酷游九州用于分割板状工件的板材分割设备及其运行方法与流程
九州酷游 九州酷游平台九州酷游 九州酷游平台本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于分割板状工件的板材分割设备以及一种根据并列权利要求的前序部分所述的这样的板材分割设备的运行方法。
这种板材分割设备不仅在市场上为人所知，而且也在de0a1和de0a1中公开。这些板材分割设备用于分割大规格板状工件，其例如用于家具行业。为了运行这些板材分割设备，需要至少一个操作员，其从取料台取下按照第一工序分割的工件并且例如输送给堆垛装置，并且将其他经分割工件从取料台越过分割线向回推送至输送台，在输送台处，工件又可以被第一运送装置的编程滑动块抓取并且被输送给新的分割过程。
在此已知的是，工件通过总共两个或更多个分割过程来分割。第一分割过程也称作纵向切割，第二分割过程称为横向切割，而第三分割过程称作修边。
ep0130309b1描述了一种木材加工机，其具有加工台，在加工台的边缘处设置带有带锯的支架。在加工台的对置的边缘处可看到称作“转动轴组合”的装置。ep1208933a1公开了两种机器人，其工作区域是在用来输出经加工工件的滚动轨道之上的区域。de3a1描述了一种板材分割设备，其中工件借助手动操作的操纵装置可“从前面”被放置到取料台上。
本发明的任务是改进前面所述类型的板材分割设备，使得该板材分割设备可特别经济地工作。
该任务通过具有权利要求1的特征的板材分割设备以及通过具有并列权利要求的特征的方法来解决。
根据本发明的板材分割设备具有如下优点：该板材分割设备可以全自动地工作，由此实现了非常高的经济性。而且此情况下，该板材分割设备价格相对低并且构造简单。这于是尤其适用于：从第一运送装置的运送方向上看，机器人的底座设置在分割线的侧面且至少在分割线和/或角尺(winkellineal)附近，因为这对于所使用的机器人而言是允许使用价格比较低廉的小型机器人的位置，所述机器人的工作区域(工作区域理解为如下区域：在该区域中的工件可以被机器人抓取和/或放置和/或运输)覆盖板材分割设备的所有必要区域。这涵盖取料台，也包括允许将由机器人移动的工件输送给分割装置的区域，即输送台，但也包括在输送台侧面的区域(其用作中间支承部)，工件于是被从所述区域运送至输送台。在此应理解：取料台并不一定只是直接(在第一运送方向上看)在分割线之后的区域，而是例如也可以是设置于分割线侧面的区域，经分割工件例如借助独立的运输装置到达该区域。
以此方式，通过第一分割过程(例如纵向切割)分割的工件可以被机器人从取料台取下，机器人将其运输回到输送台或输送台侧面的区域，从该区域被输送给第二分割过程(例如横向切割)，通过第二分割过程分割的工件又被机器人取下且又被输送给输送台或输送台侧向的区域，从该区域被输送给第三分割过程(例如修边)，诸如此类，直至制成的工件最后被机器人从取料台取下并且例如朝向运输装置、堆垛位置或另一用于继续引导的装置移动。利用根据本发明所设置的机器人及其根据本发明在板材分割设备上相对于分割线的布置，提供了一种工作极为灵活的系统。
根据本发明的板材分割设备的改进方案的特征在于，在俯视图中，机器人的底座设置在分割线的延长部中。以此方式，机器人的工作区域最优地一方面相对于取料台放置而另一方面相对于输送台和/或输送台侧面的区域放置。
此外，有利的是，机器人的运送区域也在分割线上方。换言之，机器人可以抬起工件不仅侧向经过分割线而且也可以越过分割线。例如，当在分割线之上存在紧压棍，该紧压棍在分割过程期间将待分割的工件夹持在紧压棍与加工台之间时，这意味着：机器人可以将工件抬起，例如从取料台运输回到输送台或者运输到输送台侧面的区域。这可以使机器人用于运输所需的移动最小化，由此可以节约时间和能量。
此外还提出将机器人的底座设置在分割装置的轨道站之上。原因如下：分割装置通常包括架子，例如锯机，其可以在分割线之下沿着该分割线移动并且架子可承载分割工具，例如一个或多个锯。在板材分割设备的某些运行状态中，例如必须根据角尺(用于对准和放置工件的侧向装置)在分割线侧面在“轨道站”中使该架子制动。其原因是：锯机在分割线的总长度上(例如直至角尺)要以最大速度移动，因此需要侧向的制动距离。根据本发明，现在使用轨道站之上的区域用于定位机器人，由此该区域(在选择与角尺相邻的轨道站时)最大程度地设置在分割线和角尺附近。其原因是：在加工期间工件贴靠在角尺上，因而机器人相对于工件尽可能近地设置，这导致：机器人的工作区域特别良好地覆盖取料台和输送台或在输送台侧面的区域。但原则上也可能是：机器人也设置在如下轨道站之上，该轨道站设置在分割线的远离角尺的端部处。在此情况下，同样需要具有更大的工作区域的机器人。
根据本发明的板材分割设备的另一设计方案设计为：机器人的底座具有支架，该支架至少与分割装置脱耦。由此防止由于机器人的运行引起的振动被传递到分割装置并且可能被传递到其他区域。通过该改进方案于是改善了分割精度。
也可能的是，机器人具有机器人臂和设置在其端部上的板状的、基本上水平的吸入式抓取装置，该吸入式抓取装置可以通过板状工件的上侧抓取该板状工件。这是可简单实现的并且同时特别可靠的可能性，以便运输板状工件，而不存在损伤板状工件的危险。应理解的是，利用这样的吸入式抓取装置通常只能运输单个的工件。此板材分割设备在此情况下于是仅适于分割各个工件而不适于堆垛工件。于是涉及单板分割设备，或者在分割装置为锯时，涉及单板锯。
在对此的改进方案中提出，吸入式抓取装置偏心地设置在机器人臂上和/或吸入装置非对称分布地设置在吸入式抓取装置上。以此方式增大了工作区域的直径，而不需要更长的机器人臂就能够实现，也可以由吸入式抓取装置抓取工件，所述工件明显小于板状吸入式抓取装置。
此外，特别有利的是，吸入式抓取装置可以相对于机器人臂围绕竖直轴线转动。由此可以精确且期望地对准由机器人移动的工件，这样不需要附加的对准机构，或可以至少相对简单地构建。
同样为了优化或最大化工作区域的大小，机器人具有与底座在连接部位处以铰链方式连接的机器人臂时，其中连接部位大致在与输送台的上侧和/或取料台的上侧同样的高度或比其略高。
板材分割设备的另一有利的设计方案的特征在于，板材分割设备包括缓冲装置，该缓冲装置设置在输送台侧面，并且板材分割设备具有第三运送装置，第三运送装置配设给缓冲装置，该第三运送装置的运送方向与第一运送装置的运送方向正交，使得工件可以被缓冲装置运送到输送台，其中缓冲装置至少部分在机器人的工作区域中。这样的缓冲装置因此例如在开头所提及的在输送台侧面的区域，该区域至少部分被机器人的工作区域覆盖。
以这样的缓冲装置可以暂时存放工件，由此可以改变分割顺序。例如，可以暂时存放被分割的工件，使得后续被分割的工件可以直接放置到输送台上，于是接着可以分割实际之前经分割工件。设置在输送台侧面和与第一运送装置的运送方向正交的运送方向引起最佳地利用现有的位置。
以此方式也实现的是，缓冲装置的尽可能大的部分在机器人的工作区域中。有利地，缓冲装置通过第三运送装置形成。这并不只有在缓冲装置包括多个运送部段、尤其是皮带输送机、滚动轨道、运输带、滑动块和/或链条输送机时是适用，但尤其在上述情况下才适用。
在第三运送装置构成为：在缓冲装置上的工件可以至少也从输送台运走，和/或第三运送装置尤其不仅在缓冲装置的区域中而且设置在输送台的区域中时，板材分割设备的灵活性得以进一步改善。由机器人放置在缓冲装置上的工件因此可以被从输送台移动离开并且移动离开机器人的工作区域，使得机器人可以将后续的工件放置到空出的部位处。
在第三运送装置不仅设置在输送台的区域中而且设置在缓冲装置的区域中时，放置在缓冲装置上的工件可以容易地被运输到输送台上，而不需要另外的运送装置或例如不需要使用机器人。机器人因此可以进行另一活动，而第三运输装置将工件从缓冲台运输到输送台上。为了实现这点，可以设计为：第三运送装置包括多个运送装置部段，其中一个部段例如设置在输送台的区域中，而另一个部段例如设置在输送台之外。
这样的第三运送装置的可简单实现的变型方案是皮带输送机。为了该皮带输送机可以将工件运送直至到输送台上，要么皮带输送机可以相对输送台在高度上调整要么输送台可以相对于皮带输送机在高度上调整。
在板材分割设备包括另一缓冲装置即中间支承部时，实现进一步提高板材分割设备的灵活性，该中间支承部在机器人侧面大致设置在分割线的延长部中和至少部分设置在机器人的工作区域中。也利用了在机器人侧面的区域，即利用了中间支承部，由此进一步改善了设备效率。替选地或附加地，板材分割设备也可以包括中间支承部，该中间支承部设置在分割线之上并且优选大致沿着分割线的纵向方向延伸。由此可以减小为了设立板材分割设备所需的位置。
根据本发明的板材分割设备还可以包括运输装置，该运输装置至少部分在机器人的工作区域中并且利用其可以运输制成的工件。该运输装置例如可以是皮带输送机或滚动输送机，或是另一机器人。运输装置也可以是(必要时是可移动的)托盘或码堆车。运输装置例如可以通向堆垛位置或另一加工装置。由此实现了板材分割设备的真正自动化运行。
板材分割设备可以具有另一加工装置，尤其是贴标签装置，由此进一步改善设备效率。该贴标签装置可以设置在运输装置的、缓冲装置的、尤其带有配设给其的运输装置的缓冲装置的、输送台的或取料台的区域中。
此外提出了，板材分割设备包括排出设备，利用该排出设备可以将经分割工件从分割线推送到取料带和/或可以将废件推送到丢弃区域中。这具有如下优点：第一运送装置例如向回移动并且可以取得另一工件，而经分割工件(其可能是特别窄的)被排出设备推送到取料台。最后，这于是同样用于提高设备效率。
此外可能的是，板材分割设备包括检测装置尤其是图像检测装置，用于检测至少在板材分割设备的区域中的工件的位置和/或状态。这能够实现，运输装置和/或机器人中的至少一个可以与所检测的位置和/或状态有关地被控制，这可以提高循环速度。
图1示出了板材分割设备的立体式视图，该板材分割设备具有输送台、分割装置、取料台、机器人、缓冲装置、中间支承部和运送装置；
图6-8示出了处于不同的运行状态中的图1的板材分割设备的排出设备的示意性侧视图；以及
图9-18示出了在用于分割板状工件的方法期间在不同时间点的图1的板材分割设备的示意性俯视图。
在所有图中，板材分割设备总体上以附图标记10表示。该板材分割设备包括：由多个辊道形成的输送台12；在此构成为锯子的分割设装置(不可见)，其带有分割线(“锯线”)；同样由多个辊道形成的取料台16。分割线中被遮挡并且因此不可见。分割线中通过虚线中是可见的，因为在那里并未绘出覆盖图1中的分割线的部件。
属于板材分割设备10的还有第一运输装置18，该第一运输装置在此包括以可在侧向轨道(未带附图标记)上移动的方式保持的编程滑动块20，在该编程滑动块上固定有多个张紧簧片22，但出于清楚原因仅其中一个夹紧簧片设置有附图标记。借助第一运输装置18可以使在输送台12上的工件顺着分割线的方向并且也逆着该方向沿着通过双箭头表示的运输方向19以本身已知的方式移动。
还存在对准装置(为示出)，利用该对准装置可以将在输送台12上的工件沿着运输方向19并且对此侧向地对准。属于该对准装置的是可向上伸出的对准止挡，所述对准止挡平行于分割线设置并且实现工件在运送方向19上的对准。此外，属于对准装置的是同样可竖直向上伸出的对准片，利用给对准片可以将在输送台12上的工件压向侧向三角形，由此工件朝向侧面对准。之后还将参考该三角形。
此外，板材分割设备10包括第二运送装置23，在此为机器人24，该机器人具有：底座26；以铰链方式固定在底座26上的、相对于底座可围绕竖直轴线(不带附图标记)转动的机器人臂28，所述机器人臂包括两个相对彼此可围绕水平轴线(不带附图标记)枢转的部段；和固定在机器人臂28的突出的端部上的板状的且基本上水平的吸入式抓取装置30。该吸入式抓取装置30相对于机器人臂28同样可围绕竖直轴线转动。在本实施形式中所示的机器人24是相对简单的机器人。当然原则上也可考虑使用其他机器人，其具有多个移动和枢转轴线构建为板状框构造并且在其下侧具有多个单独的气动吸盘，所述吸盘仅在图3、图4和图5中是可见的并且在那里带有附图标记29，以及例如在图9至图198中作为小的圆形是可见的。在那里可看到的是，这些吸盘29并非对称地分布于吸入式抓取装置30的矩形的基本面上。由此，能够实现的是，通过吸入式抓取装置30也可以运输小而窄的工件，所述工件小于吸入式抓取装置30的总长度。在吸入式抓取装置的未示出的实施形式中，吸盘对此地且均匀地分布。也可考虑的是如下实施方式：存在吸取条和/或吸取盒。
在未示出的实施形式中，板状吸入式抓取装置并非中心地与机器人臂的端部连接，而是偏心地连接。由此，机器人的有效范围即工作范围的大小得以增加。
此外，板材分割设备10包括呈缓冲台32形式的缓冲装置。该缓冲台设置在输送台12侧面。为缓冲台32配设呈皮带输送机36形式的第三运送装置34，所述皮带输送机的运送方向通过双箭头38来表示。容易地看到的是，皮带输送机37的运送方向在这里所描述的实施形式中与第一运送方向18的运送方向19正交地设置。在未示出的实施形式中，也可以考虑在这两个运送方向之间的其他角度。
但，第三运送装置34不仅设置在缓冲台32的区域中，而是延伸至输送台12中。为了标明，在图1和图2中，皮带输送机36的处于缓冲台32的区域中的区域或部段用索引a表示，而处于输送台12的区域中的区域或部段用索引b表示。以此方式可以借助第三运送装置34将工件从缓冲台32运输至输送台12上，但也可以将处于缓冲台32上的工件移动朝向输送台12移动离开。优选地，第三运送装置的这两个所述的部段可以彼此独立地驱动。
如例如从图2的视图中可看到的那样，沿着第一运送装置18的运送方向19看，机器人24的底座26设置在通过虚线标示的分割线侧并且在分割线的延长部中并且与其直接相邻地设置。在未示出的实施形式中，机器人的底座设置在分割线之上，其中在此情况下并非精确地设置在分割线的中部，而是优选相对于三角形略微偏移。也可考虑的是，仅在分割线的附近在输送台之上或在取料台之上设置机器人的底座。
属于板材分割设备10的也是台式中间支承部40，该台式中间支承部在图2的俯视图中在机器人24侧面大致设置在分割线的延长部中。此外，板材分割设备10包括呈滚轨42形式的运输装置，在其侧向的边缘上设置贴标签装置44。
运输装置42在此设置在取料台16侧，在图2的俯视图中即设置在机器人24“南边”。另一中间支承部45设置在分割线)。该另一中间支承部至少大致在分割线的纵向方向上延伸。该另一中间支承部45于是设置在紧压棍(不可见)之上，该压紧辊在分割过程期间将工件固定在分割装置的加工台上。
在图9至18的俯视图中，机器人24的工作区域通过虚线可以理解为如下区域：在该区域中，那里存放的工件可以被机器人24抓取和/或放置和/或运输。工作区域46于是是三维空间区域，该三维空间区域近似具有半球的形式。看到的是，在俯视图中，取料台16的右上部分区域、输送台12的右下部分区域、缓冲台32的左下部分区域、中间支承部40的左部分区域和运输装置42的上部分区域被机器人24的工作区域46覆盖。机器人24的工作区域46因此同样好地覆盖板材分割设备10的朝向分割线的两个侧的区域，使得机器人24可以将近似任意的工件在上面列举的五个部分区域之间来回运输。
这是由于：机器人24的底座26设置在三角形48附近或在本实施形式中甚至与三角形48直接邻近地设置，所述三角形在附图2以及图9至18的俯视图中在输送台的右边缘处在分割线的区域中平行于第一运输装置18的运送方向19地延伸并且要加工的工件可以贴靠在三角形上并且由此可以被对准。
现在参照图5，图5略微更详细地示出了机器人24的底座26的布置：机器人24的底座24伫立于支承结构50上，该支承结构在此也可以称作支架，并且该支承结构在此包括四个腿部52。直接在底座26之下设置轨道站54，用于分割锯的在这些图中不可见的锯机。看到的是，带有腿部52的支架50形成与轨道站54分开的结构，该结构独立地伫立于地面上，由此支架50与板材分割设备10的整个
结构完全脱耦，也即与分割装置完全脱耦，这样在机器人24运行中由机器人引起的振动不会传递到分割装置。
在图5中并未绘出该另一中间支承部45，并且在该另一中间支承部45之下设置的紧压棍在图5中未示出。由此，可看到加工台55，该加工台在其上侧上具有多个排气喷嘴，其通过黑点示出。
在排气喷嘴彼此特别靠近的地方，在加工台55的上侧上存在锯间隙，在锯割过程中分割锯的锯片从锯间隙中向上伸出，以便分割在那里的工件。通过锯间隙形成上面所提及的分割线描述了用于运行板材分割设备10的方法。在此，工件通常带有附图标记56。通过不同的索引在下文中说明了，是根据第一分割过程(在此为纵向切割)的子工件，还是根据第二分割过程(在此为横向切割)的子工件，亦或是根据第三分割过程(在此为修边)的子工件。
图9示出了输出情况。在该输出情况中，在输送台12上有大规格的板状工件56。第一运送装置18的编程滑动块20的夹紧簧片22抓取在图9中输送台的上边缘处。通过虚线处标识，工件后续要被如何分割(“切割平面”)。
图10示出了在第一条56a借助第一分割过程(“纵向切割”)锯掉、被机器人抓取、提升、被运输越过分割线、紧压棍和可能存在的另一中间支承部45(这是最短的并且因此最快的路径)并且已放置到缓冲台32之后的板材分割设备10。在放置到缓冲台32上之前，条56已通过吸入式抓取装置30围绕竖直轴线转动被转动，使得其在缓冲台32上在相对于其在取料台16上的位置转动了90°的位置中。
在图11中，第一条56a已被第三运送装置34从缓冲台32移动到输送台12上。此外，由锯已将其余工件分割成两个条56b和56c。被分开的并且在取料台16上的条56b被机器人24的吸入式抓取装置30抓取并且放置到缓冲台32上(图12)。
条56b被第三运送装置34现在在背离输送台12的方向上移动，这样在条56b与输送台12之间建立了其中一个间隙。机器人24现在将第三条56c置于该间隙中，该机器人将该第三条事先从取料台12取得(图13和图14)。尽管条56c在初始工件56中在条56之后，但现在条56c--朝输送台12看--在条56b之前。
在这期间，在输送台12上的调56a在角尺48和上面提及的但在附图中未示出的对准止挡处被对准并且被编程滑动块20的夹紧簧片22抓取，在分割线的方向上移动并且在那里借助第二分割过程(“横向切割”)来分割，由此形成被分割的新工件56a1。
该新工件如在图15中可看到的那样由机器人24的吸入式抓取装置30在取料台16取得并且放置到中间支承部40上。在这期间，其余工件56a被第一运输装置18进一步推送并且分割成两个工件56a2和56a3。
该工件56a2被机器人24在取料台16取得并且放置到运输装置42上(图16)。在运输至运输装置42期间，机器人24使工件56a2和/或工件56a3必要时围绕竖直轴线转动，使得工件以期望的定向(例如对于贴标签或堆垛)在运输装置42上。对工件56a3接着实现同样的步骤。在那里，工件56a2和56a3由贴标签装置44粘贴标签并且接着被运输例如运输至堆垛位置。
在这期间，第三运送装置34将在缓冲台32上的工件56c运输到输送台12上。从图17中可看到的是，工件56c如何被划分成三个工件56c1、56c2和56c3。这些工件都被机器人24在分割之后在取料台16上取得并且被放置到运输装置42上。在这期间，工件56b被第三运输装置34移动到输送台12上，被编程滑动块20输送给分割装置并且沿着分割线分割。经分割工件于是同样被机器人24从取料台16取得并且放置到运输装置42上，但这在图17中不再示出。在运输装置42上，被运输的工件如上面已提及的那样被贴标签装置44印刷有标签，该标签能够实现在任何时间都标识工件。
最后，在中间支承部40上的工件56a1被机器人24用吸入式抓取装置309取得并且直接放置到输送台12上，但事前还围绕竖直轴线于是被编程滑动块20输送给分割线，并且被锯在此借助第三分割过程(“修边”)分割。由此分割的工件被机器人24取下并且--必要时在围绕竖直轴线沿着顺时针方向或逆时针方向转动90°之后--防止到运输装置42上，但这在附图中不再示出。还保留在分割线的区域中的其余件并未被机器人24取下，而是借助可动的废料活门61落入废料管道中。废料管道61设置在取料台16的与分割线相邻的区域中。
板材分割设备10具有排出设备62，该排出设备现在参照图6至8予以阐述。该排出设备包括滑动块64，该滑动块可动地保持在滑车66上并且在图6示出的静止位置中向下从输送台12的平面枢转出。为了可以排出工件56，如在图7中可看到的那样，滑动块64向上刚刚枢转到输送台12的平面之上并且随后滑车66沿着第一运送方向19朝分割线或废件被推送离开分割线中可看到的那样，机器人24的在附图中未示出的板材分割设备10具有机器人臂28，该机器人臂与底座26在连接部位58处以铰链方式连接。该连接部位58在所示的实施形式中明显在取料台16的上侧60之上。在未示出的实施形式中，所述的连接部位更深地设置，使得其大致在于输送台的上侧同样的高度。这具有如下优点：机器人的工作区域得到进一步增大。
如上面所提及的那样，所示的板材分割设备10具有附加的中间支承部45，其设置在分割线之上。在上面所描述的方法中，不使用该附加的中间支承部45。但是在更复杂的切割平面中，也可以在中间支承部45上暂时存放被分割的工件。可替选地，中间支承部45页可以代替在机器人24旁的中间支承部40和/或代替缓冲装置32来使用，由此减小了为设立板材分割设备10所需的位置。也可考虑在输送台12之上设置缓冲台。
