DE202007000899U1

DE202007000899U1 - Device for handling flexible mat-like pieces of material

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Publication number: DE202007000899U1
Application number: DE202007000899U
Authority: DE
Original assignee: KUKA Systems GmbH
Current assignee: KUKA Systems GmbH
Priority date: 2007-01-16
Filing date: 2007-01-16
Publication date: 2008-05-29
Anticipated expiration: 2017-01-17

Abstract

Handhabungseinrichtung für flexible mattenartige Materialstücke (6, 7, 8, 9, 10, 11) aus Faserwerkstoffen, insbesondere CFK, wobei die Handhabungseinrichtung (15) ein oder mehrere Handhabungsgeräte (16) besitzt, die einen mehrachsigen Manipulator (18) mit einem Handlingwerkzeug (21) zum Aufwickeln und Abwickeln von mindestens einem Materialstück (6, 7, 8, 9, 10, 11) aufweisen dadurch gekennzeichnet, dass das Handlingwerkzeug (21) einen drehend angetriebenen Wickelträger (24) aufweist.handling device for flexible mat-like pieces of material (6, 7, 8, 9, 10, 11) made of fiber materials, in particular CFK, wherein the Handling device (15) one or more handling devices (16), which has a multi-axis manipulator (18) with a handling tool (21) for winding and unwinding at least one piece of material (6, 7, 8, 9, 10, 11) characterized in that the Handling tool (21) a rotationally driven winding carrier (24).

Description

Die Erfindung betrifft eine Handhabungseinrichtung für flexible mattenartige Materialstücke mit den Merkmalen im Oberbegriff des Hauptanspruchs.The The invention relates to a handling device for flexible mat-like pieces of material with the features in the preamble of the main claim.

Derartige mattenartige Materialstücke bestehen aus Faserwerkstoffen, 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.such mat-like pieces of material consist of fiber materials, z. As carbon fiber reinforced plastics, the Production of lightweight components with high strength properties in various technical fields, eg. B. in the aircraft or Vehicle construction, use find. The mat-like pieces of material are contoured and made of a web-like starting material cut in a cutting station, whereby the contour trimming Waste is generated. These cut pieces of material are sensitive and difficult to handle manually, especially when the fiber material is impregnated with a plastic resin is.

Aus der DE 699 23 876 T2 ist eine Handhabungseinrichtung mit einem Handlingwerkzeug bekannt. Sie dient zum Übertragen von vereinzelten und auf einem Förderband bereit gestellten Klebebandstücken an einen platten- oder scheibenförmigen Körper. Die Handhabungseinrichtung weist einen Gelenkarmroboter mit einem Handlingwerkzeug auf, das aus einer frei drehbaren Gummiwalze besteht, die an einem Federarm ausweichfähig gehalten und über diesen mit der Roboterhand verbunden 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.From the DE 699 23 876 T2 is a handling device with a handling tool known. It is used to transfer isolated and ready on a conveyor tape pieces of adhesive tape to a plate or disk-shaped body. The handling device has an articulated arm robot with a handling tool, which consists of a freely rotatable rubber roller, which is held evasive on a spring arm and connected via this with the robot hand. The adhesive tapes adhere to the roll jacket consisting of a silicon rubber. To do this, the robot places the roller on the conveyor belt and unrolls it over the adhesive tape, which adheres to the rubber jacket. The rubber roller is subsequently unrolled again on the plate-shaped or disc-shaped body, whereby the adhesive tape adheres to the body surface due to the greater adhesion.

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 der Entgegenhaltung wird als Stand der Technik eine Ausführung mit einer drehbaren Saugwalze diskutiert, die einen mehreckigen gelochten Mantel hat, auf den das von der externen Spule zugeführte Klebeband aufgelegt und bei der Walzendrehung mitgenommen wird. An einer Schneideinrichtung wird das Band in kleinere Bandstücke zerteilt, die an einer anderen Stelle von einer Fördereinrichtung mit heb- und senkbaren Platten abgenommen werden. Die in der Entgegenhaltung beanspruchte Ausführungsform befasst sich mit einem mehrlagigen Klebeband, das am Rücken ein Trägerband aufweist, welches nach dem Applizieren des Klebestreifens auf dem Untergrund abgelöst und mit einer zweiten Spule wieder aufgewickelt wird.The US 4,317,694 A is also concerned with an applicator for adhesive tapes which are provided on a reel and withdrawn therefrom. In the citation, the prior art discusses an embodiment with a rotatable suction roll having a polygonal perforated shell onto which the adhesive tape supplied from the external spool is placed and entrained during roll rotation. At a cutting device, the tape is cut into smaller pieces of tape, which are removed at another location by a conveyor with raisable and lowerable plates. The claimed in the citation embodiment is concerned with a multi-layer adhesive tape, which has a backing tape on the back, which is detached after applying the adhesive strip on the ground and wound up again with a second coil.

Eine weitere Bandauftragevorrichtung der genannten Art mit einem mehrlagigen Klebeband ist aus der DE 696 29 346 T2 bekannt.Another tape applicator device of the type mentioned with a multi-layer adhesive tape is from the DE 696 29 346 T2 known.

Die DE 100 35 237 C1 zeigt eine Handhabungseinrichtung für flexible mattenartige Materialstücke aus Faserwerkstoffen, bei der mehrere Handhabungsgeräte mit jeweils einem mehrachsigen Industrieroboter und einem leistenförmigen Greifer zum Aufnehmen und Abgeben der Materialstücke vorhanden sind. Mit den Greifleisten wird jeweils ein Abschnitt einer Fasermattenbahn auf der gesamten Bahnbreite flächig und in ebener Lage erfasst. Mehrere Greiferleisten können mit gegenseitigem Abstand zu einem Greiferrahmen verbunden sein. Alternativ können zwei Industrieroboter mit jeweils einer Greiferleiste zusammen wirken und gemeinsam mit ihren Greiferleisten einen Mattenbahnabschnitt fassen und handhaben. Mit dem Greiferrahmen oder der gemeinsam gehandhabten einzelnen Greiferleisten wird der Bahnabschnitt mit einer im wesentlichen ebenen und ausgebreiteten Lage gegriffen und gehandhabt.The DE 100 35 237 C1 shows a handling device for flexible mat-like pieces of material from fiber materials, in which a plurality of handling devices, each with a multi-axis industrial robot and a strip-shaped gripper for receiving and dispensing the pieces of material are available. With the gripping strips in each case a portion of a fiber mat web over the entire width of the web is detected flat and in a flat position. Several gripper bars can be connected at a mutual distance to a gripper frame. Alternatively, two industrial robots, each with a gripper bar act together and take together with their gripper bars a mat web section and handle. With the gripper frame or the jointly handled individual gripper bars of the web portion is gripped and handled with a substantially flat and spread position.

Die DE 40 26 969 A1 zeigt eine Zuschneidevorrichtung für vorimprägniertes Fasermaterial, welches in Rollenform an einem Zuschneidetisch bereit gestellt wird. An diesem Zuschneidetisch befindet sich eine längs verfahrbare Rollenhalterung mit einer integrierten Schneidvorrichtung.The DE 40 26 969 A1 shows a cutting device for pre-impregnated fiber material, which is provided in roll form on a trimming table. At this cutting table is a longitudinally movable roll holder with an integrated cutting device.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Einrichtung zum verbesserten Handhaben solcher Materialstücke aufzuzeigen.It Object of the present invention, a device for improved Handle such pieces of material show.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen im Hauptanspruch.The Invention solves this problem with the features in the main claim.

Die beanspruchte Handhabungstechnik hat den Vorteil, dass aus einer Materialbahn mehrere Materialstücke gemeinsam ausgeschnitten werden können, wodurch der Verschnitt minimiert und der Ausgangswerkstoff bestmöglich ausgenutzt werden kann. Die verschiedenen Materialstücke können beliebige und dabei auch unregelmäßige Umfangskonturen haben. Zur Verschnittminimierung können Materialstücke auch mit ihren Außenkonturen in der Art eines Puzzels 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.The claimed handling technique has the advantage that from a Material web cut several pieces of material together which minimizes wastage and the source material best exploited. The different pieces of material can be any and also irregular Have circumferential contours. For waste minimization can Material pieces also with their outer contours in the nature of a puzzle be nested together. Through this cut optimization can the often elongated pieces of material Sloping and take with their longitudinal extensions deviate from the material web axis and also with each other different angular positions to have.

Mit der beanspruchten Handhabungstechnik können derartige vernestete Materialstücke gezielt aus der Vorlage auf dem 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 werden durch einen Wickelprozess vereinfacht und beschleunigt, wobei die biegeelastischen und beschädigungsempfindlichen Materialstücke besonders schonend und insbesondere faltenfrei gehandhabt und transportiert werden können.With the claimed handling technique such braided pieces of material can be selectively removed from the template on the cutting table and transported to a filing on a separate tray or possibly even immediately in a Auflegestation in a local form and there again targeted be delivered. The recording, transport and delivery are simplified and accelerated by a winding process, the bending elastic and damage-sensitive material pieces can be handled and transported very gently and especially wrinkle-free.

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 ein Handlingwerkzeug in der jeweils am besten geeigneten Lage und Ausrichtung halten und führen.The Winding has in conjunction with a multi-axis manipulator, in particular a Gelenkarmroboter, the advantage that a recording the pieces of material despite different angular positions and Contouring is possible. The manipulator can do this a handling tool in the most appropriate position and Keep alignment and lead.

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 erfolgenden Abwickeln, insbesondere wenn hierbei Materialstückstapel für eine z. B. manuelle Weiterverarbeitung gebildet werden.With The manipulator can also handle the transport processes safely be performed. Such a manipulator or articulated arm robot also offers advantages in dispensing the pieces of material and thereby unwinding, in particular when this piece of material stack for a z. B. manual further processing are formed.

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 bei der Abgabe Materialstückstapel mit einer bestimmten Stapelreihenfolge zu bilden, die besonders ergonomisch, fertigungs- oder prozessgünstig ist oder die andere Vorteile hat oder anderen Vorgaben folgt. Die Aufnahmereihenfolge kann durch die Abgabereihenfolge bestimmt werden.With one or more manipulators or robots and the one for that used highly flexible control technology, it is possible the pieces of material in different orders to pick up from the web template and at the delivery piece of material stack to make with a particular stacking order that special ergonomic, production or process is favorable or the has other advantages or follows other guidelines. The recording order can determined by the order of delivery.

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.A Stacking has particular advantages when pieces of material made of different material webs and different materials to be processed. Here, a handling device operate several cutting stations and on a common storage table form several material-free material piece stacks.

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.The Handling tool can be a receiving device or a selection device have, with which the recording area size changed and on the size of the respective piece of material piece can be adjusted. This sizing facilitates the targeted recording of the pieces of material, wherein the latter can have any shapes and sizes. Due to the selective material intake, it is possible that desired piece of material directly from the web template absorb and wind up, with the surrounding waste and The other adjacent pieces of material remain lying can. This is a separation of the pieces of material possible during the recording.

Je nach Ausgestaltung der Materialstücke und der Stückgeometrie können auch mehrere benachbarte Materialstücke gleichzeitig aufgenommen und aufgewickelt werden. Ihre Abgabe kann ebenfalls gleichzeitig oder zeitversetzt erfolgen.ever according to the design of the pieces of material and the piece geometry can also have several adjacent pieces of material be recorded and wound up at the same time. Your donation can also be done simultaneously or with a time delay.

Für die Aufnahme der Materialstückenden und für das Anwickeln ist es vorteilhaft, eine steuerbare Saugeinrichtung mit einer veränderlichen Saugbereichsgröße einzusetzen. Hierfür sind in den Unteransprüchen verschiedene vorteilhafte Ausgestaltungen angegeben.For the inclusion of the material piece ends and for the Anwickeln it is advantageous to use a controllable suction device a variable Saugbereichsgröße use. For this purpose are in the subclaims specified various advantageous embodiments.

Die Materialstücke lassen sich bei der Abgabe und 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.The Pieces of material can be removed during dispensing and unwinding position in a suitable manner and thereby stabilize their position, which is especially advantageous when stacking. Therefor it is advantageous to use an inert fluid in a small amount, which is distributed during unwinding or filing and thereby can form a thin adhesive layer, which is a lateral Pushing the pieces of material prevented.

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.At the Winding and unwinding it is cheap, the winding carrier on the one hand along the piece of material by a feed movement to move the manipulator and at the same time the winding carrier to turn around. The rotational and feed speeds can be coordinated with each other, so that the winding process run optimally can and unfavorable effects on the piece of material avoided or at least be restricted. Especially can internal stresses and distortions in the piece of material be avoided or reduced.

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.Of the Winding and unwinding can be accelerated when the cutting table and / or the storage table is moved. This is z. B. in the tray by a table motion directed counter to the manipulator feed possible. The storage table can be one or have multiple axes of motion and z. B. formed as an x-y table be.

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.By the superimposed feed rates can be the unwinding speed increase. This increase can be in one Shorten the tact time and express in an acceleration of the handling process.

In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Ausgestaltungen angegeben.In The dependent claims are further advantageous embodiments specified.

Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielsweise und schematisch dargestellt. Im einzelnen zeigen:The The invention is for example and schematically in the drawings shown. In detail show:

1: eine schematische Draufsicht auf eine Bearbeitungsanlage für Materialbahnen und flexible mattenartige Materialstücke aus Faserwerkstoffen mit mehreren Schneidstationen, einer gemeinsamen Handhabungseinrichtung und einer Auflegestation, 1 : A schematic plan view of a processing plant for material webs and flexible mat-like pieces of material from fiber materials with several cutting stations, a common handling device and a laying station,

2 und 3: eine Handlingeinrichtung in Seitenansicht und Draufsicht gemäß Pfeil III von 2, 2 and 3 : a handling device in side view and top view according to arrow III of 2 .

4: eine Seitenansicht der Handlingeinrichtung gemäß Pfeil IV von 2 beim Aufnehmen und Abwickeln, 4 : A side view of the handling device according to arrow IV of 2 when recording and unwinding,

5: eine Seitenansicht gemäß 4 beim Abwickeln und 5 a side view according to 4 when unwinding and

6: eine perspektivische Ansicht eines Handhabungsgeräts mit einem Roboter und einem Handlingwerkzeug. 6 : A perspective view of a handling device with a robot and a handling tool.

Die Erfindung betrifft eine Handhabungseinrichtung (15) und ein Handhabungsverfahren für flexible mattenartige Materialstücke (6, 7, 8, 9, 10, 11). Die Erfindung betrifft ferner eine Bearbeitungsanlage (1) mit ein oder mehreren Handhabungseinrichtungen (15).The invention relates to a handling device ( 15 ) and a handling method for flexible mat-like pieces of material ( 6 . 7 . 8th . 9 . 10 . 11 ). The invention further relates to a processing plant ( 1 ) with one or more handling devices ( 15 ).

1 zeigt eine Bearbeitungsanlage (1) für ein oder mehrere Materialbahnen (3) aus einem flexiblen mattenartigen Material, welches 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. 1 shows a processing plant ( 1 ) for one or more webs of material ( 3 ) made of a flexible mat-like material, which consists of fiber materials. The fiber materials can be present in woven or non-woven form as nonwoven webs or fabric webs. The fiber material may also be provided with a connecting means, in particular a plastic resin and z. B. impregnated or impregnated or embedded in a filling.

Die dünne und biegeelastische Materialbahn (3) kann insbesondere aus einem kohlenstofffaserverstärkten 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.The thin and flexurally elastic material web ( 3 ) may in particular consist of a carbon fiber reinforced plastic, hereinafter referred to as CFRP. Here are high strength carbon fibers in one or more layers as reinforcement in a matrix of a suitable plastic, eg. B. from a duromer embedded. The duromer z. As an epoxy resin or a thermoplastic. The matrix may alternatively be made of other materials, eg. B. ceramic, which is significant for particularly highly stressed components. For CFK z. For example, the fibers have substantially the same orientation. Such fiber materials are used in different technical areas, eg. B. used in aircraft and vehicle.

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.In the manner explained below, from the material web ( 3 ) several pieces of material ( 6 . 7 . 8th . 9 . 10 . 11 ) and used for the production of moldings which are used in a laying station ( 13 ) are produced by layer construction. The material web ( 3 ) may be provided on the top and / or bottom with a removable protective film.

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.The processing plant ( 1 ) has one or more cutting stations ( 2 ) on. In the embodiment shown z. B. two cutting stations ( 2 ) available, on which z. B. different material webs ( 3 ), which may differ in terms of web size, material or other properties.

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 .The material webs ( 3 ) can in any form ,. z. B. in the drawing in 1 indicated coils are delivered. The cutting stations ( 2 ) have a removal device with which the material web ( 3 ) are removed from the coil and placed on a cutting table ( 5 ) can be pulled, where in the state or during a feed movement in the arrow direction of 1 can be edited. From the broad material web ( 3 ), several pieces of material ( 6 . 7 . 8th . 9 . 10 . 11 ) cut out. For this purpose, each cutting station ( 2 ) at least one suitable parting tool ( 4 ), which z. B. may have a multi-axially movable separating head. The cutting can be done by means of one or more laser beams, by means of one or more high-pressure fluid jets, with cutting blades or in any other way. The cutting station ( 2 ) may be formed in any suitable manner, for. B. according to the DE 40 26 969 A1 ,

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.The cutting tool ( 4 ) cuts from the material web ( 3 ) in a predetermined cutting area several pieces of material ( 6 . 7 . 8th . 9 . 10 . 11 ), which can have any outer contours. To the blend ( 12 ) as small as possible, the blanks are optimized so that the pieces of material ( 6 . 7 . 8th . 9 . 10 . 11 ) are largely interlaced with each other with their outer contours. This results in the 1 shown puzzle-like sectional picture. The pieces of material ( 6 . 7 . 8th . 9 . 10 . 11 ) can have any proportions. In particular, they may have an elongated shape which may extend in the fiber longitudinal direction or transversely thereto. Depending on the sectional view, the pieces of material ( 6 . 7 . 8th . 9 . 10 . 11 ) along the feed direction and longitudinal axis of the material web ( 3 ) be aligned. You can alternatively have an oblique orientation or a transverse orientation.

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.At the end of the cutting table ( 5 ), the nested pieces of material ( 6 . 7 . 8th . 9 . 10 . 11 ) are provided in a flat track section. You can be at rest or forward in the direction of the arrow.

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.The processing plant ( 1 ) at least one of the cutting station ( 2 ) associated mechanical and automated handling device ( 15 ) on. In the embodiment shown of 1 is a common handling device ( 15 ) for both cutting stations ( 2 ) intended. The Handling device ( 15 ) has one or more handling devices ( 16 ). In the embodiment shown, two handling devices ( 16 ) available. Alternatively, the arrangement of a handling device or of more than two handling devices ( 16 ) possible.

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.The handling device ( 15 ) or the processing plant ( 1 ), one or more storage tables ( 17 ) exhibit. The handling device ( 15 ) takes the pieces of material ( 6 . 7 . 8th . 9 . 10 . 11 ) from the cross-sectional image and transports them to the tray table ( 17 ) or to a laying station ( 13 ). In the embodiment shown, the pieces of material ( 6 . 7 . 8th . 9 . 10 . 11 ) on such a storage table ( 17 ) and can then be used by a worker ( 14 ) and in the laying station ( 13 ) to form a shaped body, for. As an aircraft wing, a vehicle or aircraft door or the like., Be further processed. In a modification of the embodiment shown, the handling devices ( 16 ) the pieces of material ( 6 . 7 . 8th . 9 . 10 . 11 ) directly to the laying station ( 13 ) and put it in a mold. On a storage table ( 17 ) can be omitted. In the formation of the shaped body (not shown), the pieces of material ( 6 . 7 . 8th . 9 . 10 . 11 ) in several layers and possibly with different orientations are superimposed, wherein the number of layers and arrangement can be determined by the load and strength requirements of the molding.

Das Handhabungsgerät (16) besteht aus einem mehrachsigen Manipulator (18) mit einem Handlingwerkzeug (21), welches zum Aufwickeln und Abwickeln von mindestens einem Materialstück (6, 7, 8, 9, 10, 11) dient.The handling device ( 16 ) consists of a multi-axis manipulator ( 18 ) with a handling tool ( 21 ), which is used for winding and unwinding at least one piece of material ( 6 . 7 . 8th . 9 . 10 . 11 ) serves.

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.The manipulator ( 18 ) may be formed in any suitable manner and have rotational and / or translational axes. In the illustrated embodiment, it is designed as a multi-axis articulated arm, the z. B. has six rotational axes. 6 illustrates this embodiment, in which the robot base body consists of a base and a rocker rotatably mounted thereon, at the upper end of a boom is pivotally mounted, the front end of a multi-axis robot hand ( 19 ) and carries at the rear end several motors for the hand axles. The robot hand ( 19 ) has z. B. three rotary axes. Alternatively, it can also have two hand axes. In a further modification of the articulated robot one or more additional axes, z. B. translational or rotary axes have. Furthermore, the manipulator can have one or more translatory movement axes. In the embodiment shown, the manipulators ( 18 ) floor bound. Alternatively, they can be suspended from a frame laterally or overhead.

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.The working area of the one or more manipulators ( 18 ) includes the end portion of the cutting table ( 5 ) with the pieces of material provided here ( 6 . 7 . 8th . 9 . 10 . 11 ) and the subsequent storage table ( 17 ) as well as possibly also the laying station ( 13 ). The manipulators ( 18 ) have one or more robot controllers ( 20 ). In the controls ( 20 ) Further axes and drives can be connected, the z. B. in the handling tool ( 21 ) or on the table ( 17 ) are arranged. The position and orientation of the pieces of material ( 6 . 7 . 8th . 9 . 10 . 11 ) in the sectional view and on the cutting table ( 5 ) is the robot controller ( 20 ) communicated in a suitable manner, for. B. via an interface of the cutting station ( 2 ) and / or via a suitable sensor for detecting the actual position and orientation, for. B. by camera and image analysis.

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.In the embodiment shown, a single tray table ( 17 ), on which the pieces of material ( 6 . 7 . 8th . 9 . 10 . 11 ) individually next to each other or as in the embodiment shown in one or more pieces of material pieces ( 42 ) can be arranged one above the other. The storage table ( 17 ) has a flat support surface and can guide or fix the material pieces ( 6 . 7 . 8th . 9 . 10 . 11 ) or the pieces of material stack ( 42 ), z. B. in the form of a suction device under the support surface. The storage table ( 17 ) can be arranged rigidly. In the illustrated embodiment, it has one or more axes of motion. For example, it can be designed as an xy table and have two horizontal and translatory movement axes in the x and y directions. In addition, a lifting device may be present in the z-direction. In a modification of the embodiment shown, only one displacement axis, z. B. be present in the x or y direction. For the axes of motion, there is an associated table drive ( 41 ), which can be designed in any suitable manner and in particular with the robot controller ( 20 ) can be connected and there as an additional axis together with the robots ( 18 ) is controlled.

2 bis 5 zeigen das Handlingwerkzeug (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. 2 to 5 show the handling tool ( 21 ) in different views. The handling tool ( 21 ) each has a frame ( 22 ), which has a suitable connection ( 23 ) with the robot hand ( 19 ) can be releasably connected. For this purpose, a remote controllable or automatic change coupling can be present. This can also be resource connections, z. As a power supply and in particular a supply of signal and power currents are coupled.

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 Wickelträger (24) drehbar gelagert ist. Der Wickelträger (24) 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 (24) als im wesentlichen zylindrische Rolle (28) ausgebildet, die an ihren beiden Enden im Gestell und an den Stützarmen drehbar gelagert ist. Der Rollenmantel (29) besteht 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).The frame ( 22 ) can be handled by the manipulator ( 18 ) are moved multiaxially in space and in particular by the robot hand ( 19 ) turned multi-axially and be panned. In the embodiment shown, the frame has ( 22 ) a bow-like shape and consists of the cross member with the connection ( 23 ) and two thereof projecting end support arms, where at least one winding carrier ( 24 ) is rotatably mounted. The winding carrier ( 24 ) may be formed in any suitable manner and serves to form and receive one or more windings ( 27 ) each of a piece of material ( 6 . 7 . 8th . 9 . 10 . 11 ). In the embodiment shown, the winding carrier ( 24 ) as a substantially cylindrical roller ( 28 ), which is rotatably mounted at its two ends in the frame and on the support arms. The roller shell ( 29 ) consists of a low-adhesion and low-friction material, eg. B. PTFE. The shell texture prevents unwanted adhesion or sticking of parts of the material web ( 3 ), in particular the blend ( 12 ).

Der Wickelträger (24) 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.The winding carrier ( 24 ) or the role ( 28 ) is rotatably driven and has for this purpose a controllable rotary drive ( 31 ) located on the frame ( 22 ) is supported. The rotary drive ( 31 ) can be used with the robot controller ( 20 ) and is there as an additional axis together with the robots ( 18 ) controlled.

Am Wickelträger (24) 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 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 (24) mit dem Gestell (22) von der Roboterhand (19) in die geeignete Ausrichtung gedreht werden.On the winding carrier ( 24 ) one or more pieces of material ( 6 . 7 . 8th . 9 . 10 . 11 ) while being removed from the cutting table ( 5 ) are solved. For winding or for the winding formation is a controllable receiving device ( 32 ) for a piece of material ( 35 ) intended. The recording device ( 32 ), a selection device ( 33 ) for adjusting the size of the recording area ( 34 ) and to adapt to the size of the piece of material ( 35 ) exhibit. In this case, it can in particular the in the direction of the roller axis ( 30 ) extending width of the receiving area ( 34 ) to the width of the piece of material ( 35 ) be adjusted. Depending on the angular position of the piece of material to be picked ( 6 . 7 . 8th . 9 . 10 . 11 ), the winding carrier ( 24 ) with the frame ( 22 ) from the robot hand ( 19 ) are rotated in the appropriate orientation.

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.With the selection device ( 33 ) is possible, from the sectional view on the cutting table ( 5 ) specifically the desired piece of material ( 6 . 7 . 8th . 9 . 10 . 11 ) and its material piece end ( 35 ) and to leave the adjacent railway areas. In particular, it is possible to prevent the surrounding waste ( 12 ) or another piece of unwanted material ( 6 . 7 . 8th . 9 . 10 . 11 ) is received and also wound up.

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 Wickelträger (24) 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.The recording device ( 32 ) and the selection device ( 33 ) may be formed in any suitable manner. In the embodiment shown they are as controllable suction device ( 36 ), which may have a variable suction area size. The suction device ( 36 ) is on the winding carrier ( 24 ) and has one or more in or on the roller shell ( 29 ) arranged suction strips ( 37 ) on. The suction bars ( 37 ) can in the shown manner in a straight direction and along the roller axis ( 30 ). You can alternatively be arranged obliquely and z. B. in a partial or circumferential spiral line on the roller shell ( 29 ) can be arranged.

Für die vorerwähnte Selektion und zur Schaffung veränderlicher und einzeln steuerbarer Saugbereichsgrößen ist die Saugleiste (37) in mehrere schaltbare Saugabschnitte (39) unterteilt. 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 einen Unterdruckerzeuger angeschlossen sein. Die Saugelemente (38) können aus einfachen Mantelöffnungen mit rückseitig angeschlossenen Saugleitungen bestehen. Alternativ können sie als Saugteller ausgebildet sein. Daneben sind beliebige andere geeignete Ausgestaltungen möglich.For the aforementioned selection and to create variable and individually controllable Saugbereichsgrößen is the squeegee ( 37 ) into several switchable suction sections ( 39 ). The squeegee ( 37 ) can along the roll axis ( 30 ) distributes a plurality of individually or in groups switchable suction elements ( 38 ), z. B. have the dot shape shown. Via valves or other suitable switching means, the suction elements ( 38 ) be connected individually or in groups to a vacuum generator. The suction elements ( 38 ) can consist of simple shell openings with suction lines connected on the back. Alternatively, they may be formed as a suction cup. In addition, any other suitable embodiments are possible.

Wie 2 in einer beispielhaften Ausführungsform verdeutlicht, ist die 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.As 2 illustrated in an exemplary embodiment, is the consisting of a dot row squeegee ( 37 ) into three adjoining suction sections ( 39 ), which can be controlled and switched individually. The suction device ( 36 ) can also be used with the robot controller ( 20 ).

Zur Aufnahme des Materialstückendes (35) wird der Wickelträger (24) 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.For receiving the piece of material ( 35 ), the winding carrier ( 24 ) from the manipulator ( 18 ) z. B. so compared to the desired piece of material ( 6 . 7 . 8th . 9 . 10 . 11 ), that the middle suction section ( 39 ) over the piece of material ( 35 ) comes to rest. For the recording, only this suction section ( 39 ) subjected to negative pressure, wherein the adjacent suction sections ( 39 ) are switched off. As a result, the suction effect only captures the desired material piece end ( 35 ) and does not extend to the other web portions.

Bei größeren und insbesondere breiteren Materialstückenden (35) können mehrere Saugabschnitte (39) mit Unterdruck beschaltet werden, wobei der Wickelträger (24) 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.For larger and especially wider pieces of material ( 35 ), several suction sections ( 39 ) are connected with negative pressure, wherein the winding carrier ( 24 ) is positioned differently. Furthermore, it is possible to use several adjacent pieces of material ( 6 . 7 . 8th . 9 . 10 . 11 ) simultaneously, z. B. with the two outer suction sections ( 39 ), with the middle being switched off to the waste ( 12 ).

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.As 4 illustrated in the side view, the roll can be used for Anwickeln ( 28 ) with down turned and over the rotary drive ( 31 ) suitably positioned squeegee ( 37 ) on the desired piece of material piece ( 35 ). Subsequently, the vacuum is switched on and the sucked material piece end ( 35 ) with the roller ( 28 ) raised a little bit over a robot movement. It is thereby from the cutting table ( 5 ) and also from the surrounding material web area, in particular the adjacent waste ( 12 ) highlighted.

Beim Aufwickeln dreht sich durch den Drehantrieb (31) der Wickelträger (24). 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 (24) 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.When winding turns by the rotary drive ( 31 ) the winding carrier ( 24 ). This is simultaneously with a feed movement of the manipulator ( 18 ) is moved transversely or orthogonal to its longitudinal extent. The feed rate Vm of the manipulator ( 18 ) and the rotational speed Vd of the roller ( 28 ) can be controlled via the robot control ( 20 ) are coordinated. The winding movement can thus warp and stress-free for the piece of material ( 6 . 7 . 8th . 9 . 10 . 11 ) respectively. The winding carrier ( 24 ) can after the Anwickeln again on the piece of material ( 6 . 7 . 8th . 9 . 10 . 11 ) are lowered and roll on this during the further winding process. The formed winding ( 27 ) can be multilayered.

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.The direction of rotation and the rotational speed Vd are chosen so that the on the roller shell ( 29 ) resulting circumferential velocity Vu is substantially the same size as the feed rate Vm and directed against it. In adaptation to the increasing thickness of the possibly multi-layered roll ( 27 ), the vote of the rotational speed Vd may also depend on the winding thickness, wherein the peripheral speed Vu of the outer winding layer is matched with the feed rate Vm.

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.Once the wrap ( 27 ), the manipulator transports it ( 18 ) to the delivery point, z. B. to the storage table ( 17 ), where the piece of material ( 6 . 7 . 8th . 9 . 10 . 11 ) is handled again and delivered. The tray can be placed on the table surface or on the topmost part of a piece of material ( 42 ) respectively. When dispensing the wound piece of material ( 6 . 7 . 8th . 9 . 10 . 11 ) may be rotated and stored in a different orientation than it was taken.

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 (24) 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.The unwinding can also be done by a superposition of the feed rate Vm and the rotational speed Vd. For this purpose z. B. the rear hanging piece of material piece ( 35 ) over the table or stack surface to get the correct alignment. Then the initially slightly raised coil carrier ( 24 ) and the piece of material ( 6 . 7 . 8th . 9 . 10 . 11 ). The unwinding process can be accelerated by 17 ) is moved in the opposite direction to the manipulator feed. The occurring amounts of the feed rates Vm and Vt add up, wherein the rotational speed Vd or the resultant therefrom peripheral speed Vu are increased accordingly and adapted for synchronization. The unwinding can be done faster than the winding process.

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.The handling device ( 15 ), a fluid supply ( 25 ), in which an inert fluid in a small amount on the piece of material ( 6 . 7 . 8th . 9 . 10 . 11 ) can be applied. Due to its inert property, the fluid does not react undesirably with the material of the piece of material ( 6 . 7 . 8th . 9 . 10 . 11 ). The fluid may, for. As water or a liquid resin, which z. B. coincides with the impregnating resin of the fiber material or is very similar to this chemically. The fluid passes during unwinding between the substrate and the unwound piece of material ( 6 . 7 . 8th . 9 . 10 . 11 ), whereby it is widely distributed by the contact pressure to form a very thin adhesive film. The adhesive film holds the deposited piece of material ( 6 . 7 . 8th . 9 . 10 . 11 ) against lateral slipping.

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.The fluid supply ( 25 ) may be formed and arranged in any suitable manner. You can z. B. the in 2 have shown training and the crossbar of the frame ( 22 ) can be arranged. It may alternatively be arranged on a support arm and the fluid directly when placed in the gusset between the piece of material ( 6 . 7 . 8th . 9 . 10 . 11 ) and the underground. In a further modification, the fluid supply ( 25 ) be arranged elsewhere and z. B. at the storage table ( 17 ) are located.

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.The handling tool ( 21 ) one or more, possibly with the controller ( 20 ) connected measuring devices ( 26 ) exhibit. This can z. B. one or more on the frame ( 22 ) arranged distance sensors ( 40 ), the z. B. arranged on the upper cross member and against the winding ( 27 ) are directed. The distance sensors ( 40 ) can z. B. be performed as a laser scanner, which perform a distance measurement by means of transit time measurement of the pulsed laser beam emitted. About the distance measurement of several distance sensors distributed over the winding width ( 40 ), the winding formation and the winding form can be monitored. In addition, the position of the rear piece of material ( 35 ) are detected.

Die Messeinrichtung (26) kann ferner eine Positionsmesseinrichtung und Positionsgeber für den Drehantrieb (31) beinhalten, welche die gewünschte Drehpositionierung des Wickelträgers (24) und der Saugleiste (37) ermöglichen. Über die Abstandssensoren (40) und deren Erfassung der Saugleiste (37) in oberer Stellung kann der Positionsgeber referiert werden.The measuring device ( 26 ) can also be a position measuring device and position encoder for the rotary drive ( 31 ), which the desired rotational positioning of the winding carrier ( 24 ) and the squeegee ( 37 ) enable. About the Ab level sensors ( 40 ) and their detection of the squeegee ( 37 ) in the upper position, the position encoder can be referenced.

Abwandlungen der gezeigten und beschriebenen Ausführungsform 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.Modifications of the embodiment shown and described are possible in various ways. The recording device ( 32 ) can with mechanical gripping elements, eg. B. with needles, hooks or the like. Be equipped with which mechanically insensitive or deformation tolerant pieces of material ( 6 . 7 . 8th . 9 . 10 . 11 ). Winding can also be achieved by a multiple arrangement of rollers or rollers with the material piece end ( 35 ) respectively. Furthermore, it is possible to use the rotary drive ( 31 ) or to control it in another way. At a cutting table ( 5 ), two or more manipulators ( 18 ) arranged to work in harmony.

11: Bearbeitungsanlageprocessing plant
22: Schneidstationcutting station
33: Materialbahnweb
44: Trennwerkzeugparting tool
55: Schneidtischcutting table
66: Materialstückpiece of material
77: Materialstückpiece of material
88th: Materialstückpiece of material
99: Materialstückpiece of material
1010: Materialstückpiece of material
1111: Materialstückpiece of material
1212: Verschnittblend
1313: Auflegestationlay-up
1414: Werkerimprovement
1515: Handhabungseinrichtunghandling device
1616: Handhabungsgeräthandling device
1717: Ablagetischtray table
1818: Manipulator, GelenkarmroboterManipulator, articulated arm
1919: Roboterhandrobotic hand
2020: Robotersteuerungrobot control
2121: Handlingwerkzeughandling tool
2222: Gestellframe
2323: Anschlussconnection
2424: Wickelträgerwinding support
2525: Fluidzuführungfluid supply
2626: Messeinrichtungmeasuring device
2727: Wickelreel
2828: Rollerole
2929: Rollenmantelroller shell
3030: Längsachselongitudinal axis
3131: Antriebdrive
3232: Aufnahmeeinrichtungrecording device
3333: Selektionseinrichtungselection means
3434: Aufnahmebereichreception area
3535: MaterialstückendePiece of material end
3636: Saugeinrichtungsuction
3737: Saugleistesqueegee
3838: Saugelementsuction
3939: Saugabschnittsuction section
4040: Sensor, AbstandssensorSensor, distance sensor
4141: Tischantriebtable drive
4242: MaterialstückstapelPiece of material stack
Vmvm: Vorschubgeschwindigkeit Manipulatorfeed rate manipulator
VuVu: Umfangsgeschwindigkeitcircumferential speed
Vdvd: Drehgeschwindigkeitrotation speed
VtVt: Vorschubgeschwindigkeit Ablegetischfeed rate stacking table

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 69923876 T2 [0003]
- US 4317694 A [0004]
- DE 69629346 T2 [0005]
- DE 10035237 C1 [0006]
DE 4026969 A1 [0007, 0035]

Claims

Handling device for flexible mat-like pieces of material ( 6 . 7 . 8th . 9 . 10 . 11 ) made of fiber materials, in particular CFRP, wherein the handling device ( 15 ) one or more handling devices ( 16 ), which has a multi-axis manipulator ( 18 ) with a handling tool ( 21 ) for winding and unwinding at least one piece of material ( 6 . 7 . 8th . 9 . 10 . 11 ) characterized in that the handling tool ( 21 ) a rotationally driven winding carrier ( 24 ) having.

Handling device according to claim 1, characterized in that the manipulator ( 18 ) is designed as Gelenkarmroboter.

Handling device according to Claim 1 or 2, characterized in that the articulated-arm robot has a multiaxially rotatable robot hand ( 19 ) having.

Handling device according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the handling device ( 15 ) one or more storage tables ( 17 ) for pieces of material ( 6 . 7 . 8th . 9 . 10 . 11 ) and / or piece of material stack ( 42 ) having.

Handling device according to one of the preceding claims, characterized in that the storage table ( 17 ) one or more axes of movement x, y, z and an associated table drive ( 41 ) having.

Handling device according to one of the preceding claims, characterized in that the winding carrier ( 24 ) a controllable receiving device ( 32 ) for a piece of material ( 35 ) having.

Handling device according to one of the preceding claims, characterized in that the receiving device ( 32 ) a selection device ( 33 ) for adjusting the receiving area size to the size of the piece of material ( 35 ) having.

Handling device according to one of the preceding claims, characterized in that the winding carrier ( 24 ) a controllable rotary drive ( 31 ) having.

Handling device according to one of the preceding claims, characterized in that the winding carrier ( 24 ) as a substantially cylindrical roller ( 28 ) formed on a frame ( 22 ) is rotatably mounted.

Handling device according to one of the preceding claims, characterized in that the rotary drive ( 31 ) with its rotational speed Vd and the peripheral speed Vu of the roller ( 28 ) or the roll ( 27 ) and the feed rate Vm of the manipulator ( 18 ) are matched during winding and unwinding.

Handling device according to one of the preceding claims, characterized in that the rotary drive ( 31 ) with its rotational speed Vd and the peripheral speed Vu of the roller ( 28 ) or the roll ( 27 ) and the added amounts of the feed speed Vm of the manipulator ( 18 ) and the feed rate Vt of the storage table ( 17 ) are coordinated during unwinding.

Handling device according to one of the preceding claims, characterized in that the receiving device ( 32 ) with the selection device ( 33 ) as a controllable suction device ( 36 ) is formed with a variable Saugbereichsgröße.

Handling device according to one of the preceding claims, characterized in that the suction device ( 36 ) on the winding carrier ( 24 ) is arranged.

Handling device according to one of the preceding claims, characterized in that the suction device ( 36 ) at least one in the roll jacket ( 29 ) arranged squeegee ( 37 ) with several switchable suction sections ( 39 ) having.

Handling device according to one of the preceding claims, characterized in that the suction strip ( 37 ) several individually or in groups switchable and substantially punctiform suction elements ( 38 ) having.

Handling device according to one of the preceding claims, characterized in that the handling device ( 15 ) a fluid supply ( 25 ) for attaching an inert fluid in a small amount on the piece of material ( 6 . 7 . 8th . 9 . 10 . 11 ).

Handling device according to one of the preceding claims, characterized in that the fluid supply ( 25 ) on the handling tool ( 21 ) is arranged.

Handling device according to one of the preceding claims, characterized in that the handling tool ( 21 ) one or more measuring devices ( 26 ) having.

Processing plant for flexible mat-like Pieces of material ( 6 - 11 ) made of fiber materials, in particular CFRP, wherein the processing plant ( 1 ) at least one cutting station ( 2 ) for the cutting-poor cutting of several pieces of material ( 6 . 7 . 8th . 9 . 10 . 11 ) from a fed material web ( 3 ), characterized in that the processing plant ( 1 ) one of the cutting station ( 2 ) associated handling device ( 15 ) with one or more handling devices ( 16 ) which has a multi-axis manipulator ( 18 ) with a handling tool ( 21 ) for winding and unwinding at least one piece of material ( 6 . 7 . 8th . 9 . 10 . 11 ) exhibit.

Machining plant according to claim 19, characterized in that the handling device ( 15 ) is designed according to one of claims 2 to 18.

Machining plant according to claim 19 or 20, characterized in that the cutting station ( 2 ) a cutting table ( 5 ) and a movable cutting tool ( 4 ) having.

Machining plant according to claim 19, 20 or 21, characterized in that the processing plant ( 1 ) several cutting stations ( 2 ) with different material webs ( 3 ) and a common handling device ( 15 ) having.

Processing plant according to one of claims 19 to 22, characterized in that the handling device ( 15 ) a common storage table ( 17 ) with different stacking areas for the material piece stacks separated by material ( 42 ) having.

Processing plant according to one of claims 19 to 23, characterized in that the storage table ( 17 ) a laying station ( 13 ) is subordinate.