WO2018177790A1 - Vorrichtung und verfahren zum entnehmen eines werkstückteils aus einem restwerkstück - Google Patents

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WO2018177790A1
WO2018177790A1 PCT/EP2018/056884 EP2018056884W WO2018177790A1 WO 2018177790 A1 WO2018177790 A1 WO 2018177790A1 EP 2018056884 W EP2018056884 W EP 2018056884W WO 2018177790 A1 WO2018177790 A1 WO 2018177790A1
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WO
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workpiece
workpiece part
contact
contact element
holding device
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PCT/EP2018/056884
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Magnus Deiss
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Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D43/00Feeding, 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
    • B21D43/28Associations of cutting devices therewith
    • B21D43/287Devices for handling sheet or strip material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D28/00Shaping by press-cutting; Perforating
    • B21D28/02Punching blanks or articles with or without obtaining scrap; Notching
    • B21D28/06Making more than one part out of the same blank; Scrapless working
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D45/00Ejecting or stripping-off devices arranged in machines or tools dealt with in this subclass
    • B21D45/003Ejecting or stripping-off devices arranged in machines or tools dealt with in this subclass in punching machines or punching tools

Definitions

  • the present invention relates to a device for removing an electrically conductive workpiece part from an electrically conductive remnant workpiece, comprising: a holding device which can be moved in a removal direction and which is arranged between a fixing state for fixing the workpiece part to the workpiece
  • Holding device and a release state for releasing the workpiece part of the holding device is switchable, wherein the holding device at least one electrically conductive first contact element for contacting the workpiece part at least a first contact point, in particular a plurality of electrically conductive and electrically conductively interconnected first contact elements for contacting the workpiece part at a plurality of first contact points, and wherein the holding device has at least one electrically conductive second contact element for contacting the workpiece part at at least one second contact point, in particular a plurality of electrically conductive and electrically conductive second contact elements for contacting the workpiece part to a plurality of second contact points, comprising.
  • the invention also relates to an associated method for removing a workpiece part from a remnant workpiece.
  • the workpiece from which the workpiece part and the remainder workpiece are formed are typically plate-like electrically conductive components, for example sheets.
  • a device for mutual separation of two workpiece parts of a plate-like workpiece has become known, one of which forms a removal part and the other a remaining part.
  • the device comprises a workpiece support which defines a storage plane.
  • a lifting device On one side of the storage level is a lifting device, on the opposite side of the storage level, a counter-holder is arranged in a
  • Fixation state and in a release state can be transferred.
  • the removal part acted on by the lifting device on the one hand and supported by the counter support by means of the lifting device can be moved perpendicular to the storage plane relative to the remainder part with a removal movement in a lifting direction.
  • Damage to the workpiece part to be removed and optionally the device used to remove the workpiece part are damage to the workpiece part to be removed and optionally the device used to remove the workpiece part.
  • Workpiece part is fixed to a magazine or the like on the holding device, which may for example comprise one or more suction pads.
  • a device for detecting the material on the surface of flat objects on a stack, for example of printing plates has become known, which may be integrated in a lifting device with suction organs for printing plates.
  • the surface is contacted with sensor electrodes and a measuring current is passed through the surface. Due to the
  • the material surfaces that can be distinguished in this way may be, for example, paper on a printing plate or a printing plate.
  • DE 101 44 048 A1 describes a device for handling coverslips for slides, which has a base block in which at least two receiving means are provided. Between the two receiving means may be provided in the base block, a sensor which detects the presence or the state of a recorded coverslip.
  • the sensor can be designed as a capacitive sensor.
  • JPH04-293250A a substrate holder for a wafer has become known, in which two capacitive thin-film sensors are embedded in a trench for holding the wafer.
  • US 6,024,393 a sheet for handling a semiconductor substrate is described, in which at least one capacitive sensor is embedded.
  • the invention has for its object to provide an apparatus and a method which improve the process reliability in the removal of a workpiece part from a remnant workpiece.
  • a device of the type mentioned wherein the device comprises a sensor device which is formed, based on the first and second contact elements in a first test state the complete separation of the workpiece part of the remainder workpiece and in a second test state, the fixation of Workpiece part at the
  • the sensor device of the device according to the invention makes it possible to check, in a first test state, whether the workpiece part has been completely separated from the remainder workpiece or whether it is still in contact with the remainder workpiece.
  • Remaining workpiece On the basis of the contact elements can be checked whether an electrical connection between the workpiece part and the remaining workpiece exists or not. The examination of whether the workpiece part has been completely separated from the remainder of the workpiece is typically done when the workpiece part in a
  • Removal movement in the removal direction from the workpiece level has been moved so far out that it is above the surface of the remainder workpiece.
  • the second test state of the sensor device is typically used when the workpiece part in a removal movement in the removal direction from the
  • Workpiece part is fixed to the holding device, it can be checked whether the at least one first and the at least one second contact element are electrically connected to each other via the workpiece part.
  • the sensor device is designed, in the first test state, an electrical resistance between the at least one first and / or to determine the at least one second contact element on the one hand and a reference potential on the other hand.
  • the determination of the electrical resistance by means of known measuring methods by connecting the
  • the residual workpiece can be kept at a reference potential, for example, the ground potential of the.
  • ground potential applied voltage is a closed circuit, and there is a very low electrical resistance between the
  • the device according to the invention can each have a plurality of first and second
  • the sensor device is also designed to, in the second test state, an electrical resistance between at least one first
  • a voltage is applied by means of the sensor device in a second test state applied between the first and the second contact element and determines an electrical resistance between the contact elements. If in each case a plurality of first and second contact elements present, then an electric
  • interconnected second contact elements If the workpiece part is fixed to the holding device, then at least one first contact element contacts the workpiece part at a first contact point and at least one second contact element contacts the workpiece part at a second contact point, so that the first and second contact elements are electrically conductively connected via the workpiece part. Accordingly, when the workpiece part is fixed to the holding device, a lower electrical resistance is measured between the first and second contact elements than in the case where the workpiece part is no longer fixed to the holding device. In the latter case, there is no electrical contact between the first and second contact elements and the electrical resistance is practically at infinity.
  • the holding device has a plurality of
  • Holding elements for fixing the workpiece part wherein the holding elements between a fixing state for fixing the workpiece part and a
  • Release state for releasing the workpiece part can be switched.
  • Retaining members are spaced apart on the retainer, typically in a regular array, e.g. in a
  • the retaining elements are designed as suction pads.
  • the fixing state is achieved by the application of a vacuum or by a negative pressure, through which the workpiece part is held on the suction pad.
  • suction pads with passive flow valves the detection of whether the workpiece part is fixed to the suction pad, not on the vacuum or via a vacuum generator is possible because in such
  • the at least one first contact element and / or the at least one second contact element are formed on the holding elements.
  • individual or all holding elements for example in the form of the suction grippers, consist of an electrically conductive material, at least on one side, which is brought into contact with the workpiece part or the remaining workpiece.
  • folded suction cups of the suction grippers which serve for contacting the workpiece part or the remaining workpiece, may be formed from an electrically conductive plastic.
  • Rust layer is usually not electrically conductive.
  • first contact element (s) and / or the second contact element (s) are / are arranged between the holding elements.
  • the first and the second can also be used
  • Contact elements may be arranged in a regular arrangement or in a grid on the holding device. Since holding elements in the form of suction pads, at least on the inlet side at which the fixation or the suction takes place, have a substantially circular geometry, sufficient space is generally available between the suction pads in order to arrange contact elements between the suction pads.
  • first contact elements alternate with the second in at least one direction perpendicular to the removal direction Contact elements.
  • the holding device or the holding elements are typically integrated in a substantially plate-shaped housing, which extends in a plane perpendicular to the removal direction. In at least one direction in this plane, the first and second contact elements alternate. If the holding elements are arranged in a grid, one holding element can be arranged in each case in one or both directions of the grid between a first contact element and a second contact element. It is understood that the contact elements do not necessarily have to alternate in more than one direction in order to carry out the tests described above. However, the distance between the first and second contact elements or
  • first contact elements and / or the second contact elements have resilient contact pins for contacting the first contact elements and / or the second contact elements
  • the holding device has a rigid attachment, e.g. in the form of a plane bearing surface, in the holes for the
  • the contact pins of the first and the second contact elements are typically with its free end on the plane contact surface over and are pressed when the workpiece part or the residual workpiece presses against the plane bearing surface, wherein the electrical contact is made.
  • Contact pins makes it possible, with suitable dimensioning, in foiled or laminated sheets to easily scratch the foil or rust layer and in this way to make electrical contact with the underlying sheet metal.
  • first contact elements and the second contact elements are each electrically conductively connected to one another via strip conductors of the same circuit board. It is understood that the interconnects, which electrically conductively connect the first contact elements, and the interconnects, which connect the second contact elements in an electrically conductive manner, are not in electrically conductive connection with one another.
  • the contact elements are fixed in this case to the circuit board and can be arranged in a relatively small distance from each other.
  • the first and second electrically conductive components are electrically isolated from each other.
  • the two components may be formed, for example, as electrically conductive perforated plates, in which the or the contact elements are screwed.
  • second contact elements which are fastened to the second perforated plate can be guided through the first perforated plate via an electrically insulating spacer (electrically insulated).
  • the device comprises at least one lifting device for removing the workpiece part from the
  • Remaining workpiece is movable in the removal direction, wherein the workpiece part is received at least during a portion of the removal between the at least one lifting device and the holding device.
  • Lifting device engages on the side opposite the holding device on the workpiece part and serves to support or support the
  • the holding device serves as a counter-holder and makes it possible, the workpiece part in the movement in the removal direction between the
  • Lifting device and the holding device to store perpendicular to the workpiece level, so that it does not catch on the remainder of the workpiece during removal.
  • the lifting devices can, for example, in the form of lifting pins
  • Lifting devices are actuated such that the workpiece part is aligned parallel to the workpiece plane during the movement in the removal direction.
  • Another aspect of the invention relates to a processing machine for
  • a workpiece support which serves for supporting the workpiece during the separating machining, can also form a workpiece support of the device for removing workpiece parts from the remaining workpiece.
  • In the processing machine can a
  • Workpiece transfer device may be arranged, by means of which the remainder workpiece together with the freed workpiece part from a processing position of the processing machine for the separating machining of the workpiece to a
  • Unloading position of the device for removing the workpiece part can be moved.
  • Another aspect of the invention relates to a method for removing a workpiece part from a remnant workpiece, in particular by means of a device as described above, comprising: contacting the workpiece part at at least one first contact point by means of at least one first
  • the movement of the workpiece part in the removal direction can by means of the holding device, by means of a lifting device or by means of a combination of holding and
  • first test state an electrical voltage is typically applied between the at least one first and / or the at least one second contact element on the one hand and a reference potential on the other hand, and an electrical resistance between the at least one first and / or the at least one second Contact element and the reference potential determined.
  • second test state an electrical resistance between the first contact element and the second contact element is measured.
  • a plurality of first or second contact elements conductively connected to one another may be used.
  • the fixing of the workpiece part to the holding device can take place before or after the movement of the workpiece part in the removal direction. If that
  • the holding device also serves to move the workpiece in the
  • Resistance measurement in the second test state a lower resistance measured than in the event that the first and second contact elements are not electrically connected to each other via the workpiece part, so that it can be checked by means of the resistance measurement, whether the workpiece part on the Holding device is fixed.
  • Fig. 1 is a schematic representation of an example of a
  • FIG. 2 shows an illustration of a device for removing a workpiece part from a residual workpiece on the processing machine of FIG. 1, FIG.
  • Fig. 3a, b representations of the removal of a workpiece part from the remainder of the workpiece by means of a holding device having a plurality of first and second
  • Fig. 4 is an illustration of a printed circuit board, at the first and second
  • Fig. 1 shows a processing machine 1 for separating processing a
  • Workpiece 2 in the form of a sheet, which has a laser cutting device 3 as a machining tool.
  • the laser cutting device 3 has a
  • the laser cutting head 6 is relative to the gantry cross member 5 in the direction of double arrows 7, 8 movable. Via a light guide cable 49, the laser cutting head 6 is connected to a laser beam source in the form of a conventional solid-state laser 50.
  • the portal-like guide structure 4 engages over a two-part workpiece table 9, on which a sheet 2 is mounted before, during and after the cutting processing. By means of the laser cutting head 6 of the processing machine 1, the sheet 2 is processed by separating. In this case, the sheet 2 is mounted on the workpiece table 9. Slag formed during machining as well as dust and smoke are connected by a blower connected between the two parts of the workpiece table 9 below the processing area
  • Suction device e.g., a suction box, not shown
  • the sheet metal processing workpiece parts which have been cut free by means of the laser cutting head 6, separated from a likewise produced during sheet metal processing residual work (skeleton) and then from the
  • sheet metal movement unit 10 For the movement of the sheet 2 before, during and after its processing serves a highly schematically illustrated in Fig. 1 sheet metal movement unit 10.
  • the sheet-metal movement unit 10 comprises a rail 1 1, which by a not shown
  • Guide device is movably guided in the direction of a double arrow 12 and to which a sheet 2 can be fixed by means of clamping claws 13.
  • the sheet 2 can be moved by the sheet movement unit 10 in the direction of the double arrow 12.
  • This overlaid machining movements in the transverse direction of the double arrow 12 are performed by the laser cutting head 6 in the direction of the double arrow 7.
  • the laser cutting head 6 has an additional axis, the short high-dynamic movements of the laser cutting head 6 in the direction of
  • Double arrow 8 and thus in the direction of movement of the sheet-metal movement unit 10 allows.
  • the laser cutting head 6 cuts a workpiece part (not shown in FIG. 1) away from the residual grid (not shown in FIG. 1), which encloses the cut-free workpiece part. there are the workpiece part and the skeleton on the processing machine 1 each in a processing position.
  • the sheet-moving unit 10 transfers the now cut-free
  • Fig. 2 shows a device 16 for removing the workpiece part 14 from the
  • FIG. 2 shows only a single workpiece part 14 on the processed sheet 2, which is enclosed by the remaining workpiece 15 (skeleton).
  • the workpiece part 14 is removed from the remaining workpiece 15 before the workpiece part 14 from the
  • Remaining workpiece 15 remains here on the workpiece table 9 (see Fig. 1), before it is also removed after the removal of all workpiece parts from the vicinity of the processing machine 1.
  • a workpiece storage for the remaining workpiece 15 and the workpiece part 14 is a plate-like workpiece support 17 of the workpiece table 9.
  • the workpiece support 17 on its upper side with in Fig. 2 is not recognizable
  • the support points of the machined sheet 2 on the bristles or the rollers of the workpiece support 17 define a indicated in Fig. 2 Workpiece level 18 of the workpiece support 17.
  • the workpiece plane 18 is parallel to the plate main plane of the workpiece support 17.
  • the workpiece support 17 of the processing machine 1 in the illustrated example as a perforated plate with a plurality of
  • a lifting unit 20 above the workpiece support 17 a counter holding unit 21 of the device 16 is arranged.
  • the lifting unit 20 comprises two identical ones Lifting devices 22, 23, the counter-holding unit 21 two identical holding devices 24, 25th
  • the Aushebevoriquesen 22, 23 are by means of a lifting-movement unit 26 parallel to the storage level 18 at any point below the
  • the lifting movement unit 26 has a longitudinal rail 27, along which the
  • Lifting devices 22, 23 can move motor driven.
  • the longitudinal rail 27 on two perpendicular to the longitudinal rail 27 extending transverse rails 29, 30 of the lifting movement unit 26 can be moved.
  • the cross rails 29, 30 can be raised and lowered together with the longitudinal rail 27 and the guided by this lifting devices 22, 23 perpendicular to the workpiece support 17 and the workpiece plane 18 and lowered.
  • a holding device movement unit 31 comprises a longitudinal rail 32, along which the counter holders 24, 25 can be delivered in a motor-driven manner. Together with the counter-holders 24, 25, the longitudinal rail 32 is driven by motor along two transverse rails 33, 34 movable, which in turn are perpendicular to the longitudinal rail 32 and raised and lowered together with the longitudinal rail 32 and the guided thereon holding means 24, 25 in the vertical direction can be.
  • Processing machine 1 and the device 16 are designated in Figure 1 with x, y, z.
  • the holding device 24 has a box-like housing 36 with serving as a support body plan contact plate 37, the is provided with a plurality of holes 38.
  • the holes 38 receive holding elements in the form of suction pads 39, which have perpendicular to the contact plate 37 elastically deformable Saugermanschetten 40.
  • Fig. 3a, b are two Saugermanschetten 40 of the suction pads 39 on the workpiece part 14, while two of the suction pads 39, which do not rest on the remaining workpiece 15, projecting relative to the contact plate 37.
  • a suction chamber (not shown) in the interior of each suction cup sleeve 40 can be connected to a vacuum generator via a switchable valve.
  • the valves are open, i. There is a connection between the suction chambers of the suction pads 39 and the vacuum generator, so that this air over the
  • Suction chambers can suck. If the inlet side of Saugermanschette 40 of a suction pad 39 is open and the vacuum generator is turned on, the valve in question is closed and interrupted the first existing flow connection between the respective suction chamber and the vacuum generator. If the inlet side of the nipple sleeve 40 of a suction gripper 39 is closed by the workpiece part 14 or the remaining workpiece 15, a negative pressure is applied when the vacuum generator is switched on at the relevant suction space. There is no appreciable air flow in the direction of the vacuum generator, so that the valve remains open and can build on the suction pads 39, a holding force. If the open or closed state of the valve is not monitored, it can not be discriminated from the vacuum generator whether the inlet side of the nipple sleeve 40 is open or closed.
  • Moving unit 26 are connected.
  • Aushebegeophuses 46 In the interior of the Aushebegeophuses 46 is a plurality of conventional and not shown in detail in the figures pneumatic piston-cylinder units, each with a double-acting Cylinder housed. Connected to each of the pistons is a lifting device in the form of a lifting pin 47.
  • the piston-cylinder units inside the Aushebegeophuses 46 are separately controllable and can be connected independently with a pressure source not shown in detail. By actuating the piston-cylinder units, the lifting pins 47 in the vertical direction from the
  • Lifting housing 46 extended or moved back into the Aushebegefelduse 46.
  • the cross section of the lifting pins 47 may not exceed the cross section of
  • Passage openings 19 on the workpiece support 17 correspond.
  • the cross section of the lifting pins 47 is smaller than the cross section of the passage openings 19th
  • Coordinate system of the processing machine 1 can be delivered.
  • the position which the workpiece part 14 occupies in the coordinate system of the numerical control of the machine assembly 1 is defined.
  • the lift-out unit 26 is numerically controlled below the
  • Workpiece support 17 is actuated such that the lifting device 22 a
  • Lifting device 22 and the opposite holding device 24 show.
  • the workpiece support 17 is shown in FIGS. 3a, b not shown for the sake of simplicity.
  • the vacuum generator for the holding device 24 is initially switched off, the suction pads 39 on the holding device 24 are spaced from the workpiece part 14 and also from the likewise arranged in an unloading residual workpiece 15.
  • the suction pads 39 are therefore in one
  • the holding device 24 thus in a release state.
  • the holding device 24 is lowered by a corresponding vertical movement of the holding device movement unit 31 and thereby on the processed sheet 2 and on the workpiece part 14 and the
  • the sucker sleeves 40 are the
  • Suction gripper 39 compressed and consequently folded more and pushed back into the interior of the holes 38 on the abutment plate 37 of the holding device 24 until finally the abutment plate 37 of the holding device 24 touches on the sheet surface.
  • Lifting device 22 raised by a corresponding lifting movement of the lifting movement unit 26 in the position shown in FIG. 3a.
  • the extended lifting pins 47 are applied to the underside of the workpiece part 14.
  • the workpiece part 14 is now acted upon on its underside by the lifting device 22 in a removal direction Z and on its upper side through the
  • Holding device 24 more precisely supported by the contact plate 37, a large area in the removal direction Z.
  • the still inoperative state located suction pads 39 of the holding device 24 are located on the top of parallel to the workpiece plane 18 aligned workpiece part 14 with a resulting from their elastic deformation bias.
  • a control signal causes the lifting device 22 and the holding device 24 to move in synchronism with a picking-up movement in the picking-up movement unit 26 and the holding device moving unit 31 Removal direction Z are moved.
  • the finished part 14 which is initially arranged in the plane of the remaining workpiece 15, is removed from the remaining workpiece 15
  • Suction pad 39 a significant distance from the surface of the on the
  • the holding device 24 is thereby transferred from the release state into the fixing state, in which the workpiece part 14 is fixed or fixed to the holding device 24.
  • the lifting pins 47 which have previously acted on the workpiece part 14, withdrawn into the Aushebegetude 46 of the lifting device 23 and the lifting device 23 is moved by a corresponding lowering movement of the lifting-movement unit 26 in the position shown in FIG 3b lowered.
  • the holding device 24 then moves with the workpiece part 14 fixed thereto by means of the counter-holder movement unit 31 from the vicinity of the workpiece support 17.
  • the holding device 24 a first electrically conductive contact element 41 which is attached to a first electrically conductive member in the form of a first electrically conductive perforated plate 42, more precisely screwed into this.
  • the holding device 24 has a plurality of second electrically conductive contact elements 43, which are fastened to a second electrically conductive component in the form of a second perforated plate 44.
  • the second contact elements 43 are electrically isolated by means of spacers Holes in the first perforated plate 42 out.
  • the first orifice plate 42 and the second orifice plate 44 are spaced apart and electrically isolated from each other.
  • connection contacts of the two perforated plates 42, 44 are fed to a sensor device 45.
  • a first resistance measuring means W1 and a second resistance measuring means W2 are arranged in the sensor device 45.
  • Resistance measuring device W1 is used to determine a resistance R1 between the first and second contact elements 41, 43 on the one hand and a reference potential on the other hand, in the example shown, the ground potential M of the device 16 and the processing machine 1 in a first test state P1 of the sensor device 45th
  • the second resistance measuring device W2 is used to determine a resistance R2 between the first contact elements 41 and the second contact elements 43 in a second test state P2 of FIG
  • a first switch S1 is parallel to the second
  • Resistance measuring device W2 connected, a second switch S2 is connected in series with the first resistance measuring device W1 and to the first and to the second contact elements 41, 43.
  • the first contact element 41 and the second contact elements 43 have resilient contact pins 41 a, 43 a, with their free ends in each case at a first
  • the sensor device 45 makes it possible to check whether the workpiece part 14 has been completely separated from the remaining workpiece 15 or whether there is still an electrically conductive connection between the workpiece part 14 and the remaining workpiece 15. For this purpose, the sensor device 45 is operated in a first test state P1 shown in FIG. 3a, in which the first switch S1 is closed, so that the first contact element 41 and the second
  • Contact elements 43 are electrically conductively connected to each other.
  • the second switch S2 is also closed so that the electrical resistance R1 between the first and second contact elements 41, 43 on the one hand and the reference potential M on the other hand can be measured via the first resistance measuring device W1.
  • the reference potential M corresponds to Example shown, the potential of the remainder workpiece 15, which on the
  • the sensor device 45 also makes it possible to check whether the workpiece part 14 is actually fixed to the holding device 24 located in the fixing state.
  • the sensor device 45 is operated in a second test state P2, in which the first switch S1 and the second switch S2 are open, as shown in Fig. 3b.
  • the second resistance measuring device W2 determines the resistance R2 between the first contact element 41 and the second contact elements 43 at the corresponding first contact point K1 and the second contact points K2 with the workpiece part 14 are in contact, if this is fixed to the holding device 24.
  • the electrical resistance R2 that of the second Resistance measuring device W2 is measured, very small. If the workpiece part 14, however, is not fixed to the holding device 24, the first contact element 41 is electrically insulated from the second contact elements 43, so that the electrical
  • Resistor R2 which is measured by the second resistance measuring device W2, is very large or practically goes to infinity. If, during the test, it is detected that the workpiece part 14 is not fixed to the holding device 24, it is possible to try again, for example, the workpiece part 14 on the
  • Holding device 24 to fix.
  • the output of an error signal is possible.
  • the first contact element 41 alternates with the second contact elements 43 in the Y direction. If more contact elements 41, 43 are provided, then the first contact elements 41 and the second contact elements 43 also alternate in the X direction, wherein both the first
  • Contact elements 41 and the second contact elements 43 are arranged in a regular arrangement in the manner of a grid.
  • the removal device 16 has been described above with reference to a processing machine 1 with combined movement of the workpiece 2 and the laser cutting head 6.
  • the removal device can be used in an analogous manner also on a processing machine in which the workpiece rests during processing and is arranged for example on a web rest, which by means of a pallet changer in the
  • Processing area of the machine into and out of it is movable.
  • the removal device 16 is used to automate such a flying-optics machine, then this is possible without additional lifting device. To remove a workpiece part from the remaining workpiece is the
  • Holding device 24 is first placed in this case on the surface of the workpiece part 14 and then the vacuum generator of the holding device 24 is turned on. The holding device 24 is thereby transferred from the release state into the fixing state, in which the workpiece part 14 is fixed or fixed to the holding device 24. To fix the remaining workpiece 15 at the
  • Holding device 24 to prevent the holding elements 39 for example, as Active suction be executed whose opening state is variable by means of a control.
  • the holding device 24 may be adapted to the shape of the workpiece parts to be removed 14 that only in the region of
  • Workpiece part 14 holding elements 39 are arranged.
  • An abutment plate 37 is not necessary in this example.
  • FIG. 4 shows a plan view of the lower side of an alternative holding device 24 with suction grippers 39.
  • the first contact elements 41 and the second contact elements 43 are fastened on a common printed circuit board 54 in FIG. 4.
  • the first contact elements 41 are in this case electrically conductively connected to one another via first conductor tracks 51, while the second contact elements 43 are electrically conductively connected to one another via second conductor tracks 53, which are electrically insulated from the first conductor tracks 51, as shown in FIG. 4 by way of example only two rows of contact elements 41, 43 is shown.
  • the first contact elements 41 alternate with the second contact elements 43 only in the X direction, but not in the Y direction.
  • the attachment of the first and second contact elements 41, 43 on a common circuit board 54 allows the first and the second
  • Suction gripper 39 itself be designed as (first or second) contact elements.
  • the sucker sleeves 40 are made of an electrically conductive material, e.g. made of an electrically conductive plastic.
  • the suction grippers 39 can in this case be divided into two groups, which are each electrically conductively connected to each other to form the first and second contact elements 41, 43. It is understood that only the first
  • Contact elements 41 may be formed on the suction pads 39, while the second contact elements 43 are arranged between the suction pads 39, or vice versa.
  • the resilient contact pins 41 a, 43 a the tips of which can easily scrape the surface of the foil applied to the sheet 2 in a foiled sheet 2, so that an electrical contact is made, this is at the use of the suction pads 39 with the Saugermanschetten 40 plastic as contact elements not readily possible.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (16) zum Entnehmen eines elektrisch leitfähigen Werkstückteils (14) aus einem elektrisch leitfähigen Restwerkstück (15), umfassend: eine in einer Entnahmerichtung (Z) bewegbare Halteeinrichtung (24), die zwischen einem Fixierzustand zum Fixieren des Werkstückteils (14) an der Halteeinrichtung (24) und einem Freigabezustand zum Lösen des Werkstückteils (14) von der Halteeinrichtung (24) umschaltbar ist. Die Halteeinrichtung (24) weist mindestens ein elektrisch leitendes erstes Kontaktelement (41) zur Kontaktierung des Werkstückteils (14) an mindestens einer ersten Kontaktstelle (K1) auf. Die Halteeinrichtung (24) weist auch mindestens ein elektrisch leitendes zweites Kontaktelement (43) zur Kontaktierung des Werkstückteils (14) an mindestens einer zweiten Kontaktstelle (K2) auf. Die Vorrichtung (16) weist zusätzlich eine Sensoreinrichtung (45) auf, die ausgebildet ist, anhand des mindestens einen ersten und zweiten Kontaktelements (41, 43) in einem ersten Prüfzustand (P1) die vollständige Trennung des Werkstückteils (14) von dem Restwerkstück (15) und in einem zweiten Prüfzustand (P2) die Fixierung des Werkstückteils (14) an der im Fixierzustand befindlichen Halteeinrichtung (24, 25) zu prüfen. Die Erfindung betrifft auch ein zugehöriges Verfahren.

Description

Vorrichtung und Verfahren zum Entnehmen eines Werkstückteils aus einem
Restwerkstück Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Entnehmen eines elektrisch leitfähigen Werkstückteils aus einem elektrisch leitfähigen Restwerkstück, umfassend: eine in einer Entnahmerichtung bewegbare Halteeinrichtung, die zwischen einem Fixierzustand zum Fixieren des Werkstückteils an der
Halteeinrichtung und einem Freigabezustand zum Lösen des Werkstückteils von der Halteeinrichtung umschaltbar ist, wobei die Halteeinrichtung mindestens ein elektrisch leitendes erstes Kontaktelement zur Kontaktierung des Werkstückteils an mindestens einer ersten Kontaktstelle, insbesondere eine Mehrzahl von elektrisch leitenden und elektrisch leitend miteinander verbundenen ersten Kontaktelementen zur Kontaktierung des Werkstückteils an einer Mehrzahl von ersten Kontaktstellen, aufweist, und wobei die Halteeinrichtung mindestens ein elektrisch leitendes zweites Kontaktelement zur Kontaktierung des Werkstückteils an mindestens einer zweiten Kontaktstelle, insbesondere eine Mehrzahl von elektrisch leitenden und elektrisch leitend miteinander verbundenen zweiten Kontaktelementen zur Kontaktierung des Werkstückteils an einer Mehrzahl von zweiten Kontaktstellen, aufweist. Die Erfindung betrifft auch ein zugehöriges Verfahren zum Entnehmen eines Werkstückteils aus einem Restwerkstück. Bei dem Werkstück, aus dem das Werkstückteil und das Restwerkstück gebildet werden, handelt es sich typischerweise um plattenartige elektrisch leitfähige Bauteile, beispielsweise um Bleche.
Aus der DE 10 2014 209 81 1 A1 ist eine Vorrichtung zum gegenseitigen Trennen zweier Werkstückteile eines plattenartigen Werkstücks bekannt geworden, von denen eines ein Entnahmeteil und das andere ein Restteil bildet. Die Vorrichtung umfasst eine Werkstücklagerung, die eine Lagerungsebene definiert. An der einen Seite der Lagerungsebene ist eine Aushebevorrichtung, an der gegenüberliegenden Seite der Lagerungsebene ist ein Gegenhalter angeordnet, der in einen
Fixierungszustand und in einen Freigabezustand überführbar ist. Zum Trennen der beiden Werkstückteile ist das einerseits durch die Aushebevorrichtung beaufschlagte und andererseits durch den Gegenhalter abgestützte Entnahmeteil mittels der Aushebevorrichtung senkrecht zu der Lagerungsebene relativ zu dem Restteil mit einer Entnahmebewegung in einer Ausheberichtung bewegbar.
Das manuelle und insbesondere auch das automatisierte Entnehmen eines beim trennenden Bearbeiten von Werkstücken, etwa beim Stanzen oder beim (Laser- )Schneiden von Blechen, erzeugten Werkstückteils aus dem Restwerkstück gestaltet sich schwierig, da sich das Werkstückteil und das Restwerkstück in der Regel in einer gemeinsamen, durch eine Werkstückauflage definierten Werkstückebene befinden und nur durch einen schmalen Trennspalt voneinander getrennt sind. Beim Entladen des Werkstückteils kann sich dieses daher an dem Restwerkstück verkanten. Die mögliche Folge sind Produktionsunterbrechungen aber auch
Beschädigungen des zu entnehmenden Werkstückteils und gegebenenfalls der zum Entnehmen des Werkstückteils eingesetzten Vorrichtung.
Für die Prozesssicherheit bei der automatisierten Entnahme eines Werkstückteils aus einem Restwerkstück ist eine Prüfung notwendig, ob das Werkstückteil beim vorausgehenden trennenden Bearbeiten mittels eines Bearbeitungswerkzeugs vollständig vom Restwerkstück getrennt wurde oder ob das Werkstückteil ggf. noch mit dem Restwerkstück in Kontakt steht, beispielsweise weil dieses an dem
Restwerkstück verkantet oder noch über einen dünnen Steg mit dem Restwerkstück verbunden ist. Für die Prozesssicherheit bei der automatisierten Entnahme ist auch eine Prüfung notwendig, ob das Werkstückteil bei der Bewegung in der
Entnahmerichtung und beim anschließenden Transport für die Ablage des
Werkstückteils zu einem Magazin oder dergleichen an der Halteeinrichtung fixiert ist, die beispielsweise einen oder mehrere Sauggreifer umfassen kann.
Aus der DE 102 59 190 B3 ist eine Vorrichtung zum Erkennen des Materials auf der Oberfläche von flachen Objekten auf einem Stapel, beispielsweise von Druckplatten, bekannt geworden, die in eine Hebeeinrichtung mit Saugorganen für Druckplatten integriert sein kann. Zu diesem Zweck wird die Oberfläche mit Sensorelektroden kontaktiert und ein Messstrom durch die Oberfläche geleitet. Aufgrund der
festgestellten Stromstärke wird unterschieden, aus welchem Material die
Objektoberfläche besteht. Bei den Materialoberflächen, die auf diese Weise unterschieden werden können, kann es sich beispielsweise um Papier auf einer Druckplatte oder um eine Druckplatte handeln.
In der DE 101 44 048 A1 ist eine Vorrichtung zum Handhaben von Deckgläsern für Objektträger beschrieben, die einen Basisblock aufweist, in dem mindestens zwei Aufnahmemittel vorgesehen sind. Zwischen den beiden Aufnahmemitteln kann in dem Basisblock ein Sensor vorgesehen sein, der die Anwesenheit bzw. den Zustand eines aufgenommenen Deckglases feststellt. Der Sensor kann als kapazitiver Sensor ausgebildet sein.
In der JPH04-293250A ist ein Substrathalter für einen Wafer bekannt geworden, bei dem in einem Graben für die Halterung des Wafers zwei kapazitive Dünnschicht- Sensoren eingebettet sind. In der US 6,024,393 ist ein Blatt zur Handhabung eines Halbleiter-Substrats beschrieben, in das mindestens ein kapazitiver Sensor eingebettet ist. Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren bereitzustellen, welche die Prozesssicherheit bei der Entnahme eines Werkstückteils aus einem Restwerkstück verbessern. Gegenstand der Erfindung
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung der eingangs genannten Art gelöst, wobei die Vorrichtung eine Sensoreinrichtung aufweist, die ausgebildet ist, anhand der ersten und zweiten Kontaktelemente in einem ersten Prüfzustand die vollständige Trennung des Werkstückteils von dem Restwerkstück und in einem zweiten Prüfzustand die Fixierung des Werkstückteils an der im
Fixierzustand befindlichen Halteeinrichtung zu prüfen.
Die Sensoreinrichtung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ermöglicht einerseits in einem ersten Prüfzustand eine Prüfung, ob das Werkstückteil vollständig von dem Restwerkstück getrennt wurde oder ob dieses noch mit dem Restwerkstück in Kontakt steht. Im letzteren Fall besteht eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem (elektrisch leitenden) Werkstückteil und dem (elektrisch leitenden)
Restwerkstück. Anhand der Kontaktelemente kann geprüft werden, ob eine elektrische Verbindung zwischen dem Werkstückteil und dem Restwerkstück besteht oder nicht. Die Prüfung, ob das Werkstückteil vollständig vom Restwerkstück getrennt wurde, erfolgt typischerweise, wenn das Werkstückteil in einer
Entnahmebewegung in der Entnahmerichtung aus der Werkstückebene so weit heraus bewegt wurde, dass es sich oberhalb der Oberfläche des Restwerkstücks befindet.
Der zweite Prüfzustand der Sensoreinrichtung wird typischerweise verwendet, wenn das Werkstückteil in einer Entnahmebewegung in Entnahmerichtung aus der
Werkstückebene heraus bewegt wurde und die Prüfung der Trennung vom
Restwerkstück erfolgt ist. Um in einer in der Entnahmerichtung von dem
Restwerkstück beabstandeten Position des Werkstückteils zu prüfen, ob das
Werkstückteil an der Halteeinrichtung fixiert ist, kann geprüft werden, ob das mindestens eine erste und das mindestens eine zweite Kontaktelement über das Werkstückteil elektrisch miteinander verbunden sind.
Bei einer Ausführungsform ist die Sensoreinrichtung ausgebildet, in dem ersten Prüfzustand einen elektrischen Widerstand zwischen dem mindestens einen ersten und/oder dem mindestens einen zweiten Kontaktelement einerseits und einem Referenz-Potential andererseits zu bestimmen. Die Bestimmung des elektrischen Widerstands erfolgt mittels bekannter Messmethoden durch Anschluss der
Kontaktelemente an eine Strom- oder Spannungsquelle und Messen der Stromstärke oder eines Spannungsabfalls. Das Restwerkstück kann beispielsweise über elektrisch leitende Spannpratzen oder über eine Werkstückauflage, auf welcher das Werkstückteil und das Restwerkstück aufliegen, auf einem Referenz-Potential gehalten werden, bei dem es sich beispielsweise um das Massepotential der
Vorrichtung bzw. der Bearbeitungsmaschine handeln kann, in welche die Vorrichtung üblicherweise integriert ist. In dem ersten Prüfzustand, in dem geprüft wird, ob das Werkstückteil vollständig vom Restwerkstück getrennt wurde, sind entweder das erste elektrisch leitende Kontaktelement oder das zweite elektrisch leitende
Kontaktelement oder beide gemeinsam elektrisch leitend mit dem Massepotential der Vorrichtung zur Werkstückentnahme oder mit dem Massepotential der
Bearbeitungsmaschine, in die die Vorrichtung zur Werkstückentnahme integriert ist, verbunden. Steht das Werkstückteil noch mit dem Restwerkstück in Kontakt, so entsteht bei einer zwischen den Kontaktelementen einerseits und dem
Massepotential andererseits angelegten Spannung ein geschlossener Stromkreis, und es wird ein sehr geringer elektrischer Widerstand zwischen den
Kontaktelementen und dem Massepotential gemessen. Ist hingegen das
Werkstückteil vollständig aus dem Restwerkstück gelöst, so ist der Stromfluss zum Restwerkstück unterbrochen, so dass ein hoher Widerstand zwischen den
Kontaktelementen einerseits und dem Massepotenzial andererseits festgestellt wird. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann jeweils mehrere erste und zweite
Kontaktelemente aufweisen, die jeweils in einer Gruppe leitend miteinander verbunden sind. Auf diese Weise kann die Prozesssicherheit der Messung erhöht werden.
Vorzugsweise ist die Sensoreinrichtung außerdem dazu ausgebildet, in dem zweiten Prüfzustand einen elektrischen Widerstand zwischen mindestens einem ersten
Kontaktelement und mindestens einem zweiten Kontaktelement zu bestimmen. Um in einer in der Entnahmerichtung von dem Restwerkstück beabstandeten Position des Werkstückteils zu prüfen, ob das Werkstückteil an der Halteeinrichtung fixiert ist, wird mittels der Sensoreinrichtung in einem zweiten Prüfzustand eine Spannung zwischen dem ersten und dem zweiten Kontaktelement angelegt und ein elektrischer Widerstand zwischen den Kontaktelementen bestimmt. Ist jeweils eine Mehrzahl von ersten und zweiten Kontaktelementen vorhanden, so wird ein elektrischer
Widerstand zwischen der Mehrzahl der elektrisch leitend miteinander verbundenen ersten Kontaktelemente einerseits und der Mehrzahl der elektrisch leitend
miteinander verbundenen zweiten Kontaktelemente andererseits bestimmt. Ist das Werkstückteil an der Halteeinrichtung fixiert, so kontaktiert mindestens ein erstes Kontaktelement das Werkstückteil an einer ersten Kontaktstelle und mindestens ein zweites Kontaktelement kontaktiert das Werkstückteil an einer zweiten Kontaktstelle, so dass die ersten und zweiten Kontaktelemente über das Werkstückteil elektrisch leitend verbunden sind. Entsprechend wird bei an der Halteeinrichtung fixiertem Werkstückteil ein geringerer elektrischer Widerstand zwischen den ersten und zweiten Kontaktelementen gemessen als für den Fall, dass das Werkstückteil nicht mehr an der Halteeinrichtung fixiert ist. Im letzteren Fall besteht kein elektrischer Kontakt zwischen den ersten und zweiten Kontaktelementen und der elektrische Widerstand geht praktisch gegen Unendlich.
Für die vorstehend beschriebenen Prüfungen ist es erforderlich, dass zumindest ein erstes Kontaktelement an einer der ersten Kontaktstellen und zumindest ein zweites Kontaktelement an einer der zweiten Kontaktstellen mit dem Werkstückteil in Kontakt kommen. Um auch bei vergleichsweise kleinen zu entnehmenden Werkstückteilen diese Prüfungen durchführen zu können, sollte(n) die erste(n) und zweite(n)
Kontaktstellen bzw. die entsprechenden ersten und zweiten Kontaktelemente nicht zu weit voneinander beabstandet an der Halteeinrichtung angeordnet sein.
Bei einer Ausführungsform weist die Halteeinrichtung eine Mehrzahl von
Halteelementen zur Fixierung des Werkstückteils auf, wobei die Halteelemente zwischen einem Fixierzustand zum Fixieren des Werkstückteils und einem
Freigabezustand zum Lösen des Werkstückteils umschaltbar sind. Die
Halteelemente sind an der Halteeinrichtung voneinander beabstandet angeordnet, und zwar typischerweise in einer regelmäßigen Anordnung, z.B. in einer
Rasteranordnung.
Bei einer Weiterbildung sind die Halteelemente als Sauggreifer ausgebildet. Bei Halteelementen in Form von Sauggreifern wird der Fixierzustand durch das Anlegen eines Vakuums bzw. durch einen Unterdruck erreicht, durch den das Werkstückteil an dem Sauggreifer gehalten wird. Bei Sauggreifern mit passiven Strömungsventilen ist die Erkennung, ob das Werkstückteil an dem Sauggreifer fixiert ist, nicht über das Vakuum bzw. über einen Unterdruckerzeuger möglich, da bei derartigen
Sauggreifern die Strömungsventile auch in dem Fall schließen, wenn das
Werkstückteil nicht an dem Sauggreifer fixiert ist.
Bei einer weiteren Ausführungsform sind das mindestens eine erste Kontaktelement und/oder das mindestens eine zweite Kontaktelement an den Halteelementen gebildet. In diesem Fall bestehen einzelne oder alle Halteelemente, beispielsweise in Form der Sauggreifer, zumindest an einer Seite, die mit dem Werkstückteil bzw. dem Restwerkstück in Kontakt gebracht wird, aus einem elektrisch leitfähigen Material. Beispielsweise können in diesem Fall gefaltete Saugermanschetten der Sauggreifer, die zur Kontaktierung des Werkstückteils bzw. des Restwerkstücks dienen, aus einem elektrisch leitfähigen Kunststoff gebildet sein. Die ersten bzw. zweiten
Kontaktstellen stimmen in diesem Fall mit den Fixierstellen der Halteelemente überein. In diesem Fall besteht jedoch das Problem, dass die beiden weiter oben beschriebenen Prüfungen bei foliierten oder Rost aufweisenden Werkstücken bzw. Blechen nicht möglich sind, da die auf die Oberfläche aufgebrachte Folie bzw.
Rostschicht in der Regel nicht elektrisch leitend ist.
Bei einer weiteren Weiterbildung sind das bzw. die erste(n) Kontaktelement(e) und/oder das bzw. die zweite(n) Kontaktelement(e) zwischen den Halteelementen angeordnet. Wie die Halteelemente können auch die ersten bzw. die zweiten
Kontaktelemente in einer regelmäßigen Anordnung bzw. in einem Raster an der Halteeinrichtung angeordnet sein. Da Halteelemente in Form von Sauggreifern zumindest an der Einlassseite, an der die Fixierung bzw. das Ansaugen erfolgt, eine im Wesentlichen kreisförmige Geometrie aufweisen, ist zwischen den Sauggreifern in der Regel genügend Bauraum vorhanden, um Kontaktelemente zwischen den Sauggreifern anzuordnen.
Bei einer weiteren Ausführungsform wechseln sich in mindestens einer Richtung senkrecht zur Entnahmerichtung erste Kontaktelemente mit zweiten Kontaktelementen ab. Die Halteeinrichtung bzw. die Halteelemente sind typischerweise in ein im Wesentlichen plattenförmiges Gehäuse integriert, welches sich in einer Ebene senkrecht zur Entnahmerichtung erstreckt. In mindestens einer Richtung in dieser Ebene wechseln sich die ersten und zweiten Kontaktelemente ab. Sind die Halteelemente in einem Raster angeordnet, kann in einer oder in beiden Richtungen des Rasters zwischen einem ersten Kontaktelement und einem zweiten Kontaktelement jeweils ein Halteelement angeordnet sein. Es versteht sich, dass die Kontaktelemente sich nicht zwingend in mehr als einer Richtung abwechseln müssen, um die weiter oben beschriebenen Prüfungen durchzuführen. Allerdings sollte der Abstand zwischen den ersten und zweiten Kontaktelementen bzw.
zwischen den ersten und zweiten Kontaktstellen nicht zu groß gewählt werden, damit auch bei kleinen Werkstückteilen die weiter oben beschriebenen Prüfungen durchgeführt werden können. Bei einer weiteren Ausführungsform weisen die ersten Kontaktelemente und/oder die zweiten Kontaktelemente federnde Kontaktstifte zur Kontaktierung des
Werkstückteils oder des Restwerkstücks auf. Weist die Halteeinrichtung eine starre Anlage z.B. in Form einer planen Anlagefläche auf, in der Bohrungen für die
Aufnahme der Halteelemente z.B. in Form von Sauggreifern angebracht sind, wie dies in der eingangs zitierten DE 10 2014 209 81 1 A1 beschrieben ist, stehen die Kontaktstifte der ersten bzw. der zweiten Kontaktelemente typischerweise mit ihrem freien Ende über die plane Anlagefläche über und werden eingedrückt, wenn das Werkstückteil bzw. das Restwerkstück gegen die plane Anlagefläche drückt, wobei der elektrische Kontakt hergestellt wird. Die Verwendung von federnden
Kontaktstiften ermöglicht es bei geeigneter Dimensionierung, bei foliierten oder Rost aufweisenden Blechen die Folie bzw. Rostschicht leicht anzuritzen und auf diese Weise einen elektrischen Kontakt mit dem darunter liegenden Blech herzustellen.
Bei einer weiteren Ausführungsform sind die ersten Kontaktelemente und die zweiten Kontaktelemente jeweils über Leiterbahnen derselben Leiterplatte elektrisch leitend miteinander verbunden. Es versteht sich, dass die Leiterbahnen, welche die ersten Kontaktelemente elektrisch leitend miteinander verbinden, und die Leiterbahnen, welche die zweiten Kontaktelemente elektrisch leitend miteinander verbinden, nicht in elektrisch leitender Verbindung miteinander stehen. Die Kontaktelemente werden in diesem Fall an der Leiterplatte befestigt und können in einem vergleichsweise kleinen Abstand zueinander angeordnet werden.
Bei einer alternativen Ausführungsform sind das oder die erste(n) Kontaktelement(e) an einem ersten elektrisch leitenden Bauteil und das bzw. die zweite(n)
Kontaktelement(e) an einem in Entnahmerichtung zum ersten versetzten zweiten elektrisch leitenden Bauteil angebracht bzw. befestigt. Das erste und das zweite elektrisch leitende Bauteil sind elektrisch voneinander isoliert. Die beiden Bauteile können beispielsweise als elektrisch leitende Lochplatten ausgebildet sein, in welche das bzw. die Kontaktelemente eingeschraubt werden. In diesem Fall können zweite Kontaktelemente, die an der zweiten Lochplatte befestigt sind, über einen elektrisch isolierenden Distanzhalter (elektrisch isoliert) durch die erste Lochplatte geführt werden. Bei einer weiteren Ausführungsform umfasst die Vorrichtung mindestens eine Aushebeeinrichtung, die zum Entnehmen des Werkstückteils aus dem
Restwerkstück in der Entnahmerichtung bewegbar ist, wobei das Werkstückteil zumindest während eines Teils der Entnahme zwischen der mindestens einen Aushebeeinrichtung und der Halteeinrichtung aufgenommen ist. Die
Aushebeeinrichtung greift an der der Halteeinrichtung entgegen gesetzten Seite an dem Werkstückteil an und dient zur Abstützung bzw. zur Unterstützung des
Werkstückteils. Die Halteeinrichtung dient als Gegenhalter und ermöglicht es, das Werkstückteil bei der Bewegung in der Entnahmerichtung zwischen der
Aushebeeinrichtung und der Halteeinrichtung senkrecht zur Werkstückebene zu lagern, so dass dieses bei der Entnahme nicht an dem Restwerkstück verhakt. Die Aushebeeinrichtungen können beispielsweise in Form von Aushebestiften
ausgebildet sein, die unabhängig voneinander gesteuert betätigbar sind. Die
Aushebeeinrichtungen werden derart betätigt, dass das Werkstückteil bei der Bewegung in die Entnahmerichtung parallel zur Werkstückebene ausgerichtet ist.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Bearbeitungsmaschine zum
trennenden Bearbeiten von plattenartigen elektrisch leitfähigen Werkstücken, insbesondere von Blechen, mittels eines Bearbeitungswerkzeugs, beispielsweise einer Laser-Schneideinrichtung oder eines Stanzwerkzeugs, weiter umfassend: eine Vorrichtung wie weiter oben beschrieben zur Entnahme eines beim trennenden Bearbeiten vom Restwerkstück getrennten Werkstückteils. Eine Werkstückauflage, die zur Auflage des Werkstücks beim trennenden Bearbeiten dient, kann auch eine Werkstückauflage der Vorrichtung zur Entnahme von Werkstückteilen aus dem Restwerkstück bilden. In der Bearbeitungsmaschine kann eine
Werkstücktransfervorrichtung angeordnet sein, mittels derer das Restwerkstück gemeinsam mit dem freigetrennten Werkstückteil von einer Bearbeitungsposition der Bearbeitungsmaschine zum trennenden Bearbeiten des Werkstücks an eine
Entladeposition der Vorrichtung zum Entnehmen des Werkstückteils bewegt werden kann.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entnehmen eines Werkstückteils aus einem Restwerkstück, insbesondere mittels einer Vorrichtung wie sie weiter oben beschrieben ist, umfassend: Kontaktieren des Werkstückteils an mindestens einer ersten Kontaktstelle mittels mindestens eines ersten
Kontaktelements, sowie Kontaktieren des Werkstückteils an mindestens einer zweiten Kontaktstelle mittels mindestens eines zweiten Kontaktelements, wobei die ersten und zweiten Kontaktelemente an einer Halteeinrichtung gebildet und mit einer Sensoreinrichtung verbunden sind, Bewegen des Werkstückteils in einer
Entnahmerichtung, Überführen der Halteeinrichtung in einen Fixierzustand zum
Fixieren des Werkstückteils an der Halteeinrichtung, sowie Prüfen der vollständigen Trennung des Werkstückteils vom Restwerkstück in einem ersten Prüfzustand der Sensoreinrichtung und Prüfen der Fixierung des Werkstückteils an der
Halteeinrichtung in einem zweiten Prüfzustand der Sensoreinrichtung.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es unerheblich, ob zunächst das
Bewegen des Werkstückteils in der Entnahmerichtung und dann das Überführen der Halteeinrichtung in den Fixierzustand erfolgt oder umgekehrt. Das Bewegen des Werkstückteils in der Entnahmerichtung kann mittels der Halteeinrichtung, mittels einer Aushebeeinrichtung oder mittels einer Kombination aus Halte- und
Aushebeeinrichtung erfolgen. Es ist ebenfalls unerheblich, in welcher Reihenfolge die vollständige Trennung des Werkstückteils vom Restwerkstück und die Fixierung des Werkstückteils an der Halteeinrichtung überprüft werden. Beide Prüfungen können auch mehrmals hintereinander abwechselnd durchgeführt werden. Bei einer Variante wird in dem ersten Prüfzustand typischer Weise eine elektrische Spannung zwischen dem mindestens einen ersten und/oder dem mindestens einen zweiten Kontaktelement einerseits und einem Referenz-Potential andererseits angelegt und ein elektrischer Widerstand zwischen dem mindestens einen ersten und/oder dem mindestens einen zweiten Kontaktelement und dem Referenz- Potential bestimmt. In dem zweiten Prüfzustand wird ein elektrischer Widerstand zwischen dem ersten Kontaktelement und dem zweiten Kontaktelement gemessen. Anstelle eines einzelnen Kontaktelements kann alternativ eine Mehrzahl von leitend miteinander verbundenen ersten bzw. zweiten Kontaktelementen zum Einsatz kommen.
Wie weiter oben beschrieben wurde, kann anhand einer Widerstandsmessung zwischen den ersten und/oder zweiten Kontaktelementen einerseits und einem Referenz-Potential, typischerweise Massepotential, andererseits festgestellt werden, ob das Werkstückteil vollständig von dem Restwerkstück getrennt wurde oder nicht.
Das Fixieren des Werkstückteils an der Halteeinrichtung kann vor oder nach dem Bewegen des Werkstückteils in der Entnahmerichtung erfolgen. Wenn das
Werkstückteil beispielsweise mit Hilfe von einer oder von mehreren
Aushebeeinrichtungen in der Entnahmerichtung bewegt wird, erfolgt eine Fixierung des Werkstückteils an der Halteeinrichtung erst nach der Entnahmebewegung. Dient dagegen die Halteeinrichtung auch zum Bewegen des Werkstücks in der
Entnahmerichtung, so erfolgt das Fixieren des Werkstücks vor der
Entnahmebewegung und das fixierte Werkstück wird von der Halteeinrichtung angehoben. Zur Überprüfung der Fixierung wird im zweiten Prüfzustand eine
Spannung zwischen dem ersten und dem zweiten Kontaktelement bzw. zwischen einer ersten und zweiten Mehrzahl von Kontaktelementen angelegt. Für den Fall, dass mindestens eines der ersten Kontaktelemente und mindestens eines der zweiten Kontaktelemente das Werkstückteil kontaktieren, wird bei der
Widerstandsmessung in dem zweiten Prüfzustand ein geringerer Widerstand gemessen als für den Fall, dass die ersten und zweiten Kontaktelemente nicht über das Werkstückteil elektrisch miteinander in Verbindung stehen, so dass anhand der Widerstandsmessung geprüft werden kann, ob das Werkstückteil an der Halteeinrichtung fixiert ist.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter aufgeführten Merkmale je für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Verwendung finden. Die gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Beispiels einer
Bearbeitungsmaschine zum trennenden Bearbeiten eines Werkstücks mittels eines Laserstrahls,
Fig. 2 eine Darstellung einer Vorrichtung zur Entnahme eines Werkstückteils aus einem Restwerkstück an der Bearbeitungsmaschine von Fig. 1 ,
Fig. 3a, b Darstellungen der Entnahme eines Werkstückteils aus dem Restwerkstück mittels einer Halteeinrichtung, die eine Mehrzahl von ersten und zweiten
Kontaktelementen aufweist, sowie mittels einer Aushebevorrichtung,
Fig. 4 eine Darstellung einer Leiterplatte, an der erste und zweite
Kontaktelemente der Halteeinrichtung befestigt sind.
In der folgenden Beschreibung der Zeichnungen werden für gleiche bzw.
funktionsgleiche Bauteile identische Bezugszeichen verwendet.
Fig. 1 zeigt eine Bearbeitungsmaschine 1 zum trennenden Bearbeiten eines
Werkstücks 2 in Form eines Blechs, welche als Bearbeitungswerkzeug eine Laser- Schneideinrichtung 3 aufweist. Die Laser-Schneideinrichtung 3 weist eine
portalartige Führungsstruktur 4 mit einem Portal-Querträger 5 sowie einen an dem Portal-Querträger 5 geführten Laserschneidkopf 6 auf. In senkrecht zueinander verlaufenden Richtungen ist der Laserschneidkopf 6 relativ zu dem Portal-Querträger 5 in Richtung von Doppelpfeilen 7, 8 beweglich. Über ein Lichtleitkabel 49 ist der Laserschneidkopf 6 mit einer Laserstrahlquelle in Form eines herkömmlichen Festkörperlasers 50 verbunden. Die portalartige Führungsstruktur 4 übergreift einen zweiteiligen Werkstücktisch 9, auf welchem ein Blech 2 vor, während und nach der schneidenden Bearbeitung gelagert ist. Mittels des Laserschneidkopfs 6 der Bearbeitungsmaschine 1 wird das Blech 2 trennend bearbeitet. Dabei ist das Blech 2 auf dem Werkstücktisch 9 gelagert. Während der Bearbeitung gebildete Schlacke sowie Staub und Rauch werden durch eine zwischen den beiden Teilen des Werkstücktisches 9 unterhalb des Bearbeitungsbereichs angeordnete, mit einem Gebläse verbundene
Abführeinrichtung (z.B. einen Absaugkasten, nicht gezeigt) abgesaugt. Nach der Blechbearbeitung werden Werkstückteile, die mittels des Laserschneidkopfs 6 freigeschnitten worden sind, von einem bei der Blechbearbeitung gleichfalls erzeugten Restwerkstück (Restgitter) getrennt und anschließend aus dem
Nahbereich der Bearbeitungsmaschine 1 abgeführt.
Zur Bewegung des Blechs 2 vor, während und nach seiner Bearbeitung dient eine in Fig. 1 stark schematisiert dargestellte Blech-Bewegungseinheit 10. Die Blech- Bewegungseinheit 10 umfasst eine Schiene 1 1 , die durch eine nicht gezeigte
Führungseinrichtung in Richtung eines Doppelpfeils 12 beweglich geführt ist und an der ein Blech 2 mittels Spannpratzen 13 fixiert werden kann.
Mittels der Blech-Bewegungseinheit 10 wird das Blech 2 zur Bearbeitung im
Arbeitsbereich des Laserschneid kopfs 6 positioniert. Während der Bearbeitung kann das Blech 2 durch die Blech-Bewegungseinheit 10 in Richtung des Doppelpfeils 12 bewegt werden. Damit überlagerte Bearbeitungsbewegungen in Querrichtung des Doppelpfeils 12 werden von dem Laserschneidkopf 6 in Richtung des Doppelpfeils 7 ausgeführt. Außerdem verfügt der Laserschneidkopf 6 über eine Zusatzachse, die kurze hochdynamische Bewegungen des Laserschneidkopfs 6 in Richtung des
Doppelpfeils 8 und somit in der Bewegungsrichtung der Blech-Bewegungseinheit 10 ermöglicht. Mit einem abschließenden Trennschnitt schneidet der Laserschneidkopf 6 ein (in Fig. 1 nicht gezeigtes) Werkstückteil von dem (in Fig. 1 nicht gezeigten) Restgitter frei, welches das freigeschnittene Werkstückteil umschließt. Dabei befinden sich das Werkstückteil und das Restgitter an der Bearbeitungsmaschine 1 jeweils in einer Bearbeitungsposition. Nach Beendigung der Blechbearbeitung transferiert die Blech-Bewegungseinheit 10 das nunmehr freigeschnittene
Werkstückteil und das Restgitter gemeinsam aus der jeweiligen Bearbeitungsposition in eine Entladeposition.
Sind das freigeschnittene Werkstückteil 14 und das Restwerkstück 15 in ihre
Entladepositionen transferiert, ergeben sich die in Fig. 2 dargestellten Verhältnisse. Fig. 2 zeigt eine Vorrichtung 16 zur Entnahme des Werkstückteils 14 aus dem
Restwerkstück 15. Der Übersichtlichkeit halber zeigt Fig. 2 an dem bearbeiteten Blech 2 lediglich ein einzelnes Werkstückteil 14, das von dem Restwerkstück 15 (Restgitter) umschlossen wird. Mittels der Vorrichtung 16 wird das Werkstückteil 14 aus dem Restwerkstück 15 entnommen, bevor das Werkstückteil 14 aus dem
Nahbereich der Bearbeitungsmaschine 1 abtransportiert werden kann. Das
Restwerkstück 15 verbleibt hierbei auf dem Werkstücktisch 9 (vgl. Fig. 1 ), ehe es nach der Entnahme sämtlicher Werkstückteile ebenfalls aus dem Nahbereich der Bearbeitungsmaschine 1 abgeführt wird.
Als Werkstücklagerung für das Restwerkstück 15 und das Werkstückteil 14 dient eine plattenartige Werkstückauflage 17 des Werkstücktischs 9. In bekannter Weise ist die Werkstückauflage 17 an ihrer Oberseite mit in Fig. 2 nicht erkennbaren
Borsten oder Rollen versehen, die eine reibungs- und kratzerfreie Bewegung des bearbeiteten Blechs 2 über die stationäre Werkstückauflage 17 ermöglichen. Die Auflagestellen des bearbeiteten Blechs 2 auf den Borsten oder den Rollen der Werkstückauflage 17 definieren eine in Fig. 2 angedeutete Werkstückebene 18 der Werkstückauflage 17. Die Werkstückebene 18 verläuft parallel zu der Platten- Hauptebene der Werkstückauflage 17. Entlang der Werkstückebene 18 fluchten das Werkstückteil 14 und das Restwerkstück 15 miteinander. Wie aus Fig. 2 hervorgeht, ist die Werkstückauflage 17 der Bearbeitungsmaschine 1 in dem dargestellten Beispielsfall als Lochplatte mit einer Vielzahl von
Durchtrittsöffnungen 19 ausgebildet. Unterhalb der Werkstückauflage 17 ist eine Aushebeeinheit 20, oberhalb der Werkstückauflage 17 eine Gegenhalteeinheit 21 der Vorrichtung 16 angeordnet. Die Aushebeeinheit 20 umfasst zwei baugleiche Aushebevorrichtungen 22, 23, die Gegenhalteeinheit 21 zwei baugleiche Halteeinrichtungen 24, 25.
Die Aushebevorrichtungen 22, 23 sind mittels einer Aushebe-Bewegungseinheit 26 parallel zu der Lagerungsebene 18 an jede beliebige Stelle unterhalb der
Werkstückauflage 17 zustellbar. Zu diesem Zweck weist die Aushebe- Bewegungseinheit 26 eine Längsschiene 27 auf, entlang derer die
Aushebevorrichtungen 22, 23 motorisch angetrieben verfahren können. Ein
Antriebsmotor 28 der Aushebevorrichtungen 22, 23 ist in Fig. 2 zu erkennen.
Gemeinsam mit den Aushebevorrichtungen 22, 23 ist die Längsschiene 27 an zwei senkrecht zu der Längsschiene 27 verlaufenden Querschienen 29, 30 der Aushebe- Bewegungseinheit 26 verfahrbar. Die Querschienen 29, 30 können gemeinsam mit der Längsschiene 27 und den von dieser geführten Aushebevorrichtungen 22, 23 senkrecht zu der Werkstückauflage 17 bzw. der Werkstückebene 18 angehoben und abgesenkt werden.
Auf entsprechende Art und Weise können die Halteeinrichtungen 24, 25 der Gegenhalteeinheit 21 parallel zu der Lagerungsebene 18 jede beliebige Stelle an dem bearbeiteten Blech 2 anfahren und senkrecht zu der Lagerungsebene 18 an- gehoben und abgesenkt werden. Eine Halteeinrichtungs-Bewegungseinheit 31 um- fasst eine Längsschiene 32, längs derer die Gegenhalter 24, 25 motorisch angetrieben zugestellt werden können. Gemeinsam mit den Gegenhaltern 24, 25 ist die Längsschiene 32 motorisch angetrieben entlang zweier Querschienen 33, 34 verfahrbar, die ihrerseits senkrecht zu der Längsschiene 32 verlaufen und die zusammen mit der Längsschiene 32 und den daran geführten Halteeinrichtungen 24, 25 in vertikaler Richtung angehoben und abgesenkt werden können.
Alle wesentlichen Funktionen der Bearbeitungsmaschine 1 und somit insbesondere auch alle wesentlichen Funktionen der Vorrichtung 16 sind numerisch gesteuert. Eine zu diesem Zweck verwendete numerische Steuerungseinheit 35 ist in Fig. 1 angedeutet. Die Koordinatenachsen der numerischen Steuerung der
Bearbeitungsmaschine 1 beziehungsweise der Vorrichtung 16 sind in Figur 1 mit x, y, z bezeichnet. Wie in Fig. 3a, b zu erkennen ist, welche jeweils die erste Halteeinrichtung 24 von Fig. 1 und die mit dieser zusammenwirkende erste Aushebevorrichtung 22 zeigen, weist die Halteeinrichtung 24 ein kastenartiges Gehäuse 36 mit einer als Stützkörper dienenden planen Anlageplatte 37 auf, die mit einer Vielzahl von Bohrungen 38 versehen ist. Die Bohrungen 38 nehmen Halteelemente in Form von Sauggreifern 39 auf, die senkrecht zur Anlageplatte 37 elastisch verformbare Saugermanschetten 40 aufweisen. In Fig. 3a, b liegen zwei Saugermanschetten 40 der Sauggreifer 39 am Werkstückteil 14 an, während zwei der Sauggreifer 39, die nicht am Restwerkstück 15 anliegen, gegenüber der Anlageplatte 37 vorstehen.
Ein nicht gezeigter Saugraum im Innern einer jeden Saugermanschette 40 kann über ein schaltbares Ventil mit einem Unterdruckerzeuger verbunden werden. In Fig. 3a-d sind die Ventile geöffnet, d.h. es besteht eine Verbindung zwischen den Saugräumen der Sauggreifer 39 und dem Unterdruckerzeuger, so dass dieser Luft über die
Saugräume ansaugen kann. Ist die Einlassseite der Saugermanschette 40 eines Sauggreifers 39 offen und wird der Unterdruckerzeuger eingeschaltet, so wird das betreffende Ventil geschlossen und die zunächst bestehende Strömungsverbindung zwischen dem betreffenden Saugraum und dem Unterdruckerzeuger unterbrochen. Ist die Einlassseite der Saugermanschette 40 eines Sauggreifers 39 durch das Werkstückteil 14 oder das Restwerkstück 15 verschlossen, so wird beim Einschalten des Unterdruckerzeugers an dem betreffenden Saugraum ein Unterdruck angelegt. Es ergibt sich kein nennenswerter Luftstrom in Richtung auf den Unterdruckerzeuger, so dass das Ventil geöffnet bleibt und sich an dem Sauggreifer 39 eine Haltekraft aufbauen kann. Wird der geöffnete oder geschlossene Zustand des Ventils nicht überwacht, kann anhand des Unterdruckerzeugers nicht unterschieden werden, ob die Einlassseite der Saugermanschette 40 geöffnet oder geschlossen ist.
Die in Fig. 3a, b gezeigte erste der beiden baugleichen Aushebevorrichtungen 22, 23 besitzt ausweislich Fig. 2 ein Aushebegehäuse 46, an welchem die
Aushebevorrichtungen 22, 23 an die Längsschiene 27 der Aushebe-
Bewegungseinheit 26 angebunden sind. Im Innern des Aushebegehäuses 46 ist eine Mehrzahl herkömmlicher und in den Abbildungen nicht im Einzelnen gezeigter pneumatischer Kolben-Zylinder-Einheiten mit jeweils einem doppelt wirkenden Zylinder untergebracht. Mit jedem der Kolben verbunden ist eine Aushebeeinrichtung in Form eines Aushebestifts 47.
Die Kolben-Zylinder-Einheiten im Inneren des Aushebegehäuses 46 sind getrennt ansteuerbar und können unabhängig voneinander mit einer nicht im Einzelnen gezeigten Druckquelle verbunden werden. Durch Betätigen der Kolben-Zylinder- Einheiten werden die Aushebestifte 47 in vertikaler Richtung aus dem
Aushebegehäuse 46 ausgefahren oder in das Aushebegehäuse 46 zurückbewegt. Der Querschnitt der Aushebestifte 47 darf maximal dem Querschnitt der
Durchtrittsöffnungen 19 an der Werkstückauflage 17 (vgl. Fig. 2) entsprechen. In dem dargestellten Beispielsfall ist der Querschnitt der Aushebestifte 47 kleiner als der Querschnitt der Durchtrittsöffnungen 19.
Nachfolgend wird anhand von Fig. 2 und Fig. 3a, b der Entnahmevorgang des Werkstückteils 14 aus dem Restwerkstück 15 beschrieben. Zunächst werden das bearbeitete Blech 2 und die Werkstückauflage 17 relativ zueinander derart positioniert, dass das Werkstückteil 14 eine hinreichende Anzahl von
Durchtrittsöffnungen 19 der Werkstückauflage 17 überdeckt. Als Stellvorrichtung fungiert die Blech-Bewegungseinheit 10, mittels derer das bearbeitete Blech 2 mit dem Werkstückteil 14 und dem Restwerkstück 15 in der x-Richtung des
Koordinatensystems der Bearbeitungsmaschine 1 zugestellt werden kann. Die Position, welche das Werkstückteil 14 in dem Koordinatensystem der numerischen Steuerung der maschinellen Anordnung 1 einnimmt, ist definiert. Numerisch gesteuert wird die Aushebe-Bewegungseinheit 26 unterhalb der
Werkstückauflage 17 derart betätigt, dass die Aushebevorrichtung 22 eine
Aushebeposition unterhalb des Werkstückteils 14 anfährt. Zeitgleich mit der
Positionierung der Aushebevorrichtung 23 wird an der gegenüberliegenden Seite der Werkstückauflage 17 die Halteeinrichtung 24 durch numerisch gesteuerte Betätigung der Halteeinrichtungs-Bewegungseinheit 31 in eine Position oberhalb des in der Entladeposition befindlichen Werkstückteils 14 verfahren. Es ergeben sich damit die Verhältnisse gemäß Fig. 3a, b, wobei diese die stark schematisierte
Aushebevorrichtung 22 und die gegenüberliegende Halteeinrichtung 24 zeigen. Die Werkstückauflage 17 ist in Fign. 3a, b der Einfachheit halber nicht dargestellt. Der Unterdruckerzeuger für die Halteeinrichtung 24 ist zunächst ausgeschaltet, die Sauggreifer 39 an der Halteeinrichtung 24 sind von dem Werkstückteil 14 und auch von dem gleichfalls in einer Entladeposition angeordneten Restwerkstück 15 beabstandet. Die Sauggreifer 39 befinden sich folglich in einem
Außerfunktionszustand, die Halteeinrichtung 24 damit in einem Freigabezustand. Mit diesem Funktionszustand wird die Halteeinrichtung 24 durch eine entsprechende Vertikalbewegung der Halteeinrichtungs-Bewegungseinheit 31 abgesenkt und dadurch auf das bearbeitete Blech 2 bzw. auf das Werkstückteil 14 und das
Restwerkstück 15 aufgesetzt. Dabei werden die Saugermanschetten 40 der
Sauggreifer 39 komprimiert und infolgedessen stärker gefaltet und in das Innere der Bohrungen 38 an der Anlageplatte 37 der Halteeinrichtung 24 zurückgedrängt, bis schließlich die Anlageplatte 37 der Halteeinrichtung 24 auf der Blechoberfläche aufsetzt.
Anschließend werden an der Aushebevorrichtung 22 diejenigen Aushebestifte 47 betätigt, die unterhalb des Werkstückteils 14 liegen und für welche das Werkstückteil 14 über Durchtrittsöffnungen 19 der Werkstückauflage 17 zugänglich ist. Die übrigen Aushebestifte 47 der Aushebevorrichtung 23 behalten ihre Ausgangslage bei. Mit den aus dem Aushebegehäuse 46 ausgefahrenen Aushebestiften 47 wird die
Aushebevorrichtung 22 durch eine entsprechende Hubbewegung der Aushebe- Bewegungseinheit 26 in die Position gemäß Fig. 3a angehoben. Dabei werden die ausgefahrenen Aushebestifte 47 an die Unterseite des Werkstückteils 14 angelegt. Das Werkstückteil 14 wird nun an seiner Unterseite durch die Aushebevorrichtung 22 in einer Entnahmerichtung Z beaufschlagt und an seiner Oberseite durch die
Halteeinrichtung 24, genauer gesagt durch die Anlageplatte 37, großflächig in der Entnahmerichtung Z abgestützt. Die nach wie vor im Außerfunktionszustand befindlichen Sauggreifer 39 der Halteeinrichtung 24 liegen an der Oberseite des parallel zu der Werkstückebene 18 ausgerichteten Werkstückteils 14 mit einer aus ihrer elastischen Verformung resultierenden Vorspannung an.
Ein Steuersignal bewirkt, dass die Aushebevorrichtung 22 und die Halteeinrichtung 24 mittels der Aushebe-Bewegungseinheit 26 und der Halteeinrichtungs- Bewegungseinheit 31 synchron mit einer Entnahmebewegung in der Entnahmerichtung Z bewegt werden. Dabei wird das zunächst in der Ebene des Restwerkstücks 15 angeordnete Fertigteil 14 aus dem Restwerkstück 15
ausgehoben (Fig. 3a). Sobald beispielsweise mittels eines Wegmesssystems der numerischen Steuerung der Vorrichtung 16 für den Betrag der Hubbewegung ein Wert ermittelt wird, aufgrund dessen sichergestellt ist, dass auch die neben dem Werkstückteil 14 angeordneten und gegenüber der Anlageplatte 37 der Halteeinrichtung 24 vorstehenden
Sauggreifer 39 einen deutlichen Abstand von der Oberfläche des auf der
Werkstückauflage 17 verbliebenen Restwerkstücks 15 aufweisen, wird der
Unterdruckerzeuger der Halteeinrichtung 24 eingeschaltet. Infolgedessen werden diejenigen Sauggreifer 39, die an dem Werkstückteil 14 anliegen, von dem
Außerfunktionszustand in einen Funktionszustand geschaltet. Die Halteeinrichtung 24 wird dadurch aus dem Freigabezustand in den Fixierungszustand überführt, in dem das Werkstückteil 14 an der Halteeinrichtung 24 festgelegt bzw. fixiert ist.
Ist das Werkstückteil 14 an der Halteeinrichtung 24 fixiert, werden die Aushebestifte 47, die zuvor das Werkstückteil 14 beaufschlagt haben, in das Aushebegehäuse 46 der Aushebevorrichtung 23 zurückgezogen und die Aushebevorrichtung 23 wird durch eine entsprechende Absenkbewegung der Aushebe-Bewegungseinheit 26 in die Position gemäß Fig. 3b abgesenkt. Die Halteeinrichtung 24 verfährt sodann mit dem daran fixierten Werkstückteil 14 mit Hilfe der Gegenhalter-Bewegungseinheit 31 aus dem Nahbereich der Werkstückauflage 17. Um das Werkstückteil 14 an einem Ablageort für das Werkstückteil 14 von der Halteeinrichtung 24 zu lösen, werden die Sauggreifer 39, die das Werkstückteil 14 halten, drucklos geschaltet.
Wie in Fig. 3a zu erkennen ist, weist die Halteeinrichtung 24 ein erstes elektrisch leitendes Kontaktelement 41 auf, das an einem ersten elektrisch leitenden Bauteil in Form einer ersten elektrisch leitenden Lochplatte 42 befestigt, genauer gesagt in diese eingeschraubt ist. Außerdem weist die Halteeinrichtung 24 eine Mehrzahl von zweiten elektrisch leitenden Kontaktelementen 43 auf, die an einem zweiten elektrisch leitenden Bauteil in Form einer zweiten Lochplatte 44 befestigt sind. Die zweiten Kontaktelemente 43 sind mit Hilfe von Distanzhaltern elektrisch isoliert durch Löcher in der ersten Lochplatte 42 geführt. Die erste Lochplatte 42 und die zweite Lochplatte 44 sind voneinander beabstandet und elektrisch voneinander isoliert.
Anschlusskontakte der beiden Lochplatten 42, 44 werden einer Sensoreinrichtung 45 zugeführt. In der Sensoreinrichtung 45 sind eine erste Widerstandsmesseinnchtung W1 und eine zweite Widerstandsmesseinnchtung W2 angeordnet. Die erste
Widerstandsmesseinrichtung W1 dient zur Bestimmung eines Widerstands R1 zwischen den ersten und zweiten Kontaktelementen 41 , 43 einerseits und einem Referenz-Potential andererseits, im gezeigten Beispiel dem Masse-Potential M der Vorrichtung 16 bzw. der Bearbeitungsmaschine 1 in einem ersten Prüfzustand P1 der Sensoreinrichtung 45. Die zweite Widerstandsmesseinrichtung W2 dient zur Bestimmung eines Widerstands R2 zwischen den ersten Kontaktelementen 41 und den zweiten Kontaktelementen 43 in einem zweiten Prüfzustand P2 der
Sensoreinrichtung 45. Ein erster Schalter S1 ist parallel zur zweiten
Widerstandsmesseinrichtung W2 geschaltet, ein zweiter Schalter S2 ist in Serie zu der ersten Widerstandsmesseinrichtung W1 und zu den ersten bzw. zu den zweiten Kontaktelementen 41 , 43 geschaltet.
Das erste Kontaktelement 41 und die zweiten Kontaktelemente 43 weisen federnde Kontaktstifte 41 a, 43a auf, die mit ihren freien Enden jeweils an einer ersten
Kontaktstelle K1 bzw. an zweiten Kontaktstellen K2 an dem Werkstückteil 14 anliegen.
Die Sensoreinrichtung 45 ermöglicht eine Prüfung, ob das Werkstückteil 14 vollständig von dem Restwerkstück 15 getrennt wurde oder ob noch eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Werkstückteil 14 und dem Restwerkstück 15 besteht. Zu diesem Zweck wird die Sensoreinrichtung 45 in einem in Fig. 3a dargestellten ersten Prüfzustand P1 betrieben, bei dem der erste Schalter S1 geschlossen ist, so dass das erste Kontaktelement 41 und die zweiten
Kontaktelemente 43 elektrisch leitend miteinander verbunden sind. In dem ersten Prüfzustand P1 ist auch der zweite Schalter S2 geschlossen, so dass über die erste Widerstandsmesseinrichtung W1 der elektrische Widerstand R1 zwischen den ersten und zweiten Kontaktelementen 41 , 43 einerseits und dem Referenz-Potential M andererseits gemessen werden kann. Das Referenz-Potential M entspricht im gezeigten Beispiel dem Potential des Restwerkstücks 15, welches über die
Spannpratzen 13 bzw. über die Werkstückauflage 17 mit dem Massepotential der Bearbeitungsmaschine 1 verbunden ist. Für den Fall, dass das Werkstückteil 14 und das Restwerkstück 15 noch Kontakt zueinander haben, ist ein Stromfluss vom Werkstückteil 14 über das Restwerkstück 15 zum Massepotential der Bearbeitungsmaschine 1 möglich. In diesem Fall wird ein sehr geringer elektrischer Widerstand R1 gemessen. Ist das Werkstückteil dagegen vollständig vom Restwerkstück 15 getrennt und ausgehoben, so bildet sich kein geschlossener Stromkreis aus und es wird zwischen den ersten und den zweiten Kontaktelementen 41 , 43 einerseits und dem Massepotential andererseits ein großer Widerstand R1 bestimmt.
Anhand des Werts des gemessenen ersten Widerstands R1 kann somit erkannt werden, ob das Werkstückteil 14 vollständig vom Restwerkstück 15 getrennt wurde. Im Fehlerfall, d.h. wenn das Werkstückteil 14 noch mit dem Restwerkstück 15 verbunden ist, kann der Aushebevorgang wiederholt oder ein Fehlersignal ausgegeben werden. Für den Fall, dass das Werkstückteil 14 vollständig vom
Restwerkstück 15 getrennt wurde, kann die Entnahme des Werkstückteils 14 fortgesetzt werden.
Die Sensoreinrichtung 45 ermöglicht auch eine Prüfung, ob das Werkstückteil 14 tatsächlich an der im Fixierzustand befindlichen Halteeinrichtung 24 fixiert ist. Zu diesem Zweck wird die Sensoreinrichtung 45 in einem zweiten Prüfzustand P2 betrieben, in dem der erste Schalter S1 und der zweite Schalter S2 geöffnet sind, wie dies in Fig. 3b dargestellt ist. Die zweite Widerstandsmesseinrichtung W2 bestimmt bei einer zwischen dem ersten Kontaktelement 41 einerseits und den zweiten Kontaktelementen 43 andererseits angelegten Spannung den Widerstand R2 zwischen dem ersten Kontaktelement 41 und den zweiten Kontaktelementen 43, die an der entsprechenden ersten Kontaktstelle K1 und den zweiten Kontaktstellen K2 mit dem Werkstückteil 14 in Kontakt stehen, sofern dieses an der Halteeinrichtung 24 fixiert ist. Wird über das an der Halteeinrichtung 24 fixierte Werkstückteil 14 ein elektrischer Kontakt zwischen dem ersten und den zweiten Kontaktelementen 41 , 43 hergestellt, ist der elektrische Widerstand R2, der von der zweiten Widerstandsmesseinrichtung W2 gemessen wird, sehr klein. Ist das Werkstückteil 14 hingegen nicht an der Halteeinrichtung 24 fixiert, ist das erste Kontaktelement 41 von den zweiten Kontaktelementen 43 elektrisch isoliert, so dass der elektrische
Widerstand R2, der von der zweiten Widerstandsmesseinrichtung W2 gemessen wird, sehr groß ist bzw. praktisch gegen Unendlich geht. Wird bei der Prüfung erkannt, dass das Werkstückteil 14 nicht an der Halteeinrichtung 24 fixiert ist, so kann beispielsweise erneut versucht werden, das Werkstückteil 14 an der
Halteeinrichtung 24 zu fixieren. Alternativ ist die Ausgabe eines Fehlersignals möglich.
Wie in Fig. 3a, b gezeigt ist, wechselt sich das erste Kontaktelement 41 mit den zweiten Kontaktelementen 43 in Y-Richtung ab. Sind mehr Kontaktelemente 41 ,43 vorgesehen, so wechseln sich die ersten Kontaktelemente 41 und die zweiten Kontaktelemente 43 auch in X-Richtung ab, wobei sowohl die ersten
Kontaktelemente 41 als auch die zweiten Kontaktelemente 43 in einer regelmäßigen Anordnung in der Art eines Rasters angeordnet sind.
Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Entnahmevorrichtung 16 wurde vorstehend anhand einer Bearbeitungsmaschine 1 mit kombinierter Bewegung des Werkstücks 2 und des Laserschneid kopfs 6 beschrieben. Die Entnahmevorrichtung lässt sich jedoch in analoger Weise auch an einer Bearbeitungsmaschine einsetzen, in der das Werkstück während der Bearbeitung ruht und beispielsweise auf einer Stegauflage angeordnet ist, die mit Hilfe eines Palettenwechslers in den
Bearbeitungsbereich der Maschine hinein und aus ihm heraus bewegbar ist.
Wird die Entnahmevorrichtung 16 zur Automatisierung einer solchen Flying-Optics- Maschine eingesetzt, so ist dies auch ohne zusätzliche Aushebevorrichtung möglich. Zur Entnahme eines Werkstückteils aus dem Restwerkstück wird die
Halteeinrichtung 24 in diesem Fall zunächst auf der Oberfläche des Werkstückteils 14 aufgesetzt und anschließend wird der Unterdruckerzeuger der Halteeinrichtung 24 eingeschaltet. Die Halteeinrichtung 24 wird dadurch aus dem Freigabezustand in den Fixierungszustand überführt, in dem das Werkstückteil 14 an der Halteeinrichtung 24 festgelegt bzw. fixiert ist. Um ein Fixieren des Restwerkstücks 15 an der
Halteeinrichtung 24 zu verhindern, können die Halteelemente 39 beispielsweise als Aktivsauger ausgeführt sein, deren Öffnungszustand mittels einer Steuerung veränderbar ist. Alternativ kann die Halteeinrichtung 24 so an die Form der zu entnehmenden Werkstückteile 14 angepasst sein, dass nur im Bereich des
Werkstückteils 14 Halteelemente 39 angeordnet sind. Eine Anlageplatte 37 ist in diesem Beispiel nicht notwendig.
Fig. 4 zeigt eine Draufsicht auf die Unterseite einer alternativen Halteeinrichtung 24 mit Sauggreifern 39. Anders als in Fig. 3a, b gezeigt ist, sind in Fig. 4 die ersten Kontaktelemente 41 und die zweiten Kontaktelemente 43 auf einer gemeinsamen Leiterplatte 54 befestigt. Die ersten Kontaktelemente 41 sind hierbei über erste Leiterbahnen 51 elektrisch leitend miteinander verbunden, während die zweiten Kontaktelemente 43 über zweite Leiterbahnen 53, die von den ersten Leiterbahnen 51 elektrisch isoliert sind, elektrisch leitend miteinander verbunden sind, wie dies in Fig. 4 beispielhaft lediglich für zwei Reihen von Kontaktelementen 41 , 43 dargestellt ist. Bei dem in Fig. 4 gezeigten Beispiel wechseln sich die ersten Kontaktelemente 41 nur in X-Richtung, aber nicht in Y-Richtung mit den zweiten Kontaktelementen 43 ab. Die Befestigung der ersten und zweiten Kontaktelemente 41 , 43 auf einer gemeinsamen Leiterplatte 54 ermöglicht es, die ersten und die zweiten
Kontaktelemente 41 , 43 in geringerem Abstand zueinander zu positionieren als bei dem in Fig. 3a, b gezeigten Beispiel.
Alternativ zu den in Fig. 3a, b und in Fig. 4 gezeigten Beispielen können die
Sauggreifer 39 selbst als (erste oder zweite) Kontaktelemente ausgebildet sein. In diesem Fall werden typischerweise die Saugermanschetten 40 aus einem elektrisch leitfähigen Material, z.B. aus einem elektrisch leitfähigen Kunststoff, hergestellt. Die Sauggreifer 39 können in diesem Fall in zwei Gruppen eingeteilt werden, die jeweils elektrisch leitend miteinander verbunden werden, um die ersten und zweiten Kontaktelemente 41 , 43 zu bilden. Es versteht sich, dass nur die ersten
Kontaktelemente 41 an den Sauggreifern 39 gebildet sein können, während die zweiten Kontaktelemente 43 zwischen den Sauggreifern 39 angeordnet sind, oder umgekehrt. Im Gegensatz zu den federnden Kontaktstiften 41 a, 43a, deren Spitzen bei einem foliierten Blech 2 die Oberfläche der auf dem Blech 2 aufgebrachten Folie leicht einritzen können, so dass ein elektrischer Kontakt hergestellt wird, ist dies bei der Verwendung der Sauggreifer 39 mit den Saugermanschetten 40 aus Kunststoff als Kontaktelemente nicht ohne weiteres möglich.

Claims

Patentansprüche
1 . Vorrichtung (16) zum Entnehmen eines elektrisch leitfähigen Werkstückteils (14) aus einem elektrisch leitfähigen Restwerkstück (15), umfassend:
eine in einer Entnahmerichtung (Z) bewegbare Halteeinrichtung (24, 25), die zwischen einem Fixierzustand zum Fixieren des Werkstückteils (14) an der Halteeinrichtung (24, 25) und einem Freigabezustand zum Lösen des
Werkstückteils (14) von der Halteeinrichtung (24, 25) umschaltbar ist,
wobei die Halteeinrichtung (24, 25) mindestens ein elektrisch leitendes erstes Kontaktelement (41 ) zur Kontaktierung des Werkstückteils (14) an mindestens einer ersten Kontaktstelle (K1 ) aufweist,
und wobei die Halteeinrichtung (24, 25) mindestens ein elektrisch leitendes zweites Kontaktelement (43) zur Kontaktierung des Werkstückteils (14) an mindestens einer zweiten Kontaktstelle (K2) aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Vorrichtung (16) eine Sensoreinrichtung (45) aufweist, die ausgebildet ist, anhand des mindestens einen ersten und zweiten Kontaktelements (41 , 43) in einem ersten Prüfzustand (P1 ) die vollständige Trennung des Werkstückteils (14) von dem Restwerkstück (15) und in einem zweiten Prüfzustand (P2) die Fixierung des Werkstückteils (14) an der im Fixierzustand befindlichen Halteeinrichtung (24, 25) zu prüfen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , bei der die Sensoreinrichtung (45) ausgebildet ist, in dem ersten Prüfzustand (P1 ) einen elektrischen Widerstand (R1 ) zwischen dem ersten und/oder dem zweiten Kontaktelement (41 , 43) einerseits und einem Referenz-Potential (M) andererseits zu bestimmen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Sensoreinrichtung (45)
ausgebildet ist, in dem zweiten Prüfzustand (P2) einen elektrischen Widerstand (R2) zwischen dem ersten Kontaktelement (41 ) und dem zweiten Kontaktelement (43) zu bestimmen.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Halteeinrichtung (24) eine Mehrzahl von Halteelementen (39) zur Fixierung des Werkstückteils (14) aufweist, wobei die Halteelemente (39) zwischen einem Fixierzustand zum Fixieren des Werkstückteils (14) und einem Freigabezustand zum Lösen des Werkstückteils (14) umschaltbar sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, bei welcher die Halteelemente als Sauggreifer (39) ausgebildet sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, bei welcher das mindestens eine erste
Kontaktelement (41 ) und/oder das mindestens eine zweite Kontaktelement (43) an einem Halteelement (39) gebildet sind.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, bei welcher das mindestens eine erste Kontaktelement (41 ) und/oder das mindestens eine zweite Kontaktelement (43) zwischen den Halteelementen (39) angeordnet sind.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher sich in
mindestens einer Richtung (x, y) senkrecht zur Ausheberichtung (z) erste
Kontaktelemente (41 ) mit zweiten Kontaktelementen (43) abwechseln.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher das
mindestens eine erste Kontaktelement (41 ) und/oder das mindestens eine zweite Kontaktelement (43) federnde Kontaktstifte (41 a, 43a) zur Kontaktierung des Werkstückteils (14) oder des Restwerkstücks (15) aufweisen.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die
Halteeinrichtung (24) eine Mehrzahl von ersten Kontaktelementen (41 ) und zweiten Kontaktelementen (43) aufweist und die ersten Kontaktelemente (41 ) und die zweiten Kontaktelemente (43) jeweils über Leiterbahnen (51 , 53) derselben Leiterplatte (54) elektrisch leitend miteinander verbunden sind.
1 1 .Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter umfassend: mindestens eine Aushebeeinrichtung (47), die zur Entnahme des Werkstückteils (14) aus dem Restwerkstück (15) in der Entnahmerichtung (Z) bewegbar ist, wobei das Werkstückteil (14) zumindest während eines Teils der Entnahme zwischen der mindestens einen Aushebeeinrichtung (47) und der
Halteeinrichtung (24) aufgenommen ist.
12. Bearbeitungsmaschine (1 ) zum trennenden Bearbeiten von plattenartigen,
elektrisch leitfähigen Werkstücken, insbesondere von Blechen (2), mittels eines Bearbeitungswerkzeugs (3), weiter umfassend:
eine Vorrichtung (16) nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Entnahme eines beim trennenden Bearbeiten von einem Restwerkstück (15) getrennten Werkstückteils (14).
13. Verfahren zum Entnehmen eines Werkstückteils
(14) aus einem Restwerkstück
(15) , insbesondere mittels einer Vorrichtung (16) nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , umfassend:
Kontaktieren des Werkstückteils (14) an mindestens einer ersten Kontaktstelle (K1 ) mittels mindestens eines ersten Kontaktelements (41 ), sowie Kontaktieren des Werkstückteils (14) an mindestens einer zweiten Kontaktstelle (K2) mittels mindestens eines zweiten Kontaktelements (43), wobei die ersten und zweiten Kontaktelemente (41 , 43) an einer Halteeinrichtung (24, 25) gebildet sind und mit einer Sensoreinrichtung (45) in Verbindung stehen,
Bewegen des Werkstückteils (14) in einer Entnahmerichtung (Z),
Überführen der Halteeinrichtung (24) in einen Fixierzustand zum Fixieren des Werkstückteils (14) an der Halteeinrichtung (24), sowie
Prüfen der vollständigen Trennung des Werkstückteils (14) vom Restwerkstück (15) in einem ersten Prüfzustand (P1 ) der Sensoreinrichtung (45) und Prüfen der Fixierung des Werkstückteils (14) an der Halteeinrichtung (24) in einem zweiten Prüfzustand (P2) der Sensoreinrichtung (45).
14. Verfahren nach Anspruch 13, bei dem in dem ersten Prüfzustand (P1 ) ein
elektrischer Widerstand (R1 ) zwischen dem ersten und/oder dem zweiten
Kontaktelement (41 , 43) einerseits und einem Referenz-Potential (M)
andererseits bestimmt wird und bei dem in dem zweiten Prüfzustand (P2) ein elektrischer Widerstand (R2) zwischen dem ersten Kontaktelement (41 ) und dem zweiten Kontaktelement (43) bestimmt
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