第２の切断工具のこの第１の切断領域が摩耗した後で、この第２の切断工具は第２の容器内に収納される。この動作は、すべての切断工具が第１の容器から取り出されて、次々とその第１の切断領域が使用位置において摩耗し、かつそれぞれ切断工具が第２の容器内に収納されるまで実施される。その後で、第１の容器内に切断工具がもはや存在しなくなり、かつ摩耗した第１の切断領域を備えた使用可能なすべての切断工具は、第２の容器内に位置している。その後で、摩耗した第１の切断領域を備えたすべての切断工具は、第１の容器内に移動させられるか、または第２の容器内にそのまま留まる。今やすべての切断工具がどの容器内に位置しているか否かに応じて、これらの切断工具は、第１の容器からまたは第２の容器から次々と取り出されて、その第２の切断領域が使用位置にもたらされる。同様に次々と、１つの切断工具の第２の切断領域が他の切断工具の第２の切断領域の後で使用され、これらの第２の切断領域が摩耗した後で、すべての切断工具は再び他方の容器内に位置することになり、上に記載した動作によって例えば、単に２つの切断領域しか備えていない切断工具が、両方の容器のうちの一方の容器内に位置し、完全に摩耗したこれらの切断工具を交換することが必要になる。または、１つの容器内に、摩耗した２つの切断領域と少なくとも１つの別の、好ましくは２つの別の使用可能状態にある切断領域を備えた、切断工具の１セットが位置しており、これによって上に記載した交換動作を新たに、かつ、すべての切断工具のすべての切断領域が摩耗するまで行うことができる。上に記載したこの動作形式には、切断工具の切断領域を最適に使用することができ、かつこれによって切断装置全体の耐用寿命が延ばされるという利点がある。さらに、極めて大きな利点としては次のことがある。すなわちこの場合、それぞれ使用すべき切断領域を備えた切断工具の交換が、常に切断工程の現場において行われるので、長い移動距離を伴う、摩耗した切断工具の手による取外しおよび新しい切断工具の新たな取付け、もしくはロボットを用いた摩耗した切断工具の自動化された取外しおよび後続の新しい切断工具の取付けを、省くことができる。このとき特別な利点として、次のことがある。すなわちこの場合、第１の容器における新しい切断工具が使用され、このとき第１の容器内にあった切断工具の切断領域の摩耗後に、これらの切断工具は、第２の容器内へと交換され、このとき切断工具を第２の容器から第１の容器内にもたらす必要なしに、この第２の容器から切断工具の使用をさらに行うことができる。もちろんまた、切断工具を第１の容器からその使用位置を介して第２の容器内にもたらし、かつその後で、切断工具のまだ摩耗していない切断領域の新たな使用のために、これらの切断工具を第２の容器から第１の容器内にもたらし、使用を新たに開始するという別の動作形式も可能である。すなわちこれは、第１の容器から第２の容器へのまたはそれとは逆方向の切断工具の交換、およびそれに伴うそれぞれの切断工具の切断領域の交換が、装置の内部において好適な形式で実施され、その結果、切断工具を移動もしくは交換するための長い距離が省かれるということを意味している。交換は、また切断工具が使用される現場において好適に行われる。

本発明の発展形態では、１つの切断工具の使用状態が表示される。このことは、相応の表示装置を介して、切断工具を備えた装置の領域において直接行うことができる。しかしながらまた択一的に、使用状態、装置の内部における切断工具の使用位置を、相応の手段を用いて検出し、装置の領域において直接的に、かつ／またはそこからさらに離れた場所、例えば機械操作中央において、光学式に表示することが可能である。これによって実施された交換、それぞれ使用された切断領域、および装置の内部における切断工具の正確な位置を表示し、かつ監視することができるので、エラーポジションの場合に、場合によっては対応制御を行うことができる。

上に記載の動作形式では、１セットの新しい切断工具が第１の容器内に収容され、種々異なった形式の交換が相応に構成された手段によって装置の内部において実施されるということを出発点としている。それに基づいて記載された交換は、すべての切断工具のすべての切断領域が摩耗して、最終的に第１の容器か第２の容器（行動形式および切断工具の数による）内に位置するまで実施される。摩耗した切断領域を備えたすべての切断工具が、両方の容器の一方の容器に位置している場合に、この容器を交換することができる。この交換は、手動で（場合によっては適宜な工具を用いて）行うことも、または自動化して行うことも可能である。

次に、ただ１つの図面を参照しながら、複数の切断工具を備えていてこれらの切断工具を自動式に交換する装置の１実施形態を説明する。

複数の切断工具を備えていてこれらの切断工具を自動式に交換する装置の１実施形態を示す図である。

複数の切断工具を備えていてこれらの切断工具を自動式に交換する装置として、ブレード交換装置（Klingenwechsler）が、個別に示されていて、符号１を付されている。切断工具として標準の工業用ブレードが使用される、このブレード交換装置は、ハウジング２を有している。前側部分においては、ハウジングヘッド３が認識可能であり、このときハウジング２とハウジングヘッド３とは、一体に形成されているかまたは複数部分から形成されている。図示されていない機械にブレード交換装置１を固定するために、固定手段として、キャリッジ４が略示されており、このキャリッジ４によってハウジング２は、機械における、キャリッジ４に適合された収容部内に押し込まれて、係止されることができる。このことには、ブレード交換装置１の交換を迅速かつ簡単に行うことができるという利点がある。同時に、図示されていない機械に対するブレード交換装置１の正確な方向付けが維持される。さらに認識できるように、ハウジングヘッド３におけるスリットからは、工業用ブレード５の一部が突出している。このことは、工業用ブレード５が大部分ハウジング２の内部に配置されていて、この位置においてその使用位置にあることを意味している。この使用位置においては、単に工業用ブレード５の一部しか、つまり第１の切断領域しか、ハウジングヘッド３から突出していない。工業用ブレード５の残りの部分は、切断工具を交換する手段によって、ブレード交換装置１のハウジング２の内部に保持される。マガジンの形式で工業用ブレード５を収容する第１および第２の容器が、ハウジング２の内部に設けられている。例えばブレード交換装置１の作業開始時に、第１の容器が工業用ブレード（剃刀の刃）５を備えている場合には、工業用ブレード５はハウジングヘッド３からまだ突出していない。切断工具を交換する手段によって第１の工業用ブレード５が第１の容器から取り出され、かつ第１の切断領域が使用位置にもたらされた後で初めて、ブレード交換装置１の図示の状態が得られている。その後で、既に上において全般的に記載したように、切断工具、ここでは工業用ブレード５の切断領域の摩耗後に、切断工具全体が交換され（かつこれによって第２の容器内にもらされる）か、またはこの切断工具の切断領域は、切断位置の内部において交換される。切断工具全体が交換される場合には、このことは、一方の容器、好ましくは第１の容器内に、切断工具がもはや存在しておらず、かつ別の容器、好ましくは第２の容器内に、摩耗した切断工具だけしか存在していない状態になるまで、行うことができる。

実施形態では、符号６でさらに表示装置が示されており、このときこの表示装置６は、工業用ブレードの形を有していて、剃刀の刃の幾何学形状の工業用ブレードの使用可能な切断領域の数に相応して、それぞれ「１」〜「４」で示されている４つの象限に分割されている。数字に補足してまたはそれとは択一的に、色、文字またはこれに類したものも使用可能である。表示装置６を見ることによって、切断工具、ここでは工業用ブレード５が、複数の切断工具を備えた装置、ここではブレード交換装置１内において、どこの位置にあるかを認識することができる。表示の変更は、切断工具を交換する手段を介して行われる。

ブレード交換装置１は、さらに、工業用ブレード５を収容するための第１の容器７および第２の容器８を有しており、両方の容器はそれぞれ、取出し可能もしくは交換可能なマガジンの形式でブレード交換装置１の内部において形成されている。

最後にさらに付言すると、上においても述べられていない、または実施形態においても示されていないが、切断工具を交換する手段は、それぞれ１つの切断工具および（例えば電動機として形成された）駆動装置のための相応の収容装置を、第１の容器から第２の容器へ、もしくは第１の位置から次の位置へ等々の切断工具の交換のために有している。同様にまた装置は、切断機械への電気的なインターフェースを有していても、または相応に切断工具の交換を制御する制御装置に接続されていてもよい。

１ ブレード交換装置
２ ハウジング
３ ハウジングヘッド
４ キャリッジ
５ 工業用ブレード
６ 表示装置
７ 容器
８ 容器

Claims (10)

1. 複数の切断工具を備えていて切断機械において前記切断工具を自動式に交換する装置であって、前記切断工具を収容するための第１の容器および別の容器が設けられている、装置において、ハウジング内に、前記第１および第２の容器と、前記切断工具を前記第１の容器から取り出してから使用位置で位置決めし、かつ摩耗した前記切断工具を使用位置から前記第２の容器内にもたらす手段と、が配置されていることを特徴とする、装置。
2. 当該装置は、切断機械に取付け可能なユニットとして形成されている、請求項１記載の装置。
3. 前記切断工具は、工業用ブレードである、請求項１または２記載の装置。
4. 当該装置は、前記ハウジングの内部における使用可能状態の前記切断工具の位置を示す表示装置を有している、請求項１から３までのいずれか１項記載の装置。
5. 複数の切断工具を備えていて切断機械において前記切断工具を自動式に交換する装置であって、前記切断工具を収容するための第１の容器および別の容器が設けられている装置を扱う方法において、前記切断工具はそれぞれ、少なくとも２つの切断領域を有しており、かつ最初に１つの切断領域を使用し、その後で前記切断工具を交換することを特徴とする、方法。
6. 前記切断工具を使用位置の内部において位置交換する場合に、前記切断工具の使用されていた切断領域から、今までまだ使用されていない少なくとも別の切断領域へと位置交換する、請求項５記載の方法。
7. 前記切断工具をその使用位置を起点として交換する場合に、使用されていた切断工具から、別の切断工具に交換し、この交換を、すべての切断工具のすべての切断領域が使用されるまで、実施する、請求項５記載の方法。
8. 前記第１の容器から前記第２の容器への、またはそれとは逆方向の前記切断工具の交換を、前記装置の内部において実施する、請求項６または７記載の方法。
9. 遅くてもすべての切断領域の使用後に、前記第１の容器から前記第２の容器への、またはそれとは逆方向の前記切断工具それぞれの交換を、前記装置の内部において実施する、請求項８記載の方法。
10. １つの切断工具の使用状態を表示する、請求項５から９までのいずれか１項記載の方法。

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