WO2018019387A1 - Anlage zum automatischen ablegen von blechen auf einen ablagestapel zur herstellung von transformatorenkernen - Google Patents

Anlage zum automatischen ablegen von blechen auf einen ablagestapel zur herstellung von transformatorenkernen Download PDF

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WO2018019387A1
WO2018019387A1 PCT/EP2016/068190 EP2016068190W WO2018019387A1 WO 2018019387 A1 WO2018019387 A1 WO 2018019387A1 EP 2016068190 W EP2016068190 W EP 2016068190W WO 2018019387 A1 WO2018019387 A1 WO 2018019387A1
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WO
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sheets
sheet
gripper
stack
positioning
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PCT/EP2016/068190
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Inventor
Alex Fritz Rudnicki
Original Assignee
Güdel Group Ag C/O Güdel Ag
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D43/00—Feeding, positioning or storing devices combined with, or arranged in, or specially adapted for use in connection with, apparatus for working or processing sheet metal, metal tubes or metal profiles; Associations therewith of cutting devices
    • B21D43/02—Advancing work in relation to the stroke of the die or tool
    • B21D43/18—Advancing work in relation to the stroke of the die or tool by means in pneumatic or magnetic engagement with the work
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D43/00—Feeding, positioning or storing devices combined with, or arranged in, or specially adapted for use in connection with, apparatus for working or processing sheet metal, metal tubes or metal profiles; Associations therewith of cutting devices
    • B21D43/20—Storage arrangements; Piling or unpiling
    • B21D43/24—Devices for removing sheets from a stack
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H01F41/0206—Manufacturing of magnetic cores by mechanical means
    • H01F41/0233—Manufacturing of magnetic circuits made from sheets
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines

Definitions

  • the invention relates to a system for automatically depositing sheets on a discard pile for the production of transformer cores, comprising a transport device to m positionally accurate transporting individual stacked stacked on a receiving stack sheets on the Ablagesta pel, wherein the transport device a gripper for gripping a top sheet on the receiving stack, for holding the sheet during transport and for depositing the sheet on the discard pile comprises.
  • the invention further relates to a method for automatically depositing sheets on a discard pile for the production of transformer cores, wherein the sheets are removed individually from a Aufna hmesta pel directed stacked sheets, accurately transported and stored on the discard pile.
  • a core can consist of a total of up to 60 ⁇ 00 sheets, each with a thickness of 0.3 mm (including insulating coating). It is composed of several stacks of sheets, each of the Sta pel z. B. 5 ⁇ 00-6 ⁇ 00 a ufrent stacked sheets and thus a height of z. B. 1 '600 mm achieved.
  • the sheets used often include positioning holes, which serve on the one hand for centering and accurate alignment of superimposed sheets, on the other hand also for the contraction of sheets of a (partial) stack.
  • the KR 2014 003 1 735 A shows a device for stacking transformer sheets, wherein the sheets are stacked by means of upwardly projecting centering pins. At one arranged on a articulated robot gripper Ka meras are provided to check the correct positioning of the sheet to be deposited before depositing.
  • DE 103 32 01 8 B3 Heinrich Georg GmbH relates to a device for holding stacked sheets, in particular transformer sheets, which each have at least one thread hole and are stacked on pallets; above the sheets at least one threading bolt is provided, which is movable in the thread hole of the sheet and then with this in the direction of the pallet.
  • a guide cartridge is inserted into a through opening in the pallet before it starts to be unstacked. This is contacted by the threading pin during stacking and down as needed pushed or pulled up to the top of the last stacked sheet metal.
  • the guide cartridge keeps the top sheet and a portion of already stacked sheets over a longer period of time in common.
  • the Desidelbolzen is coaxially surrounded by a hold-down, the hold-down is also provided a Abst mature on which the guide cartridge abuts, whereby it is decoupled from the threading bolt.
  • the CH 666 977 A5 relates to a Blechhub adopted for safe and reproducible lifting of individual sheets of a stack of sheets.
  • the device has suction grippers with a compressed air-controlled cylinder and a vacuum cleaner and a striking element.
  • the impact element uses 5 to 10 strokes per second a us, in order to achieve a separation of the sheets adhering below from the uppermost sheet.
  • the grippers can be operated differently, so that the sheet is deformed; There may also be several impact elements.
  • adhering sheets can be separated.
  • the correct positioning of the initially adhering and subsequently separated sheets on the receiving stack is usually lost.
  • a correction of the positioning is necessary during subsequent transport of the sheets. This reduces the efficiency of an automatic transport process.
  • the object of the invention is to provide a plant belonging to the technical field mentioned above and a corresponding method, which allow an efficient and flexible positionally accurate transport of the transformer sheets.
  • the solution of the problem is defined by the features of claims 1 and 24.
  • elements are arranged on the gripper for maintaining a positioning of stacked sheets on the receiving stack and / or on the stacking pel. Accordingly, when removing and / or depositing on the receiving or discard pile under the removed or discarded sheet metal sheets are temporarily fixed to maintain their positioning.
  • the temporäre re fixation prevents loss of correct positioning of not yet recorded or already sta pelted transformer plates. Because the element is arranged on the gripper and the sheets are only temporarily fixed, a high flexibility results.
  • the gripper grips the sheets especially exclusively on their upper main surface.
  • the elements comprise at least one positioning pin for cooperating with a positioning hole in the sheets to be deposited. Such positioning holes are common in transformer sheets.
  • the positioning pin or the positioning pins can be temporarily moved into positioning holes in the sheet to be deposited and in sheets on the discard pile. This fixed on the one hand, the relative position of the sheet to be deposited with respect to the already existing sub-stack, on the other hand, the already deposited on the stack of parts sheets are prevented from slipping - for example, due to the action of the sheet to be deposited.
  • the positioning pin is preferably moved before the contact of the sheet to be deposited with the uppermost sheet in the positioning holes. But this can also be done only after dropping, but before loosening the gripper.
  • the positioning pin on a shaft and a movably mounted in the shaft inner pin.
  • the outer cross section of the shaft is particularly adapted to the geometry of the positioning holes, and the shaft is used in particular for accurate centering of successive sheets.
  • the inner pin projecting distally from the shaft may serve as a probe for detecting misplacements and / or as a guide pin for the sheets pierced by it.
  • the movable mounting of the inner pin allows a retraction of the inner pin (or a portion thereof) in the shaft, especially when an axial mechanical force is applied to it.
  • the inner pin is biased by spring means in a position extended relative to the shaft. If the axial force falls away, the inner pin is automatically extended again.
  • the spring means eg in the form of a helical spring
  • the spring means are designed so that even at low forces takes place a return, because the sheets used for the construction of the transformer core have a very thin insulation layer, the damage is absolutely to avoid so does not affect the electromagnetic properties of the transformer core. at a low reversing force, however, damage to the sheets are avoided when hitting the inner pin.
  • the retraction of the inner pin is not only when hitting a sheet metal top - z. As if a sheet is positioned inaccurately important, but also in the first phase of the construction of the storage pile or when transporting the last sheets from the receiving stack. In these cases, the inner pin penetrating the positioning holes comes into contact with the underlying support surface.
  • the (partial) retraction into the shaft then enables a contacting of the sheets in the shank region of the positioning pin and thus the exact centering of these sheets.
  • the shaft and the inner pin each have a circular cross-section. An outer diameter of the shaft is then at least three times, preferably at least five times, an outer diameter of the inner pin.
  • the shaft and the inner pin can also have areas with a reduced cross section.
  • the shaft can have a conical region in a distal region (ie at the transition to the inner pin). This serves to gradually center slightly shifted sheets when the shaft is moved in the distal direction to the stack of sheets.
  • a distal end of the inner pin may be rounded to prevent damage to the sheets when hitting the inner pin.
  • Common positioning holes in transformer sheets are circular and have an inside diameter of 10 - 32 mm.
  • the inner pin thus has, for example, a diameter of 2-4 mm, while the outer diameter of the shaft is adapted to the inner diameter of the holes, so in particular corresponds to a tolerance of this inner diameter.
  • the cross sections of the shaft and the inner pin need not be circular, and polygonal or other shapes are also conceivable, in particular shapes which can cooperate with circular positioning holes.
  • the ratio between the outer diameter of the shaft and the outer diameter of the inner pin may also differ from the stated values.
  • a sensor for detecting a repelling of the inner pin relative to the shaft is arranged on the positioning pin.
  • the gripper has at least two positioning pins, which are arranged on a movable element along a longitudinal extent of the gripper.
  • the use of at least two locating pins ensures that not only a position at the corresponding locating hole but also the orientation of the detected sheet is correct.
  • the mobility allows an adaptation to the sheet metal geometry, because with conventional transformer cores, the size of stacked sheets varies, so that an adaptation is necessary in the context of the construction of a core.
  • a laser source is arranged on the movable element, which generates a light spot on a plate arranged parallel to the holding plane, wherein the light spot is generated such that it is aligned with a positioning hole of the sheet when correct positioning of the corresponding positioning pin is achieved.
  • the gripper comprises a plurality of suction pads for detecting and holding the sheet. These are easy to control and allow gripping and depositing without damaging the sheet metal surface.
  • At least one of the plurality of suction grippers can be moved perpendicular to a holding plane of the gripper with a first stroke into a standby position behind the holding plane.
  • suction grippers can be withdrawn in areas which lie outside the area of the currently detected sheet metal.
  • a collision with surrounding elements, especially with the storage stack surrounding mounting elements for the sheets to be deposited, can be avoided.
  • the first stroke is for example about 200 mm.
  • at least one of the plurality of suction grippers is movable back and forth perpendicular to a holding plane of the gripper with a second stroke, so that a shaking movement of the detected sheet results.
  • the second stroke is for example about 30 mm.
  • the shaking motion can be performed at a desired frequency. It is advantageously about 2 - 20 Hz.
  • the gripper has a sheet thickness gauge with a sensor for detecting a number adhering to the gripper sheets.
  • the sensor may be, for example, an inductive sensor.
  • a positioning pin advantageously penetrates positioning holes in the detected sheet metal, in the sheets to be shaken off and in sheets on the receiving stack. This ensures, on the one hand, that the shaken-off sheets are returned to the pick-up stack with a correct position. On the other hand, it ensures that the top sheets of the receiving stack maintain their position.
  • the at least one of the plurality of suction pads which is used for shaking off, arranged on a lifting cylinder, wherein the lifting cylinder has an upper stop and the suction pad is moved back and forth so that he on reaching the second Hu bs on Stop strikes, resulting in a shock.
  • the impact promotes shaking and increases the likelihood of rapid separation of the adhering sheets from the sheet caught by the pads.
  • the Auffahren on a stop eliminates and the shaking off takes place only due to the changing accelerations of the shaken-off sheet metal or the plates to be shaken off.
  • an actuation of a plurality of reciprocable suction pads is independent of each other êtba r. This can be different
  • At least one of the suction pads on the gripper is displaceable in the holding plane. This creates greater flexibility in adapting to different sheet metal geometries.
  • the gripper may further comprise a camera for optically detecting the stack. With the help of the recorded video images, the automatic positioning of the gripper can be supported, especially in cases where the transformer sheets have no positioning holes.
  • the gripper comprises a lowerable holding-down device, which is absent when depositing the metal sheet on the storage stack on an adjacent stack, in order to secure a position of metal sheets on this adjacent stack.
  • the elements for maintaining a positioning of staked sheets comprise at least one device for producing a glue point on a metal sheet located in a holding position with respect to the gripper.
  • a holding position is meant a relative position of the sheet to the gripper, in which the sheet is held by the gripper, can be taken or has been released.
  • the sheet is in the holding plane of the gripper or at a small distance parallel thereto.
  • the generation of the adhesive point can take place simultaneously with the deposition, that is, upon contact of the deposited sheet with the uppermost sheet of the storage pile, shortly before or shortly thereafter, prior to retraction of the gripper.
  • the subsequent sheet is fixed when it is deposited on the now deposited sheet. This fixation takes place, for example, alone due to the weight of the subsequent sheet, but can be supported when the gripper exerts a certain pressure on the deposited sheet metal when depositing.
  • the fixation prevents slippage of the top sheet or the top sheets, especially due to effects of the subsequently deposited sheet.
  • the danger of such slippage is in particular due to air trapped between the uppermost sheet metal and a subsequent sheet, thus forming a kind of "air cushion.”
  • the use of adhesive dots is particularly advantageous if no positioning holes can be used.
  • the device for generating the adhesive point is designed as an adhesive applicator.
  • the applicator may be implemented in the manner of a stamp.
  • spray nozzles or pipette-like application devices can also be used.
  • the punch is preferably movable in a direction perpendicular to the holding plane in order to be able to interact selectively with the metal sheet.
  • the device also preferably comprises a feeding and metering device for the material to be applied.
  • an adhesive can be selected in the narrower sense.
  • certain lubricants such as vaseline
  • vaseline can be used as long as they reliably prevent only the top sheet from sliding away.
  • a lasting effect is not necessary because after placing one or a few more sheets, the risk of slipping anyway banned. It must be ensured that the substance used does not show adverse interactions with transformer oil.
  • the amount of material is to be chosen so that a thin layer results in a thickness of, for example, not more than 2 ⁇ , preferably not more than 1 ⁇ , thus preventing that due to the adhesive dots results in an undesirable increase in thickness of the sheet stack.
  • the transport device comprises a portal, in particular a surface portal, on which the gripper is movably mounted, wherein the portal detects a work area, which the receiving stack and a building area for building the Transformer core includes.
  • the grippers mounted on the portal can thus reach all positions which are necessary for the gripping and placing of metal sheets in the automatic construction of the transformer core.
  • the gripper is mounted vertically movable on the portal.
  • the gripper can thus be lowered as a whole to the respective recording or discard pile and raised for transport.
  • the transport device comprises at least two grippers, wherein a first of the at least two grippers for gripping yoke plates and a second of the at least two grippers for gripping leg plates is dimensioned.
  • the transport device comprises a yoke and two leg grippers.
  • a portal preferably several bridges are arranged on the portal, each of the bridges carrying one of the grippers.
  • the plant comprises an alignment table for positioning of sheets, wherein the gripper can place sheets on the alignment table and record from the alignment table.
  • the alignment table is also advantageously located in the working area of the portal.
  • the sheet is deposited only with detected mis-stacking on the alignment table, positioned on the alignment table and resumed. Otherwise, a position-accurate transport takes place in which the alignment table does not have to be used. This eliminates the need to store and retrieve the sheet, and the overall transport time can be significantly reduced.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a system according to the invention for the automatic placement of sheets on a discard pile for the production of transformer cores;
  • Fig. 2A is a schematic oblique view of a gripper for gripping a
  • Fig. 2B shows a detail of Figure 2A, which the suction pads and the
  • Fig. 2C is a schematic side view of two suction pads and a
  • FIG. 3A, B is a cross section and a side view of the positioning pin
  • 4A is a schematic oblique view of the gripper when shaking off adhering sheets.
  • FIG. 4B shows a section from FIG. 4A, which shows the suction grippers and the
  • Positioning pins shows; 4C is a schematic side view of two suction pads and a
  • FIG. 5A, B is a schematic oblique view and side view of the suction pads and a positioning pin in centering a top portion of a stack of sheets;
  • FIG. 6A is a schematic oblique view of the detection of misplaced sheets;
  • FIG. 6B shows a section from FIG. 6A
  • Fig. 7 is a schematic oblique view of the generation of a glue point.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a system according to the invention for automatically depositing sheets on a stack of stacks for the production of Transformer cores.
  • the system 1 comprises a surface portal 10 with two support rails and three connecting them parallel bridges 1 1, 1 2, 1 3.
  • a gripper 20, 30, 40 At each bridge 1 1, 1 2, 1 3 is a gripper 20, 30, 40 in a conventional manner on a along the bridge 1 1, 1 2, 1 3 verfahrba ren carriage along a vertical axis arranged movable.
  • the bridges 1 1, 1 2, 1 3 are along the support rails linea r movable, so that in total for each gripper 20, 30, 40 x, y, z degrees of freedom.
  • the surface gantry 10 with the grippers 20, 30, 40 arranged thereon detects a working area 14.
  • a transformer core 2 which is under construction is arranged, which in the example shown consists of a yoke with 5 legs.
  • the receiving pel 50.1 ... 1 2 are aligned so that an orientation of the stacked transformer sheets 3 corresponds to their orientation in the transformer core 2 to be built, d.
  • an orientation of the Aufna hmesta pel 50.9 ... 1 2 for the yoke plates is perpendicular to an orientation of the other recording stack 50th 1 ... 8 for the leg plates.
  • Four recording stacks 50. 1 ... 4; 50.5 ... 8 are arranged laterally outside the transformer core 2, parallel to the legs of the core;
  • the four last wages pel 50.9 ... 1 2 are placed parallel to the yoke of the transformer core 2 and this adjacent.
  • alignment tables 5 1, 52, 53 there are three alignment tables 5 1, 52, 53 in the working area 14. Individual sheets 3 can be placed thereon and positioned correctly so that they are then moved onto the transformer core 2 by one of the grippers 20, 30, 40 in a positionally accurate transport operation can.
  • alignment tables are known in principle, they can be based, for example, on mechanical stops and / or optical image acquisition and corresponding positioning means.
  • the receiving stacks 50, 1... 1 2 and the alignment tables 5 1, 52, 53 are each assigned to one of the grippers 20, 30, 40 as follows: Gripper pickup stack Aligning table sheets
  • the alignment tables 5 1, 52 for the leg plates are located between the corresponding storage stacks 50. 1 ... 4, 50.5 ... 8 and the transformer core 2, the alignment table 53 for the yoke plates is with respect to the transformer core 2 behind the corresponding storage stacks 50.9 ... 1 2.
  • the orientation of the holding surfaces of the grippers 20, 30, 40 is respectively adapted to the orientation of the sheets 3 to be transported, d. H. the longitudinal direction of the holding surfaces of the grippers 20, 30 for the leg plates is perpendicular to the longitudinal direction of the holding surface of the gripper 40 for the yoke plates.
  • the latter gripper 40 is arranged on the central bridge 1 2, the other two grippers 20, 30 on the outer bridges 1 1, 13th
  • the metal sheets 3 are deposited on the stacking stacks 50. 1 ... 1 2, ie the metal sheets 3 are stacked on top of each other so that they or positioning holes arranged thereon are precisely aligned.
  • the exact position (automatically or manually) is determined. For this purpose, for example, one of a respective gripper 20, 30, 40 arranged laser light source e witnessed laser point manually to a predetermined location on the uppermost sheet 3, z. B. are moved to a positioning hole. This process can be repeated for a second location. Subsequently, the position of the sheet stack is precisely known and can be used in the course of the further process.
  • the laser light source can be used simultaneously to determine a distance between the gripper and an underlying Sta pel.
  • the stack can also be detected optically by means of a camera arranged on the gripper.
  • a camera arranged on the gripper.
  • individual sheets 3 can then be automatically removed from the stacking stacks 50.1... 1 2 and transported in exact position and deposited on the transformer core 2, which is formed of a plurality of stacking stacks. If necessary, a sheet 3 from the gripper 20, 30, 40 stored on the corresponding alignment table 51, 52, 53, where correctly positioned, in turn, detected by the corresponding gripper 20, 30, 40 and transported to the transformer core 2.
  • Figure 2A is a schematic oblique view of a gripper for gripping a sheet.
  • FIG. 2B is a section of FIG. 2A showing the suction grippers and the positioning pins.
  • FIG. 2C is a schematic side view of two suction grippers and one positioning pin.
  • the gripper 20 comprises a support structure 2 1, which is indicated in the illustration like a frame.
  • the support structure 2 1 is connected to the carriage mounted on the portal in a conventional manner.
  • On the underside of the support structure 2 1 a number of suction pads is arranged.
  • FIGS. 2, 4, 5 and 6, only a few of these suction grippers are shown in favor of improved clarity; in an actual embodiment, a number of further suction grippers are provided so that the sheets 3 can be reliably detected and held.
  • a typical gripper has about 40 suction pads.
  • the suction pads define a holding plane.
  • the suction gripper or a subset of the suction pads, especially in outer sections of the gripper, can be moved back individually or in groups behind a holding plane to prevent them from colliding with other structures when handling smaller sheets 3, such.
  • the corresponding stroke can be approx. 100 - 400 mm.
  • the suction pads can be arranged individually or in groups in the holding plane displaced, so that the gripper can be easily adapted to the contour of the sheets to be transported.
  • FIGS. 2A-C In the simplified illustration according to FIGS. 2A-C, four suction grippers 22. 1... 22. 4 are arranged, which are arranged in a row along a central longitudinal axis of the gripper 20 (and thus of the sheet 3 to be transported).
  • a positioning pin 60. 1, 60.2 movably mounted in a direction perpendicular to the holding plane. This has, as described below, an inner pin, which can penetrate into positioning holes 3a of sheets 3 of a sheet stack.
  • the positioning pins 60. 1, 60.2 along with the immediately adjacent suction pads 22. 1, 22.2 or 22.3, 22.4 along the longitudinal axis of the gripper 20 can be moved.
  • FIGS 3A, 3B show a cross-section and a side view of the positioning pin 60.
  • This comprises a substantially cylindrical housing 6 1, in which an inner pin 63 is slidably mounted.
  • the housing 61 forms a cylindrical shaft 62 with an outer diameter of almost 16 mm, the likewise cylindrical inner pin has an outer diameter of 3 mm.
  • the shaft 62 tapers in a conical section 62a.
  • the inner pin 63 is rounded at its free (distal) end 63a.
  • the inner pin 63 is pressed by a coil spring 64 in its extended position. With an acting axial force, it can be approximately halfway into the housing 61 into it.
  • a stop 63b on the inner pin 63 which cooperates with a stop surface on the housing 61.
  • An axial movement of the stopper 63b relative to the housing is also detected by an optical, electrical or mechanical sensor 65 and transmitted to a controller.
  • FIG. 4A shows a schematic oblique view of the gripper when shaking off adhering sheets
  • FIG. 4B shows a detail from FIG. 4A with the suction grippers and the positioning pins
  • FIG. 4C is a schematic side view of two suction grippers and one positioning pin during shaking off.
  • a sheet thickness gauge is arranged with a sensor (not shown). With this can be when picking up a sheet from the receiving stack after lifting the suction pad 22.1 ... 4 determine whether this is a single sheet. 3 hold or whether at the directly held sheet 3 one or more further sheets 3 'adhere. If this is detected, the gripper 20 is raised so far that the holding plane is located at a predetermined distance d to the top sheet on the receiving stack. The positioning pins 60.1, 60.2 are then arranged so that the inner pin 63 penetrates into the positioning holes 3a of the uppermost sheets 3 "on the receiving stack, a penetration depth being ideally about 2 mm, which corresponds to 6 sheets.
  • the suction pads 22.1 ... 4 with a stroke h of, for example, 30 mm and a predetermined frequency of, for example, 5 Hz moves up and down, the actuation of the Sa uggreifer 22. 1 ... 4 can be done simultaneously or offset. It can also be driven alternately different movement pattern.
  • the stroke h is generated by a pneumatic cylinder.
  • the sheet 3 which is gripped directly at the bottom, is shaken off due to adhesion, cohesion, partial vacuum, electrostatic or magnetic forces, and further sheets 3 'fall back onto the receiving stack.
  • the inner pins of the positioning pins 60. 1, 60.2 ensure that the further sheets 3 'fall back in a positionally accurate manner onto the pickup stack and that the sheets 3 "on the pickup stack also retain their exact position.
  • Figures 5A and 5B show a schematic oblique view and side view of the suction pads and a positioning pin in centering an uppermost portion of a stack of sheets.
  • a positionally accurate held on the gripper plate 3 is as follows a uf on the Ablagesta pel (which forms part of the transformer core to be formed) stored: First, the gripper with the sheet 3 with the help of the portal to the filing position Verfa hear. Of the Gripper with the sheet 3 is then lowered until the sheet reaches the receiving stack. With the suction pads 22.1 ... 4, a certain contact pressure is exerted on the sheet 3. As a result, in particular air remaining between the sheets is pressed out laterally. The positioning pins 60. 1, 60.2 are moved down until the inner pin 63 is received by the positioning holes of the sheet 3 to be deposited and the other sheets 3 "of the receiving stack.
  • the positioning pins 60, 1, 60.2 then move on The tapered portion 62a comes into contact with the positioning holes 3a, and finally, the lowermost portion of the shaft 62 is inserted into the positioning holes 3a of the uppermost sheets 3, 3 ". As a result, a precise alignment of these sheets is achieved on each other. This precise alignment is restored several times, each time you place another sheet. Subsequently, the positioning pins can be withdrawn.
  • FIG. 6A is a schematic oblique view of the detection of misplaced sheets
  • FIG. 6B shows a detail of FIG. 6A.
  • the necessary measures can be taken.
  • the sheet 3 can be picked up with the gripper, then not directly moved to the corresponding storage stack, but first on an alignment table, where then the correct positioning is made by the gripper before re-recording.
  • the inner pin 63 is pushed back even when correctly positioned on the receiving stack sheets because it comes into contact with the ground.
  • this can be readily recognized on the basis of the known vertical position of the gripper so that a correction instruction only takes place when the contact with a sheet located above the background is detected.
  • FIG. 7 is a schematic oblique view of the generation of a glue dot.
  • a stamp 70 On the underside of the gripper, a stamp 70 is arranged, which comprises a front-side stamp surface and a feeding device for an adhesive liquid.
  • the stamp 70 comes when depositing a sheet 3 on the Aufna hmestapel with the top surface of the sheet in contact and generates by dispensing a certain amount of the adhesive liquid the glue dot 7 first Its height is max. 1 ⁇ . When placing and pressing the next sheet this adheres to the glue point 7 1 and is thereby prevented from moving relative to the underlying sheet. Instead of a single multiple adhesive dots can be generated.
  • Suitable as adhesive liquid is, for example Vaseline. This reliably prevents the top sheet from sliding away and is compatible with common transformer oils. The generation of a glue point is of great benefit in particular if no positioning holes are present and securing by means of a positioning pin is therefore not possible.
  • the invention is not limited to the illustrated embodiment. Thus, additional or different elements may be provided to prevent slippage of the receiving stack and or the storage stack when picking or laying of sheets. If sheets are handled without positioning holes, alignment on a respective alignment table may be mandatory. If there are positioning holes, the number of alignment tables can be reduced, taking care that all grippers should have access to the alignment table.
  • the layout of the system including arrangement of Aufna hmestapel, the transformer core to be built, the alignment tables and the gripper on the portal, be different from the example shown.
  • the invention provides a system and a method for automatically depositing sheets on a stack of stacks for the production of transformer cores, which allow an efficient and flexible positionally accurate transport of the transformer sheets.

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Abstract

Eine Anlage zum automatischen Ablegen von Blechen auf einen Ablagestapel zur Herstellung von Transformatorenkernen umfasst eine Transportvorrichtung zum positionsgenauen Transportieren von einzelnen, auf einem Aufnahmestapel gerichtet gestapelten Blechen auf den Ablagestapel. Die Transportvorrichtung umfasst einen Greifer (20) zum Ergreifen eines obersten Blechs (3) auf dem Aufnahmestapel, zum Halten des Blechs (3) während des Transports und zum Ablegen des Blechs (3) auf den Ablagestapel. Am Greifer (20) sind Elemente (60.1, 60.2) zur Beibehaltung einer Positionierung gestapelter Bleche auf dem Aufnahmestapel und/oder auf dem Ablagestapel angeordnet.

Description

Anlage zum automatischen Ablegen von Blechen auf einen Ablagestapei zur Herstellung von Transformatorenkernen
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Anlage zum automatischen Ablegen von Blechen auf einen Ablagestapel zur Herstellung von Transformatorenkernen, umfassend eine Transportvorrichtung zu m positionsgenauen Transportieren von einzelnen, auf einem Aufnahmestapel gerichtet gestapelten Blechen a uf den Ablagesta pel, wobei die Transportvorrichtung einen Greifer zum Ergreifen eines obersten Blechs auf dem Aufnahmestapel, zum Halten des Blechs während des Transports und zum Ablegen des Blechs auf den Ablagestapel umfasst. Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zum automatischen Ablegen von Blechen auf einen Ablagestapel zur Herstellung von Transformatorenkernen, wobei die Bleche einzeln von einem Aufna hmesta pel gerichtet gestapelter Bleche entnommen, positionsgenau transportiert und auf den Ablagestapel abgelegt werden. Stand der Technik
Grosse Transformatorenkerne mit typischen Dimensionen von z. B. ca. 5x 10 m und einem Gewicht von bis zu 350 t bestehen aus mehreren Stapeln von dünnen Blechen. So kann ein Kern beispielsweise aus insgesamt bis zu 60Ό00 Blechen mit je einer Dicke von 0.3 mm (inklusive Isolierbeschichtung) bestehen. Er setzt sich aus mehreren Blechstapeln zusammen, wobei jeder der Sta pel z. B. 5Ό00-6Ό00 a ufeinandergestapelte Bleche umfasst und so eine Höhe von z. B. 1 '600 mm erreicht.
Das manuelle Sta peln erfolgt oft auf einem um 90° kippbaren Tisch, so dass nach dem Legen die Spule eingeführt werden kann bzw. mehrere Spulen eingeführt werden können. Die verwendeten Bleche umfassen oft Positionierungslöcher, welche einerseits zum Zentrieren und genauen Ausrichten aufeinanderliegender Bleche, andererseits auch zum Zusammenziehen von Blechen eines (Teil-)Stapels dienen.
Das manuelle Stapeln ist aufwendig und erfordert einen hohen Personaleinsatz. Es gibt Bestrebungen, den Stapelprozess zu automatisieren. So zeigt die KR 2014 003 1 735 A (Hyundai) eine Einrichtung zum Stapeln von Transformatorenblechen, wobei die Bleche mit Hilfe von nach oben aufragenden Zentrierpins geschichtet werden. An einer an einem Knickarmroboter angeordneten Greifereinrichtung sind Ka meras vorgesehen, um die korrekte Positionierung des abzulegenden Blechs vor dem Ablegen zu überprüfen. Die DE 103 32 01 8 B3 (Heinrich Georg GmbH) betrifft eine Vorrichtung zum Halten von abgestapelten Blechen, insbesondere Transformatorenblechen, welche jeweils mindestens ein Fädelloch aufweisen und a uf Paletten abgestapelt werden; oberhalb der Bleche ist mindestens ein Fädelbolzen vorgesehen, der in das Fädelloch des Blechs und anschliessend mit diesem in Richtung der Palette bewegbar ist. Um nun zu verhindern, dass das oberste abgelegte Blech aufgrund eines Luftpolsters nach dem Entfernen des Fädelbolzens aus seiner Position "wegschwimmt", wird eine Führungspatrone vor dem Beginn des Abstapelns in eine Durchgangsöffnung der Palette eingesetzt, diese wird während des Abstapelns durch den Fädelbolzen kontaktiert und nach Bedarf nach unten gestossen bzw. nach oben zur Oberkante des zuletzt abgestapelten Blechs gezogen. Somit hält die Führungspatrone das oberste Blech sowie einen Teilbereich von bereits abgestapelten Blechen ü ber einen längeren Zeitraum gemeinsa m. Der Fädelbolzen ist von einem Niederhalter koaxial umgeben, im Niederhalter ist zudem ein Abst reifer vorgesehen, an dem die Führungspatrone anschlägt, wodurch sie vom Fädelbolzen entkoppelt wird.
Dadurch lässt sich ein Verlust der korrekten Positionierung auf dem Ablagestapel verhindern. Das Verfahren ist allerdings relativ aufwendig, und der Einsatz der separaten Führungspatrone erschwert die Anpassung an verschiedene Anwendungsfälle und Kerngeometrien. Die CH 666 977 A5 (MWB) betrifft eine Blechhubeinrichtung zum sicheren und reproduzierbaren Abheben von Einzelblechen von einem Blechstapel. Die Einrichtung weist Sa uggreifer mit einem druckluftgesteuerten Zylinder und einem Sauger sowie ein Schlagelement auf. Das Schlagelement ü bt 5 - 10 Schläge pro Sekunde a us, um eine Trennung der unten anhaftenden Bleche vom obersten Blech zu erreichen. Die Greifer können unterschiedlich betätigt werden, so dass das Blech verformt wird; es können auch mehrere Schlagelemente vorhanden sein.
Durch das vorgeschlagene Verfahren lassen sich anhaftende Bleche trennen. Allerdings geht die korrekte Positionierung der zunächst anhaftenden und anschliessend getrennten Bleche auf dem Aufnahmestapel in der Regel verloren. Somit wird beim nachfolgenden Transport der Bleche eine Korrektur der Positionierung notwendig. Dies verringert die Effizienz eines automatischen Transportverfahrens.
Darstellung der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es, eine dem eingangs genannten technischen Gebiet zugehörende Anlage und ein entsprechendes Verfahren zu schaffen, welche einen effizienten und flexiblen positionsgenauen Transport der Transformatorenbleche ermöglichen. Die Lösung der Aufgabe ist durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 24 definiert. Gemäss der Erfindung sind a m Greifer Elemente angeordnet zur Beibehaltung einer Positionierung gestapelter Bleche a uf dem Aufnahmestapel und/oder a uf dem Ablagesta pel. Entsprechend werden beim Entnehmen und/oder Ablegen auf dem Aufnahme- bzw. Ablagestapel unter dem entnommenen bzw. abgelegten Blech befindliche Bleche zur Beibehaltung von deren Positionierung temporär fixiert.
Die temporä re Fixierung verhindert einen Verlust der korrekten Positionierung der noch nicht aufgenommenen bzw. bereits abgesta pelten Transformatorenbleche. Weil das Element am Greifer angeordnet ist und die Bleche nur temporä r fixiert werden, ergibt sich eine hohe Flexibilität.
Der Greifer ergreift die Bleche insbesondere ausschliesslich auf ihrer oberen Hauptfläche.
Da die Bleche auf dem Aufnahmestapel positionsgenau, d. h. präzise aufeinander ausgerichtet, bereitgestellt werden, die Positionierung beim Aufnehmen beibehalten, von der Transportvorrichtung positionsgenau, d. h. unter Beibehaltung ihrer relativen Position, transportiert werden und die Positionierung beim Ablegen wiederum beibehalten, ist im Rahmen des Blechtransports in der Regel weder eine Nachjustierung noch eine spezifische Erfassung der Blechposition bezogen a uf den Greifer notwendig. Es ergibt sich ein schnelles Transportverfahren und damit eine kurze Herstellungszeit des Transformatorenkerns. Mit Vorteil u mfassen die Elemente mindestens einen Positionierungsstift zur Zusammenwirkung mit einem Positionierungsloch in den abzulegenden Blechen. Derartige Positionierungslöcher sind bei Transformatorenblechen verbreitet. Sie werden auch beim manuellen Legen von Transformatorenkernen namentlich im Bereich des Ablagestapels verwendet, um mittels stationärer, aufragender Stifte oder mittels stiftartigen Werkzeugen sicherzustellen, dass die aufeinandergestapelten Bleche fluchtend positioniert sind. Die Positionierungslöcher werden oft auch zum Zusammenziehen der Bleche eines (Teil- )Stapels herangezogen.
Wenn nun am Greifer Elemente angeordnet sind, welche mit den vorhandenen Positionierungslöchern in den Blechen zusammenwirken können, namentlich ein oder mehrere Positionierungsstifte, ergibt sich auf einfache Weise eine zuverlässige und präzise mechanische Positionierung der Bleche.
Beim Ablegen des Blechs auf den Ablagestapel kann der Positionierungsstift bzw. können die Positionierungsstifte temporär in Positionierungslöcher im abzulegenden Blech und in Blechen auf dem Ablagestapel verfahren werden. Dies fixiert zum einen die relative Position des abzulegenden Blechs bezüglich des bereits vorhandenen Teilstapels, zum anderen werden die bereits auf dem Teilstapel abgelegten Bleche gegen ein Wegrutschen - zum Beispiel aufgrund der Einwirkung des abzulegenden Blechs - gehindert. Der Positionierungsstift wird bevorzugt bereits vor dem Kontakt des abzulegenden Blechs mit dem obersten Blech in die Positionierungslöcher verfahren. Dies kann aber auch erst nach dem Ablegen, aber vor dem Lösen des Greifers, erfolgen.
Mit Vorteil weist der Positionierungsstift einen Schaft und einen im Schaft beweglich gelagerten Innenstift auf. Der Aussenquerschnitt des Schafts ist insbesondere der Geometrie der Positionierungslöcher angepasst, und der Schaft dient namentlich zur genauen Zentrierung aufeinanderfolgender Bleche. Wie nachfolgend ausgeführt wird, kann der distal vom Schaft hervortretende Innenstift als Sonde zur Feststellung von Fehlschichtungen und/oder als Führungsstift für die von ihm durchstossenen Bleche dienen.
Die bewegliche Lagerung des Innenstifts ermöglicht ein Zurückfahren des Innenstifts (oder eines Abschnitts davon) in den Schaft, namentlich dann, wenn eine axiale mechanische Kraft auf ihn einwirkt.
Mit Vorteil ist der Innenstift durch Federmittel in eine relativ zum Schaft ausgefahrene Position vorgespannt. Fällt die axiale Kraft weg, wird der Innenstift automatisch wieder ausgefahren. Bevorzugt sind die Federmittel (z. B. in Form einer Schraubenfeder) so ausgebildet, dass bereits bei geringen Kräften ein Zurückfahren stattfindet, denn die für den Aufbau des Transformatorenkerns verwendeten Bleche weisen eine sehr dünne Isolationsschicht auf, deren Beschädigung unbedingt zu vermeiden ist, damit nicht die elektromagnetischen Eigenschaften des Transformatorenkerns beeinträchtigt werden. Bei einer geringen Rückfahrkraft werden jedoch Beschädigungen der Bleche beim Auftreffen des Innenstifts vermieden.
Das Zurückfahren des Innenstifts ist nicht nur beim Auftreffen auf eine Blechoberseite - z. B. wenn ein Blech ungenau positioniert ist, wichtig, sondern auch in der ersten Phase des Aufbaus des Ablagestapels bzw. beim Wegtransport der letzten Bleche vom Aufnahmestapel. In diesen Fällen kommt der die Positionierungslöcher durchdringende Innenstift mit der darunterliegenden Ablagefläche in Kontakt. Das (teilweise) Zurückfahren in den Schaft ermöglicht dann eine Kontaktierung der Bleche im Schaftbereich des Positionierungsstifts und damit die genaue Zentrierung dieser Bleche. Mit Vorteil weisen der Schaft und der Innenstift jeweils einen kreisförmigen Querschnitt auf. Ein Aussendurchmesser des Schafts beträgt dann mindestens das Dreifache, bevorzugt mindestens das Fünffache, eines Aussendurchmessers des Innenstifts. Nebst Bereichen mit kreisförmigem Querschnitt (also kreiszylindrischen Bereichen) können der Schaft und der Innenstift auch Bereiche mit reduziertem Querschnitt aufweisen. Namentlich kann der Schaft in einem distalen Bereich (also am Übergang zum Innenstift) einen konischen Bereich aufweisen. Dieser dient zum allmählichen Zentrieren leicht verschobener Bleche, wenn der Schaft in distaler Richtung auf den Blechstapel zu bewegt wird. Ein distales Ende des Innenstifts kann abgerundet ausgeführt sein, um Beschädigungen der Bleche beim Auftreffen des Innenstifts zu vermeiden. Gängige Positionierungslöcher in Transformatorenblechen sind kreisförmig und weisen einen Innendurchmesser von 10 - 32 mm auf. Der Innenstift weist somit beispielsweise einen Durchmesser von 2-4 mm auf, während der Aussendurchmesser des Schafts dem Innendurchmesser der Löcher angepasst ist, also insbesondere bis auf eine Toleranz diesem Innendurchmesser entspricht. Die Querschnitte des Schafts und des Innenstifts müssen nicht kreisförmig sein, es sind auch polygonale oder andere Formen denkbar, insbesondere Formen, die mit kreisrunden Positionierungslöchern zusammenwirken können. Das Verhältnis zwischen dem Aussendurchmesser des Schafts und dem Aussendurchmesser des Innenstifts kann ebenfalls von den angegebenen Werten abweichen. Mit Vorteil ist am Positionierungsstift ein Sensor zur Erkennung eines Zurückstossens des Innenstifts relativ zum Schaft angeordnet. So kann ein Anstossen des im Positionierungsstift beweglich gelagerten Innenstifts detektiert werden, um eine Fehlschichtung eines Stapels festzustellen. In der Folge können die notwendigen Aktionen zur Korrektur der Stapelausrichtung angestossen werden.
Mit Vorteil weist der Greifer mindestens zwei Positionierungsstifte auf, welche an einem entlang einer Längsausdehnung des Greifers verfahrbaren Element angeordnet sind. Der Einsatz von mindestens zwei Positionierungsstiften stellt sicher, dass nicht nur eine Position bei dem entsprechenden Positionierungsloch, sondern auch die Orientierung des erfassten Blechs korrekt ist. Die Verfahrbarkeit ermöglicht eine Anpassung an die Blechgeometrie, denn bei üblichen Transformatorenkernen variiert die Grösse aufeinander gestapelter Bleche, so dass eine Anpassung auch im Rahmen des Aufbaus eines Kerns notwendig ist.
Bevorzugt ist am verfahrbaren Element eine Laserquelle angeordnet, welche auf einem parallel zur Halteebene angeordneten Blech einen Lichtpunkt erzeugt, wobei der Lichtpunkt derart erzeugt wird, dass er mit einem Positionierungsloch des Blechs fluchtet, wenn eine korrekte Positionierung des entsprechenden Positionierungsstifts erreicht ist. Dies vereinfacht die korrekte initiale Positionierung des Greifers, welche insbesondere manuell vorgenommen wird. Mit Vorteil umfasst der Greifer mehrere Sauggreifer zum Erfassen und Halten des Blechs. Diese sind einfach ansteuerbar und ermöglichen ein Ergreifen und Ablegen, ohne dass die Blechoberfläche beschädigt wird.
Bevorzugt ist mindestens einer der mehreren Sauggreifer senkrecht zu einer Halteebene des Greifers mit einem ersten Hub in eine Bereitschaftsposition hinter die Halteebene verfahrbar. Dadurch lassen sich Sauggreifer in Bereichen, welche ausserhalb der Fläche des aktuell erfassten Blechs liegen, zurückziehen. Eine Kollision mit umgebenden Elementen, namentlich mit den Ablagestapel umgebenden Montageelementen für die abzulegenden Bleche, kann so vermieden werden. Der erste Hub beträgt beispielsweise ca. 200 mm. Mit Vorteil ist mindestens einer der mehreren Sauggreifer senkrecht zu einer Halteebene des Greifers mit einem zweiten Hub hin und her bewegbar, so dass sich eine Schüttelbewegung des erfassten Blechs ergibt. Der zweite Hub beträgt beispielsweise ca. 30 mm. Die Schüttelbewegung kann mit einer gewünschten Frequenz ausgefü hrt werden. Sie beträgt mit Vorteil ca. 2 - 20 Hz.
Mit Vorteil weist der Greifer ein Blechdickenmessgerät mit einem Sensor zur Feststellung einer Anzahl am Greifer anhaftender Bleche auf. Beim Sensor kann es sich beispielsweise um einen induktiven Sensor handeln.
Somit kann nach dem Entnehmen des Blechs festgestellt werden, ob am erfassten Blech weitere Bleche anhaften. Ist dies der Fall, wird das erfasste Blech (und damit die daran unten anhaftenden Bleche) durch die Greifvorrichtung geschüttelt. Mit Hilfe des Sensors kann ebenfalls festgestellt werden, ob sich die weiteren Bleche inzwischen gelöst haben und der Transportvorgang des Blechs zum Ablagestapel fortgesetzt werden kann.
Mit Vorteil durchdringt beim Schütteln ein Positionierungsstift Positionierungslöcher im erfassten Blech, in den abzuschüttelnden Blechen und in Blechen auf dem Aufnahmestapel. Dies sorgt zum einen dafür, dass die abgeschüttelten Bleche mit einer korrekten Position auf den Aufnahmestapel zurückgeführt werden. Zum anderen stellt es sicher, dass die obersten Bleche des Aufnahmestapels ihre Position beibehalten.
Bei einer ersten Ausführungsform ist der mindestens eine der mehreren Sauggreifer, welcher für das Abschütteln verwendet wird, an einem Hubzylinder angeordnet, wobei der Hubzylinder einen oberen Anschlag aufweist und der Sauggreifer derart hin und her bewegt wird, dass er bei Erreichen des zweiten Hu bs am Anschlag anschlägt, so dass sich ein Schlag ergibt. Der Schlag unterstützt das Abschütteln und erhöht die Wahrscheinlichkeit einer schnellen Trennung der anhaftenden Bleche von dem von den Sa uggreifern erfassten Blech.
Bei einer zweiten Ausführungsform entfällt das Auffahren auf einen Anschlag und das Abschütteln erfolgt lediglich aufgrund der wechselnden Beschleunigungen des abzuschüttelnden Blechs bzw. der abzuschüttelnden Bleche. Vorzugsweise ist eine Betätigung mehrerer hin und her bewegbarer Sa uggreifer unabhängig voneinander steuerba r. Dadurch lassen sich unterschiedliche
Einwirkungsmuster auf die anhaftenden Bleche erzeugen. Auch dadurch wird die Wahrscheinlichkeit einer schnellen Trennung erhöht. Mit Vorteil ist mindestens einer der Sauggreifer am Greifer in der Halteebene verschiebbar. Dadurch wird eine höhere Flexibilität bei der Anpassung an unterschiedliche Blechgeometrien geschaffen.
Der Greifer kann ferner eine Kamera zur optischen Erfassung des Stapels umfassen. Mit Hilfe der aufgenommenen Videobilder kann die automatische Positionierung des Greifers unterstützt werden, namentlich auch in Fällen, wo die Transformatorenbleche keine Positionierungslöcher aufweisen.
Bevorzugt umfasst der Greifer einen absenkbaren Niederhalter, welcher beim Ablegen des Blechs a uf den Ablagestapel a uf einen benachba rten Stapel absenkba r ist, um eine Position von Blechen auf diesem benachbarten Stapel zu sichern. Bei einer bevorzugten Ausfü hrungsform der erfindungsgemässen Anlage umfassen die Elemente zu r Beibehaltung einer Positionierung gesta pelter Bleche mindestens eine Vorrichtung zum Erzeugen eines Klebepunkts auf einem in einer Haltestellung bezüglich des Greifers befindlichen Blech. Beim Ablegen des Blechs auf den Ablagestapel wird somit auf einer Oberseite des abgelegten Blechs ein Klebepunkt erzeugt. Mit einer Haltestellung ist dabei eine relative Position des Blechs zum Greifer gemeint, in welcher das Blech vom Greifer gehalten ist, ergriffen werden kann oder freigegeben worden ist. Namentlich befindet sich das Blech in der Halteebene des Greifers oder in einem geringen Abstand parallel dazu. Das Erzeugen des Klebepunkts kann gleichzeitig mit dem Ablegen erfolgen, also beim Kontakt des abgelegten Blechs mit dem obersten Blech des Ablagestapels, kurz zuvor oder kurz danach, vor dem Zurückziehen des Greifers.
Im Bereich des erzeugten Klebepunkts bzw. der erzeugten Klebepunkte wird das nachfolgende Blech beim Ablegen am nun abgelegten Blech fixiert. Diese Fixierung erfolgt beispielsweise bereits allein aufgrund des Gewichts des nachfolgenden Blechs, kann aber unterstützt werden, wenn der Greifer beim Ablegen eine gewisse Andruckkraft auf das abgelegte Blech ausübt.
Die Fixierung verhindert ein Wegrutschen des obersten Blechs bzw. der obersten Bleche, namentlich aufgrund Einwirkungen des nachfolgend abgelegten Blechs. Die Gefahr eines solchen Wegrutschens besteht insbesondere aufgrund von Luft, die zwischen dem obersten Blech und einem nachfolgenden Blech eingeschlossen ist und so quasi ein „Luftkissen" bildet. Der Einsatz von Klebepunkten ist insbesondere dann von grossem Vorteil, wenn keine Positionierungslöcher genutzt werden können.
Mit Vorteil ist die Vorrichtung zum Erzeugen des Klebepunkts als Kleberapplikator ausgebildet. Dadurch lässt sich auf einfache Weise ein Klebepunkt mit definierter Materialmenge erzeugen. Der Applikator kann in der Art eines Stempels ausgeführt sein. Alternativ können auch Spraydüsen oder pipettenartige Auftragsvorrichtungen eingesetzt werden. Der Stempel ist bevorzugt in eine Richtung senkrecht zur Halteebene verfahrbar, um selektiv mit dem Blech zusammenwirken zu können. Die Vorrichtung umfasst zudem vorzugsweise eine Zuführ- und Dosiereinrichtung für das aufzutragende Material.
Als Material für den Klebepunkt kann ein Klebstoff im engeren Sinn gewählt werden. Es hat sich aber gezeigt, dass auch beispielsweise gewisse Schmierstoffe wie Vaseline eingesetzt werden können, so lange sie nur ein Weggleiten des obersten Blechs zuverlässig verhindern. Eine dauerhafte Wirkung ist nicht notwendig, da nach dem Auflegen eines oder einiger weniger weiterer Bleche die Gefahr des Wegrutschens ohnehin gebannt ist. Es ist darauf zu achten, dass der eingesetzte Stoff keine nachteiligen Wechselwirkungen mit Transformatorenöl zeigt.
Die Menge des Materials ist so zu wählen, dass sich eine dünne Schicht ergibt mit einer Dicke von beispielsweise nicht mehr als 2 μηι, bevorzugt nicht mehr als 1 μΐτι, damit verhindert wird, dass aufgrund der Klebepunkte ein unerwünschter Dickenzuwachs des Blechstapels resultiert.
Bevorzugt umfasst die Transportvorrichtung ein Portal, insbesondere ein Flächenportal, an welchem der Greifer verfahrbar gelagert ist, wobei das Portal einen Arbeitsbereich erfasst, welcher den Aufnahmestapel und einen Aufbaubereich zum Aufbau des Transformatorenkerns umfasst. Die am Portal gelagerten Greifer können somit alle Positionen erreichen, welche für das Ergreifen und Ablegen von Blechen beim automatischen Aufbau des Transformatorenkerns notwendig sind.
Mit Vorteil ist der Greifer am Portal vertikal verfahrbar gelagert. Der Greifer kann somit als Ganzes auf den jeweiligen Aufnahme bzw. Ablagestapel abgesenkt und für den Transport angehoben werden.
Mit Vorteil umfasst die Transportvorrichtung mindestens zwei Greifer, wobei ein erster der mindestens zwei Greifer für das Ergreifen von Jochblechen und ein zweiter der mindestens zwei Greifer für das Ergreifen von Schenkelblechen dimensioniert ist. Besonders bevorzugt umfasst die Transportvorrichtung einen Joch- und zwei Schenkelgreifer.
Wird ein Portal verwendet, sind am Portal bevorzugt mehrere Brücken angeordnet, wobei jede der Brücken einen der Greifer trägt.
Bevorzugt umfasst die Anlage einen Ausrichttisch zum Positionieren von Blechen, wobei der Greifer Bleche auf dem Ausrichttisch ablegen und vom Ausrichttisch aufnehmen kann. Wird ein Portal verwendet, befindet sich der Ausrichttisch mit Vorteil ebenfalls im Arbeitsbereich des Portals.
Mit Vorteil wird das Blech nur bei festgestellter Fehlschichtung auf den Ausrichttisch abgelegt, auf dem Ausrichttisch positioniert und wieder aufgenommen. Ansonsten erfolgt ein positionsgenauer Transport, bei welchem der Ausrichttisch nicht verwendet werden muss. Dadurch erübrigt sich ein Ablegen und Wiederaufnehmen des Bleches, und die Gesamttransportzeit kann erheblich verkürzt werden.
Aus der nachfolgenden Detailbeschreibung und der Gesamtheit der Patentansprüche ergeben sich weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Merkmalskombinationen der Erfindung. Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die zur Erläuterung des Ausführungsbeispiels verwendeten Zeichnungen zeigen: Fig. 1 Eine schematische Darstellung einer erfindungsgemassen Anlage zum automatischen Ablegen von Blechen auf einen Ablagestapel zur Herstellung von Transformatorenkernen;
Fig. 2A eine schematische Schrägansicht eines Greifers zum Ergreifen eines
Blechs;
Fig. 2B einen Ausschnitt aus der Figur 2A, welcher die Sauggreifer und die
Positionierungsstifte zeigt;
Fig. 2C eine schematische Seitenansicht zweier Sauggreifer und eines
Positionierungsstifts; Fig. 3A, B einen Querschnitt und eine Seitenansicht des Positionierungsstifts;
Fig. 4A eine schematische Schrägansicht des Greifers beim Abschütteln anhaftender Bleche;
Fig. 4B einen Ausschnitt aus der Figur 4A, welcher die Sauggreifer und die
Positionierungsstifte zeigt; Fig. 4C eine schematische Seitenansicht zweier Sauggreifer und eines
Positionierungsstifts beim Abschütteln;
Fig. 5A, B eine schematische Schrägansicht und Seitenansicht der Sauggreifer und eines Positionierungsstifts beim Zentrieren eines obersten Abschnitts eines Blechstapels; Fig. 6A eine schematische Schrägansicht der Detektion fehlpositionierter Bleche;
Fig. 6B einen Ausschnitt aus der Figur 6A; und
Fig. 7 eine schematische Schrägansicht der Erzeugung eines Klebepunkts.
Grundsätzlich sind in den Figuren gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Wege zur Ausführung der Erfindung Die Figur 1 ist eine schematische Darstellung einer erfindungsgemässen Anlage zum automatischen Ablegen von Blechen auf einen Ablagestapel zur Herstellung von Transformatorenkernen. Die Anlage 1 umfasst ein Flächenportal 10 mit zwei Trageschienen und drei diese verbindenden parallel angeordneten Brücken 1 1 , 1 2, 1 3. An jeder Brücke 1 1 , 1 2, 1 3 ist ein Greifer 20, 30, 40 in an sich bekannter Weise an einem entlang der Brücke 1 1 , 1 2, 1 3 verfahrba ren Schlitten entlang einer Vertikalachse beweglich angeordnet. Die Brücken 1 1 , 1 2, 1 3 sind entlang der Trageschienen linea r beweglich, so dass sich insgesamt für jeden Greifer 20, 30, 40 x,y,z-Freiheitsgrade ergeben.
Das Flächenportal 10 mit den daran angeordneten Greifern 20, 30, 40 erfasst einen Arbeitsbereich 14. In diesem ist unter anderem ein im Aufbau befindlicher Transformatorenkern 2 angeordnet, welcher im dargestellten Beispiel aus einem Joch mit 5 Schenkeln besteht. Ebenfalls im Arbeitsbereich 14 befinden sich 1 2 Aufnahmestapel 50.1 ...50. 1 2 mit positionsgenau gestapelten geschnittenen Transformatorenblechen 3. Die Aufnahmesta pel 50.1 ...1 2 sind dabei so ausgerichtet, dass eine Orientierung der gestapelten Transformatorenbleche 3 ihrer Orientierung im aufzubauenden Transformatorenkern 2 entspricht, d. h. eine Orientierung der Aufna hmesta pel 50.9... 1 2 für die Jochbleche steht rechtwinklig zu einer Orientierung der übrigen Aufnahmestapel 50. 1 ...8 für die Schenkelbleche. Je vier Aufnahmestapel 50. 1 ...4; 50.5...8 sind seitlich ausserhalb des Transformatorenkerns 2 angeordnet, parallel zu den Schenkeln des Kerns; die vier letzten Aufnahmesta pel 50.9...1 2 sind parallel zum Joch des Transformatorenkerns 2 und diesem benachbart platziert.
Weiter befinden sich im Arbeitsbereich 14 drei Ausrichttische 5 1 , 52, 53. Auf diesen lassen sich einzelne Bleche 3 ablegen und korrekt positionieren, so dass sie anschliessend in einem positionsgenauen Transportvorgang durch einen der Greifer 20, 30, 40 auf den Transformatorenkern 2 bewegt werden können. Derartige Ausrichttische sind grundsätzlich bekannt, sie können beispielsweise auf mechanischen Anschlägen und/oder einer optischen Bilderfassung und entsprechenden Positioniermitteln beruhen.
Die Aufnahmestapel 50. 1... 1 2 und die Ausrichttische 5 1 , 52, 53 sind jeweils wie folgt einem der Greifer 20, 30, 40 zugeordnet: Greifer Aufnahmestapel Ausrichttisch Bleche
20 50. 1 ...4 5 1 Schenkel
30 50.5...8 52 Schenkel
40 50.9... 1 2 53 Joch
Die Ausrichttische 5 1 , 52 für die Schenkelbleche befinden sich dabei zwischen den entsprechenden Ablagestapeln 50. 1 ...4, 50.5...8 und dem Transformatorenkern 2, der Ausrichttisch 53 für die Jochbleche befindet sich bezüglich des Transformatorenkerns 2 hinter den entsprechenden Ablagestapeln 50.9...1 2. Die Orientierung der Halteflächen der Greifer 20, 30, 40 ist jeweils der Orientierung der zu transportierenden Bleche 3 angepasst, d. h. die Längsrichtung der Halteflächen der Greifer 20, 30 für die Schenkelbleche steht senkrecht zur Längsrichtung der Haltefläche des Greifers 40 für die Jochbleche. Der letztgenannte Greifer 40 ist an der mittleren Brücke 1 2 angeordnet, die beiden anderen Greifer 20, 30 an den äusseren Brücken 1 1 , 13.
Die Bleche 3 sind auf den Ablagestapeln 50. 1 ... 1 2 gerichtet abgelegt, d. h. die Bleche 3 sind derart aufeinander gestapelt, dass sie bzw. daran angeordnete Positionierungslöcher genau fluchten. Bevor ein erstes Blech 3 entnommen wird, wird die genaue Position (automatisch oder manuell) ermittelt. Dazu kann beispielsweise ein von einer a m jeweiligen Greifer 20, 30, 40 angeordneten Laserlichtquelle e zeugter Laserpunkt manuell an einen vorgegebenen Ort auf dem obersten Blech 3, z. B. zu einem Positionierungsloch bewegt werden. Dieser Vorgang kann für einen zweiten Ort wiederholt werden. Anschliessend ist die Position des Blechstapels präzise bekannt und kann im Lauf des weiteren Verfahrens genutzt werden. Die Laserlichtquelle kann gleichzeitig auch zur Bestimmung eines Abstands zwischen dem Greifer und einem darunterliegenden Sta pel verwendet werden. Zusätzlich kann für Steuerzwecke der Stapel mittels einer am Greifer angeordneten Kamera auch optisch erfasst werden. Mittels des Portals 1 und der daran angeordneten Greifer 20, 30, 40 lassen sich dann einzelne Bleche 3 automatisch den Ablagestapeln 50.1...1 2 entnehmen und positionsgenau transportieren und auf den Transformatorenkern 2, welcher aus mehreren Ablagestapeln gebildet ist, ablegen. Bei Bedarf kann ein Blech 3 vom Greifer 20, 30, 40 auf dem entsprechenden Ausrichttisch 51 , 52, 53 abgelegt, dort korrekt positioniert, wiederum vom entsprechenden Greifer 20, 30, 40 erfasst und zum Transformatorenkern 2 transportiert werden.
Die Figur 2A ist eine schematische Schrägansicht eines Greifers zum Ergreifen eines Blechs. Die Figur 2B ist ein Ausschnitt aus der Figu 2A, welcher die Sauggreifer und die Positionierungsstifte zeigt. Die Figur 2C ist eine schematische Seitenansicht zweier Sauggreifer und eines Positionierungsstifts.
Der Greifer 20 umfasst eine Tragstruktur 2 1 , welche in der Darstellung rahmenartig angedeutet ist. Die Tragstruktur 2 1 ist mit dem am Portal gelagerten Schlitten in an sich bekannter Weise verbunden. Auf der Unterseite der Tragstruktur 2 1 ist eine Reihe von Sauggreifern angeordnet. In den Figuren 2, 4, 5 und 6 sind zugunsten einer verbesserten Übersichtlichkeit jeweils nur einige dieser Sauggreifer dargestellt, bei einer tatsächlichen Ausführung sind eine Reihe weiterer Sauggreifer vorhanden, damit die Bleche 3 zuverlässig erfasst und gehalten werden können. Ein typischer Greifer weist beispielsweise ca. 40 Sauggreifer auf. Die Sauggreifer definieren eine Halteebene. Die Sauggreifer bzw. eine Teilmenge der Sauggreifer, insbesondere in äusseren Abschnitten des Greifers, können einzeln oder in Gruppen hinter eine Halteebene zurück verfahren werden, um zu verhindern, dass sie beim Handling kleinerer Bleche 3 mit anderen Strukturen kollidieren, wie z. B. den Flanschen von Spanneisen im Bereich des aufzubauenden Transformatorenkerns. Der entsprechende Hub kann ca. 100 - 400 mm betragen. Ebenfalls können die Sauggreifer einzeln oder in Gruppen in der Halteebene verschiebbar angeordnet sein, damit der Greifer auf einfache Weise der Kontur der zu transportierenden Bleche angepasst werden kann.
In der vereinfachten Darstellung gemäss den Figuren 2A-C sind vier Sauggreifer 22. 1...22.4 dargestellt, die in einer Reihe entlang einer Mittel-Längsachse des Greifers 20 (und damit des zu transportierenden Blechs 3) angeordnet sind. Zwischen jeweils zwei der Sauggreifer 22.1 , 22.2 bzw. 22.3, 22.4 ist ein Positionierungsstift 60. 1 , 60.2 in einer Richtung senkrecht zur Halteebene beweglich gelagert. Dieser weist wie nachfolgend beschrieben einen Innenstift auf, welcher in Positionierungslöcher 3a von Blechen 3 eines Blechstapels eindringen kann. Zur Anpassung an verschiedene Blechgeometrien können auch die Positionierungsstifte 60. 1 , 60.2 zusammen mit den unmittelbar benachbarten Sauggreifern 22. 1 , 22.2 bzw. 22.3, 22.4 entlang der Längsachse des Greifers 20 verfahren werden.
Die Figuren 3A, 3B zeigen einen Querschnitt und eine Seitenansicht des Positionierungsstifts 60. Dieser umfasst ein im Wesentlichen zylindrisches Gehäuse 6 1 , in welchem ein Innenstift 63 verschiebbar gelagert ist. Das Gehäuse 61 bildet einen zylindrischen Schaft 62 mit einem Aussendurchmesser von knapp 16 mm, der ebenfalls zylindrische Innenstift weist einen Aussendurchmesser von 3 mm auf. An seinem distalen Ende, wo der Innenstift 63 austritt, verjüngt sich der Schaft 62 in einem konischen Abschnitt 62a. Der Innenstift 63 ist an seinem freien (distalen) Ende 63a abgerundet. Der Innenstift 63 wird von einer Schraubenfeder 64 in seine ausgefahrene Stellung gedrückt. Bei einer einwirkenden axialen Kraft lässt er sich ungefähr zur Hälfte in das Gehäuse 61 hinein verfahren. Fällt die axiale Kraft weg, bewegt er sich aufgrund der Wirkung der Schraubenfeder 64 wieder in seine ausgefahrene Position. Diese wird durch einen Anschlag 63b am Innenstift 63 definiert, welcher mit einer Anschlagfläche am Gehäuse 61 zusammenwirkt. Eine axiale Bewegung des Anschlags 63b relativ zum Gehäuse wird zudem von einem optischen, elektrischen oder mechanischen Sensor 65 detektiert und an eine Steuerung übermittelt.
Die Figur 4A zeigt eine schematische Schrägansicht des Greifers beim Abschütteln anhaftender Bleche, die Figur 4B einen Ausschnitt aus der Figur 4A mit den Sauggreifern und den Positionierungsstiften. Die Figur 4C ist eine schematische Seitenansicht zweier Sauggreifer und eines Positionierungsstifts beim Abschütteln.
Am Greifer 20 ist ein Blechdickenmessgerät mit einem Sensor angeordnet (nicht dargestellt). Mit diesem lässt sich beim Aufnehmen eines Blechs vom Aufnahmestapel nach dem Anheben der Sauggreifer 22.1...4 feststellen, ob diese ein einzelnes Blech 3 halten oder ob am direkt gehaltenen Blech 3 eines oder mehrere weitere Bleche 3' anhaften. Wird dies festgestellt, wird der Greifer 20 soweit angehoben, dass sich die Halteebene in einem vorgegebenen Abstand d zum obersten Blech auf dem Aufnahmestapel befindet. Die Positionierungsstifte 60.1 , 60.2 sind dann so angeordnet, dass der Innenstift 63 in die Positionierungslöcher 3a der obersten Bleche 3" auf dem Aufnahmestapel eindringt. Eine Eindringtiefe beträgt im Idealfall ca. 2 mm, was 6 Blechen entspricht.
Als nächstes werden die Sauggreifer 22.1 ...4 mit einem Hub h von beispielsweise 30 mm und einer vorgebbaren Frequenz von beispielsweise 5 Hz auf und ab bewegt, wobei die Betätigung der Sa uggreifer 22. 1 ...4 gleichzeitig oder versetzt erfolgen kann. Es können auch abwechselnd verschiedene Bewegungsmuster gefahren werden. Der Hub h wird durch einen pneumatischen Zylinder erzeugt.
Aufgrund der mechanischen Einwirkung werden die unten am direkt ergriffenen Blech 3 aufgrund Adhäsion, Kohäsion, bereichsweisem Unterdruck, elektrostatischen oder magnetischen Kräften anhaftenden weiteren Bleche 3' abgeschüttelt und fallen auf den Aufnahmestapel zurück. Die Innenstifte der Positionierungsstifte 60. 1 , 60.2 sorgen dafür, dass die weiteren Bleche 3' positionsgenau auf den Aufnahmestapel zurückfallen und dass auch die Bleche 3" auf dem Aufnahmestapel ihre genaue Position behalten.
Es hat sich gezeigt, dass zurückgefallene Bleche weniger gut an den darunterliegenden Blechen anhaften als solche, die bereits seit längerer Zeit aufgrund des Gewichts der darauf liegenden Bleche an den Aufnahmestapel angedrückt worden sind. Es besteht somit eine grosse Wahrscheinlichkeit, dass bei der Aufnahme des darauffolgenden Bleches (und gegebenenfalls weiterer Bleche) kein Abschütteln notwendig ist.
Die Figuren 5A und 5B zeigen eine schematische Schrägansicht und Seitenansicht der Sa uggreifer und eines Positionierungsstifts beim Zentrieren eines obersten Abschnitts eines Blechstapels.
Ein am Greifer positionsgenau gehaltenes Blech 3 wird wie folgt a uf dem Ablagesta pel (welcher einen Teil des zu bildenden Transformatorenkerns darstellt) abgelegt: Zunächst wird der Greifer mit dem Blech 3 mit Hilfe des Portals an die Ablageposition verfa hren. Der Greifer mit dem Blech 3 wird dann abgesenkt, bis das Blech den Aufnahmestapel erreicht. Mit den Sauggreifern 22.1...4 wird ein gewisser Anpressdruck auf das Blech 3 ausgeübt. Dadurch wird insbesondere zwischen den Blechen verbleibende Luft seitlich herausgepresst. Die Positionierungsstifte 60. 1 , 60.2 werden nach unten verfahren, bis der Innenstift 63 von den Positionierungslöchern des abzulegenden Blechs 3 sowie der weiteren Bleche 3" des Aufnahmestapels aufgenommen ist.
Um eine Beeinträchtigung benachbarter Aufnahmestapel des Transformatorenkerns zu vermeiden, können nun an Auslegern am Greifer angeordnete Niederhalter auf die benachbarten Aufnahmestapel abgesenkt werden. Der Unterdruck an den Sauggreifern 22. 1...4 wird nun ausgeschaltet, so dass die Sauggreifer 22.1...4 mit dem Greifer um eine gewisse Distanz nach oben verfahren werden können, während das Blech 3 auf dem Aufnahmestapel liegen bleibt. Gleichzeitig werden die Positionierungsstifte 60.1 , 60.2 durch eine entsprechende Relativbewegung der diese tragenden Zylinder nach unten verfahren, so dass zunächst die Innenstifte 63 weiterhin die Positionierungsöffnungen 3a der obersten Bleche 3, 3" des Aufnahmestapels durchdringen. Die Positionierungsstifte 60. 1 , 60.2 werden dann weiter abgesenkt, so dass der konische Abschnitt 62a in Kontakt mit den Positionierungsöffnungen 3a gelangt. Schliesslich wird der unterste Abschnitt des Schafts 62 in die Positionierungsöffnungen 3a der obersten Bleche 3, 3" eingeführt. Dadurch wird eine präzise Ausrichtung dieser Bleche aufeinander erreicht. Diese präzise Ausrichtung wird mehrfach wieder hergestellt, jeweils beim Ablegen eines weiteren Blechs. Anschliessend können die Positionierungsstifte zurückgezogen werden.
Beim Legen des Kerns ist zunächst ein Spanneisen auf dem schwenkbaren Tisch angeordnet, die untersten Bleche lassen sich nicht mit dem Pin zentrieren, also gehen sie auf den Ausrichttisch, um eine klar definierte Lage zu erhalten.
Die Figur 6A ist eine schematische Schrägansicht der Detektion fehlpositionierter Bleche, die Figur 6B zeigt einen Ausschnitt aus der Figur 6A. Bei der Annäherung des Greifers an den Aufnahmestapel ist der Positionierungsstift 60 .1 relativ zu den Sauggreifern 22. 1 , 22.2 derart positioniert, dass der Innenstift 63 über die Halteebene hervor ragt. Bei korrekt ausgerichteten Blechen a uf dem Aufnahmestapel kann der Innenstift 63 ungehindert in die miteinander fluchtenden Positionierungsöffnungen der Bleche 3, 3', 3" eindringen. Falls eine Fehlpositionierung vorliegt, wie in dem in den Figuren 6A, 6B gezeigten Fall, stösst jedoch der Innenstift 63 an einem der falsch positionierten Bleche 3' an und wird beim weiteren Absenken des Greifers zurück in den Schaft 62 geschoben. Dies wird - wie weiter oben beschrieben - vom Sensor 65 detektiert und an eine Steuereinheit übermittelt.
In der Folge können die notwendigen Massnahmen ergriffen werden. Beispielsweise kann das Blech 3 mit dem Greifer aufgenommen, dann a ber nicht unmittelbar zum entsprechenden Ablagestapel, sondern zunächst auf einen Ausrichttisch gefahren werden, wo dann vor dem erneuten Aufnehmen durch den Greifer die korrekte Positionierung hergestellt wird.
In einem untersten Bereich des Aufnahmestapels wird der Innenstift 63 auch bei korrekt auf dem Aufnahmestapel positionierten Blechen zurückgeschoben, weil er mit dem Untergrund in Kontakt kommt. Dies kann aber anhand der bekannten Vertikalposition des Greifers ohne weiteres erkannt werden, so dass nur dann eine Korrekturanweisung erfolgt, wenn der Kontakt mit einem oberhalb des Untergrunds befindlichen Blech festgestellt wird.
Die Figur 7 ist eine schematische Schrägansicht der Erzeugung eines Klebepunkts. An der Unterseite des Greifers ist ein Stempel 70 angeordnet, welcher eine stirnseitige Stempelfläche und eine Zuführeinrichtung für eine Klebeflüssigkeit umfasst. Der Stempel 70 kommt beim Ablegen eines Blechs 3 auf den Aufna hmestapel mit der Blechoberseite in Kontakt und erzeugt durch Abgabe einer bestimmten Menge der Klebeflüssigkeit den Klebepunkt 7 1 . Seine Höhe beträgt max. 1 μηι. Beim Auflegen und Andrücken des nächsten Blechs haftet dieses am Klebepunkt 7 1 an und wird dadurch an einer Relativbewegung zum darunterliegenden Blech gehindert. Anstelle eines einzigen können mehrere Klebepunkte erzeugt werden.
Als Klebeflüssigkeit geeignet ist beispielsweise Vaseline. Diese verhindert zuverlässig ein Weggleiten des obersten Blechs und ist verträglich mit gängigen Transformatorenölen. Die Erzeugung eines Klebepunkts ist besonders dann von grossem N utzen, wenn keine Positionierungslöcher vorhanden sind und eine Sicherung mittels eines Positionierungsstifts deshalb nicht möglich ist.
Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. So können zusätzliche oder andersartige Elemente vorgesehen sein, um ein Verrutschen des Aufnahmestapels und oder des Ablagestapels beim Aufnehmen bzw. Ablegen von Blechen zu verhindern. Falls Bleche ohne Positionierungslöcher gehandhabt werden, kann eine Ausrichtung auf einem jeweiligen Ausrichttisch zwingend vorgesehen sein. Falls Positionierungslöcher vorhanden sind, kann die Zahl der Ausrichttische reduziert werden, wobei dara uf zu achten ist, dass alle Greifer Zugriff a uf den Ausrichttisch haben sollten.
Generell kann das Layout der Anlage, inklusive Anordnung der Aufna hmestapel, des aufzubauenden Transformatorenkerns, der Ausrichttische und der Greifer am Portal, vom gezeigten Beispiel unterschiedlich sein.
Zusammenfassend ist festzustellen, dass die Erfindung eine Anlage und ein Verfahren zum automatischen Ablegen von Blechen auf einen Ablagestapel zur Herstellung von Transformatorenkernen schafft, welche einen effizienten und flexiblen positionsgenauen Transport der Transformatorenbleche ermöglichen.

Claims

Patentansprüche
Anlage zum a utomatischen Ablegen von Blechen auf einen Ablagestapel zu r Herstellung von Transformatorenkernen, umfassend eine Transportvorrichtung zum positionsgenauen Transportieren von einzelnen, a uf einem Aufnahmesta pel gerichtet gestapelten Blechen a uf den Ablagestapel, wobei die Transportvorrichtung einen Greifer zum Ergreifen eines obersten Blechs auf dem Aufnahmesta pel, zum Halten des Blechs während des Transports und zum Ablegen des Blechs auf den Ablagestapel umfasst, gekennzeichnet durch am Greifer angeordnete Elemente zur Beibehaltung einer Positionierung gestapelter Bleche auf dem Aufnahmesta pel und/oder auf dem Ablagestapel.
Anlage nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente mindestens einen Positionierungsstift zur Zusammenwirkung mit einem Positionierungsloch in den abzulegenden Blechen umfassen.
Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Positionierungsstift einen Schaft und einen im Schaft beweglich gelagerten Innenstift aufweist.
Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenstift durch Federmittel in eine relativ zum Schaft ausgefahrene Position vorgespannt ist.
Anlage nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaft und der Innenstift jeweils einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen und dass ein Aussendurchmesser des Schafts mindestens das Dreifache, bevorzugt mindestens das Fünffache, eines Aussendurchmessers des Innenstifts beträgt.
Anlage nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadu rch gekennzeichnet, dass am Positionierungsstift ein Sensor zur Erkennung eines Zurückstossens des Innenstifts relativ zum Schaft angeordnet ist.
7. Anlage nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Greifer mindestens zwei Positionierungsstifte aufweist, welche an einem entlang einer Längsausdehnung des Greifers verfahrbaren Element angeordnet sind.
8. Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass am verfahrbaren Element eine Laserquelle angeordnet ist, welche auf einem parallel zur Halteebene angeordneten Blech einen Lichtpunkt erzeugt, wobei der Lichtpunkt derart erzeugt wird, dass er mit einem Positionierungsloch des Blechs fluchtet, wenn eine korrekte Positionierung des entsprechenden Positionierungsstifts erreicht ist.
9. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Greifer mehrere Sauggreifer zum Erfassen und Halten des Blechs aufweist.
10. Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der mehreren Sauggreifer senkrecht zu einer Halteebene des Greifers mit einem ersten Hub in eine Bereitschaftsposition hinter die Halteebene verfahrbar ist.
1 1 . Anlage nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der mehreren Sauggreifer senkrecht zu einer Halteebene des Greifers mit einem zweiten Hub hin und her bewegba r ist, so dass sich eine Schüttelbewegung des erfassten Blechs ergibt.
1 2. Anlage nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine der mehreren Sauggreifer an einem Hubzylinder angeordnet ist, wobei der Hubzylinder einen oberen Anschlag aufweist und der Sauggreifer derart hin und her bewegt wird, dass er bei Erreichen des zweiten Hubs am Anschlag anschlägt, so dass sich ein Schlag ergibt.
1 3. Anlage nach Anspruch 1 1 oder 1 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Betätigung mehrerer hin und her bewegbarer Sauggreifer unabhängig voneinander steuerbar ist.
14. Anlage nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Sauggreifer am Greifer in der Halteebene verschiebbar ist.
1 5. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 1 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Greifer ein Blechdickenmessgerät mit einem Sensor zur Feststellung einer Anzahl am Greifer anhaftender Bleche a ufweist.
1 6. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 1 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Greifer eine Kamera zur optischen Erfassung des Stapels umfasst.
1 7. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Greifer einen absenkba ren Niederhalter umfasst, welcher beim Ablegen des Blechs auf den Ablagestapel auf einen benachbarten Stapel absenkba r ist, um eine Position von Blechen auf diesem benachbarten Stapel zu sichern.
1 8. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente mindestens eine Vorrichtung zu m Erzeugen eines Klebepunkts auf einem in einer Haltestellung bezüglich des Greifers befindlichen Blech umfassen.
1 9. Anlage nach Anspruch 1 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung als Kleberapplikator ausgebildet ist.
20. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportvorrichtung ein Portal, insbesondere ein Flächenportal, umfasst, an welchem der Greifer verfahrbar gelagert ist, wobei das Portal einen Arbeitsbereich erfasst, welcher den Aufnahmestapel und einen Aufbaubereich zum Aufbau des Transformatorenkerns umfasst.
2 1 . Anlage nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Greifer am Portal vertikal verfahrbar gelagert ist.
22. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 2 1 , gekennzeichnet durch mindestens zwei Greifer, wobei ein erster der mindestens zwei Greifer für das Ergreifen von Jochblechen und ein zweiter der mindestens zwei Greifer für das Ergreifen von Schenkelblechen dimensioniert ist.
23. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 22, gekennzeichnet durch einen Ausrichttisch zum Positionieren von Blechen, wobei der Greifer Bleche auf dem Ausrichttisch ablegen und vom Ausrichttisch aufnehmen kann.
24. Verfahren zum a utomatischen Ablegen von Blechen auf einen Ablagestapel zur Herstellung von Transformatorenkernen, wobei die Bleche einzeln von einem Aufnahmestapel gerichtet gestapelter Bleche entnommen, positionsgenau transportiert und auf den Ablagesta pel abgelegt werden, dadurch gekennzeichnet, dass beim Entnehmen und/oder Ablegen auf dem Aufnahme- bzw. Ablagestapel unter dem entnommenen bzw. abgelegten Blech befindliche Bleche zur Beibehaltung von deren Positionierung temporär fixiert werden.
25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Entnehmen des Blechs durch einen Sensor festgestellt wird, ob am erfassten Blech weitere Bleche anhaften und dass das erfasste Blech durch eine Greifvorrichtung geschüttelt wird, falls das Anhaften weiterer Bleche festgestellt wird.
26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass beim Schütteln ein Positionierungsstift Positionierungslöcher im erfassten Blech, in den abzuschüttelnden Blechen und in Blechen auf dem Aufnahmestapel durchdringt.
27. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass beim Ablegen des Blechs auf den Ablagestapel ein Positionierungsstift temporär in Positionierungslöcher im abzulegenden Blech und in Blechen auf dem Ablagestapel verfahren wird.
28. Verfahren nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anstossen eines im Positionierungsstift beweglich gelagerten Innenstifts detektiert wird, um eine Fehlschichtung eines Stapels festzustellen.
29. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass das Blech bei festgestellter Fehlschichtung auf einen Ausrichttisch abgelegt, auf dem Ausrichttisch positioniert und wieder aufgenommen wird.
30. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass beim Ablegen des Blechs auf den Ablagestapel auf einer Oberseite des abgelegten Blechs ein Klebepunkt erzeugt wird.
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