WO2023046969A1 - Verfahren und vorrichtung zur rüstung eines messerringes eines messerringzerspaners - Google Patents

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WO2023046969A1
WO2023046969A1 PCT/EP2022/076732 EP2022076732W WO2023046969A1 WO 2023046969 A1 WO2023046969 A1 WO 2023046969A1 EP 2022076732 W EP2022076732 W EP 2022076732W WO 2023046969 A1 WO2023046969 A1 WO 2023046969A1
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WO
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knife
knives
ring
packs
blunt
Prior art date
Application number
PCT/EP2022/076732
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English (en)
French (fr)
Inventor
Julian MÜLLER
Robert AUMANN
Steffen Leonhardt
Thilo Solawa
Original Assignee
Dieffenbacher GmbH Maschinen- und Anlagenbau
B. Maier Zerkleinerungstechnik Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dieffenbacher GmbH Maschinen- und Anlagenbau, B. Maier Zerkleinerungstechnik Gmbh filed Critical Dieffenbacher GmbH Maschinen- und Anlagenbau
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Publication of WO2023046969A1 publication Critical patent/WO2023046969A1/de

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27L—REMOVING BARK OR VESTIGES OF BRANCHES; SPLITTING WOOD; MANUFACTURE OF VENEER, WOODEN STICKS, WOOD SHAVINGS, WOOD FIBRES OR WOOD POWDER
    • B27L11/00—Manufacture of wood shavings, chips, powder, or the like; Tools therefor
    • B27L11/005—Tools therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27G—ACCESSORY MACHINES OR APPARATUS FOR WORKING WOOD OR SIMILAR MATERIALS; TOOLS FOR WORKING WOOD OR SIMILAR MATERIALS; SAFETY DEVICES FOR WOOD WORKING MACHINES OR TOOLS
    • B27G13/00—Cutter blocks; Other rotary cutting tools
    • B27G13/02—Cutter blocks; Other rotary cutting tools in the shape of long arbors, i.e. cylinder cutting blocks
    • B27G13/04—Securing the cutters by mechanical clamping means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27G—ACCESSORY MACHINES OR APPARATUS FOR WORKING WOOD OR SIMILAR MATERIALS; TOOLS FOR WORKING WOOD OR SIMILAR MATERIALS; SAFETY DEVICES FOR WOOD WORKING MACHINES OR TOOLS
    • B27G13/00—Cutter blocks; Other rotary cutting tools
    • B27G13/08—Cutter blocks; Other rotary cutting tools in the shape of disc-like members; Wood-milling cutters
    • B27G13/10—Securing the cutters, e.g. by clamping collars
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27L—REMOVING BARK OR VESTIGES OF BRANCHES; SPLITTING WOOD; MANUFACTURE OF VENEER, WOODEN STICKS, WOOD SHAVINGS, WOOD FIBRES OR WOOD POWDER
    • B27L11/00—Manufacture of wood shavings, chips, powder, or the like; Tools therefor
    • B27L11/02—Manufacture of wood shavings, chips, powder, or the like; Tools therefor of wood shavings or the like

Definitions

  • the invention relates to a method for equipping a knife ring of a knife ring flaker for comminuting materials according to the preamble of patent claims 1, 2 or 3.
  • the invention also relates to a device for equipping a knife ring of a knife ring flaker for comminuting materials according to the preamble of patent claim 19.
  • Knife ring flakers are used for this purpose, as are known, for example, from DE 199 07 415 B4 or DE 10 2015 005 642 A1.
  • the knife ring flaker has a vibrating chute as a feeding device for the material to be crushed. Heavy material is then separated by a vertical counter-air flow and the material to be shredded is fed to a central area within the knife ring flaker. The air flow, which is intensified by the rotating rotor blade, presses and crushes the material against the stationary or possibly also rotating knife ring.
  • the material After the material has passed through the knife ring, the material reaches a discharge chute and is transported further, if necessary by a discharge device, and transferred to a plant for the production of material panels. Usually If necessary, the comminuted material is dried there, glued and scattered to form a pressed material mat and finally pressed to form a material panel, preferably in a continuously operating press.
  • Sharpening and cleaning devices for knife rings are known from DE 197 18681 A1, DE 19900 924 A1, DE 199 01 887 A1 and DE 10 2015 003 520 B4.
  • the knives are either removed from the knife ring or shifted and ground on site within the knife ring.
  • These methods and devices have proven themselves in principle, but have the disadvantage that the cycle times are still too long.
  • the wear and tear from and through mobile grinding devices is also not insignificant. After a while, the accuracy of the grinding media that can be moved axially on the knife ring also suffers due to wear.
  • these devices are designed for a special type of knife ring and generally cannot process knife rings from other manufacturers. This forces an operator of knife ring flakers to either buy from just one manufacturer or to keep several different set-up devices available.
  • DE 101 17 480 A1 discloses a method for regrinding a knife ring, in which the knife packs are manually removed from a knife ring and an automated device for dismantling the knife packs consisting of clamping plate and knife, for grinding the knives, for assembling the knife packs and intended to be handed over to the operator.
  • the blunt and sharp knives can are stored in separate buffer stations. Used knives or clamping plates can be ejected manually. Each clamping plate is reinstalled in the same knife ring.
  • the object of the present invention is to create a method and a device with which highly precise automated removal and installation of sharpened knives in the knife ring is possible and/or faster changing of the knife packs can be achieved.
  • knife packs consisting of a clamping plate and a blunt knife are removed from a knife ring by an industrial robot and knife packs with a sharp knife are inserted into the knife ring in a second part of the process, knife packs are dismantled to form a blunt knife and a clamping plate, and sharp knives are fitted with a clamping plate to form a knife pack, and in a third part of the process, the blunt knives are sharpened into sharp knives.
  • the industrial robot transfers the blunt set of knives to a transfer area between the first and second sections
  • the industrial robot picks up a set of sharp knives and positions them on the knife ring
  • the sharp knife package is attached to the knife ring using the screw device.
  • a blunt set of knives 4 is removed from a transfer area between the first and the second partial area, preferably a warehouse, and transferred to a station for dismantling,
  • the blunt knife package is dismantled in the station and divided into a clamping plate and a blunt knife
  • the clamping plate and the blunt knife are preferably cleaned next to each other in a cleaning station
  • the clamping plate and the blunt knife are preferably positioned next to each other in a transfer area between the second and third partial area
  • the sharp knife is transferred to the station with the clamping plate and assembled there to form a sharp knife pack
  • the sharp blade package is transferred to the transfer area between the first and second sub-area.
  • the object of the invention is achieved for the third independent sub-area with the following method steps:
  • the blunt knife is picked up by a first gripper on a double gripper by means of an industrial robot in the transfer area between the second and the third sub-area,
  • the industrial robot performs a position change of the grippers of the double gripper
  • a sharp knife on the second gripper is positioned in the transfer area by the industrial robot
  • the blunt knife is measured at the transfer area or at the gripper in a measuring station to determine the individual grinding dimension, preferably from two sides,
  • a sharp knife is taken from a grinding device by the free gripper of the double gripper on the industrial robot and the blunt knife on the gripper is transferred to the grinding device
  • all blunt knife packs are removed in the first partial area, if necessary at least one knife pack is measured as a measurement reference, and then sharp knife packs are mounted until the knife ring is complete.
  • sharp knife packs are mounted until the knife ring is complete.
  • a reference measurement is preferably carried out on at least one knife pack in order to determine the knife protrusion for the new knife packs. This Reference measurement can be carried out additionally or only with a reference meter.
  • a cleaning device cleans all of the free or shortly before installation of the sharp blade pack the corresponding blade pack carrier.
  • all, specific or a predetermined wear plate is measured in the first sub-area by a measuring station before assembly of a sharp knife pack with regard to its wear or its thickness, preferably with the help of a zero knife to be introduced.
  • the sharp blade pack is set with regard to the blade protrusion, in particular with regard to the measurement results of the associated wear plate.
  • blunt knife packs will be removed in the first sub-area until the first sharp knife pack from the second sub-area is (again) available. Then the knife packs are alternately changed until only the free knife pack carriers are occupied, whereupon the armament per se would be completed.
  • the position of the knife ring and/or the knife pack carrier in the rotary frame are measured in the first partial area by means of a measuring station when the knife pack is inserted or positioned on the knife ring.
  • This can be necessary to detect wear on the rings of the knife ring, for example whether the necessary roundness is still given or whether other essential damage or out-of-roundness has occurred are recognizable. It can also be used to detect whether the knife protrusions are to be set differently on the circumference, usually in certain areas.
  • a knife ring in the bogie is measured in the first sub-area by means of a measuring station in terms of its dimensions, its positioning and/or parts or their position in the knife ring, in particular the wear plate, the thickness of the wear plate, the knife pack carrier, a zero knife to be introduced and/or or the knives or knife packs are measured.
  • their installation location in the knife ring is selected based on their set knife protrusion, in particular with regard to the thickness or geometry of the associated wear plate to form a cutting gap.
  • the grippers on the industrial robot of the first sub-area will grip the knife pack on the clamping plate and/or the grippers on the industrial robot of the second sub-area will grip the knives on their contour, with the knife packs preferably being held essentially parallel to the surface side on projections of the clamping plate and/or the knives are held essentially perpendicular to the surface side of the gripper.
  • the three sub-areas continue to work with different cycle times during operation and/or during maintenance and/or at least one sub-area is idle.
  • the clamping plates in the second sub-area are checked for wear and, if necessary, exchanged for new clamping plates.
  • the knives and/or the knife packs are stored and kept available in common or separate stores, statically, dynamically or with a paternoster. Paternosters offer the advantage that the transfer or removal location essentially always remains the same. The same then also applies to loading the paternoster. With static storage, the same knives or knife packs are stored everywhere. With dynamic storage, goods are stored and retrieved at different points
  • information about the type and/or condition of the knife ring is read from a programmable memory on the knife ring before the set-up process and stored there after the set-up process
  • the corresponding data is transmitted to or from the control of the knife ring flaker or an operatively connected large-scale industrial system control, whereby this data is used in particular to adapt the screwing device, the cleaning device, the rotating device, the supports and/or the double gripper to the incoming knife ring or with it exchange suitable alternatives.
  • the knife packs or the clamping plates and the knives are held by the grippers in the vicinity of the center of gravity and the knife packs or the clamping plates and the knives in a bearing on the outside, ie on the narrow sides. Removal by a robotic arm is easier when it makes internal contact.
  • the task for a procedure can be carried out in connection with a quick change with the following procedure steps:
  • a screwing device makes contact with the screws or nuts fixing the knife pack to the knife ring
  • the knife ring is rotated by a specified partial revolution and method steps 18.1 to 18.7 are carried out until all blunt knife packs are replaced by sharp knife packs, with the industrial robot transporting the blunt knife pack to a transfer area as a Interface, preferably a warehouse, transfers, removes a sharp set of knives from the transfer area and then grabs the next blunt set of knives in the knife ring with the free gripper.
  • a transfer area as a Interface, preferably a warehouse
  • a generic device for equipping a knife ring of a knife ring flaker for comminuting materials has a first, second and/or third sub-area for handling knife packs and/or knives; an industrial robot for removing knife packs consisting of a clamping plate and a blunt knife from a knife ring and for inserting other knife packs with a sharp knife into the knife ring is arranged in the first partial area of the device, and/or wherein in a second partial area of the device a station for dismantling knife packs to form a blunt knife and a clamping plate and a station for assembling sharp knives with a clamping plate to form a knife pack is arranged and/or a grinding device for the blunt knives is arranged in a third partial area of the device,
  • the invention for the device is achieved in that at least one transfer area, preferably a storage area, for knife packs is arranged as the interface between the first and the second partial area and/or a transfer area for the knives is arranged as the interface between the second and the third partial area.
  • at least one transfer area preferably a storage area, for knife packs is arranged as the interface between the first and the second partial area and/or a transfer area for the knives is arranged as the interface between the second and the third partial area.
  • an industrial robot preferably with a double gripper for the simultaneous transport of two knives, is arranged for handling the knives in the third sub-area.
  • grippers are arranged on the industrial robot of the first sub-area for picking up the knife pack on the clamping plate and/or on the industrial robot of the second sub-area grippers for picking up the knives via their contour, with the grippers preferably being suitable for the knife packs essentially parallel to the surface side on projections to hold the clamping plate and/or the knives essentially perpendicular to the surface side on the gripper.
  • a controller is arranged which is suitable for implementing the method or operating the device, in which the three sub-areas (continue to) work with different cycle times and/or during maintenance and/or a standstill of at least one sub-area.
  • a rotating frame is arranged in the first partial area for rotating the knife ring.
  • a measuring station for measuring the knife packs, the knife ring, the knife pack carrier and/or the wear plates is arranged in the first partial area.
  • a measuring station for the clamping plates is arranged in the second partial area and, if necessary, an exchange device for clamping plates.
  • a screw device, a cleaning device, a rotary device, a support and/or a double gripper of the industrial robot are arranged on the rotary device for the knife ring in the first partial area, which can preferably be adapted for different geometries of a knife ring or different knife rings or can be exchanged with correspondingly adapted parts are.
  • the knife rings can be different, for example
  • Knife rings with the same diameter can also have different configurations. There may be different mounting angles for the knives, different screw connections or mounting brackets, and a different number of screw connections (type of screw connection, screw spacing, position of the screw connection). However, there can also be different diameters, widths or different other geometries (rings, ring width, radii on the outside of the rings%) on the knife rings, but this can also mean different knife rings (design, ring types, size) from different manufacturers .
  • a control device for setting, selecting and/or assembling the sharpened knife packs is arranged at predetermined locations in the knife ring.
  • means for receiving or transmitting information about the state of the knife ring from a programmable memory on the knife ring, from the control of a knife ring chipper or an operatively connected large-scale industrial plant control are arranged.
  • the measuring station for measuring the blunt knives is arranged in the area of action of the industrial robot and/or in the second area in operative connection with the transport device in the third area. It is advantageous if a camera is arranged in the measuring station for the measurement. Alternatively or cumulatively, a storage capacity for sharp knife packs for one, preferably two or more, most preferably for different knife rings is arranged in the first partial area.
  • a turning station for storing knives is arranged in the third sub-area of the device, preferably in connection with the measuring station for the knives.
  • grinding or sharpening means two different ways of reconditioning and sharpening a blunt or worn knife.
  • Sharpening devices provide for the restoration of the knife with rotating abrasives and an indefinite edge, sharpening or equivalent sharpening devices perform this service using milling cutters or similar tools with a defined edge. Grinding or sharpening is equated in this context according to the invention. In this case, for large-scale industrial use in the present invention, sharpening for a large number of running meters of cutting edge is preferred to milling.
  • a grinding or sharpening robot is not only a device with a high degree of automation, which removes the knives from the cutting tool and inserts them again and sharpens them, but also the possibility of using an automated CNC milling machine as a grinding device, in which the blunt knives automatically inserted and the sharpened knives are automatically removed.
  • a knife ring cf. also the prior art mentioned, consists as a rule of two support rings which are axially spaced apart from one another and which define the width of the knife ring due to their spacing. In between, the knives or the knife packs can be exchanged coaxially on knife pack carriers arranged with the knife edge directed inwards.
  • wear plates are arranged on the inside on the circumference, which define the knife protrusion and thus the cutting depth through their flat guide surface compared to the knives, and therefore the chip thickness. Wear also occurs on the wear plates, which must be checked regularly and reground if necessary, especially in the case of one-sided wear across the width. The need for replacement should also be regularly checked and considered, or it should be possible to implement it in terms of control and automation with a separate sub-device (in the first sub-area).
  • the optimal process objective would be achieved if the process is optimized to such an extent that it also enables a high-precision adjustment of the knives or the knife packs in relation to the wear plates with a quick change.
  • One or more knife ring cleaning devices may be provided. Either the knife ring is cleaned after it has been used in a chipper before or for the removal of the knives or knife packs, so that the manipulation devices (industrial robots, grippers, screwdrivers) can easily contact the individual parts.
  • a cleaning device possibly with a drying device, can be provided after the removal of one or all knife packs, which cleans the fixed knife pack carriers before installing a knife pack cleans. Cleaning means the use of pneumatic, hydraulic, mechanical cleaning agents, as well as, if necessary, drying and lubricating parts of the knife ring
  • the interfaces between the sub-areas can be simple transfer areas or storage (static/dynamic) that take over the necessary machine elements or keep them available for a longer or shorter period of time so that they can get from one sub-area to the other.
  • These interfaces may be physically assigned to a sub-area, but are accessible from both sides of a sub-area for the exchange of machine elements, in this case knives or knife packs.
  • first and second sub-area for the industrial robot may be possible between the first and second sub-area for the industrial robot from the first sub-area to transfer the blunt knife pack directly to the station for dismantling the knife pack and/or to take it over from the station for assembling the knife pack.
  • the station for dismantling takes over the blade package directly from a transfer area, carries out the dismantling and passes on the blade and the clamping plate. If the assembly station for the clamping package is one device with the dismantling station, the assembly station can transfer the clamping package directly to the industrial robot or have it picked up by itself.
  • the knife packs or the clamping plates of the knife packs usually have PINS or projections on which a gripper of the industrial robot can engage in a positive and/or non-positive manner for transport.
  • the knife themselves usually have an elongated hole or a groove for variable adjustment of the blade protrusion in relation to the clamping plate.
  • the gripper of the second industrial robot can thus engage a contour, in particular a groove on the knife, in a positive or non-positive manner.
  • Clamping plates, wear plates and knives usually have four narrow sides, possibly bevelled, and two flat sides.
  • Measuring stations for the knife ring and/or for determining the position of the knife ring and/or for measuring the wear plates or their thickness can be arranged.
  • a zero gauge can be used on each, on one or at a specified distance between the knives (every 3rd, 4th, 5th, ... ), with which the current degree of wear or the thickness of the associated wear plate can be measured.
  • the degree of wear or the remaining thickness of the wear plate results in the necessary (to be adjusted) knife protrusion in relation to the clamping plate, which in turn is attached to a fixed position (preferably at the location of the previous or batchwise measurement) on the knife pack carrier in the knife ring.
  • the wear plate lasts disproportionately long compared to the sharpness of the knife, so that it rarely needs to be replaced.
  • the measuring device can also be suitable for measuring a knife ring or individual parts thereof during a continuous or intermittent 360° rotation and storing the corresponding values and transmitting them to the controller so that the necessary knife packages with the necessary knife projections are either set ad hoc and installed directly or for be made available in good time for installation according to the exchange cycle.
  • a knife ring can be completely freed from the knife packs optionally the knife pack carriers are cleaned and then, according to the measurement, the knife pack set accordingly for each knife pack carrier and its associated wear plate is placed and fixed on the knife pack carrier.
  • the decoupling of the three sub-areas by arranged interfaces means that the replacement on the knife ring can be carried out independently of the assembly/disassembly of the knife packs and the independent sharpening process can.
  • All knife packs are removed. possibly isolated, all or one knife pack are temporarily left and used as a measurement reference or measured. Then all blade sets are sharpened and installed again.
  • all of the knife pack carriers can then be cleaned and/or the wearing plates can be measured, preferably with the help of a zero knife to be introduced.
  • the fresh knife packs can be set uniformly with regard to the knife protrusion or, in relation to the measurement results, can be tailored to the associated wear plate for one or specific positions in the knife ring.
  • a control device must be used to ensure that the correct blade packs are set, provided and installed.
  • a fresh knife pack preferably measured and/or adjusted directly for this location, immediately after removing the knife pack.
  • the optional intermediate steps of cleaning or measuring the thickness of the associated wear plate are carried out directly between the removal or insertion of the knife package or omitted if not absolutely necessary.
  • the setting of the blade pack or the blade protrusion in relation to the clamping plates can take place in the first or second partial area.
  • blunt knife packs can be removed until the first knife pack with a freshly sharpened knife returns to the first sub-area, with subsequent changes being made alternately until at the end only the previously free knife pack carriers have to be occupied. Theoretically, this could be implemented after 3 to 8 blade packages have been removed. That's how long it could take for the first set of knives or the associated knife to pass through sections two and three and return sharpened. The measurement, cleaning and adjustment can be carried out accordingly in advance or directly as required, this is conditioned by the specifications, including accuracy and speed for the set-up of the knife ring.
  • Measuring with a zero gauge has the advantage of a faster measurement and/or an accurate and simple recording of the thickness of the wear plate along its length. Should along the associated If it is recognized by the cutting edge of the zero knife that, for example, the wear plate is worn on one side opposite the cutting edge of the zero knife, the associated knife can also be fixed in the clamping plate on one side or at an angle so that a cutting gap that is uniform over the length of the cutting edge is created again.
  • a zero knife is understood to be a knife or a set of knives that corresponds to a new, unused knife. With a simple scan, the (residual) thickness of the wear plate can be recorded directly or indirectly, depending on the measuring method. The zero knife is thus preferably inserted into the knife ring by the industrial robot and the thickness of the wear plate is then (directly or indirectly) measured, which together with the zero knife forms the cutting gap.
  • the existing cutting gap can be measured directly or indirectly.
  • a cutting gap is thus produced. If the measured or determined cutting gap deviates from a specified cutting gap, the knife protrusion in the clamping pack must be adjusted accordingly so that the clamping pack has the necessary or specified cutting gap after assembly with the cutting edge of the knife and the associated wear plate.
  • measuring devices or the zero knife can be permanently installed on the first industrial robot and brought into engagement with the knife ring accordingly, in particular in order to optimize the measuring cycle for the individual adjustment of the knife packs.
  • the double gripper is designed in such a way that during a rotation of 180° it holds the zero knife or knife pack on a first gripper and picks up or releases a knife pack with the other gripper.
  • a triple or quadruple gripper is not to be understood in such a way that a gripper is arranged every 90° along the axis of rotation , so that preferably still only a 180 ° is necessary to change the gripper or a folding movement is exercised.
  • an adjusting device for the blade protrusion is provided in the blade assembly in the first partial area.
  • This can particularly preferably be arranged, for example, on or near the rotary frame and, for example, while the zero knife is placed in the knife ring for measurement, the adjustment of the knife protrusion can be carried out on another gripper of the triple or multiple gripper in accordance with the measurement that has been carried out.
  • the industrial robot can also swivel to this setting device after the measurement, preferably it has already positioned a sharp knife pack on one of the grippers during the measurement.
  • the invention understands an industrial robot to be a multiaxially movable system which is universally programmable and can be used in a suitable manner for handling, assembling and, if necessary, processing workpieces.
  • These have the advantage that they can be adapted to different circumstances, parameters, sizes, etc. by comparatively simple programming and may not have to be converted manually, but can be used adaptively by programming or by exchanging handling means.
  • the blade packs are automatically loosened or tightened automatically by means of a screwing device, with several screws having to be manipulated over the length of the blade or the blade pack.
  • the blade pack is preferably held in position by the gripper of the industrial robot while it is being fixed by the screwing device.
  • the knife packs are moved or manipulated in or out of the knife ring radially to its axis of rotation by the industrial robot.
  • the industrial robot for the knife packs is particularly preferably removed or fed in or out radially from the outside for the knife packs.
  • the following parameters, settings, machine elements or the like can advantageously be measured on the knife ring:
  • the results of the measurement can be determined directly or also indirectly by converting other values/dimensions.
  • a zero meter can be used for measuring or other processes.
  • a zero knife (usually a new knife) is used alone or preferably attached to a new clamping plate. New also means the use of a sample part that has been measured. Alternatively, a zero gauge can be made to match the dimensions corresponds to a clamping package and thus imitates an ideal clamping plate with knife.
  • FIG. 1 shows a schematic view of a device for automated maintenance or the sharpening of the knives from a knife ring of a knife ring flaker
  • FIG. 2 shows a side view of a universal transport trolley for knife rings and a knife ring stored therein
  • FIG. 3 shows a schematic side view of part of the first module for removing knife packs from a knife ring with associated devices for cyclic rotation, cleaning, part of an industrial robot and automatic screwdriver,
  • Fig. 4 is a schematic view of the double gripper for the knife packs or knives from two sides and
  • FIG. 5 shows a schematic view of a blade pack installed in a blade ring with a blade which forms a cutting gap with an associated spaced-apart wear plate.
  • FIG. 1 shows a schematic view from above of a device 14 for the automated maintenance or replacement of the knives 2, 3 or their sharpening for a knife ring 1 of a knife ring flaker (not shown).
  • the device 14 is divided into three different sections 37, 38, 39, which can work effectively independently of one another.
  • an industrial robot 10 removes knife packs 4 consisting of a clamping plate 6 and a blunt knife 2 from a knife ring 1 and inserts other knife packs 5 with a sharp knife 2 into the knife ring 1 .
  • the blade packs 4 are dismantled to form a blunt blade 2 and a clamping plate 6, and sharp blades 3 are mounted with a clamping plate 6 to form a blade pack 5.
  • the blunt knives 2 are optionally measured and sharpened to become sharp knives 3.
  • Interfaces are arranged between the three sub-areas 37, 38, 39, which serve as transfer points and, if necessary, buffer storage, so that the sub-areas 37, 38, 39 can carry out their activities independently of one another in cycles. It is thus advantageously possible to clock some sub-areas 37, 38, 39 faster than others.
  • a rotating frame 11 for a knife ring 1 is arranged in the first partial area 37 .
  • This bogie 11 is loaded with knife rings 1 by a universal carriage 27 or the knife rings 1 are transported away again after they have been set up, i.e. after installation of sharpened knives, see Figure 2.
  • the goal here can be an automated warehouse or directly the production of crushed materials, so a be a knife ring flaker.
  • the universal carriage 27 has supports 28 which are preferably suitable for receiving and fixing geometrically different knife rings 1 .
  • the universal carriage 27 moves according to FIG.
  • a rotary device 15 is arranged on the bogie 11 for intermittent or continuous drive.
  • a crane or forklift can be used instead of a universal trolley.
  • a revolving head 18 is arranged coaxially and on both sides of the knife ring 1, which, after determining the type of knife ring 1, provides the corresponding supports 16 for the engagement. If necessary, means for lifting the supports 16 or the turret turret 16 in order to take over the knife ring 1 from the universal carriage 27 are not shown.
  • the bogie 11 or the device 14 is specified as to which type of knife ring 1 is to be processed, and the device 14 or the corresponding partial areas 37, 38, 39 will adapt accordingly.
  • Other devices on the rotary frame 11 may also have to be adjusted accordingly, for example a cleaning device 13, the screwing device 12 for the knife packs 4, 5 or the selection of the supports 16.
  • adjusting drives or corresponding devices can be provided which adapt or are interchangeable as with the supports.
  • the cleaning device can also be arranged so that it can be adjusted linearly and coaxially to the knife ring 1 in order to be able to cover different widths of the knife ring 1 .
  • At least one measuring station 17 is arranged on the circumference of the knife ring, in particular for measuring the position of the knife ring 1 on the support before or during the exchange of the knife packs 4, 5.
  • Knife rings can deform due to their own weight or are regularly subject to small differences in production. So that when a sharp knife assembly 5 or knife 3 is brought in, the positioning is carried out in accordance with the specifications or requirements, for example depending on the thickness of the wearing plates 40, different areas of the knife ring, preferably the wearing plate 40, can be compared to a zero knife or the current one knife package to be measured.
  • the measuring station can also be suitable for measuring a knife ring temporarily stored on the transport carriage via a linear drive, so that the corresponding parameters can be set on the bogie or generally in the three areas as feedback. For example, the knife width can be different, the circumference, the number of knives on the circumference, etc.
  • At least one cleaning device 13 is provided for cleaning parts of the knife ring 1 .
  • a type of basic cleaning can be carried out on the knife ring 1, in which the blunt knife packs 4 are guided past the cleaning device 13 and at least the rear sides (outer circumference) are screwed with the nuts or screw heads that hold the knife pack 4 on the knife ring 1 or on a Fasten knife pack carrier 42, are cleaned.
  • the knife pack carriers 42 themselves, after removing the knife packs 4 cleaned by a cleaning device 13 before the blade packs 5 are used.
  • the cleaning can be carried out once continuously along the 360° or is carried out intermittently.
  • FIG. 5 shows a schematic view of a blade assembly 4, 5 installed in a blade ring 1 with a wear plate 40 which is associated on the right side and is spaced apart and forms the cutting gap 41 together with the blade 2, 3.
  • a wood chip or the material to be reduced is pressed against the wear plate 40 by centrifugal forces or an air flow, then enters the cutting gap 41 and is cut there by the knife 2,
  • the clamping plate 6 has a bevel in the direction of the cutting edge of the knife 2, 3, so that the material to be cut can pass by without being blocked as much as possible.
  • blade packs 4 can be removed until the first blade pack 5 with a freshly sharpened blade 3 “returns” to the partial area 37, with a subsequent changeover. Theoretically, this could be expanded after 3 to 8 Knife packs 4 are implemented, as long as it could take until the first knife pack or the associated knife has passed through the sections 38 and 39 and returns sharpened.
  • an automated screwing device 12 is moved to the screws or nuts and loosens them.
  • the loosened screws or nuts are held on the screwing device 12 .
  • a free gripper 8, 9 of the industrial robot 10 has usually already made contact with the knife pack 4 with a blunt knife 2 and will remove the knife pack 4 from the knife ring 1 after the screwing device 12 has finished its work.
  • a double gripper 7, which has two grippers 8, 9, is preferably located on the industrial robot 10. While the blunt set of knives 4 has been picked up by the free gripper 8 , a sharp set of knives 5 should already be present on the other gripper 9 .
  • the double gripper 7 will preferably carry out a position change 19 along an axis of rotation and position the sharp knife pack 5 in the knife ring 1 after it has now come close to the screwing device 12, see Figure 4. Then the screwing device 12 will re-insert the screws or nuts Tighten knife pack 5, disengage and the turning device 15 can cycle to the next knife pack 4 with a blunt knife 2.
  • the industrial robot 10 can transfer the blunt set of knives 4 to a store 20 and pick up one on the gripper 8 or 9 from the same store or another store 21 for sharp sets of knives 5 .
  • the rotation of the knife ring 1 should be completed and the screwing device 12 had the necessary time to gently engage with the screws or nuts and loosens them accordingly.
  • the screwing device 12 takes over the fixing of the blade pack 4 or 5 during the screwing process until the gripper 8 or 9 of the industrial robot 10 is on site. If the knife ring 1 is completely equipped with fresh knife packs 5 , it can be transported away by the universal carriage 27 .
  • the device can be operated independently in the second and third partial area 38, 39.
  • the thickness of the wearing plate 40 is measured, preferably from within the blade ring 1, by means of the measuring station 17.
  • a number of measuring points are preferably carried out along the cutting gap 41 .
  • the thickness can be measured and calculated directly or indirectly using other reference lines on the knife ring 1 .
  • a zero knife most preferably with a standardized setting, for example an unused knife, optionally with auxiliary markings for the measuring station 17, is introduced into the knife ring 1 at a specific position. The thickness of the wear plate 40 or the cutting gap 43 can thus be measured directly or indirectly.
  • the sharp knife 3 is set accordingly in the second partial area 38 or in the first partial area 37 during assembly or in the knife pack 5 and inserted in the knife ring 1 by the industrial robot 10 instead of the zero knife and by the screwing device there on the knife ring 1 or the knife pack carrier 42 screwed tight.
  • it is not necessary to measure every thickness of the wear plate for the associated knife 3 but a measurement can also be taken empirically for every 3, 5, 7 knife pack carrier or wear plate 40.
  • the special feature of the high level of accuracy is that the knife projection or the knife packet 5 is set individually for each knife packet carrier 42 or wear plate 40 .
  • the knife packs 4 are removed from the transfer area 44, preferably a store 20, while the knife ring 1 is being loaded by the industrial robot or during the set-up time with another knife ring 1.
  • a displacement device or a linear slide 26 can be provided for this purpose. This spends the knife pack 4 on a transport device 22, which transfers the knife pack 4 to a station 23 for dismantling the knife pack. This can also be done in such a way that the station 23 takes over the knife pack 4 from the transfer area 44 for dismantling or dismantles it immediately when the shifting work and the assembly/dismantling are carried out in a station 23 .
  • the clamping plate 6 is detached from the blunt knife 2 by means of suitable means, for example a screw device (not shown) and placed side by side, preferably in the longitudinal direction parallel to the transport direction 22. Subsequently, the separated clamping plate 6 and the blunt blade 2 are moved through the cleaning station 24, which carries out a cleaning process, for example by means of rotating brushes. Finally, the cleaned parts reach the transfer area 25 as an interface to sub-area 39. If sub-area 39 is not in operation, sub-area 38 can alternatively have its own storage facility, to which the parts are transferred for temporary buffering. Two different bearings are particularly preferred. This is symbolized by comparatively thin lines analogous to the camps 35, 36 from subarea 39. Alternatively, it can also be forwarded directly to the camp there.
  • the bearings 20, 21, 35, 36 can otherwise be static or dynamic, but are preferably designed as paternoster bearings.
  • Dynamic stores have the advantage that they can preferably store different knife packs with regard to the knife protrusion or the width and the control device controls the store and/or the industrial robot 10 to remove the correct knife pack as required.
  • An industrial robot 30 for transporting the knives 2, 3 is arranged in this partial area 39, also arranged in the device 14 so that it can be operated independently.
  • a double gripper 7 is provided in a separate and special embodiment for a high cycle frequency, which has two grippers 8 and 9 suitable for receiving the knives 2, 3.
  • the industrial robot 30 is already holding a sharp knife 3 on the gripper 8, 9 when picking up a blunt knife 2.
  • the double gripper 7 only has to change position 31 , preferably a rotation, in order to place the sharp knife 3 in the transfer area 25 , the interface between the two partial areas 38 and 39 .
  • bearings 35, 36 can be equipped with the knives 2, 3 by the industrial robot 30 or they can be removed from there. Typically for minor parts replacement or buffering when the adjacent area 38 is not receptive.
  • the industrial robot 30 will present the blunt knife 2 to a measuring station 32, which will preferably subject the knife 2 to a cut edge measurement or a camera examination. The corresponding measured value is used to determine the maximum amount of material removed from the knife 2 before it is transferred to the grinding device 34 for grinding or sharpening by the industrial robot 30 .
  • a sharp knife 3 is removed from the grinding device 34 by the double gripper 7 and then or at the same time a blunt knife 2 is transferred to the grinding device 34 .
  • the usual sequence of rotations in the partial area 39 for the industrial robot would always be counterclockwise, with preferably no rotary movement being carried out without a knife on the double gripper 7 .
  • a measurement with a camera in the measurement station 32 has the advantage of a fast type of measurement. Either two cameras are arranged or a turning station 33 can be provided, where the gripper 8, 9 briefly puts down the knife 2 in order to change grip.
  • the turning area 33 is shown at a distance from the measuring station 32; it is preferably within reach of or in front of the measuring station 32. This is necessary if the knife is to be sharpened.
  • the knife When sharpening the knife, for example with an industrial cutter, it is sufficient to measure the knife from one side only.
  • the Measurement can also be carried out in the milling device or when inputting by the industrial robot.
  • the double gripper 7 and the associated interfaces 25, 44 between the corresponding partial areas 39, 38, 37 prefferably be suitable for taking over the knives 2, 3 or the knife packs 4, 5 at the same time or almost at the same time or to give up in order to further improve the cycle time.
  • the change in position 19, 31 can also only be a slight displacement or angular alignment of the double gripper, for example if the distance between the grippers 8, 9 on the double gripper corresponds exactly or essentially to the distance between the corresponding sharp or blunt parts.
  • measuring devices or the zero knife can be permanently installed on the first industrial robot 10 and brought into engagement with the knife ring 1621 accordingly.
  • Knife ring 23 Station for disassembly/assembly

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Rüstung eines Messerringes eines Messerringzerspaners zur Zerkleinerung von Materialien, wobei in einem ersten Teilbereich (37) des Verfahrens durch einen Industrieroboter (10) Messerpakete (4) bestehend aus einer Klemmplatte (6) und einem stumpfen Messer (2) aus einem Messerring (1) entnommen und Messerpakete (5) mit einem scharfen Messer (2) in den Messerring (1) eingesetzt werden, wobei in einem zweiten Teilbereich (38) des Verfahrens Messerpakete (4) zu einem stumpfen Messer (2) und einer Klemmplatte (6) demontiert und scharfe Messer (3) mit einer Klemmplatte (6) zu einem Messerpaket (5) montiert werden und wobei in einem dritten Teilbereich (39) des Verfahrens die stumpfen Messer (2) zu scharfen Messern (3) geschärft werden. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, bei der ein hochgenaues Anordnen der scharfen Messer (3) bzw. der Messerpakete (5) im Messerring und/oder ein Hochgeschwindigkeitsaustausch der Messerpakete eines Messerrings ermöglicht werden kann. Weiter ist eine Vorrichtung zur Rüstung eines Messerringes vorgeschlagen, die diese Aufgaben ebenfalls zu lösen vermag.

Description

VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR RÜSTUNG
EINES MESSERRINGES EINES MESSERRINGZERSPANERS
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Rüstung eines Messerringes eines Messerringzerspaners zur Zerkleinerung von Materialien nach dem Oberbegriff der Patentansprüche 1 , 2 oder 3.
Weiter betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Rüstung eines Messerringes eines Messerringzerspaners zur Zerkleinerung von Materialien nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 19.
Für die Herstellung z.B. von Spanplatten bzw. OSB-Platten muss Holz in langen Spänen bereitgestellt werden. Hierzu benutzt man Messerringzerspaner, wie sie z.B. aus DE 199 07 415 B4 oder DE 10 2015 005 642 A1 bekannt sind. In der zweiten Offenbarung besitzt der Messerringzerspaner als Zuführvorrichtung für das zu zerkleinernde Material eine Vibrationsrinne. Über eine vertikale Gegenluftströmung wird anschließend schweres Material abgeschieden und das zu zerkleinernde Material einem Zentralbereich innerhalb des Messerringzerspaners zugeführt. Durch die Luftströmung, welche durch die rotierende Rotorschaufel verstärkt wird, wird das Material gegen den ortsfesten oder ggfs. ebenfalls rotierenden Messerring gedrückt und zerkleinert. Nach dem Durchtritt des Materials durch den Messerring gelangt das Material in einen Abwurfschacht und wird, ggfs. durch eine Abführvorrichtung weitertransportiert und einer Anlage zur Herstellung von Werkstoffplatten übergeben. In der Regel wird das zerkleinerte Material dort ggfs. getrocknet, beleimt und zu einer Pressgutmatte gestreut und schließlich zu einer Werkstoffplatte, bevorzugt in einer kontinuierlichen arbeitenden Presse, verpreßt.
Aus DE 197 18681 A1 , DE 19900 924 A1 , DE 199 01 887 A1 und DE 10 2015 003 520 B4 sind Schärf- und Reinigungsvorrichtungen für Messerringe bekannt geworden. In der Regel werden entweder die Messer aus dem Messerring ausgebaut oder vor Ort innerhalb des Messerringes verschoben und geschliffen. Diese Verfahren und Vorrichtungen haben sich grundsätzlich bewährt, haben aber den Nachteil, dass die Taktzeiten immer noch zu lange dauern. Auch ist der Verschleiß von und durch bewegliche Schleifvorrichtungen nicht unerheblich. Nach einiger Zeit leidet schließlich auch die Genauigkeit der am Messerring axial verfahrbaren Schleifmittel durch Verschleiß. Zudem sind diese Vorrichtungen auf einen speziellen Messeringtypen abgestellt und können in der Regel keine Messerringe anderer Hersteller verarbeiten. Dies zwingt einen Betreiber von Messerringzerspanern entweder nur bei einem Hersteller einzukaufen oder mehrere verschiedene Rüstvorrichtungen vorzuhalten.
Die komplexen Vorrichtungen aus dem Stand der Technik haben auch den Nachteil, dass bei Reparaturen oder Wartungen die gesamte Vorrichtung außer Betrieb gesetzt werden muss und bei größeren Maßnahmen die Produktion selbst gefährdet ist.
Mit der DE 101 17 480 A1 ist ein Verfahren zum Nachschleifen eines Messerringes bekannt geworden, in dem die Messerpakete aus einem Messerring händisch ausgebaut und einer automatisierten Vorrichtung zum Demontieren der Messerpakete bestehend aus Klemmplatte und Messer, zum Schleifen der Messer, zum Montieren der Messerpakete und zum Übergeben an den Bediener vorgesehen ist. Die stumpfen und scharfen Messer können dabei in separaten Pufferstationen gelagert werden. Verbrauchte Messer oder Klemmplatten können manuell ausgeschleust werden. Jede Klemmplatte wird wieder in dem gleichen Messerring eingebaut.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mit dem ein hochgenauer automatisierter Aus- und Einbau geschärfter Messer in den Messerring möglich wird und/oder ein schnellerer Wechsel der Messerpakete erzielbar ist.
In einer Erweiterung der Aufgabe soll es möglich sein Reparaturen und Wartungen an der Vorrichtung durchzuführen oder trotz eines Stillstandes eines Teilbereiches zumindest einen teilweisen oder rudimentären Betrieb aufrecht erhalten zu können.
In einem gattungsgemäßen Verfahren zur Rüstung eines Messerringes eines Messerringzerspaners zur Zerkleinerung von Materialien, werden in einem ersten Teilbereich des Verfahrens durch einen Industrieroboter Messerpakete bestehend aus einer Klemmplatte und einem stumpfen Messer aus einem Messerring entnommen und Messerpakete mit einem scharfen Messer in den Messerring eingesetzt, werden in einem zweiten Teilbereich des Verfahrens Messerpakete zu einem stumpfen Messer und einer Klemmplatte demontiert und scharfe Messer mit einer Klemmplatte zu einem Messerpaket montiert und werden in einem dritten Teilbereich des Verfahrens die stumpfen Messer zu scharfen Messern geschärft.
Die Aufgabe der Erfindung wird für den ersten unabhängigen Teilbereich mit den folgenden Verfahrensschritten gelöst:
- eine Schraubvorrichtung löst die Befestigung des stumpfen Messerpakets, - das stumpfe Messerpaket wird durch einen Industrieroboter aus dem Messerring entnommen,
- der Industrieroboter übergibt das stumpfe Messerpaket an einen Übergabebereich zwischen dem ersten und zweiten Teilbereich
- der Industrieroboter nimmt ein scharfes Messerpaket auf und positioniert es am Messerring,
- das scharfe Messerpaket wird mittels der Schraubvorrichtung am Messerring befestigt.
Die Aufgabe der Erfindung wird für den zweiten unabhängigen Teilbereich mit den folgenden Verfahrensschritten gelöst:
- ein stumpfes Messerpaket 4 wird aus einem Übergabebereich zwischen dem ersten und dem zweiten Teilbereich, bevorzugt einem Lager, entnommen und zu einer Station für die Demontage überführt,
- das stumpfe Messerpaket wird in der Station demontiert und in eine Klemmplatte und einem stumpfen Messer aufgeteilt,
- die Klemmplatte und das stumpfe Messer werden bevorzugt nebeneinander in einer Reinigungsstation gereinigt,
- die Klemmplatte und das stumpfe Messer werden bevorzugt nebeneinander in einem Übergabebereich zwischen dem zweiten und dritten Teilbereich positioniert,
- das stumpfe Messer wird durch ein scharfes Messer ausgetauscht,
- das scharfe Messer wird mit der Klemmplatte in die Station überführt und dort zu einem scharfen Messerpaket montiert,
- das scharfe Messerpaket wird an den Übergabebereich zwischen dem ersten und zweiten Teilbereich übergeben. Die Aufgabe der Erfindung wird für den dritten unabhängigen Teilbereich mit den folgenden Verfahrensschritten gelöst:
- das stumpfe Messer wird durch einen ersten Greifer an einem Doppelgreifer mittels eines Industrieroboters am Übergabebereich zwischen dem zweiten und dem dritten Teilbereich aufgenommen,
- der Industrieroboter führt einen Positionswechsel der Greifer des Doppelgreifers durch,
- ein scharfes Messer am zweiten Greifer wird durch den Industrieroboter in dem Übergabebereich positioniert,
- das stumpfe Messer wird am Übergabebereich oder am Greifer in einer Messstation zur Ermittlung des individuellen Abschleifmaß vermessen, bevorzugt von zwei Seiten,
- ein scharfes Messer wird aus einer Schleifvorrichtung durch den freien Greifer des Doppelgreifers am Industrieroboter entnommen und das stumpfe Messer am Greifer wird an die Schleifvorrichtung übergeben
Alternativ oder kumulativ werden im ersten Teilbereich alle stumpfen Messerpakete entfernt, ggfs. wird mind, ein Messerpaket als Messreferenz vermessen, und anschließend bis zur Vollständigkeit des Messerrings scharfe Messerpakete montiert. Für eine durchlaufende Verarbeitung kann es von Vorteil sein, wenn alle Messerpakete entfernt werden und nach der Entfernung des letzten wieder begonnen wird die scharfen Messerpakete einzusetzen. Damit wäre es beispielsweise möglich eine Reinigung der Messerpaketträger einmal am Umfang durchzuführen, bevorzugt in einer Reinigungsstation die am Umfang des Messerringes beabstandet zu den anderen Vorrichtungen angeordnet ist und somit diese nicht direkt verschmutzt. Bevorzugt wird an wenigstem einen Messerpaket eine Referenzmessung durchgeführt, um den Messervorstand für die neuen Messerpakete festzulegen. Diese Referenzmessung kann zusätzlich oder auch nur mit einem Referenzmesser durchgeführt werden.
Alternativ oder kumulativ werden im ersten Teilbereich durch eine Reinigungsvorrichtung alle freien oder kurz vor Einbau des scharfen Messerpakets der entsprechende Messerpaketträger gereinigt.
Alternativ oder kumulativ werden im ersten Teilbereich durch eine Messstation vor Montage eines scharfen Messerpakets alle, bestimmte oder eine vorgegebene Verschleißplatte hinsichtlich ihres Verschleißes oder ihrer Dicke ausgemessen wird, bevorzugt mit Hilfe eines einzubringenden Nullmessers.
Alternativ oder kumulativ wird im ersten Teilbereich und/oder im zweiten Teilbereich das scharfe Messerpaket hinsichtlich des Messervorstandes eingestellt, insbesondere in Bezug auf die Messergebnisse der zugehörigen Verschleißplatte.
Alternativ oder kumulativ werden im ersten Teilbereich solange stumpfe Messerpakete ausgebaut werden, bis das erste scharfe Messerpaket aus dem zweiten Teilbereich (wieder) zur Verfügung steht. Anschließend werden die Messerpakete wechselweise gewechselt, bis nur noch die freien Messerpaketträger besetzt werden, woraufhin die Rüstung per se abgeschlossen wäre.
Alternativ oder kumulativ werden im ersten Teilbereich beim Einführen oder Positionieren des Messerpaketes am Messering die Lage des Messerrings und/oder des Messerpaketträgers im Drehgestell mittels einer Messstation vermessen. Dies kann notwendig sein um Verschleiß an den Ringen des Messerrings zu detektieren, beispielsweise ob die notwendige Rundheit noch gegeben ist oder ob andere essentielle Schäden oder Unrundheiten zu erkennen sind. Auch kann damit detektiert werden, ob am Umfang, meist bereichsweise, die Messervorstände unterschiedlich einzustellen sind.
Alternativ oder kumulativ werden im ersten Teilbereich ein Messerring im Drehgestell mittels einer Messstation in seinen Abmessungen, seiner Positionierung und/oder Teile bzw. deren Lage im Messerring ausgemessen, wobei insbesondere die Verschleißplatte, die Dicke der Verschleißplatte, der Messerpaketträger, ein einzubringendes Nullmesser und/oder die Messer respektive die Messerpakete vermessen werden.
Alternativ oder kumulativ werden bei einer bevorzugt dynamischen Lagerung der geschärften Messerpakete im Übergabebereich ihr Einbaustandort im Messerring anhand ihres eingestellten Messervorstandes ausgewählt wird, insbesondere in Bezug auf die Dicke oder Geometrie der zugehörigen Verschleißplatte zur Bildung eines Schneidspalts.
Alternativ oder kumulativ werden die Greifer am Industrieroboter des ersten Teilbereiches das Messerpaket an der Klemmplatte fassen und/oder die Greifer am Industrieroboter des zweiten Teilbereiches die Messer an deren Kontur fassen, wobei bevorzugt die Messerpakete im Wesentlichen parallel zur Flächenseite an Vorsprüngen der Klemmplatte und/oder die Messer im Wesentlichen senkrecht zur Flächenseite am Greifer gehalten werden.
Alternativ oder kumulativ werden während des Betriebes die drei Teilbereiche mit unterschiedlichen Taktzeiten und/oder während der Wartung und/oder einem Stillstand zumindest eines Teilbereiches weiter arbeiten.
Alternativ oder kumulativ werden die Klemmplatten im zweiten Teilbereich auf Verschleiß geprüft und ggfs. gegen neue Klemmplatten getauscht. Alternativ oder kumulativ werden die Messer und/oder die Messerpakete in gemeinsamen oder separaten Lagern statisch, dynamisch oder mit einem Paternoster gelagert und vorgehalten. Paternoster bieten den Vorteil, dass der Übergabe- oder Entnahmeort im Wesentlichen immer gleich bleibt. Das gleiche gilt dann auch für die Beschickung des Paternosters. Bei einer statischen Lagerung werden überall die gleichen Messer oder Messerpakete gelagert. Bei einer dynamischen Lagerung wird zum einen an unterschiedlichen Stellen eingelagert und ausgelagert
Alternativ oder kumulativ werden Informationen über Art und/oder Zustand des Messerrings von einem programmierbaren Speicher am Messerring vor dem Rüstvorgang ausgelesen und nach dem Rüstvorgang dort abgespeichert
Alternativ oder kumulativ werden die entsprechenden Daten an oder von der Steuerung der Messerringzerspaner oder einer wirkverbundenen großindustriellen Anlagensteuerung übermittelt, wobei diese Daten insbesondere verwendet werden die Schraubvorrichtung, die Reinigungsvorrichtung, die Drehvorrichtung, die Auflager und/oder den Doppelgreifer an den ankommenden Messerring anzupassen oder mit passenden Alternativen zu tauschen.
Alternativ oder kumulativ werden die Messerpakete respektive die Klemmplatten und die Messer durch die Greifer in der Nähe des Schwerpunktes und die Messerpakete respektive die Klemmplatten und die Messer in einem Lager außenseitig, somit an den Schmalseiten, gehalten. Die Entnahme durch einen Roboterarm gestaltet sich einfacher, wenn dieser innen Kontakt aufnimmt. Für den dritten unabhängigen Teilbereich kann die Aufgabe für ein Verfahren in Verbindung mit einem Schnellwechsel mit den folgenden Verfahrensschritten durchgeführt werden:
18.1 eine Schraubvorrichtung nimmt Kontakt mit den das Messerpaket am Messerring fixierenden Schrauben oder Muttern auf,
18.2 die Schraubvorrichtung löst die Schrauben oder Muttern, welche in der Schraubvorrichtung gehalten werden,
18.3 das stumpfe Messerpaket wird durch einen ersten Greifer an einem Doppelgreifer mittels eines Industrieroboters aus dem Messerring entnommen,
18.4 der Industrieroboter führt einen Positionswechsel der Greifer des Doppelgreifers durch,
18.5 ein scharfes Messerpaket am zweiten Greifer wird durch den Industrieroboter in den Messerring positioniert,
18.6 das scharfe Messerpaket wird mittels der Schraubvorrichtung am Messerring festgeschraubt,
18.7 der Messerring wird um eine vorgegebene Teilumdrehung gedreht und die Verfahrensschritte 18.1 bis 18.7 werden durchgeführt bis alle stumpfen Messerpakete durch scharfe Messerpakete ersetzt sind, wobei im Zeitraum der Verfahrensschritte 18.6, 18.7, 18.1 und/oder 18.2 der Industrieroboter das stumpfe Messerpaket an einen Übergabebereich als Schnittstelle, bevorzugt ein Lager, übergibt, ein scharfes Messerpaket aus dem Übergabebereich entnimmt und anschließend das nächste stumpfe Messerpaket im Messerring mit dem freien Greifer greift.
Eine gattungsgemäße Vorrichtung zur Rüstung eines Messerringes eines Messerringzerspaners zur Zerkleinerung von Materialien, weist einen ersten, zweiten und/oder dritten Teilbereich zur Handhabung von Messerpaketen und/oder Messern auf; wobei in dem ersten Teilbereich der Vorrichtung ein Industrieroboter zur Entnahme von Messerpaketen bestehend aus einer Klemmplatte und einem stumpfen Messer aus einem Messerring und zur Einbringung von anderen Messerpaketen mit einem scharfen Messer in den Messerring angeordnet ist, und/oder wobei in einem zweiten Teilbereich der Vorrichtung eine Station zur Demontage von Messerpaketen zu einem stumpfen Messer und einer Klemmplatte und eine Station zur Montage von scharfen Messern mit einer Klemmplatte zu einem Messerpaket angeordnet ist und/oder wobei in einem dritten Teilbereich der Vorrichtung eine Schleifvorrichtung für die stumpfen Messer angeordnet ist,
Die Erfindung für die Vorrichtung wird dadurch gelöst, dass als Schnittstelle zwischen dem ersten und dem zweiten Teilbereich zumindest ein Übergabebereich, bevorzugt ein Lager, für Messerpakete und/oder als Schnittstelle zwischen dem zweiten und dem dritten Teilbereich ein Übergabebereich für die Messer angeordnet ist.
Alternativ oder kumulativ werden zur Handhabung der Messer im dritten Teilbereich ein Industrieroboter, bevorzugt mit einem Doppelgreifer zum gleichzeitigen Transport von zwei Messern angeordnet.
Alternativ oder kumulativ werden am Industrieroboter des ersten Teilbereiches Greifer zur Aufnahme des Messerpaket an der Klemmplatte und/oder am Industrieroboter des zweiten Teilbereiches Greifer zur Aufnahme der Messer über deren Kontur angeordnet, wobei bevorzugt die Greifer geeignet sind die Messerpakete im Wesentlichen parallel zur Flächenseite an Vorsprüngen der Klemmplatte und/oder die Messer im Wesentlichen senkrecht zur Flächenseite am Greifer zu halten. Alternativ oder kumulativ wird eine Steuerung angeordnet, welche zur Umsetzung der Verfahren oder eines Betriebes der Vorrichtung geeignet ist, bei der die drei Teilbereiche mit unterschiedlichen Taktzeiten und/oder während der Wartung und/oder einem Stillstand zumindest eines Teilbereiches (weiter-) arbeiten.
Alternativ oder kumulativ wird im ersten Teilbereich zur Rotation des Messerringes ein Drehgestell angeordnet.
Alternativ oder kumulativ werden im ersten Teilbereich eine Messstation zur Vermessung der Messerpakete, des Messerrings, der Messerpaketträger und/oder der Verschleißplatten angeordnet.
Alternativ oder kumulativ wird eine Messstation für die Klemmplatten im zweiten Teilbereich und ggfs. eine Tauschvorrichtung für Klemmplatten angeordnet.
Alternativ oder kumulativ werden im ersten Teilbereich an der Drehvorrichtung für den Messerring eine Schraubvorrichtung, eine Reinigungsvorrichtung, eine Drehvorrichtung, ein Auflager und/oder ein Doppelgreifer des Industrieroboters angeordnet, welche bevorzugt für unterschiedliche Geometrien eines Messerrings oder unterschiedliche Messerringe anpassbar oder mit entsprechend angepassten Teilen austauschbar sind.
Unterschiedlich können die Messerringe beispielsweise sein
- in ihrem Durchmesser,
- hinsichtlich der Anzahl der Messer/Messerpakete am Umfang,
- betreffend die Länge der Messer, somit der Breite des Messerings,
- hinsichtlich der Anzahl, Position, Form der Schrauben, und/oder
- betreffend anderer Stellmittel, Auskragungen, Griffelemente an den Messerpaketen usw. Messerringe mit gleichem Durchmesser können ebenfalls unterschiedliche Ausgestaltungen aufweisen. Es können unterschiedliche Montagewinkel der Messer, unterschiedliche Verschraubungen oder Montagehalterungen, sowie unterschiedliche Anzahl der Verschraubungen (Art der Verschraubung, Schraubenabstände, Position der Verschraubung) vorliegen. Es können aber auch unterschiedliche Durchmesser, Breiten oder unterschiedliche andere Geometrien (Ringe, Ringbreite, Radien an den Außenseiten der Ringe... ) an den Messerringen vorliegen, aber auch unterschiedliche Messerringe (Bauart, Ringtypen, Größe) von verschiedenen Herstellern können darunter verstanden werden.
Alternativ oder kumulativ werden für die Messer und/oder die Messerpakete, gemeinsame oder separate statische, dynamisch Lager oder Paternosterlager angeordnet sind.
Alternativ oder kumulativ wird eine Steuerungsvorrichtung zur Einstellung, der Auswahl und/oder der Montage der geschärften Messerpakete an vorgegebenen Orten im Messerring angeordnet.
Alternativ oder kumulativ werden Mittel zum Empfang oder Übermittlung von Informationen über den Zustand des Messerrings von einem programmierbaren Speicher am Messerring, von der Steuerung eines Messerringzerspaners oder einer wirkverbundenen großindustriellen Anlagensteuerung angeordnet.
Alternativ oder kumulativ wird im dritten Teilbereich die Messstation zur Vermessung der stumpfen Messer im Wirkungsbereich des Industrieroboters und/oder im zweiten Teilbereich in Wirkverbindung mit der Transportvorrichtung angeordnet. Dabei ist von Vorteil, wenn für die Vermessung in der Messstation eine Kamera angeordnet ist. Alternativ oder kumulativ werden im ersten Teilbereich eine Lagerkapazität für scharfe Messerpakete für einen, bevorzugt zwei oder mehr, höchst bevorzugt für unterschiedliche Messerringe angeordnet.
Alternativ oder kumulativ wird im dritten Teilbereich der Vorrichtung ein Wendeplatz zur Ablage von Messern bevorzugt in Verbindung mit der Messstation für die Messer, angeordnet.
Die Erfindung versteht unter Schleifen oder Schärfen zwei verschiedene Möglichkeiten um ein stumpfes oder verschlissenes Messer wieder aufzuarbeiten und zu schärfen. Schleifvorrichtungen bieten das Wiederherstellen des Messers mit rotierenden Schleifmitteln und unbestimmter Schneide, das Schärfen oder entsprechende Schärfvorrichtungen erbringen diese Leistung unter Verwendung von Fräsern oder ähnlichen Werkzeugen mit definierter Schneide. Schleifen oder Schärfen wird in diesem Zusammenhang nach der Erfindung gleichgesetzt. Dabei wird für den großindustriellen Einsatz in der vorliegenden Erfindung das Schärfen für eine Vielzahl an laufenden Metern Schneidkante das Fräsen bevorzugt.
Die Erfindung versteht unter einem Schleif- oder Schärfroboter demnach nicht nur eine Vorrichtung mit einem hohen Automatisierungsgrad, welcher die Messer aus dem Schneidwerkzeug entnimmt und wieder einsetzt sowie schärft, sondern auch die Möglichkeit einen automatisierten CNC-Fräser als Schleifvorrichtung einzusetzen, in den die stumpfen Messer automatisiert eingelegt und die geschärften Messer automatisiert herausgenommen werden.
Ein Messerring, vgl. auch den genannten Stand der Technik, besteht in der Regel aus zwei axial voneinander beabstandeten Tragringen, die durch ihren Abstand die Messerringbreite definieren. Dazwischen werden koaxial die Messer bzw. die Messerpakete auf Messerpaketträgem austauschbar angeordnet, wobei die Messerschneide nach innen ausgerichtet ist. Neben den Messerschneiden sind innen am Umfang flächig Verschleißplatten angeordnet, die gegenüber den Messern den Messerüberstand und damit die Schnitttiefe durch ihre flächige Führungsfläche definieren, mithin die Spandicke. Auch an den Verschleißplatten ergibt sich Verschleiß, der regelmäßig geprüft und ggfs. nachgeschliffen werden muss, insbesondere bei einseitigem Verschleiß über die Breite. Auch die Notwendigkeit des Austausches sollte regelmäßig geprüft und bedacht bzw. steuerungs- und automatisierungstechnisch mit einer eigenen Teilvorrichtung (im ersten Teilbereich) umgesetzt werden können.
Im Rahmen der Erfindung werden grundlegende Verfahrensziele unterschieden:
- der hochgenaue Einbau (auf Zehntel) der Messerpakete in den Messerring, insbesondere auf eine Bezugslinie, bevorzugt gegenüber den Verschleißplatten respektive deren Dicke und/oder
- der möglichst schnelle Wechsel der Messerpakete, ggfs. mit einer Einschränkung hinsichtlich der Genauigkeit.
Das optimale Verfahrensziel wäre erreicht, wenn das Verfahren soweit optimiert ist, dass es bei einem schnellen Wechsel auch eine hochpräzise Einstellung der Messer bzw. der Messerpakete gegenüber den Verschleißplatten ermöglicht.
Es können eine oder mehrere Reinigungsvorrichtungen für den Messerring vorgesehen sein. Dabei wird entweder der Messerring nach dessen Benutzung in einem Zerspaner vor bzw. für den Ausbau der Messer bzw. der Messerpakete gereinigt, damit die Manipulationseinrichtungen (Industrieroboter, Greifer, Schrauber) problemlos Kontakt mit den Einzelteilen aufnehmen können. Für einen hochgenauen Einbau der Messerpakete auf den Messerpaketträgem kann nach dem Ausbau eines oder aller Messerpakete eine Reinigungsvorrichtung, ggfs. mit einer Trocknungsvorrichtung, vorgesehen sein, die den festen Messerpaketträgern vor dem Einbau eines Messerpaketes reinigt. Unter Reinigung wird die Anwendung von pneumatischen, hydraulischen, mechanischen Reinigungsmitteln verstanden, als auch ggfs. die Trocknung und Schmierung von Teilen des Messerrings
Die Schnittstellen zwischen den Teilbereichen können einfache Übergabebereiche oder Lager (statische/dynamische) sein, die die notwendigen Maschinenelemente übernehmen bzw. mehr oder weniger lang bereithalten damit sie von einem Teilbereich in den anderen gelangen können. Diese Schnittstellen mögen physikalisch einem Teilbereich zugeordnet sein, sind aber von beiden Seiten eines Teilbereiches zugänglich zum Austausch von Maschinenelementen, hier Messern oder Messerpaketen.
Es kann durchaus vorgesehen sein, dass Teile der Automatisierung aus den angrenzenden Bereichen im Übergabebereich die Messer oder Messerpakete nicht ablegen sondern direkt übergeben, um die Taktzeiten zu optimieren.
Beispielsweise kann es zwischen dem ersten und zweiten Teilbereich möglich sein, dass der Industrieroboter aus dem ersten Teilbereich das stumpfe Messerpaket direkt an die Station zur Demontage des Messerpakets übergibt und/oder von der Station zur Montage des Messerpakets übernimmt. Andererseits kann es auch von Vorteil sein, wenn die Station zur Demontage das Messerpaket aus einem Übergabebereich direkt übernimmt, die Demontage durchführt und das Messer sowie die Klemmplatte weitergibt. Fällt die Montagestation für das Klemmpaket ein eine Vorrichtung mit der Demontagestation zusammen, so kann die Montagestation das Klemmpaket direkt an den Industrieroboter übergeben respektive von sich aufnehmen lassen.
Die Messerpakete bzw. die Klemmplatten der Messerpakete weisen in der Regel PINS oder Auskragungen auf, an denen ein Greifer des Industrieroboters form- und/oder kraftschlüssig für den Transport angreifen kann. Die Messer selbst weisen in der Regel ein Langloch oder eine Nut zur variablen Einstellung des Messervorstandes gegenüber der Klemmplatte auf. Der Greifer des zweiten Industrieroboters kann somit an einer Kontur, insbesondere einer Nut am Messer, form- oder kraftschlüssig angreifen.
Klemmplatten, Verschleißplatten und Messer weisen in der Regel vier Schmalseiten, ggfs. abgeschrägt auf und zwei Flächenseiten.
Es können Messstationen für den Messerring und/oder für die Lagebestimmung des Messerringes und/oder für die Vermessung der Verschleißplatten bzw. deren Dicke angeordnet sein. Für die Vermessung der Dicke der Verschleißplatten kann an jeder, an einer oder in vorgegebenem Abstand der Messer zueinander (jedes 3., 4., 5., ... ) ein Nullmesser eingesetzt werden, mit dem der aktuelle Verschleißgrad bzw. die Dicke der zugehörigen Verschleißplatte ausgemessen werden kann. Der Grad des Verschleißes bzw. die Restdicke der Verschleißplatte ergibt den notwendigen (einzustellenden) Messervorstand gegenüber der Klemmplatte, die wiederum an einer festen Position (bevorzugt am Ort der vorhergehenden oder batch-weise durchgeführten Messung) am Messerpaketträger im Messerring angebracht wird.
Die Verschleißplatte hält überproportional lange gegenüber der Messerschärfe, so dass diese eher selten ausgetauscht werden muss. Die Messvorrichtung kann auch geeignet sein einen Messerring bzw. Einzelteile davon während einer kontinuierlichen oder taktweisen 360° Drehung auszumessen und entsprechende Werte zu speichern und an die Steuerung zu übertragen, dass die notwendigen Messerpakete mit den notwendigen Messervorständen entweder ad hoc eingestellt und direkt eingebaut oder für den Einbau entsprechend des Tausch-Rhythmus rechtzeitig bereitgestellt werden. So kann beispielsweise ein Messerring vollständig von den Messerpaketen befreit werden, optional die Messerpaketträger gereinigt und anschließend gemäß der Vermessung das entsprechend für jeden Messerpaketträger und deren zugehörigen Verschleißplatte eingestellte Messerpaket am Messerpaketträger platziert und fixiert werden.
Neben den Vorteilen der Erfindung auf einen hochgenauen Einbau und/oder schnellen Wechsel der Messerpakete ist es weiter von Vorteil, dass durch die Entkoppelung der drei Teilbereiche durch angeordnete Schnittstellen, der Austausch am Messerring unabhängig von der Montage/Demontage der Messerpakete und unabhängig Schärfvorgang durchgeführt werden kann.
Verfahrenstechnisch gibt es zusammenfassend somit verschiedene eigene und vollständig unabhängig voneinander betrachtbare und umsetzbare Verfahrensweisen, wie im ersten Teilbereich die Messerpakete aus- und eingebaut werden könnten:
Nach einem ersten Ausführungsbeispiel des ersten Teilbereichs:
Alle Messerpakete werden entfernt. Ggfs. werden vereinzelte, alle oder ein Messerpaket vorläufig belassen und als Messreferenz benutzt bzw. ausgemessen. Anschließend werden alle Messerpakete geschärft wieder verbaut.
Dazwischen können dann die einmal alle Messerpaketträger gereinigt werden und/oder die Verschleißplatten ausgemessen werden, bevorzugt mit Hilfe eines einzubringenden Nullmessers.
Die frischen Messerpakete können einheitlich hinsichtlich des Messervorstandes eingestellt sein oder in Bezug auf die Messergebnisse zugeschnitten auf die zugehörige Verschleißplatte genau für eine oder bestimmte Positionen im Messerring eingestellt werden. Es ist durch eine Steuervorrichtung entsprechend zu steuern, dass die richtigen Messerpakete eingestellt, bereitgestellt und montiert werden. In einem weiteren Ausführungsbeispiel des ersten Teilbereichs:
Für eine höhere Geschwindigkeit des Systems mag es sinnvoll sein direkt nach dem Ausbau des Messerpakets ein frisches Messerpaket, bevorzugt direkt für diesen Ort ausgemessen und/oder eingestellt, einzusetzen. Hierbei werden die optionalen Zwischenschritte Reinigung oder Ausmessen der Dicke der zugehörigen Verschleißplatte direkt zwischen der Entnahme oder der Einbringung des Messerpaktes durchgeführt oder weggelassen, wenn nicht zwingend nötig. Die Einstellung des Messerpaketes bzw. des Messervorstandes gegenüber der Klemmplatten kann dabei im ersten oder zweiten Teilbereich erfolgen.
In einem dritten Ausführungsbeispiel des ersten Teilbereichs:
In einer dritten Variante können solange stumpfe Messerpakete ausgebaut werden, bis das erste Messerpaket mit einem frisch geschärften Messer wieder in den ersten Teilbereich gelangt, wobei anschließend wechselweise gewechselt wird, bis am Ende nur noch die bislang freien Messerpaketträger besetzt werden müssen. Theoretisch könnte das nach 3 bis 8 ausgebauten Messerpaketen umgesetzt werden. Solange könnte es dauern bis das erste Messerpaket respektive das zugehörige Messer die Teilbereiche zwei und drei durchlaufen hat und geschärft zurückkehrt. Die Ausmessung, Reinigung und Einstellung kann entsprechend vorrauschauend oder direkt nach Bedarf ausgeführt werden, dies wird durch das Lastenheft, beinhaltend Genauigkeit und Schnelligkeit für die Rüstung des Messerringes, bedingt.
Die Vermessung mit einem Nullmesser hat den Vorteil einer schnelleren Messung und/oder einer genauen und einfachen Erfassung der Dicke der Verschleißplatte über dessen Länge. Sollte entlang der zugehörigen Schneidkante des Nullmessers erkannt werden, dass zum Beispiel die Verschleißplatte gegenüber der Schneide des Nullmessers einseitig verschlissen ist, kann das zugehörige Messer in der Klemmplatte auch entsprechend einseitig bzw. schief fixiert werden, damit wieder ein über die Länge der Schneide gleichmäßiger Schneidspalt entsteht.
Unter einem Nullmesser wird ein Messer oder ein Messerpaket verstanden, welches einem neuen unverbrauchten Messer entspricht. Durch eine einfache Abtastung kann man so die (Rest-)Dicke der Verschleißplatte direkt oder indirekt, je nach Messverfahren, erfasst werden. Bevorzugt wird also das Nullmesser in den Messerring durch den Industrieroboter eingesetzt und anschließend wird die Dicke der Verschleißplatte (direkt oder indirekt) gemessen, die mit dem Nullmesser zusammen den Schneidspalt bildet.
Alternativ kann der vorhandene Schneidspalt direkt oder indirekt ausgemessen werden. In Bezug auf das Nullmesser, welches bezogen auf den Messerpakethalter an einer vorgegebenen Position, vorzugsweise der Position im Urzustand, angeordnet ist, ergibt sich somit ein Schneidspalt. Ist der gemessene oder ermittelte Schneidspalt abweichend zu einem vorgegebenen Schneidspalt ist der Messervorstand im Klemmpaket entsprechend einzustellen, damit das Klemmpaket nach der Montage mit der Schneide des Messer und der zugehörigen Verschleißplatte den notwendigen bzw. vorgegebenen Schneidspalt aufweist.
Gerade im ersten Teilbereich kann es sinnvoll und im Sinne einer eigenen Erfindung von Vorteil sein, wenn anstelle eines Doppelgreifers am Industrieroboter ein Dreifach- oder Vierfachgreifer einzusetzen.
Beispielsweise können Messeinrichtungen oder das Nullmesser am ersten Industrieroboter ständig verbaut und entsprechend in Eingriff mit dem Messerring gebracht werden, insbesondere um den Messzyklus zur individuellen Einstellung der Messerpakete zu optimieren. Der Doppelgreifer ist dabei so ausgeführt, dass er bei einer Rotation um 180° das Nullmesser oder Messerpaket an einem ersten Greifer halten sowie mit dem anderen Greifer ein Messerpaket aufnimmt oder abgibt. Ein Dreifach oder Vierfachgreifer ist nicht so zu verstehen, dass entlang der Drehachse alle 90° ein Greifer angeordnet ist, bevorzugt wird der dritte oder vierte Greifer sich aus räumlichen Gründen am selben Ende wie der erste oder zweite Greifer befinden und entsprechend aus- oder eingeklappt werden, so dass bevorzugt weiterhin nur eine 180° notwendig ist um den Greifer zu wechseln bzw. eine Klappbewegung ausgeübt wird.
In diesem Zusammenhang kann es auch vorgesehen sein, dass im ersten Teilbereich eine Einstellvorrichtung des Messervorstandes im Messerpaket vorgesehen ist. Ganz besonders bevorzugt kann diese zum Beispiel an oder in der Nähe des Drehgestells angeordnet sein und beispielsweise während das Nullmesser zur Vermessung im Messerring platziert ist an einem anderen Greifer des Dreifach- oder Vielfachgreifers die Einstellung des Messervorstandes gemäß der erfolgten Messung durchführen. Natürlich kann der Industrieroboter auch nach der Messung zu dieser Einstellvorrichtung schwenken, bevorzugt hat er während der Messung schon ein scharfes Messerpaket an einem der Greifer positioniert.
Unter einem Industrieroboter versteht die Erfindung ein multiaxial verfahrbares System, welches universell programmierbar ist und geeignet zur Handhabung, Montage und ggfs. Bearbeitung von Werkstücke verwendet werden kann. Diese haben den Vorteil, dass sie durch vergleichsweise einfache Programmierung an verschiedene Umstände, Parameter, Größen etc. anpassbar sind und ggfs. nicht manuell umgerüstet werden müssen, sondern durch Programmierung oder durch Austausch von Handhabungsmitteln adaptiv einsetzbar sind. Bevorzugt werden die Messerpakete automatisiert mittels einer Schraubvorrichtung automatisiert gelöst oder festgeschraubt, wobei über die Länge des Messers bzw. des Messerpaketes mehrere Schrauben manipuliert werden müssen. Bevorzugt wird das Messerpaket während des Fixierens durch die Schraubvorrichtung durch den Greifer des Industrieroboters in Position gehalten.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden die Messerpakete in oder aus den Messerring radial zu seiner Rotationsachse durch den Industrieroboter bewegt bzw. manipuliert, besonders bevorzugt wird der Industrieroboter für die Messerpakete nicht innerhalb des Ringes sondern radial von außen die Messerpakete ab- oder zuführen.
In einer Messstation können am Messerring in vorteilhafter Weise die folgenden Parameter, Einstellungen, Maschinenelemente oder dgl. vermessen werden:
- Messervorstand des Messerpakets
- Messervorstand des Messerpakets gegenüber der Verschleißplatte im Messerring
- Zustand, Dicke und/oder Verschleiß der Verschleißplatte
- Abstandmessung vom Sensor zum Ring
- Höhenprofil der Messerringtiefe
Die Ergebnisse der Vermessung können direkt oder auch indirekt durch Umrechung anderer Werte/Dimensionen ermittelt werden.
Zur Vermessung oder anderen Vorgängen kann ein Nullmesser Verwendung finden. Ein Nullmesser (meist ein neues Messer) wird alleine verwendet oder bevorzugt an einer neuen Klemmplatte angebracht. Unter neu versteht sich auch die Verwendung eines Musterteils, welches eingemessen worden ist. Alternativ kann ein Nullmesser so hergestellt werden, dass es den Dimensionen eines Klemmpakets entspricht und somit eine ideale Klemmplatte mit Messer imitiert.
Weitere vorteilhafte Maßnahmen und Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung mit den Zeichnungen hervor.
Die folgenden Darstellungen sind nicht direkt als Einzelfalllösungen anzusehen, sondern enthalten in Teilen auch allgemeine Hinweise und Aufgabenlösungen. Einzelne Sätze sind dabei als einzelne Merkmale zu sehen.
Insbesondere sind unterschiedliche Ausführungsbeispiele als voneinander getrennte Mittel und Wege anzusehen, die Erfindung umzusetzen.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Ansicht auf eine Vorrichtung zur automatisierten Wartung bzw. die Schärfung der Messer aus einem Messerring eines Messerringzerspaners,
Fig. 2 eine Seitenansicht auf einen Universaltransportwagen für Messerringe und einem darin gelagerten Messerring,
Fig. 3 eine schematische Seitenansicht eines Teiles des ersten Moduls zur Entnahme von Messerpaketen aus einem Messerring mit zugehörigen Vorrichtungen für die taktweise Rotation, die Reinigung, einen Teil eines Industrieroboters und Automatik- Schraubers,
Fig. 4 eine schematische Ansicht des Doppelgreifers für die Messerpakete oder die Messer von zwei Seiten und
Fig. 5 eine schematische Ansicht eines in einem Messerring verbauten Messerpakets mit einem Messer, welches mit einer zugehörigen beabstandeten Verschleißplatte einen Schneidspalt bilden. Figur 1 zeigt eine schematische Ansicht von oben auf eine Vorrichtung 14 zur automatisierten Wartung bzw. den Austausch der Messer 2, 3 bzw. deren Schärfung für einen Messerring 1 eines Messerringzerspaners (nicht dargestellt). Dabei ist die Vorrichtung 14 in drei verschiedene Teilbereiche 37, 38, 39 untergliedert, welche unabhängig voneinander wirksam arbeiten können.
Im ersten Teilbereich 37 werden durch einen Industrieroboter 10 Messerpakete 4 bestehend aus einer Klemmplatte 6 und einem stumpfen Messer 2 aus einem Messerring 1 entnommen und andere Messerpakete 5 mit einem scharfen Messer 2 in den Messerring 1 eingesetzt.
In einem zweiten Teilbereich 38 werden die Messerpakete 4 zu einem stumpfen Messer 2 und einer Klemmplatte 6 demontiert und scharfe Messer 3 mit einer Klemmplatte 6 zu einem Messerpaket 5 montiert.
In dem dritten Teilbereich 39 werden die stumpfen Messer 2 ggfs. vermessen und zu scharfen Messern 3 geschärft.
Zwischen den drei Teilbereichen 37, 38, 39 sind Schnittstellen angeordnet, welche als Übergabestellen und ggfs. Pufferspeicher dienen, damit die Teilbereiche 37, 38, 39 taktweise ungebunden zueinander ihre Tätigkeiten durchführen können. In vorteilhafter Weise ist es damit möglich einige Teilbereiche 37, 38, 39 schneller zu takten als andere.
In dem ersten Teilbereich 37 ist demnach ein Drehgestell 11 für einen Messerring 1 angeordnet. Dieses Drehgestell 11 wird durch einen Universalwagen 27 mit Messerringen 1 beschickt bzw. werden die Messerringe 1 nach ihrer Rüstung, also nach Einbau von geschärften Messern, wieder darauf abtransportiert, vgl. Figur 2. Das Ziel kann hierbei ein automatisiertes Lager oder direkt die Produktion von zerkleinerten Materialien, also ein Messerringzerspaner sein. Der Universalwagen 27 weist Auflager 28 auf, welche bevorzugt geeignet sind geometrisch unterschiedliche Messerringe 1 aufzunehmen und zu fixieren.
Der Universalwagen 27 verfährt nach Figur 1 oder 3 in einen freien Bereich des Drehgestells 11 ein und der Messerring 1 werden durch Auflager 16 am Drehgestell 11 vom Universalwagen 27 abgehoben und drehbar im Drehgestell 11 gelagert. Für den taktweisen oder kontinuierlichen Antrieb ist eine Drehvorrichtung 15 am Drehgestell 11 angeordnet. Alternativ kann anstelle eines Universalwagens ein Kran oder ein Gabelstapler benutzt werden.
In einem eigenständigen Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist ein Revolverdrehkopf 18 koaxial und beidseits des Messerrings 1 angeordnet, welcher nach Ermittlung der Art des Messerrings 1 die entsprechenden Auflager 16 für den Eingriff bereitstellt. Nicht dargestellt sind ggfs. Mittel zum Anheben der Auflager 16 bzw. des Revolverdrehkopfes 16 zur Übernahme des Messerrings 1 vom Universalwagen 27.
Es können nur die gleichen Messerringe 1 vorgesehen sein. Alternativ wird dem Drehgestell 11 oder der Vorrichtung 14 vorgegeben, welche Art an Messerring 1 bearbeitet werden soll und die Vorrichtung 14 bzw. die entsprechenden Teilbereiche 37, 38, 39 werden sich entsprechend anpassen. Dies ist insbesondere notwendig, weil unterschiedliche Messerringe 1 ggfs. eine unterschiedliche Anzahl an Messern am Umfang aufweisen, insoweit ist auch der Drehwinkel der Drehvorrichtung 15 entsprechend einzustellen. Auch andere Vorrichtungen am Drehgestell 11 sind ggfs. entsprechend anzupassen, beispielsweise eine Reinigungsvorrichtung 13, die Schraubvorrichtung 12 für die Messerpakete 4, 5 oder eben die Auswahl der Auflager 16. Für unterschiedliche Breiten der Messerringe 1 können Stelltriebe oder entsprechende Vorrichtungen vorgesehen sein, die sich adaptieren oder entsprechend wie bei den Auflagern austauschbar sind. Beispielsweise kann auch die Reinigungsvorrichtung linear und koaxial zum Messerring 1 einstellbar angeordnet sein um unterschiedliche Breiten des Messerringes 1 abdecken zu können.
Am Umfang des Messerrings ist mindestens eine Messstation 17 angeordnet, insbesondere zur Vermessung der Lage des Messerrings 1 auf dem Auflager vor oder während dem Tausch der Messerpakete 4, 5. Messerringe können sich aufgrund ihres Eigengewichts verformen oder sind fertigungstechnisch regelmäßig mit kleinen Unterschieden belastet. Damit bei Einbringung eines scharfen Messerpaketes 5 respektive Messers 3 die Positionierung entsprechend den Vorgaben bzw. Notwendigkeiten durchgeführt wird, beispielsweise in Abhängigkeit von der Dicke der Verschleißplatten 40, kann verschiedene Bereiche des Messerrings, bevorzugt die Verschleißplatte 40, ganz bevorzugt gegenüber einem Nullmesser oder dem aktuellen Messerpaket vermessen werden. Die Messstation kann über einen Linearantrieb auch geeignet sein einen auf dem Transportwagen zwischengelagerten Messerring auszumessen, damit als Rückmeldung die entsprechenden Parameter am Drehgestell oder allgemein in den drei Bereichen eingestellt werden können. Zum Beispiel kann die Messerbreite unterschiedlich sein, der Umfang, die Anzahl der Messer am Umfang usw.
Für die Reinigung von Teilen des Messerringes 1 ist zumindest eine Reinigungsvorrichtung 13 vorgesehen. In einer ersten Ausführungsform können eine Art Grundreinigung am Messerring 1 durchgeführt werden, bei der die stumpfen Messerpakete 4 an der Reinigungsvorrichtung 13 vorbeigeführt und die zumindest die Rückseiten (Außenumfang) mit den Muttern oder Schraubenköpfen, welche das Messerpaket 4 am Messerring 1 bzw. an einem Messerpaketträger 42 fixieren, werden gereinigt. Bei einer Spezialreinigung werden die Messerpaketträger 42 selbst, nach dem Ausbau der Messerpakete 4 durch eine Reinigungsvorrichtung 13 gereinigt, bevor die Messerpakete 5 eingesetzt werden.
Die Reinigung kann einmal durchgehend entlang der 360° durchgeführt werden oder wird taktweise vorgenommen.
In Figur 5 ist eine schematische Ansicht eines in einem Messerring 1 verbauten Messerpakets 4, 5 mit einer auf der rechten Seite zugehörigen beabstandeten Verschleißplatte 40, die zusammen mit dem Messer 2, 3 den Schneidspalt 41 bilden. Ein Hackschnitzel oder das zu verkleinernde Material wird durch die Fliehkräfte oder eine Luftströmung gegen die Verschleißplatte 40 gedrückt, gelangt anschließend in den Schneidspalt 41 und wird dort durch das Messer 2,
3 geschnitten, welches durch die Klemmplatte 6 fixiert und als Messerpaket 4, 5 an dem Messerpaketträger 42 angeschraubt ist. Die Klemmplatte 6 weist in Richtung Schneide des Messers 2, 3 eine Schräge auf, damit das Schnittgut möglichst verschließfrei vorbeistreichen kann.
Nachfolgend werden verschiedene Verfahrenstechnisch unterschiedliche und eigenständige Möglichkeiten diskutiert.
In einer ersten Möglichkeit kann es reinigungstechnisch sinnvoll sein, alle Messerpakete 4 zu entfernen und einmal im Durchlauf alle Messerpaketträger 42 zu reinigen.
Für eine höhere Geschwindigkeit gemäß einer zweiten Möglichkeit des Systems mag es aber sinnvoll sein direkt nach dem Ausbau des Messerpakets
4 das frische Messerpaket 5 einzusetzen, dann wird vorzugsweise in einem Zwischenschritt gereinigt.
In einer dritten Variante können solange Messerpakete 4 ausgebaut werden, bis das erste Messerpaket 5 mit einem frisch geschärften Messer 3 wieder in den Teilbereich 37 „zurück“ gelangt, wobei anschließend wechselweise gewechselt wird. Theoretisch könnte das nach 3 bis 8 ausgebauten Messerpaketen 4 umgesetzt werden, solange könnte es dauern bis das erste Messerpaket respektive das zugehörige Messer die Teilbereiche 38 und 39 durchlaufen hat und geschärft zurückkehrt.
Nachfolgend wird eine bevorzugte Variante, ein Schnellwechsel diskutiert, dieser könnte wie folgt ablaufen:
Ein automatisierte Schraubvorrichtung 12 wird nach dem Stillstand des Messerringes an die Schrauben oder die Muttern verfahren und wird diese lösen. Dabei werden die gelösten Schrauben oder die Muttern an der Schraubvorrichtung 12 gehalten. Ein freier Greifer 8, 9 des Industrieroboters 10 hat in der Regel bereits Kontakt mit dem Messerpaket 4 mit einem stumpfen Messer 2 aufgenommen und wird nachdem die Schraubvorrichtung 12 ihre Tätigkeit beendet hat das Messerpaket 4 aus dem Messerring 1 entnehmen. Bevorzugt befindet sich am Industrieroboter 10 ein Doppelgreifer 7, welcher zwei Greifer 8, 9 aufweist. Während das stumpfe Messerpaket 4 von dem freien Greifer 8 aufgenommen worden ist, ist sollte am anderen Greifer 9 bereits ein scharfes Messerpaket 5 vorhanden sein. Der Doppelgreifer 7 wird bevorzugt einen Positionswechsel 19 entlang einer Drehachse durchführen und das scharfe Messerpaket 5, nachdem es nun in der Nähe zur Schraubvorrichtung 12 gelangt ist im Messerring 1 positionieren, vgl. Figur 4. Dann wir die Schraubvorrichtung 12 die Schrauben oder Muttem am neuen Messerpaket 5 festziehen, außer Eingriff fahren und die Drehvorrichtung 15 kann zum nächsten Messerpaket 4 mit stumpfem Messer 2 takten.
Während dessen kann der Industrieroboter 10 das stumpfe Messerpaket 4 an ein Lager 20 übergeben und aus dem gleichen Lager oder einem weiteren Lager 21 für scharfe Messerpakete 5 eines am Greifer 8 oder 9 aufnehmen. In dieser Zeit sollte die Drehbewegung des Messerringes 1 abgeschlossen sein und die Schraubvorrichtung 12 hatte die notwendige Zeit mit den Schrauben oder Muttem schonend in Eingriff zu gelangen und löst diese entsprechend. Zur Verbesserung der Taktzeit kann auch vorgesehen sein, dass die Schraubvorrichtung 12 die Fixierung des Messerpaketes 4 oder 5 während dem Schraubvorgang übernimmt, bis der Greifer 8 oder 9 des Industrieroboters 10 vor Ort ist. Ist der Messerring 1 vollumfänglich mit frischen Messerpaketen 5 bestückt, kann dieser durch den Universalwagen 27 abtransportiert werden. Während der Rüstzeit der Drehvorrichtung 11 kann unabhängig im zweiten und dritten Teilbereich 38, 39 die Vorrichtung betrieben werden.
Nachfolgend wird eine andere bevorzugte Variante, ein hochgenauer und präziser Einbau der Messerpakete diskutiert; dieser könnte wie folgt ablaufen: Nach dem Ausbau aller, einzelner oder nur eines stumpfen Messerpakets 4 wird die Dicke der Verschleißplatte 40, bevorzugt von innerhalb des Messerrings 1 , mittels der Messstation 17 vermessen. Dabei werden bevorzugt mehrere Messpunkte entlang des Schneidspalts 41 durchgeführt. Die Dicke kann dabei direkt oder indirekt über andere Bezugslinien am Messerring 1 vermessen und ausgerechnet werden. In einer bevorzugten Ausführungsform wird aber ein Nullmesser, höchst bevorzugt mit einer normierten Einstellung, beispielsweise ein unverbrauchtes Messer, ggfs. mit Hilfsmarkierungen für die Messstation 17, in den Messerring 1 an eine bestimmte Position eingebracht. Die Dicke der Verschleißplatte 40 respektive der Schneidspalt 43 kann so direkt oder indirekt vermessen werden. Aufgrund der Messergebnisse wird das scharfe Messer 3 beim Zusammenbau oder im Messerpaket 5 entsprechend im zweiten Teilbereich 38 oder im ersten Teilbereich 37 eingestellt und im Messerring 1 durch den Industrieroboter 10 anstelle des Nullmessers eingesetzt und durch die Schraubvorrichtung dort an dem Messerring 1 respektive dem Messerpaketträger 42 festgeschraubt. Je nach Vorgaben kann muss aber nicht jede Dicke der Verschleißplatte zum zugehörigen Messer 3 ausgemessen werden, sondern es kann auch empirisch alle 3, 5, 7 Messerpaketträger respektive Verschleißplatte 40 eine Messung vorgenommen werden. Die Besonderheit für die hohe Genauigkeit besteht aber darin, dass für bevorzugt jeden Messerpaketträger 42 oder Verschleißplatte 40 der Messervorstand bzw. das Messerpaket 5 individuell eingestellt wird.
Nachfolgend wird für den zweiten Teilbereich 38 ein Ausführungsbeispiel beschrieben:
Im zweiten Teilbereich 38 werden die Messerpakete 4 aus dem Übergabebereich 44, bevorzugt einem Lager 20 während dem Bestücken des Messerringes 1 durch den Industrieroboter oder während der Rüstzeit mit einem weiteren Messerring 1 entnommen. Hierzu kann eine Verschiebevorrichtung oder ein Linearschieber 26 vorgesehen sein. Dieser verbringt das Messerpaket 4 auf eine Transportvorrichtung 22, welche das Messerpaket 4 an eine Station 23 zur Demontage des Messerpakets übergibt. Dies kann auch derart erfolgen, dass die Station 23 zur Demontage das Messerpaket 4 aus dem Übergabebereich 44 übernimmt oder sofort demontiert, wenn die Verschiebearbeit und die Montage/Demontage in einer Station 23 verwirklicht sind. In der Station 23 wird mittels geeigneter Mittel, zum Beispiel mit einer Schraubvorrichtung (nicht dargestellt) die Klemmplatte 6 von dem stumpfen Messer 2 gelöst und nebeneinander, bevorzugt in Längsrichtung parallel zur Transportrichtung 22, abgelegt. Anschließend werden die separierte Klemmplatte 6 sowie das stumpfe Messer 2 durch die Reinigungsstation 24 gefahren, welches beispielsweise mittels rotierender Bürsten im Durchlauf eine Reinigung durchführt. Schließlich gelangen die gereinigten Teile in den Übergabebereich 25 als Schnittstelle zum Teilbereich 39. Sollte der Teilbereich 39 nicht in Betrieb sein, kann alternativ im Teilbereich 38 ein eigenes Lager vorgesehen sein, an denen die Teile zur vorläufigen Pufferung übergeben werden. Besonders bevorzugt sind zwei verschiedene Lager angeordnet. Dies ist symbolisiert durch vergleichsweise dünne Linien analog den Lagern 35, 36 aus Teilbereich 39. Alternativ kann auch an die dortigen Lager direkt weitergeleitet werden. Dabei werden aus diesen Lagern entsprechende scharfe Messer 3 ausgegeben, welche wieder auf dem Rückweg im Teilbereich 38 entlang der Transportvorrichtung 22 in Richtung des Lagers 21 für die scharfen Messerpakete 5 transportiert werden. Während des Rücklaufes werden beispielsweise die scharfen Messer 3 bzw. die Klemmplatte 6 beölt, aber zumindest wieder in der Station 23 für die Montage der scharfen Messer 3 mit der Klemmplatte 6 zu einem Messerpaket 5 montiert respektive verheiratet. Auf Höhe des Lagers 21 ist wieder ein Linearschieber 29 vorgesehen, der von der Transportvorrichtung 22 das Messerpaket 5 in den Übergabebereich 44, respektive das Lager 21 , verschiebt.
Die Lager 20, 21 , 35, 36 können im Übrigen statisch oder dynamisch, bevorzugt aber als Paternoster-Lager ausgeführt sein. Dynamisch Lager haben den Vorteil, dass diese bevorzugt unterschiedliche Messerpakete hinsichtlich des Messervorstandes oder der Breite lagern können und die Steuerungsvorrichtung nach Bedarf das Lager und/oder den Industrieroboter 10 zur Entnahme des richtigen Messerpaketes ansteuert.
Schließlich wird für den dritten Teilbereich 39 ein Ausführungsbeispiel beschrieben:
In diesem Teilbereich 39, ebenfalls eigenständig betreibbar in der Vorrichtung 14 angeordnet, ist ein Industrieroboter 30 für den Transport der Messer 2, 3 angeordnet. Dabei ist in einem eigenen und besonderen Ausführungsbeispiel für eine hohe Taktfrequenz wieder ein Doppelgreifer 7 vorgesehen, der zwei Greifer 8 und 9, geeignet zur Aufnahme der Messer 2, 3, aufweist.
Am Übergabebereich wird dabei ähnlich wie im Teilbereich 1 , der Industrieroboter 30 bei der Aufnahme eines stumpfen Messers 2 bereits ein scharfes Messer 3 am Greifer 8, 9 halten. Nach Aufnahme muss der Doppelgreifer 7 nur einen Positionswechsel 31 , bevorzugt eine Drehung, durchführen, um das scharfe Messer 3 im Übergabebereich 25, der Schnittstelle zwischen den beiden Teilbereichen 38 und 39, abzulegen. Weiter können Lager 35, 36 durch den Industrieroboter 30 mit den Messern 2, 3 bestückt oder diese dort entnommen werden. In der Regel zum Austausch von Minderteilen oder für eine Pufferung, wenn der angrenzende Bereich 38 nicht aufnahmefähig ist.
Im Zuge der Behandlung der Messer 2, 3 wird der Industrieroboter 30 das stumpfe Messer 2 einer Messstation 32 präsentieren, welche das Messer 2, bevorzugt einer Schnittkantenmessung oder einer Kamera-Untersuchung unterzieht. Der entsprechende Messwert wird verwendet um den maximal notwendigen Abtrag am Messer 2 zu bestimmen, bevor es an die Schleifvorrichtung 34 zum Schleifen oder Schärfen durch den Industrieroboter 30 übergeben wird.
Hier ist bevorzugt vorgesehen, dass ein scharfes Messer 3 aus der Schleifvorrichtung 34 durch den Doppelgreifer 7 entnommen und anschließend oder zeitgleich ein stumpfes Messer 2 an die Schleifvorrichtung 34 übergeben wird. Somit wäre der übliche Rotationsablauf im Teilbereich 39 für den Industrieroboter immer entgegen des Uhrzeigersinns, wobei bevorzugt keine Drehbewegung ohne ein Messer am Doppelgreifer 7 durchgeführt wird.
Eine Vermessung mit einer Kamera in der Messstation 32 hat den Vorteil einer schnellen Vermessungsart. Entweder werden zwei Kameras angeordnet oder es kann ein Wendeplatz 33 vorgesehen sein, an denen der Greifer 8, 9 das Messer 2 kurz ablegt, um umzugreifen. Der Übersichtlichkeit halber ist der Wendeplatz 33 beabstandet zur Messstation 32 eingezeichnet, bevorzugt befindet er sich in Reichweite oder vor der Messstation 32. Dies ist notwendig, wenn das Messer geschliffen werden soll.
Bei einem schärfen des Messers, beispielsweise mit einem Industriefräser, reicht es aus, dass Messer nur von einer Seite aus zu vermessen. Die Vermessung kann auch in der Fräsvorrichtung oder bei der Eingabe durch den Industrieroboter erfolgen.
Es kann auch vorgesehen sein, dass zur genaueren Messung der Industrieroboter das Messer 2 den Wendeplatz 33 als statische Ablage nutzt, um einen Einfluss von Vibrationen durch den Antrieb oder Massenschwingungen des Industrieroboters 30 zu vermeiden. Bei den heutigen hochwertigen Ausführungsformen für Industrieroboter kann dieser aber das Messer einfach nur in den Messbereich der Messvorrichtung oder in die Kamera halten.
Höchst bevorzugt kann in einem weiteren eigenen Ausführungsbeispiel vorgesehen sein, dass der Doppelgreifer 7 und die zugehörige Schnittstellen 25, 44 zwischen den entsprechenden Teilbereichen 39, 38, 37 geeignet sind die Messer 2, 3 oder die Messerpakete 4, 5 gleichzeitig oder nahezu zeitgleich zu übernehmen bzw. abzugeben, um die Taktzeit nochmals zu verbessern. Der Positionswechsel 19, 31 kann dabei auch nur eine geringe Verschiebung oder winkelige Ausrichtung des Doppelgreifers sein, beispielsweise wenn der Abstand der Greifer 8, 9 am Doppelgreifer genau oder im Wesentlichen dem Abstand zwischen den entsprechenden scharfen oder stumpfen Teilen entspricht.
Gerade im ersten Teilbereich 37 kann es sinnvoll sein einen Dreifach oder Vierfachgreifer einzusetzen. Beispielsweise können Messeinrichtungen oder das Nullmesser am ersten Industrieroboter 10 ständig verbaut und entsprechend in Eingriff mit dem Messerring 1621 gebracht werden. Bezugszeichenliste 1621 :
1. Messerring 23. Station für Demontage/Montage
2. Messer stumpf 24. Reinigungsstation für 2/6
3. Messer scharf 25. Übergabebereich (38/39)
4. Messerpaket stumpf 26. Linearschieber für 4
5. Messerpaket scharf 27. Universalwagen für 1
6. Klemmplatte 28. Auflager für 1 in 27
7. Doppelgreifer 29. Linearschieber für 5
8. Greifer 1 30. Industrieroboter für 39
9. Greifer 2 31. Positionswechsel
10. Industrieroboter für 37 32. Messstation für 2
11 . Drehgestell für 1 33. Wendeplatz
12. Schraubvorrichtung 34. Schleifvorrichtung
13. Reinigungsvorrichtung für 4 35. Lager für 2
14. Vorrichtung 36. Lager für 3
15. Drehvorrichtung 37. Teilbereich 1
16. Auflager für 1 in 11 38. Teilbereich 2
17. Messstation für 1 in 11 39. Teilbereich 3
18. Revolverdrehkopf für 16 40. Verschleißplatte
19. Positionswechsel 41. Schneidspalt
20. Lager für 4 42. Messerpaketträger
21. Lager für 5 43. Flächenseite 2/3
22. Transportvorrichtung 44. Übergabebereich (37/38)

Claims

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Patentansprüche Verfahren zur Rüstung eines Messerringes eines Messerringzerspaners zur Zerkleinerung von Materialien, wobei in einem ersten Teilbereich (37) des Verfahrens durch einen Industrieroboter (10) Messerpakete (4) bestehend aus einer Klemmplatte (6) und einem stumpfen Messer (2) aus einem Messerring (1 ) entnommen und Messerpakete (5) mit einem scharfen Messer (2) in den Messerring (1 ) eingesetzt werden, wobei in einem zweiten Teilbereich (38) des Verfahrens Messerpakete (4) zu einem stumpfen Messer (2) und einer Klemmplatte (6) demontiert und scharfe Messer (3) mit einer Klemmplatte (6) zu einem Messerpaket (5) montiert werden und wobei in einem dritten Teilbereich (39) des Verfahrens die stumpfen Messer (2) zu scharfen Messern (3) geschärft werden, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte im ersten Teilbereich (37):
- eine Schraubvorrichtung (12) löst die Befestigung des stumpfen Messerpakets (4),
- das stumpfe Messerpaket (4) wird durch einen Industrieroboter (10) aus dem Messerring (1 ) entnommen, - 35 -
- der Industrieroboter (10) übergibt das stumpfe Messerpaket (4) an einen Übergabebereich (44) zwischen dem ersten und zweiten Teilbereich (37, 38),
- der Industrieroboter (10) nimmt ein scharfes Messerpaket (5) auf und positioniert es am Messerring (1 ),
- das scharfe Messerpaket (5) wird mittels der Schraubvorrichtung (12) am Messerring (1 ) befestigt. Verfahren zur Rüstung eines Messerringes eines Messerringzerspaners zur Zerkleinerung von Materialien, wobei in einem ersten Teilbereich (37) des Verfahrens durch einen Industrieroboter (10) Messerpakete (4) bestehend aus einer Klemmplatte (6) und einem stumpfen Messer (2) aus einem Messerring (1 ) entnommen und andere Messerpakete (5) mit einem scharfen Messer (2) in den Messerring (1 ) eingesetzt werden, wobei in einem zweiten Teilbereich (38) des Verfahrens Messerpakete (4) zu einem stumpfen Messer (2) und einer Klemmplatte (6) demontiert und scharfe Messer (3) mit einer Klemmplatte (6) zu einem Messerpaket (5) montiert werden und wobei in einem dritten Teilbereich (39) des Verfahrens die stumpfen Messer (2) zu scharfen Messern (3) geschärft werden, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte im zweiten Teilbereich (38): .1 ein stumpfes Messerpaket (4) wird aus einem Übergabebereich (44) zwischen dem ersten und dem zweiten Teilbereich (37, 38), bevorzugt einem Lager (5, 6), entnommen und zu einer Station (23) für die Demontage überführt, .2 das stumpfe Messerpaket (4) wird in der Station (23) demontiert und in eine Klemmplatte (6) und einem stumpfen Messer (2) aufgeteilt, .3 die Klemmplatte (6) und das stumpfe Messer (2) werden bevorzugt nebeneinander in einer Reinigungsstation (24) gereinigt, .4 die Klemmplatte (6) und das stumpfe Messer (2) werden bevorzugt nebeneinander in einem Übergabebereich (25) zwischen dem zweiten und dritten Teilbereich (38, 39) positioniert, .5 das stumpfe Messer (2) wird durch ein scharfes Messer (3) ausgetauscht, .6 das scharfe Messer (3) wird mit der Klemmplatte (6) in die Station (23) überführt und dort zu einem scharfen Messerpaket (5) montiert, .7 das scharfe Messerpaket (5) wird an den Übergabebereich (25) zwischen dem ersten und zweiten Teilbereich (37, 38) übergeben. Verfahren zur Rüstung eines Messerringes eines Messerringzerspaners zur Zerkleinerung von Materialien, wobei in einem ersten Teilbereich (37) des Verfahrens durch einen Industrieroboter (10) Messerpakete (4) bestehend aus einer Klemmplatte (6) und einem stumpfen Messer (2) aus einem Messerring (1 ) entnommen und andere Messerpakete (5) mit einem scharfen Messer (2) in den Messerring (1 ) eingesetzt werden, wobei in einem zweiten Teilbereich (38) des Verfahrens Messerpakete (4) zu einem stumpfen Messer (2) und einer Klemmplatte (6) demontiert und scharfe Messer (3) mit einer Klemmplatte (6) zu einem Messerpaket (5) montiert werden und wobei in einem dritten Teilbereich (39) des Verfahrens die stumpfen Messer (2) zu scharfen Messern (3) geschärft werden, dadurch gekennzeichnet, dass im dritten Teilbereich (39) des Verfahrens die nachstehenden Verfahrensschritte umgesetzt werden: .1 das stumpfe Messer (2) wird durch einen ersten Greifer (8, 9) an einem Doppelgreifer (7) mittels eines Industrieroboters (30) am Übergabebereich (25) zwischen dem zweiten und dem dritten Teilbereich (38, 39) aufgenommen, .2 der Industrieroboter (30) führt einen Positionswechsel (19) der Greifer (8, 9) des Doppelgreifers (7) durch, .3 ein scharfes Messer (3) am zweiten Greifer (8, 9) wird durch den Industrieroboter (30) in dem Übergabebereich (25) positioniert, .4 das stumpfe Messer (2) wird am Übergabebereich (25) oder am Greifer (8, 9) in einer Messstation (32) zur Ermittlung des individuellen Abschleifmaß vermessen, bevorzugt von zwei Seiten, .5 ein scharfes Messer (3) wird aus einer Schleifvorrichtung (34) durch den freien Greifer (8, 9) des Doppelgreifers (7) am Industrieroboter entnommen und das stumpfe Messer (2) am Greifer (8, 9) wird an die Schleifvorrichtung (34) übergeben Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Teilbereich (37) alle stumpfen Messerpakete (4) entfernt, ggfs. wird mind, ein Messerpaket (4) als Messreferenz vermessen, und anschließend bis zur Vollständigkeit des Messerrings (1 ) scharfe Messerpakete (5) montiert werden. Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Teilbereich (37) durch eine Reinigungsvorrichtung (13) alle freien oder kurz vor Einbau des scharfen Messerpakets (5) der entsprechende Messerpaketträger (42) gereinigt wird. Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Teilbereich (37) durch eine Messstation (17) vor Montage eines scharfen Messerpakets (5) alle, bestimmte oder eine vorgegebene Verschleißplatte (37) hinsichtlich ihres - 38 -
Verschleißes oder ihrer Dicke ausgemessen wird, bevorzugt mit Hilfe eines einzubringenden Nullmessers. Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Teilbereich (37) und/oder im zweiten Teilbereich (38) das scharfe Messerpaket (5) hinsichtlich des Messervorstandes eingestellt wird, insbesondere in Bezug auf die Messergebnisse der zugehörigen Verschleißplatte (42). Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Teilbereich (37) solange stumpfe Messerpakete (4) ausgebaut werden, bis das erste scharfe Messerpaket (5) aus dem zweiten Teilbereich (38) zur Verfügung steht und anschließend die Messerpakete (4, 5) wechselweise gewechselt werden, bis nur noch die freien Messerpaketträger (42) besetzt werden. Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Teilbereich (37) beim Einführen oder Positionieren des Messerpaketes (5) am Messering (1 ) die Lage des Messerrings (1 ) und/oder des Messerpaketträgers (42) im Drehgestell (11 ) mittels einer Messstation (17) vermessen wird. Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Teilbereich (37) ein Messerring (1 ) im Drehgestell (11 ) mittels einer Messstation (17) in seinen Abmessungen, seiner Positionierung und/oder Teile bzw. deren Lage im Messerring (1 ) ausgemessen wird, wobei insbesondere die Verschleißplatte (40), die Dicke der Verschleißplatte (40), der Messerpaketträger (42), ein einzubringendes Nullmesser und/oder die Messer (2, 3) respektive die Messerpakete (4, 5) vermessen werden. - 39 - Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer bevorzugt dynamischen Lagerung der geschärften Messerpakete (5) im Übergabebereich (44) ihr Einbaustandort im Messerring (1 ) anhand ihres eingestellten Messervorstandes ausgewählt wird, insbesondere in Bezug auf die Dicke oder Geometrie der zugehörigen Verschleißplatte (40) zur Bildung eines Schneidspalts (41 ). Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Greifer (8, 9) am Industrieroboter (10) des ersten Teilbereiches (37) das Messerpaket (4, 5) an der Klemmplatte fassen und/oder die Greifer (8, 9) am Industrieroboter (30) des zweiten Teilbereiches (39) die Messer (2, 3) an deren Kontur fassen, wobei bevorzugt die Messerpakete (4, 5) am Greifer im Wesentlichen parallel zur Flächenseite an Vorsprüngen der Klemmplatte (6) und/oder die Messer (2, 3) im Wesentlichen senkrecht zur Flächenseite am Greifer (8, 9) gehalten werden. Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während des Betriebes die drei Teilbereiche (37, 38, 39) mit unterschiedlichen Taktzeiten und/oder während der Wartung und/oder einem Stillstand zumindest eines Teilbereiches (37, 38, 39) weiter arbeiten. Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmplatten (6) im zweiten Teilbereich (38), bevorzugt automatisiert, auf Verschleiß geprüft und ggfs. gegen neue Klemmplatten (6) getauscht werden. - 40 - Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messer (2, 3) und/oder die Messerpakete (4, 5) in gemeinsamen oder separaten Lagern (20, 21 , 35, 36) statisch oder dynamisch gelagert und vorgehalten werden, bevorzugt in einem Paternoster. Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Informationen über Art und/oder Zustand des Messerrings (1 ) von einem programmierbaren Speicher am Messerring (1 ) vor dem Rüstvorgang ausgelesen und nach dem Rüstvorgang dort abgespeichert werden und/oder die entsprechenden Daten an oder von der Steuerung der Messerringzerspaner oder einer wirkverbundenen großindustriellen Anlagensteuerung übermittelt werden, wobei diese Daten insbesondere verwendet werden die Schraubvorrichtung (12), die Reinigungsvorrichtung (13), die Drehvorrichtung (15), die Auflager (16) und/oder den Doppelgreifer (7) an den ankommenden Messerring (1 ) anzupassen oder mit passenden Alternativen zu tauschen. Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messerpakete (4, 5) respektive die Klemmplatten (6) und die Messer (2, 3) durch die Greifer (8, 9) in der Nähe des Schwerpunktes und die Messerpakete (4, 5) respektive die Klemmplatten (6) und die Messer (2, 3) in einem Lager (20, 21 , 35, 36) außenseitig, somit an den Schmalseiten, gehalten werden. Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Teilbereich (37) des Verfahrens die nachstehenden Verfahrensschritte durchgeführt werden: - 41 - 8.1 eine Schraubvorrichtung (12) nimmt Kontakt mit den das Messerpaket (4) am Messerring (1 ) fixierenden Schrauben oder Muttem auf, 8.2 die Schraubvorrichtung (12) löst die Schrauben oder Muttem, welche in der Schraubvorrichtung gehalten werden, 8.3 das stumpfe Messerpaket (4) wird durch einen ersten Greifer (8, 9) an einem Doppelgreifer (7) mittels eines Industrieroboters (10) aus dem Messerring (1 ) entnommen, 8.4 der Industrieroboter (10) führt einen Positionswechsel (19) der Greifer (8, 9) des Doppelgreifers (7) durch, 8.5 ein scharfes Messerpaket (5) am zweiten Greifer (8, 9) wird durch den Industrieroboter (10) in den Messerring (10) positioniert, 8.6 das scharfe Messerpaket (5) wird mittels der Schraubvorrichtung (12) am Messerring (1 ) festgeschraubt, 8.7 der Messerring (1 ) wird um eine vorgegebene Teilumdrehung gedreht und die Verfahrensschritte 18.1 bis 18.7 werden durchgeführt bis alle stumpfen Messerpakete (4) durch scharfe Messerpakete (5) ersetzt sind, wobei im Zeitraum der Verfahrensschritte 18.6, 18.7, 18.1 und/oder 18.2 der Industrieroboter (10) das stumpfe Messerpaket (4) an einen Übergabebereich als Schnittstelle (44), bevorzugt ein Lager (4, 5), übergibt, ein scharfes Messerpaket (5) aus dem Übergabebereich (44) entnimmt und anschließend das nächste stumpfe Messerpaket (4) im Messerring (1 ) mit dem freien Greifer (8, 9) greift. Vorrichtung zur Rüstung eines Messerringes eines Messerringzerspaners zur Zerkleinerung von Materialien, mit einem ersten, zweiten und/oder dritten Teilbereich (37, 38, 39) zur Handhabung von Messerpaketen (4, 5) und/oder Messern (2, 3), wobei in dem ersten Teilbereich (37) der Vorrichtung (14) ein - 42 -
Industrieroboter (10) zur Entnahme von Messerpaketen (4) bestehend aus einer Klemmplatte (6) und einem stumpfen Messer (2) aus einem Messerring (1 ) und zur Einbringung von anderen Messerpaketen (5) mit einem scharfen Messer (2) in den Messerring (1 ) sowie eine Schraubvorrichtung (12) für die Messerpakete (5, 6) angeordnet ist, und/oder wobei in einem zweiten Teilbereich (38) der Vorrichtung (14) eine Station (23) zur Demontage von Messerpaketen (4) zu einem stumpfen Messer (2) und einer Klemmplatte (6) und eine Station (23) zur Montage von scharfen Messern (3) mit einer Klemmplatte (6) zu einem Messerpaket (5) sowie eine Reinigungsvorrichtung für die stumpfen Messer (2) und die Klemmplatte (6) angeordnet ist und/oder wobei in einem dritten Teilbereich (39) der Vorrichtung (14) eine Schleifvorrichtung (34) für die stumpfen Messer (2) und zur Handhabung der Messer (2, 3) ein Industrieroboter (30), bevorzugt mit einem Doppelgreifer (7) zum gleichzeitigen Transport von zwei Messern (2, 3), angeordnet ist, und wobei als Schnittstelle zwischen dem ersten und dem zweiten Teilbereich (37, 38) zumindest ein Übergabebereich (44), bevorzugt ein Lager (20, 21 ), für Messerpakete (4, 5) und/oder als Schnittstelle zwischen dem zweiten und dem dritten Teilbereich (38, 39) ein Übergabebereich (25) für die Messer (2, 3) angeordnet ist. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Industrieroboter (10) des ersten Teilbereiches (37) Greifer (8, 9) zur Aufnahme des Messerpaket (4, 5) an der Klemmplatte (6) und/oder am Industrieroboter (30) des zweiten Teilbereiches (39) Greifer (8, 9) zur Aufnahme der Messer (2, 3) über deren Kontur angeordnet sind, wobei bevorzugt die Greifer (8, 9) geeignet sind die Messerpakete (4, 5) im - 43 -
Wesentlichen parallel zur Flächenseite an Vorsprüngen der Klemmplatte (6) und/oder die Messer (2, 3) im Wesentlichen senkrecht zur Flächenseite am Greifer (8, 9) zu halten. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerung angeordnet ist, welche zur Umsetzung der Verfahren oder eines Betriebes der Vorrichtung geeignet ist, bei dem die drei Teilbereiche (37, 38, 39) mit unterschiedlichen Taktzeiten und/oder während der Wartung und/oder einem Stillstand zumindest eines Teilbereiches (37, 38, 39) arbeiten. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Teilbereich (37) zur Rotation des Messerringes (1 ) ein Drehgestell (11 ) angeordnet ist und/oder dass im ersten Teilbereich (37) eine Messstation (17) zur Vermessung der Messerpakete (5), des Messerrings (1 ), der Messerpaketträger (42) und/oder der Verschleißplatten (40) angeordnet ist. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Messstation für die Klemmplatten (6) im zweiten Teilbereich (38) und ggfs. eine Tauschvorrichtung für Klemmplatten (6) angeordnet ist. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Teilbereich (37) an der Drehvorrichtung (11 ) für den Messerring (1 ) eine Schraubvorrichtung (12), eine Reinigungsvorrichtung (13), eine Drehvorrichtung (15), ein Auflager (16) und/oder ein Doppelgreifer (7) des - 44 -
Industrieroboters (10) angeordnet ist, welche bevorzugt für unterschiedliche Geometrien oder Eigenschaften eines Messerrings (1 ) anpassbar oder mit entsprechend angepassten Teilen austauschbar sind. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die Messer (2, 3) und/oder die Messerpakete (4, 5) gemeinsame oder separateO statische oder dynamisch arbeitende Lager (20, 21 , 35, 36), bevorzugt Paternosterlager, angeordnet sind. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerungsvorrichtung zur Einstellung, der Auswahl und/oder der Montage der geschärften Messerpakete (5) an vorgegebenen Orten im Messerring (1 ) angeordnet ist. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zum Empfang oder Übermittlung von Informationen über den Zustand des Messerrings (1 ) von einem programmierbaren Speicher am Messerring (1 ), von der Steuerung eines Messerringzerspaners oder einer wirkverbundenen großindustriellen Anlagensteuerung angeordnet sind. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im dritten Teilbereich (39) die Messstation (32) zur Vermessung der stumpfen Messer (2) im Wirkungsbereich des Industrieroboters (30) und/oder im zweiten Teilbereich (39) in Wirkverbindung mit der Transportvorrichtung (22) angeordnet ist und bevorzugt für die Vermessung in der Messstation (32) eine Kamera angeordnet ist. - 45 - Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Teilbereich (37) eine Lagerkapazität für scharfe Messerpakete (5) für einen, bevorzugt zwei oder mehr, höchst bevorzugt für unterschiedliche Messerringe (1 ) angeordnet ist. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im dritten Teilbereich (39) der Vorrichtung ein Wendeplatz (33) zur Ablage von Messern (2, 3), bevorzugt in Verbindung mit der Messstation (32) für die Messer (2), angeordnet ist.
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