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Die
Erfindung betrifft eine Handhabungseinrichtung für Materialstücke
mit den Merkmalen im Oberbegriff des Hauptanspruchs.
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Derartige
Materialstücke können mattenartig und flexibel
sein sowie aus Faserwerkstoffen bestehen, z. B. kohlenstofffaserverstärkten
Kunststoffen, die zur Herstellung von leichtgewichtigen Bauteilen mit
hohen Festigkeitseigenschaften in verschiedensten technischen Bereichen,
z. B. im Flugzeug- oder Fahrzeugbau, Verwendung finden. Die mattenartigen Materialstücke
sind konturiert und werden aus einem bahnartigen Ausgangsmaterial
in einer Schneidstation ausgeschnitten, wobei durch die Konturenbeschneidung
Verschnitt anfällt. Diese ausgeschnittenen Materialstücke
sind empfindlich und lassen sich nur schwer manuell handhaben, insbesondere
wenn der Faserwerkstoff mit einem Kunststoffharz getränkt ist.
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Die
DE 699 699 23 876 T2 betrifft
ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Anbringen eines selbstklebenden
Bandes. Sie dienen zum Übertragen von vereinzelten und
auf einem Förderband bereit gestellten Klebebandstücken
an einen platten- oder scheibenförmigen Körper.
Ein Roboter führt ein Handlingwerkzeug mit einer frei drehbaren
Rolle mit einem Gummimantel, wobei die Rolle noch an einem Federarm
gehalten ist. An dem aus einem Siliziumgummi bestehenden Walzenmantel
haften die Klebebänder an. Hierzu wird die Walze vom Roboter
auf das Förderband gesetzt und über das Klebeband
abgerollt, das dabei am Gummimantel anhaftet. Auf dem platten- oder
scheibenförmigen Körper wird die Gummiwalze anschließend
wieder abgerollt, wobei das Klebeband durch die größere
Adhäsion an der Körperoberfläche haften
bleibt.
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Die
DE 696 29 346 T2 zeigt
ein Auftragegerät für Klebebänder, die
von einem drehbaren und angetriebenen Wickels zugeführt,
mit einem Messer abgeschnitten und auf einen Untergrund appliziert
werden.
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Die
US 4,317,694 A befasst
sich ebenfalls mit einer Auftragevorrichtung für Klebebänder,
die auf einer Spule bereit gestellt und von dieser abgezogen werden.
In
1 ist der für die US-Schrift geltende
Stand der Technik dargestellt. Die gezeigten stationären
Auftragegeräte sind für einen Robotereinsatz weder
vorgesehen, noch geeignet.
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Aus
der
US 6,722,178 B1 ist
ein automatisches Biegesystem für Werkstücke bekannt,
wobei die biegesteifen Blechplatten von einem Roboter mit einem
Handlingwerkzeug, insbesondere einem Sauggreifer, einzeln aufgenommen
und wieder abgenommen werden. Alternativ zum Sauggreifer kann eine
Greifzange eingesetzt werden.
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Einrichtung zum verbesserten
Handhaben von Materialstücken aufzuzeigen.
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Die
Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen im Hauptanspruch.
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Die
beanspruchte Handhabungstechnik hat den Vorteil, dass von einer
Vorlage, insbesondere aus einer Materialbahn, mehrere Materialstücke
gemeinsam aufgenommen und in geeigneter Weise wieder abgegeben werden
können. Die verschiedenen Materialstücke können
beliebige und dabei auch unregelmäßige Umfangskonturen
haben und in beliebiger Lage angeordnet und ausgerichtet sein. Sie können
flächig aufgenommen und abgegeben oder auf- und abgewickelt
werden.
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Hierfür
weist die Handhabungseinrichtung ein Handlingwerkzeug mit ein oder
mehreren, ggf. beweglichen, insbesondere gesteuert drehbar angetriebenen
Materialträgern auf. Diese können eine an die
Materialstücke angepasste Form und Aufnahmefunktion haben
und z. B. als Wickelträger oder als Materialstückträger
ausgebildet sein. Die mehreren und ggf. unterschiedlichen Materialträger
können einzeln an einem Gestell gelagert oder in einem
beweglichen Revolver oder einer anderen Wechseleinrichtung zusammengefasst
sein. Dies erhöht die Flexibilität und ermöglicht
eine Zwischenlagerung von Materialstücken am Revolver.
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Die
Handhabungseinrichtung eignet sich für unterschiedlichste
Einsatzbereiche. Besonders günstig ist der Einsatz in Verbindung
mit flexiblen und mattenartigen Materialstücken, die aus
einer Materialbahn ausgeschnitten werden können, wobei
der Verschnitt minimiert und der Ausgangswerkstoff bestmöglich
ausgenutzt werden kann. Zur Verschnittminimierung können
Materialstücke auch mit ihren Außenkonturen in
der Art eines Puzzles miteinander vernestet sein. Durch diese Schnittoptimierung
können die häufig länglichen Materialstücke
Schräglagen einnehmen und mit ihren Längserstreckungen von
der Materialbahnachse abweichen und auch untereinander unterschiedliche
Winkellagen haben.
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Mit
der beanspruchten Handhabungstechnik können derartige vernestete
Materialstücke gezielt aus einer beliebigen Vorlage, z.
B. auf einem Schneidtisch entnommen und zu einer Ablage auf einem
separaten Ablagetisch oder ggf. auch gleich in einer Auflegestation
in einer dortigen Form transportiert und dort wiederum gezielt abgegeben
werden. Die Aufnahme, der Transport und die Abgabe großer Materialstücke
können durch einen Wickelprozess vereinfacht und beschleunigt
werden, wobei die biegeelastischen und beschädigungsempfindlichen
Materialstücke besonders schonend und insbesondere faltenfrei
gehandhabt und transportiert werden können.
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Das
Aufwickeln hat in Verbindung mit einem mehrachsigen Manipulator,
insbesondere einem Gelenkarmroboter, den Vorteil, dass eine Aufnahme
der Materialstücke trotz unterschiedlichster Winkellagen und
Konturformen möglich ist. Der Manipulator kann hierfür
das Handlingwerkzeug in der jeweils am besten geeigneten Lage und
Ausrichtung halten und führen.
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Mit
dem Manipulator können auch die Transportprozesse sicher
durchgeführt werden. Ein solcher Manipulator oder Gelenkarmroboter
bietet ferner Vorteile bei der Abgabe der Materialstücke
und dem dabei z. B. erfolgenden Abwickeln, insbesondere wenn hierbei
Materialstückstapel für eine z. B. manuelle Weiterverarbeitung
gebildet werden.
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Mit
ein oder mehreren Manipulatoren oder Robotern und der hierfür
eingesetzten hochflexiblen Steuertechnik ist es möglich,
die Materialstücke in unterschiedlichsten Reihenfolgen
aus der Bahnvorlage aufzunehmen und zwischenzulagern. Bei der Abgabe
können Materialstückstapel mit einer bestimmten
Stapelreihenfolge gebildet werden, die besonders ergonomisch, fertigungs-
oder prozessgünstig ist oder die andere Vorteile hat oder
anderen Vorgaben folgt. Die Aufnahmereihenfolge kann durch die Abgabereihenfolge
bestimmt werden.
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Eine
Stapelbildung hat insbesondere Vorteile, wenn Materialstücke
aus unterschiedlichen Materialbahnen und unterschiedlichen Werkstoffen
verarbeitet werden sollen. Hierbei kann eine Handhabungseinrichtung
mehrere Schneidstationen bedienen und auf einem gemeinsamen Ablagetisch
mehrere werkstoffreine Materialstückstapel bilden.
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Das
Handlingwerkzeug kann eine Aufnahmeeinrichtung oder eine Selektionseinrichtung
aufweisen, mit der die Aufnahmebereichsgröße verändert
und auf die Größe des jeweiligen Materialstückendes
eingestellt werden kann. Diese Größenanpassung
erleichtert die gezielte Aufnahme der Materialstücke, wobei
letztere beliebige Formen und Größen haben können.
Durch die selektive Materialaufnahme ist es möglich, das
gewünschte Materialstück direkt aus der Bahnvorlage
aufzunehmen und aufzuwickeln, wobei der umgebende Verschnitt und
auch die anderen benachbarten Materialstücke liegen bleiben
können. Hierdurch ist eine Vereinzelung der Materialstücke
während der Aufnahme möglich.
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Je
nach Ausgestaltung der Materialstücke und der Stückgeometrie
können auch mehrere benachbarte Materialstücke
gleichzeitig aufgenommen bzw. aufgewickelt werden. Ihre Abgabe kann
ebenfalls gleichzeitig oder zeitversetzt erfolgen.
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Für
die Aufnahme der Materialstücke und ggf. für das
Anwickeln ist es vorteilhaft, eine steuerbare Saugeinrichtung mit
einer veränderlichen Saugbereichsgröße
einzusetzen. Hierfür sind in den Unteransprüchen
verschiedene vorteilhafte Ausgestaltungen angegeben.
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Die
Materialstücke lassen sich bei der Abgabe bzw. beim Abwickeln
in geeigneter Weise positionieren und dabei auch in ihrer Lage stabilisieren,
was besonders bei einer Stapelbildung von Vorteil ist. Hierfür
ist es günstig, ein inertes Fluid in geringer Menge einzusetzen,
welches beim Abwickeln bzw. bei der Ablage verteilt wird und dabei
eine dünne Haftschicht bilden kann, die ein seitliches
Abschieben der Materialstücke verhindert.
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Beim
Auf- und Abwickeln ist es günstig, den Wickelträger
einerseits entlang des Materialstücks durch eine Vorschubbewegung
des Manipulators zu bewegen und gleichzeitig den Wickelträger
drehend anzutreiben. Die Dreh- und Vorschubgeschwindigkeiten können
aufeinander abgestimmt sein, so dass der Wickelvorgang optimal ablaufen
kann und ungünstige Einwirkungen auf das Materialstück
vermieden oder zumindest eingeschränkt werden können. Insbesondere
können innere Spannungen und Verzüge im Materialstück
vermieden oder reduziert werden.
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Der
Auf- und Abwickelvorgang kann beschleunigt werden, wenn der Schneidtisch
und/oder der Ablagetisch mitbewegt wird. Dies ist z. B. bei der Ablage
durch eine den Manipulatorvorschub entgegengesetzt gerichtete Tischbewegung
möglich. Der Ablagetisch kann hierfür ein oder
mehrere Bewegungsachsen haben und z. B. als x-y-Tisch ausgebildet
sein.
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Durch
die überlagerten Vorschubgeschwindigkeiten kann die Abwickelgeschwindigkeit
erhöht werden. Diese Erhöhung kann sich in einer
Verkürzung der Taktzeit und in einer Beschleunigung des Handhabungsprozesses äußern.
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Das
Handlingwerkzeug kann ein oder mehrere Zusatzwerkzeuge aufweisen,
die auf die Materialstücke und/oder die Materialträger
und/oder die Peripherie einwirken und prozessunterstützend
wirken. Sie können ggf. ein oder mehrere eigene Bewegungsachsen
aufweisen.
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In
den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Ausgestaltungen
angegeben.
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Die
Erfindung ist in den Zeichnungen beispielsweise und schematisch
dargestellt. Im einzelnen zeigen:
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1:
eine schematische Draufsicht auf eine Bearbeitungsanlage für
Materialbahnen und flexible mattenartige Materialstücke
aus Faserwerkstoffen mit mehreren Schneidstationen, einer gemeinsamen
Handhabungseinrichtung und einer Auflegestation,
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2 und 3:
eine Handlingeinrichtung in Seitenansicht und Draufsicht gemäß Pfeil
III von 2,
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4:
eine Seitenansicht der Handlingeinrichtung gemäß Pfeil
IV von 2 beim Aufnehmen und Abwickeln,
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5:
eine Seitenansicht gemäß 4 beim Abwickeln,
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6:
eine perspektivische Ansicht eines Handhabungsgeräts mit
einem Roboter und einem Handlingwerkzeug,
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7 bis 10:
eine Variante der Handlingeinrichtung mit einem revolverartigen
Handlingwerkzeug in mehreren perspektivischen Ansichten und
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11:
eine vergrößerte Detailansicht des Handlingwerkzeugs
mit einem Zusatzwerkzeug.
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Die
Erfindung betrifft eine Handhabungseinrichtung (15) und
ein Handhabungsverfahren für Materialstücke (6, 7, 8, 9, 10, 11),
die eine beliebige Art und Konsistenz und Anordnung haben können
und die z. B. flexibel und mattenartig ausgebildet sind. Die Erfindung
betrifft ferner eine Bearbeitungsanlage (1) mit ein oder
mehreren Handhabungseinrichtungen (15).
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1 zeigt
eine Bearbeitungsanlage (1) für ein oder mehrere
Materialbahnen (3) aus einem flexiblen mattenartigen Material,
welches z. B. aus Faserwerkstoffen besteht. Die Faserwerkstoffe
können in gewebter oder ungewebter Form als Vliesbahnen oder
Gewebebahnen vorliegen. Der Faserwerkstoff kann auch mit einem Verbindungsmittel,
insbesondere einem Kunststoffharz versehen und z. B. getränkt oder
imprägniert oder in einer Füllmasse eingebettet sein.
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Die
dünne und biegeelastische Materialbahn (3) kann
insbesondere aus einem mit Kohlenstofffasern verstärkten
Kunststoff, nachfolgend als CFK bezeichnet, bestehen. Hier sind
hochfeste Kohlenstofffasern in ein oder mehreren Lagen als Verstärkung
in einer Matrix aus einem geeigneten Kunststoff, z. B. aus einem
Duromer, eingebettet. Das Duromer kann z. B. ein Epoxidharz oder
ein Thermoplast sein. Die Matrix kann alternativ aus anderen Werkstoffen,
z. B. aus Keramik bestehen, was für besonders hochbelastete
Bauteile bedeutsam ist. Bei CFK haben z. B. die Fasern im wesentlichen
die gleiche Ausrichtung. Derartige Fasermaterialien werden in unterschiedlichen
technischen Bereichen, z. B. im Flugzeug- und Fahrzeugbau, eingesetzt.
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In
der nachfolgend erläuterten Weise werden aus der Materialbahn
(3) mehrere Materialstücke (6, 7, 8, 9, 10, 11)
ausgeschnitten und zur Herstellung von Formteilen verwendet, die
in einer Auflegestation (13) durch Schichtaufbau hergestellt
werden. Die Materialbahn (3) kann an der Ober- und/oder
Unterseite mit einer ablösbaren Schutzfolie versehen sein.
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Die
Bearbeitungsanlage (1) weist ein oder mehrere Schneidstationen
(2) auf. In der gezeigten Ausführungsform sind
z. B. zwei Schneidstationen (2) vorhanden, auf denen z.
B. unterschiedliche Materialbahnen (3) laufen, die sich
hinsichtlich der Bahnengröße, des Werkstoffs oder
anderer Eigenschaften unterscheiden können.
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Die
Materialbahnen (
3) können in beliebiger Form,.
z. B. in den zeichnerisch in
1 angedeuteten
Coils angeliefert werden. Die Schneidstationen (
2) weisen
eine Abzugeinrichtung auf, mit der die Materialbahn (
3)
vom Coil abgezogen und auf einen Schneidtisch (
5) gezogen
werden kann, wo sie im Stand oder während einer Vorschubbewegung
in Pfeilrichtung von
1 bearbeitet werden kann. Aus der
breiten Materialbahn (
3) werden mehrere Materialstücke
(
6,
7,
8,
9,
10,
11)
ausgeschnitten. Hierfür hat jede Schneidstation (
2)
mindestens ein geeignetes Trennwerkzeug (
4), welches z.
B. einen mehrachsig beweglichen Trennkopf aufweisen kann. Das Ausschneiden
kann mittels ein oder mehrerer Laserstrahlen, mittels ein oder mehrerer
unter Hochdruck stehender Fluidstrahlen, mit Schneidmessern oder auf
beliebig andere Art und Weise erfolgen. Die Schneidstation (
2)
kann in beliebig geeigneter Weise ausgebildet sein, z. B. entsprechend
der
DE 40 26 969 A1 .
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Das
Trennwerkzeug (4) schneidet aus der Materialbahn (3)
in einem festgelegten Schnittbereich mehrere Materialstücke
(6, 7, 8, 9, 10, 11)
aus, welche beliebige Außenkonturen haben können.
Um den Verschnitt (12) möglichst klein zu halten,
werden die Zuschnitte derart optimiert, dass die Materialstücke
(6, 7, 8, 9, 10, 11)
weitestgehend mit ihren Außenkonturen ineinander vernestet
werden. Es ergibt sich das in 1 gezeigte puzzelartige
Schnittbild. Die Materialstücke (6, 7, 8, 9, 10, 11)
können beliebige Proportionen haben. Sie können
insbesondere eine längliche Form besitzen, die sich in
Faserlängsrichtung oder quer dazu erstrecken kann. Je nach Schnittbild
können die Materialstücke (6, 7, 8, 9, 10, 11)
längs der Vorschubrichtung und Längsachse der Materialbahn
(3) ausgerichtet sein. Sie können alternativ eine
Schrägausrichtung oder auch eine Querausrichtung haben.
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Am
Ende des Schneidtisches (5) werden die vernesteten Materialstücke
(6, 7, 8, 9, 10, 11)
in einem ebenen Bahnabschnitt bereit gestellt. Sie können
dabei in Ruhe sein oder in Pfeilrichtung vorwärts transportiert
werden.
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Die
Bearbeitungsanlage (1) weist mindestens eine der Schneidstation
(2) zugeordnete mechanische und automatisierte Handhabungseinrichtung (15)
auf. In der gezeigten Ausführungsform von 1 ist
eine gemeinsame Handhabungseinrichtung (15) für
beide Schneidstationen (2) vorgesehen. Die Handhabungseinrichtung
(15) besitzt ein oder mehrere Handhabungsgeräte
(16). In der gezeigten Ausführungsform sind zwei
Handhabungsgeräte (16) vorhanden. Alternativ ist
die Anordnung von einem Handhabungsgerät oder von mehr
als zwei Handhabungsgeräten (16) möglich.
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Die
Handhabungseinrichtung (15) oder die Bearbeitungsanlage
(1) kann ferner ein oder mehrere Ablagetische (17)
aufweisen. Die Handhabungseinrichtung (15) nimmt die Materialstücke
(6, 7, 8, 9, 10, 11)
aus dem Schnittbild gezielt auf und transportiert sie zum Ablagetische
(17) oder zu einer Auflegestation (13). In der
gezeigten Ausführungsform werden die Materialstücke
(6, 7, 8, 9, 10, 11)
auf einem solchen Ablagetisch (17) abgelegt und können
dann von einem Werker (14) aufgenommen und in der Auflegestation
(13) zur Bildung eines Formkörpers, z. B. eines
Flugzeugflügels, einer Fahrzeug- oder Flugzeugtür
oder dgl., weiterverarbeitet werden. In Abwandlung der gezeigten
Ausführungsform können die Handhabungsgeräte
(16) die Materialstücke (6, 7, 8, 9, 10, 11)
direkt zur Auflegestation (13) bringen und dort in eine
Form einlegen. Auf einen Ablagetisch (17) kann dabei verzichtet
werden. Bei der Bildung des Formkörpers (nicht dargestellt)
können die Materialstücke (6, 7, 8, 9, 10, 11)
in mehreren Lagen und mit ggf. unterschiedlichen Orientierungen übereinander
gelegt werden, wobei die Lagenzahl und -anordnung sich nach den
Belastungs- und Festigkeitsanforderungen des Formkörpers
richten können.
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Das
Handhabungsgerät (16) besteht aus einem mehrachsigen
Manipulator (18) mit einem Handlingwerkzeug (21),
welches zum Aufnehmen und Abgeben, beispielweise zum Aufwickeln
und Abwickeln von mindestens einem Materialstück (6, 7, 8, 9, 10, 11)
dient.
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Der
Manipulator (18) kann in beliebig geeigneter Weise ausgebildet
sein und rotatorische und/oder translatorische Achsen aufweisen.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist er als mehrachsiger Gelenkarmroboter
ausgebildet, der z. B. sechs rotatorische Achsen aufweist. 6 verdeutlicht
diese Ausführungsform, bei der der Robotergrundkörper aus
einem Sockel und einer darauf drehbar gelagerten Schwinge besteht,
an deren oberem Ende ein Ausleger schwenkbar angeordnet ist, der
am vorderen Ende eine mehrachsige Roboterhand (19) und am
rückwärtigen Ende mehrere Motoren für
die Handachsen trägt. Die Roboterhand (19) hat
z. B. drei rotatorische Achsen. Alternativ kann sie auch zwei Handachsen
besitzen. In weiterer Abwandlung kann der Gelenkarmroboter ein oder
mehrere Zusatzachsen, z. B. translatorische oder rotatorische Fahrachsen
besitzen. Ferner kann der Manipulator ein oder mehrere translatorische
Bewegungsachsen besitzen. In der gezeigten Ausführungsform
sind die Manipulatoren (18) flurgebunden. Sie können
alternativ an einem Gestell seitlich oder über Kopf aufgehängt sein.
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Der
Arbeitsbereich der ein oder mehreren Manipulatoren (18)
umfasst den Endbereich des Schneidtischs (5) mit den hier
bereit gestellten Materialstücken (6, 7, 8, 9, 10, 11)
und den anschließenden Ablagetisch (17) sowie
ggf. auch die Auflegestation (13). Die Manipulatoren (18)
haben ein oder mehrere Robotersteuerungen (20). In den
Steuerungen (20) können weitere Achsen und Antriebe
angeschlossen werden, die z. B. im Handlingwerkzeug (21)
oder am Ablagetisch (17) angeordnet sind. Die Position
und Orientierung der Materialstücke (6, 7, 8, 9, 10, 11)
im Schnittbild und auf dem Schneidtisch (5) wird der Robotersteuerung
(20) in geeigneter Weise mitgeteilt, z. B. über
eine Schnittstelle der Schneidstation (2) und/oder über
eine geeignete Sensorik zur Erfassung der tatsächlichen
Position und Orientierung, z. B. per Kamera und Bildauswertung.
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In
der gezeigten Ausführungsform ist ein einzelner Ablagetisch
(17) vorhanden, auf dem die Materialstücke (6, 7, 8, 9, 10, 11)
einzeln nebeneinander oder wie in der gezeigten Ausführungsform
in ein oder mehreren Materialstückstapeln (42) übereinander
angeordnet sein können. Der Ablagetisch (17) hat
eine ebene Auflagefläche und kann Führungs- oder
Fixiermittel für die Materialstücke (6, 7, 8, 9, 10, 11)
oder die Materialstückstapel (42) aufweisen, z.
B. in Form einer Saugeinrichtung unter der Auflagefläche.
Der Ablagetisch (17) kann starr angeordnet sein. In der
gezeigten Ausführungsform hat er ein oder mehrere Bewegungsachsen.
Z. B. kann er als x-y-Tisch ausgebildet sein und zwei horizontale
und translatorische Bewegungsachsen in x- und y- Richtung haben.
Zusätzlich kann eine Hubeinrichtung in z-Richtung vorhanden
sein. In Abwandlung der gezeigten Ausführungsform kann
nur eine Verschiebeachse, z. B. in die x- oder y-Richtung vorhanden
sein. Für die Bewegungsachsen gibt es jeweils einen zugehörigen
Tischantrieb (41), der in beliebig geeigneter Weise ausgebildet
sein kann und der insbesondere mit der Robotersteuerung (20)
verbunden sein kann und dort als Zusatzachse gemeinsam mit den Robotern
(18) gesteuert wird.
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2 bis 5 zeigen
eine erste Variante des Handlingwerkzeugs (21) in verschiedenen
Ansichten. Das Handlingwerkzeug (21) besitzt jeweils ein
Gestell (22), welches über einen geeigneten Anschluss
(23) mit der Roboterhand (19) lösbar
verbunden werden kann. Hierfür kann eine fernsteuerbare oder
automatische Wechselkupplung vorhanden sein. Hierbei können
auch Betriebsmittelverbindungen, z. B. eine Energieversorgung und
insbesondere eine Zuführung von Signal- und Leistungsströmen, gekoppelt
werden.
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Das
Gestell (22) kann vom Manipulator (18) mehrachsig
im Raum bewegt werden und insbesondere von der Roboterhand (19)
mehrachsig gedreht und geschwenkt werden. In der gezeigten Ausführungsform
hat das Gestell (22) eine bügelartige Form und
besteht aus dem Querträger mit dem Anschluss (23)
und zwei hiervon endseitig abstehenden Stützarmen, an denen
mindestens ein Materialträger (24) starr oder
beweglich gelagert ist. Der Materialträger (24)
kann drehbar gelagert sein und außerdem einen Wickelträger
(43) bilden, mit dem durch die Drehung mindestens ein Materialstück
(6, 7, 8, 9, 10, 11)
aufgenommen wird.
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Der
Wickelträger (43) kann in beliebig geeigneter
Weise ausgebildet sein und dient zur Bildung und Aufnahme von ein
oder mehreren Wickeln (27) aus jeweils einem Materialstück
(6, 7, 8, 9, 10, 11).
In der gezeigten Ausführungsform ist der Wickelträger (43)
als eine im wesentlichen zylindrische Rolle (28) ausgebildet,
die an ihren beiden Enden im Gestell (22) und an den Stützarmen
um ihre Längsachse drehbar gelagert ist. Der Rollenmantel
(29) besteht z. B. aus einem haft- und reibungsarmen Material,
z. B. PTFE. Die Mantelbeschaffenheit verhindert ein unerwünschtes
Anhaften oder Ankleben von Teilen der Materialbahn (3),
insbesondere des Verschnitts (12).
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Der
Wickelträger (43) bzw. die Rolle (28)
ist drehbar angetrieben und weist hierfür einen steuerbaren
Drehantrieb (31) auf, der sich am Gestell (22) abstützt.
Der Drehantrieb (31) kann mit der Robotersteuerung (20)
verbunden sein und wird dort als Zusatzachse gemeinsam mit den Robotern
(18) gesteuert.
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Am
Wickelträger (43) können ein oder mehrere
Materialstücke (6, 7, 8, 9, 10, 11)
aufgewickelt und dabei vom Schneidtisch (5) gelöst
werden. Zum Anwickeln bzw. für die Wickelbildung ist mindestens eine
steuerbare Aufnahmeeinrichtung (32) für ein Materialstückende
(35) vorgesehen. Die Aufnahmeeinrichtung (32)
kann eine Selektionseinrichtung (33) zur Einstellung der
Größe des Aufnahmebereichs (34) und zur
Anpassung an die Größe des Materialstückendes
(35) aufweisen. Hierbei kann sie insbesondere die in Richtung
der Rollenachse (30) sich erstreckende Breite des Aufnahmebereichs
(34) an die Breite des Materialstückendes (35)
angepasst werden. Je nach Winkellage des aufzunehmenden Materialstücks
(6, 7, 8, 9, 10, 11)
kann der wickelträger (43) mit dem Gestell (22)
von der Roboterhand (19) in die geeignete Ausrichtung gedreht
werden.
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Mit
der Selektionseinrichtung (33) ist möglich, aus
dem Schnittbild auf dem Schneidtisch (5) gezielt das gewünschte
Materialstück (6, 7, 8, 9, 10, 11)
und dessen Materialstückende (35) aufzunehmen
und die benachbarten Bahnbereiche liegen zu lassen. Insbesondere
kann verhindert werden, dass der umgebende Verschnitt (12)
oder ein anderes, nicht gewünschtes Materialstück
(6, 7, 8, 9, 10, 11) aufgenommen
und ebenfalls aufgewickelt wird.
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Die
Aufnahmeeinrichtung (32) und die Selektionseinrichtung
(33) können in beliebig geeigneter Weise ausgebildet
sein. In der gezeigten Ausführungsform sind sie als steuerbare
Saugeinrichtung (36) ausgebildet, die eine veränderliche
Saugbereichsgröße haben kann. Die Saugeinrichtung
(36) ist am oder im Wickelträger (43)
angeordnet und weist ein oder mehrere im oder am Rollenmantel (29) angeordnete
Saugleisten (37) auf. Die Saugleisten (37) können
sich in der gezeigten Weise in gerader Richtung und längs
der Rollenachse (30) erstrecken. Sie können alternativ
schräg angeordnet sein und z. B. in einer teilweisen oder
umlaufenden Spirallinie am Rollenmantel (29) angeordnet
sein.
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Ferner
können mehrere gleich oder unterschiedlich ausgebildete
Saugleisten (37) verteilt über den Umfang des
Materialträgers (24) oder Wickelträgers
(43) angeordnet sein. Sie können von getrennt ansteuerbare
Saugergruppen (51) gebildet werden. 6 zeigt
beispielhaft eine solche Variante.
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Außerdem
kann die Aufnahmeeinrichtung (32) umsteuerbar sein und
die Abgabe der Materialstücke (6, 7, 8, 9, 10, 11)
erleichtern. Hierfür kann z. B. die Saugeinrichtung (36)
auf Druck umgeschaltet werden und Luft oder ein anderes Fluid ausblasen.
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Für
die vorerwähnte Selektion und zur Schaffung veränderlicher
und einzeln steuerbarer Saugbereichsgrößen kann
die Saugleiste (37) in mehrere schaltbare Saugabschnitte
(39) unterteilt sein. Die Saugleiste (37) kann
entlang der Rollenachse (30) verteilt mehrere einzeln oder
gruppenweise schaltbare Saugelemente (38) aufweisen, die
z. B. die gezeigte Punktform besitzen. Über Ventile oder
andere geeignete Schaltmittel können die Saugelemente (38) einzeln
oder gruppenweise an mindestens einen Unterdruckerzeuger angeschlossen
sein. Die Saugelemente (38) können aus einfachen
Mantelöffnungen mit rückseitig angeschlossenen
Saugleitungen bestehen. Alternativ können sie als Saugteller
ausgebildet sein. Ferner können die Saugelemente (38)
einzeln oder gruppenweise kleine eigenen Saugpumpen aufweisen. In
einer anderen Variante können die Saugelemente (38)
als kleine mittels Ventilen schaltbare und ggf. steuerbare Venturirohre
ausgebildet sein, die an eine Druckluftleitung angeschlossen sind.
Die Saug- oder Druckleitungen können einzeln verlegt oder
als Leitungsnetzwerk ausgebildet sein. Daneben sind beliebige andere
geeignete Ausgestaltungen der Saugeinrichtung (36) möglich.
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Wie 2 in
einer beispielhaften Ausführungsform verdeutlicht, ist
eine aus einer Punktreihe bestehende Saugleiste (37) in
drei aneinander grenzende Saugabschnitte (39) unterteilt,
die einzeln gesteuert und geschaltet werden können. Die
Saugeinrichtung (36) kann ebenfalls mit der Robotersteuerung
(20) verbunden sein.
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Zur
Aufnahme des Materialstückendes (35) wird der
Wickelträger (43) vom Manipulator (18)
z. B. derart gegenüber dem gewünschten Materialstück (6, 7, 8, 9, 10, 11)
positioniert, dass der mittlere Saugabschnitt (39) über
dem Materialstückende (35) zu liegen kommt. Für
die Aufnahme wird nur dieser Saugabschnitt (39) mit Unterdruck
beaufschlagt, wobei die benachbarten Saugabschnitte (39)
abgeschaltet sind. Hierdurch erfasst die Saugwirkung nur das gewünschte
Materialstückende (35) und erstreckt sich nicht
auf die anderen Materialbahnbereiche.
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Bei
größeren und insbesondere breiteren Materialstückenden
(35) können mehrere Saugabschnitte (39)
mit Unterdruck beschaltet werden, wobei der Wickelträger
(43) entsprechend anders positioniert wird. Ferner ist
es möglich, mehrere neben einander liegende Materialstücke (6, 7, 8, 9, 10, 11) gleichzeitig
aufzunehmen, z. B. mit den beiden äußeren Saugabschnitten
(39), wobei der mittlere abgeschaltet wird, um den Verschnitt
(12) liegen zu lassen.
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Wie 4 in
der Seitenansicht verdeutlicht, kann zum Anwickeln die Walze (28)
mit nach unten gedrehter und über den Drehantrieb (31)
in geeigneter Weise positionierter Saugleiste (37) auf
dem gewünschten Materialstückende (35)
aufgesetzt werden. Anschließend wird der Unterdruck eingeschaltet und
das angesaugte Materialstückende (35) mit der Walze
(28) über eine Roboterbewegung ein kleines Stück
angehoben. Es wird dabei vom Schneidtisch (5) abgehoben
und auch aus dem umgebenden Materialbahnbereich, insbesondere dem
benachbarten Verschnitt (12) herausgehoben.
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Beim
Aufwickeln dreht sich durch den Drehantrieb (31) der Wickelträger
(43). Dieser wird zugleich mit einer Vorschubbewegung des
Manipulators (18) quer bzw. orthogonal zu seiner Längserstreckung
bewegt. Die Vorschubgeschwindigkeit Vm des Manipulators (18)
und die Drehgeschwindigkeit Vd der Rolle (28) können
hierbei über die Robotersteuerung (20) aufeinander
abgestimmt werden. Die Wickelbewegung kann dadurch verzug- und spannungsfrei
für das Materialstück (6, 7, 8, 9, 10, 11)
erfolgen. Der Wickelträger (43) kann nach dem
Anwickeln wieder auf das Materialstück (6, 7, 8, 9, 10, 11) abgesenkt
werden und auf diesem beim weiteren Wickelvorgang abwälzen.
Der gebildete Wickel (27) kann mehrlagig sein.
-
Die
Drehrichtung und die Drehgeschwindigkeit Vd sind so gewählt,
dass die am Rollenmantel (29) sich ergebende Umfangsgeschwindigkeit
Vu im wesentlichen gleich groß wie die Vorschubgeschwindigkeit
Vm und dieser entgegen gerichtet ist. In Anpassung an die zunehmende
Dicke des ggf. mehrlagigen Wickels (27) kann die Abstimmung
der Drehgeschwindigkeit Vd auch von der Wickeldicke abhängen,
wobei die Umfangsgeschwindigkeit Vu der äußeren
Wickellage mit der Vorschubgeschwindigkeit Vm abgestimmt wird.
-
Sobald
der Wickel (27) fertig ist, transportiert ihn der Manipulator
(18) zur Abgabstelle, z. B. zum Ablagetisch (17),
wo das Materialstück (6, 7, 8, 9, 10, 11)
wieder abgewickelt und abgegeben wird. Die Ablage kann auf der Tischoberfläche
oder auf dem obersten Teil eines Materialstückstapels (42)
erfolgen. Bei der Abgabe kann das aufgewickelte Materialstück
(6, 7, 8, 9, 10, 11)
ggf. gedreht und in einer anderen Ausrichtung abgelegt werden, als
es aufgenommen wurde.
-
Der
Abwickelvorgang kann ebenfalls durch eine Überlagerung
der Vorschubgeschwindigkeit Vm und der Drehgeschwindigkeit Vd erfolgen.
Hierfür wird z. B. das rückwärtige herabhängende
Materialstückende (35) ein Stück über
die Tisch- oder Stapeloberfläche gezogen, um die korrekte
Ausrichtung zu erhalten. Anschließend wird der zunächst
etwas angehobene Wickelträger (43) abgesenkt und
das Materialstück (6, 7, 8, 9, 10, 11)
abgewickelt. Der Abwickelvorgang kann beschleunigt werden, indem
der Ablagetisch (17) in entgegengesetzter Richtung zum Manipulatorvorschub
bewegt wird. Die dabei auftretenden Beträge der Vorschubgeschwindigkeiten
Vm und Vt addieren sich, wobei die Drehgeschwindigkeit Vd bzw. die
hieraus sich ergebende Umfangsgeschwindigkeit Vu entsprechend erhöht
und zur Synchronisation angepasst werden. Der Abwickelvorgang kann
dadurch schneller erfolgen als der Aufwickelvorgang.
-
Die
Handhabungseinrichtung (15) kann eine Fluidzuführung
(25) aufweisen, mit der ein inertes Fluid in geringer Menge
am Materialstück (6, 7, 8, 9, 10, 11)
appliziert werden kann. Durch seine inerte Eigenschaft reagiert
das Fluid nicht in unerwünschter Weise mit dem Werkstoff
des Materialstücks (6, 7, 8, 9, 10, 11).
Das Fluid kann z. B. Wasser oder ein flüssiges Harz sein,
welches z. B. mit dem Imprägnierharz des Faserwerkstoffs übereinstimmt
oder zu diesem chemisch sehr ähnlich ist. Das Fluid gelangt beim
Abwickeln zwischen den Untergrund und das abgewickelte Materialstück
(6, 7, 8, 9, 10, 11),
wobei es durch den Auflagedruck unter Bildung eines sehr dünnen
Haftfilms breitflächig verteilt wird. Der Haftfilm hält
das abgelegte Materialstück (6, 7, 8, 9, 10, 11)
gegen seitliches Verrutschen fest.
-
Die
Fluidzuführung (25) kann in beliebig geeigneter
Weise ausgebildet und angeordnet sein. Sie kann z. B. die in 2 gezeigte
Ausbildung haben und am Querbalken des Gestells (22) angeordnet sein.
Sie kann alternativ an einem Stützarm angeordnet sein und
das Fluid direkt beim Ablegen in den Zwickel zwischen dem Materialstück
(6, 7, 8, 9, 10, 11)
und dem Untergrund einspritzen. In weiterer Abwandlung kann die
Fluidzuführung (25) an anderer Stelle angeordnet
sein und sich z. B. am Ablagetisch (17) befinden.
-
Das
Handlingwerkzeug (21) kann ein oder mehrere, ggf. mit der
Steuerung (20) verbundene Messeinrichtungen (26)
aufweisen. Dies können z. B. ein oder mehrere am Gestell
(22) angeordnete Abstandssensoren (40) sein, die
z. B. am oberen Querträger angeordnet und gegen den Wickel
(27) gerichtet sind. Die Abstandssensoren (40)
können z. B. als Laserscanner ausgeführt sein,
die eine Abstandsmessung mittels Laufzeitmessung des pulsweise emittierten
Laserstrahls durchführen. Über die Abstandsmessung
von mehreren über die Wickelbreite verteilten Abstandssensoren
(40) kann die Wickelbildung und die Wickelform überwacht
werden. Außerdem kann die Lage des rückwärtigen
Materialstückendes (35) detektiert werden.
-
Die
Messeinrichtung (26) kann ferner eine Positionsmesseinrichtung
und Positionsgeber für den Drehantrieb (31) beinhalten,
welche die gewünschte Drehpositionierung des Wickelträgers
(43) und der Saugleiste (37) ermöglichen. Über
die Abstandssensoren (40) und deren Erfassung der Saugleiste
(37) in oberer Stellung kann der Positionsgeber referiert
werden.
-
7 bis 11 zeigen
verschiedene Varianten der Handhabungseinrichtung (15)
und insbesondere des Handlingwerkzeugs (21). Die Handhabungseinrichtung
(15) kann bei der vorbeschriebenen Bearbeitungsanlage (1)
mit der im wesentlichen gleichen Funktion oder bei anderen Anlagen
und Einsatzbereichen verwendet werden. Hierbei kann die Vorlage
der Materialstücke (6, 7, 8, 9, 10, 11)
eine andere als im vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel sein.
Insbesondere ist eine Einzelvorlage der Materialstücke
(nicht dargestellt) in beliebiger Zahl, Anordnung und Ausrichtung
möglich.
-
Das
Handlingwerkzeug (21) weist in diesen Varianten jeweils
mehrere Materialträger (24) auf, die in geeigneter
Weise am Gestell (22) starr oder beweglich angeordnet sind.
In den gezeigten Ausführungsbeispielen sind die Materialträger
(24) an einem Revolver (48) angeordnet, der am
Gestell (22) drehbar gelagert ist und mit einem steuerbaren
Antrieb (50) gedreht und positioniert werden kann. Der
Revolver (48) weist zwei stirnseitige, z. B. kreisrunde Tragscheiben
(49) mit der Drehlagerung (nicht dargestellt) auf. Zwischen
den Tragscheiben (49) sind in geeigneter Weise, z. B. konzentrisch
rund um die zentrale Revolverachse, verteilt mehrere vorzugsweise
längliche, z. B. walzen-, stangen- oder rohrförmige
Materialträger (24) angeordnet. Die Träger-
und Revolverachsen können parallel sein.
-
Die
Materialträger (24) können ihrerseits starr
oder beweglich an den Tragscheiben (49) gelagert sein.
In den gezeigten Ausführungsformen ist eine Drehlagerung
vorhanden, wobei ein oder mehrere Materialträger (24)
auch einen eigenen steuerbaren Drehantrieb (31) aufweisen
können, der an einer Tragscheibe (49) abgestützt
ist.
-
Die
Materialträger (24) können untereinander
unterschiedlich ausgebildet sein. Sie können als zumindest
bereichsweise hohle Körper gestaltet sein. Ein oder mehrere
Materialträger (24) können z. B. in der
Art der vorbeschriebenen Wickelträger (43) ausgebildet
sein und Rollen oder Rohre mit einem kreisrunden oder ovalen Querschnitt
besitzen. Der Wickelvorgang kann in der vorbeschrieben Weise stattfinden,
wobei der Wickelträger (43) sich im Revolver (48)
dreht und den Wickel ((27) aufnimmt bzw. anschließend
abgibt.
-
Ein
oder mehrere andere Materialträger (24) sind als
Materialstückträger (44) ausgestaltet,
die jeweils aus einer Trägerstange (45) mit einem
prismatischen Querschnitt bestehen. Durch die prismatische Form
werden am Außenumfang der Trägerstange (45)
mehrere Trägerflächen (46, 47)
gebildet, die eine im Wesentlichen ebene oder schwach gewölbte Form
haben können. Die Kanten an den Flächenübergängen
können abgerundet sein.
-
Die
Materialträger (24) im Revolver (48)
sind einzeln in ihrer Positionierung und in ihrer Aufnahme- und
Abgabefunktion steuerbar. Die Materialstückträger
(44) mit den Trägerflächen (46)
sind insbesondere zur Aufnahme von Materialstücken mit
einer entsprechenden Formgebung ausgebildet und können diese
festhalten. Ein Wickelvorgang muss dabei nicht stattfinden. Dies
ist andererseits aber auch nicht ausgeschlossen, wobei abgerundete
Kanten an den Übergängen der Trägerflächen
(47) für eine Wickelfunktion günstig
sind. Ein Wickel kann auf mindestens einem drehenden Materialträger
(24) gebildet werden. Alternativ ist eine Wickelbildung
auf dem Revolver (48) durch dessen Drehung möglich.
Die Materialstücke können wie im ersten Ausführungsbeispiel
mattenartig und flexibel oder anders, insbesondere weitgehend unflexibel,
ausgebildet sein.
-
Wenn
die Trägerflächen (46) eine ebene oder
schwach gekrümmte Form aufweisen, können Sie im
Wesentlichen plan auf die auf einer Vorlage bereit gestellten Materialstücke
gesetzt werden und diese in geeigneter Weise aufnehmen, z. B. durch
die vorerwähnte Saugfunktion, durch Nadeln, Greifer oder
andere geeignete Aufnahmewerkzeuge. Auch bei den Varianten von 7 bis 11 können
ein oder mehrere Aufnahmeeinrichtungen (32) und ein oder
mehrere Selektionseinrichtungen (33) der vorbeschriebenen
Art mit entsprechender konstruktiver und funktioneller Anpassung
vorhanden sein. Die Materialstücke können auch
in der vorbeschriebenen Weise wieder abgegeben werden.
-
Der
Revolver (48) kann durch die mehrfach vorhandenen Materialträger
(24) und die dadurch gegebene Möglichkeit zur
Aufnahme einer Mehrzahl von Materialstücken (6, 7, 8, 9, 10, 11)
ein Zwischenlager für die besagten Materialstücke
bilden und den beim ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen
Ablagetisch (17) ersetzen. Er bildet zudem ein Magazin für
unterschiedliche Materialträger (24).
-
Der
Revolver (48) bietet mit seiner Speicherfunktion die Möglichkeit,
die Aufnahme- und Abgabereihenfolge der Materialstücke
(6, 7, 8, 9, 10, 11)
und die Aufnahme- und Abgabeorte beliebig zu wählen und
auch zu verändern. Die Materialstücke (6, 7, 8, 9, 10, 11)
können dabei insbesondere in einer Reihenfolge aufgenommen
und in einer anderen Reihenfolge abgegeben bzw. abgelegt werden.
Die Aufnahme- und Abgabereihenfolgen können dadurch an
die jeweiligen und ggf. unterschiedlichen Erfordernisse angepasst
werden, indem z. B. Materialstücke (6, 7, 8, 9, 10, 11)
aus mehreren Vorlagen nacheinander sortenrein aufgenommen und anschließend
in einem Sortenmix abgegeben und ggf. auch übereinander abgelegt
werden. Die Materialstücke (6, 7, 8, 9, 10, 11)
können einzeln und unabhängig voneinander aufgenommen
und am Revolver (48) gehalten werden. Durch den Einzelzugriff
können sie auch unabhängig voneinander wieder
abgegeben werden.
-
In
den Varianten von 7 bis 11 sind auch
Abwandlungen der Aufnahmeeinrichtung (32) und der Saugeinrichtung
(36) dargestellt. Diese können in ähnlicher
oder abgewandelter Weise auch beim ersten Ausführungsbeispiel
mit dem einzelnen Wickelträger (43) verwendet
werden.
-
Die
mehreren Materialträger (24) können jeweils
mit einer eigenen Saugeinrichtung (36) versehen sein oder
an eine gemeinsame Saugeinrichtung (36) angeschlossen sein.
Sie weisen am Umfang mehrere Saugelemente (38) auf, die
wie im eingangs genannten Ausführungsbeispiel zu Saugleisten
(37) oder zu anderen, insbesondere flächigen Formen von
Saugergruppen (51) gruppiert sein können. Die Trägerstangen
(45) können an ihren verschiedenen Trägerflächen
(46, 47) unterschiedliche Arten von Saugergruppen
(51) aufweisen. Gruppenintern sind die einzelnen Saugelemente
(38) unterschiedlich angeordnet, wodurch sich unterschiedliche
Saugmuster (52) ergeben, wie sie z. B. in 7 dargestellt
sind. Die Trägerflächen (46, 47)
und ihre Saugergruppen (51) können hierdurch an
unterschiedliche Arten von Materialstücken (6, 7, 8, 9, 10, 11)
angepasst werden, die sich z. B. hinsichtlich ihrer Form und Größe unterscheiden.
Durch die Variantenvielfalt der Saugmuster (52) ist die
Handlingeinrichtung (21) hochflexibel und lässt
sich für die unterschiedlichsten Einsatzbereiche verwenden.
-
Am
Revolver (48) oder auch an ein oder mehreren einzelnen
Materialträgern (24) können ein oder
mehrere Zusatzwerkzeuge (53) angeordnet sein. Sie können
prozessunterstützend bei der Aufnahme und/oder Abgabe der
Materialstücke wirken oder sonstige Hilfs- und Unterstützungsfunktionen haben.
Ein oder mehrere solcher Zusatzwerkzeuge (53) können
auch bei der vorbeschriebenen Ausführungsform von 1 bis 6 mit
einem einzelnen Wickelträger (43) vorhanden sein.
-
In 7 und 11 ist
ein Zusatzwerkzeug (53) dargestellt, welches als schwenkbarer
Bügel (54) ausgebildet ist, der mittels einer
Stelleinrichtung (55) zu einem Materialträger
(24) hin bewegt und entfernt werden kann. Der Bügel
(54) kann z. B. als Halter fungieren, mit dem ein aufgenommenes
Materialstück am Materialträger (24)
festgehalten werden kann. Bei einem Wickelträger (43)
kann z. B. beim Anwickeln das vordere Materialstückende
(35) zusätzlich und zeitweise festgehalten werden.
Andererseits kann am Ende der Wickelbildung das rückwärtige
freie Materialende am Wickel angedrückt und festgehalten
werden.
-
Der
Bügel (54) ist z. B. in der in 11 gezeigten
Weise mittels eines Lagers (56) an einer Tragscheibe (49)
schwenkbar gelagert und hat eine abgewinkelte Form. Die steuerbare
Stelleinrichtung (55) besitzt einen am Bügelarm
angreifenden Stellantrieb (57), der z. B. von einem pneumatischen
Zylinder gebildet werden kann.
-
Andere
Arten von Zusatzwerkzeugen (53) können Messer,
Stanzen, Beschichtungseinrichtungen, Einrichtungen zum Bedrucken
oder Beschriften oder zum Prägen von ein oder mehreren
Materialstücken sein. Außerdem können
Bürsten oder andere Reinigungswerkzeuge vorhanden und z.
B. an einer Trägerfläche (46, 47)
angeordnet sein. Die besagten Zusatzwerkzeuge (53) können
starr oder beweglich am Handlingwerkzeug (21) angeordnet
sein. Verfahrbare oder schwenkbare Messer können z. B.
Materialstücke abschneiden.
-
9 verdeutlicht
eine weitere Variante, bei der ein Zusatzwerkzeug (53)
an Stelle eines Materialträgers (24) am Revolver
(48) angeordnet ist. Das Zusatzwerkzeug (53) kann
z. B. eine starre oder bewegliche Bürste (58),
insbesondere eine drehbare Bürstenwalze sein. Mit der Bürste
(58) können z. B. der Schneidtisch (5)
oder der Ablagetisch (17) gereinigt werden. Am Schneidtisch
(5) kann beispielsweise der Verschnitt (12) mit
der Bürste (58) in eine Abfallaufnahme abgekehrt
werden. Mit der Bürste (58) oder einem anderen
Reinigungswerkzeug können auch die Materialstücke
(6, 7, 8, 9, 10, 11)
bearbeitet und insbesondere gereinigt werden.
-
Ein
solches Zusatzwerkzeug (53) kann beispielsweise auch das
Abgeben der Materialstücke (6, 7, 6, 8, 9, 10, 11)
unterstützen und deren Nachbehandlung oder Nachbearbeitung
ermöglichen. Hierzu kann das Zusatzwerkzeug (53)
als Andruckwalze, Bügelwalze oder dergl. ausgebildet sein.
In einer weiteren Variante kann ein Zusatzwerkzeug (53)
zum Reinigen oder anderweitigen Behandeln der Materialträger
(24) vorgesehen sein. Dies kann z. B. ein Abstreifer sein,
der evtl. Materialreste vom Rollenmantel (29) oder den
Trägerflächen (46, 47) entfernt
und ggf. auch die Saugelemente (38) reinigt.
-
Die
Materialträger (24) können außer
der Aufnahme und Abgabe von Materialstücken (6, 7, 8, 9, 10, 11)
ein oder mehrere Zusatzfunktionen ausüben. Beispielsweise
lassen sich mit einem Materialträger (24) Haftstreifen
oder dergl. von einem Spender (nicht dargestellt) entnehmen und
auf einem Ablagetisch (17) oder einem anderen Untergrund
platzieren, auf denen anschließend ein Materialstück
(6, 7, 8, 9, 10, 11)
aufgelegt werden soll. Hierfür ist die Mehrfachanordnung
von Materialträgern (24) und insbesondere der
Revolver (48) besonders günstig.
-
Die
Materialträger (24) haben in den gezeigten Ausführungsbeispielen
eine im wesentlichen mittensymmetrische Form und sind auch im Wesentlichen
mittensymmetrisch drehbar gelagert. Alternativ kann eine asymmetrische
Querschnittsform und/oder eine außermittige Lagerung vorhanden
sein. Der Trägerquerschnitt kann z. B. den Umriss eines
an ein oder mehreren Seite abgeflachten Ovals oder Kreises haben.
-
Ferner
können ein oder mehrere Materialträger (24)
am Gestell (22) mit ein oder mehreren Zusatzachsen, z.
B. mittels einer Lenkeranordnung oder dergl., zusätzlich
beweglich gelagert sein. Eine solche Anordnung ist auch in Verbindung
mit einem Revolver (48) möglich. Entsprechende
Zusatzachsen sind auch für ein oder mehrere Zusatzwerkzeuge (53)
möglich. Beispielsweise können hierdurch mehrere
Materialträger (24) gleichzeitig in Funktion treten,
wodurch z. B. mehrere Materialstücke übereinander
abgelegt werden oder gleichzeitig abgelegt und nachbehandelt, z.
B. angedrückt, gereinigt oder dergl. werden.
-
Das
Handlingwerkzeug (21) kann austauschbar sein. Hierfür
kann eine Wechselkupplung zwischen der Roboterhand (19)
und dem Gestell (22) angeordnet sein. Die Bearbeitungsanlage
(1) kann ein Magazin für mehrere Handlingwerkzeuge
(21) aufweisen, die bei Bedarf ausgetauscht werden können.
In ähnlicher Weise ist es möglich, an einer Handlingeinrichtung
(21), z. B. einem Revolver (48), ein oder mehrere
Materialträger (24) bei Bedarf auszutauschen,
wobei hierfür an der Lagerung entsprechende Schnellkupplungen
vorgesehen sind. Der Austausch kann in den genannten Fällen
auch automatisch oder von Hand erfolgen.
-
In
weiterer Abwandlung der gezeigten Ausführungsbeispiele
kann das Handlingwerkzeug (21) mehrere relativ ortsfest
am Gestell (22) gelagerte Materialträger (24)
aufweisen. An Stelle eines Revolvers (48) kann das Handlingwerkzeug
(21) auch eine andere Wechseleinrichtung zur Aufnahme mehrerer Materialträger
(24) und zur Positionierung des jeweils gewünschten
Materialträgers (24) an der benötigten Funktionsstelle
aufweisen. Die beschriebenen Ausführungsbeispiele zur Funktion
und zum Betrieb eines Revolvers (48) können entsprechend
auch auf diese Abwandlungen des Handlingwerkzeugs (21) adaptiert
werden.
-
Variabel
sind ferner die Einsatzbereiche der Handhabungseinrichtung (15)
und die Art und Ausbildung der Bearbeitungsanlage (1).
Beispielsweise können mit der Handhabungseinrichtung (15)
anderweitig vorbereitete Rollen oder Wickel, z. B. Dachpapperollen,
aufgenommen und in der gewünschten Weise abgelegt und abgegeben
werden. Hierbei kann z. B. Dachpappe auf einem Dach maschinell und
automatisch ausgerollt und abgelegt werden. Der Manipulator (18)
kann hierfür in entsprechend geeigneter Weise ausgebildet
sein und z. B. als Gelenkarmroboter auf einem Lastfahrzeug verfahrbar angeordnet
sein. Die Roboterarme haben hierfür eine entsprechend große
Länge und ermöglichen ein Einklappen für
den Transport.
-
Abwandlungen
der gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind
in verschiedener Weise möglich. Die Aufnahmeeinrichtung
(32) kann mit mechanischen Greifelementen, z. B. mit Nadeln, Haken
oder dergl. ausgerüstet sein, mit denen sich mechanisch
unempfindliche oder verformungstolerante Materialstücke
(6, 7, 8, 9, 10, 11)
greifen lassen. Das Anwickeln kann außerdem durch eine Mehrfachanordnung
von Walzen oder Rollen unter Einklemmung des Materialstückendes
(35) erfolgen. Ferner ist es möglich, auf den
Drehantrieb (31) zu verzichten oder diesen in anderer Weise
zu steuern. An einem Schneidtisch (5) können zwei
oder mehr Manipulatoren (18) angeordnet sein, die abgestimmt arbeiten.
-
- 1
- Bearbeitungsanlage
- 2
- Schneidstation
- 3
- Materialbahn
- 4
- Trennwerkzeug
- 5
- Schneidtisch
- 6
- Materialstück
- 7
- Materialstück
- 8
- Materialstück
- 9
- Materialstück
- 10
- Materialstück
- 11
- Materialstück
- 12
- Verschnitt
- 13
- Auflegestation
- 14
- Werker
- 15
- Handhabungseinrichtung
- 16
- Handhabungsgerät
- 17
- Ablagetisch
- 18
- Manipulator,
Gelenkarmroboter
- 19
- Roboterhand
- 20
- Robotersteuerung
- 21
- Handlingwerkzeug
- 22
- Gestell
- 23
- Anschluss
- 24
- Materialträger
- 25
- Fluidzuführung
- 26
- Messeinrichtung
- 27
- Wickel
- 28
- Rolle
- 29
- Rollenmantel
- 30
- Längsachse
- 31
- Drehantrieb
Materialträger
- 32
- Aufnahmeeinrichtung
- 33
- Selektionseinrichtung
- 34
- Aufnahmebereich
- 35
- Materialstückende
- 36
- Saugeinrichtung
- 37
- Saugleiste
- 38
- Saugelement
- 39
- Saugabschnitt
- 40
- Sensor,
Abstandssensor
- 41
- Tischantrieb
- 42
- Materialstückstapel
- 43
- Wickelträger
- 44
- Materialstückträger
- 45
- Trägerstange
- 46
- Trägerfläche
- 47
- Trägerfläche
- 48
- Revolver
- 49
- Tragscheibe
- 50
- Drehantrieb
Revolver
- 51
- Saugergruppe
- 52
- Saugmuster
- 53
- Zusatzwerkzeug
- 54
- Bügel
- 55
- Stelleinrichtung
- 56
- Lager
- 57
- Stellantrieb
- 58
- Bürste
- Vm
- Vorschubgeschwindigkeit
Manipulator
- Vu
- Umfangsgeschwindigkeit
- Vd
- Drehgeschwindigkeit
- Vt
- Vorschubgeschwindigkeit
Ablegetisch
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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-
Zitierte Patentliteratur
-
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- - DE 4026969 A1 [0039]