板材加工设备、运行板材加工设备的方法以及控制和/或调节装置与流程

本发明涉及根据独立权利要求的前序部分所述的板材加工设备、用于运行板材加工设备的方法以及控制和/或调节装置。

背景技术：

例如de102014225073a1中已知一种板材加工设备。其涉及一种板材分割锯，通过它可以将用于家具生产的大尺寸板状工件分割成多个小的板状工件。已知的板材加工设备具有带机械臂的机器人，机械臂的一端上布置有所谓的抽吸横杆(saugtraverse)。其包括在运行位置中基本上在水平面中延伸的基础结构，在该基础结构上布置有多个向下延伸的、以抽吸元件形式的抓取部分。这些抓取部分可以抓取板状工件的表面，从而使板状工件借助机器人在板状加工设备内部从一个位置向另一个位置移动，并在这种情况下也可以被抬升。

此外，de2602622a1描述了一种用于运送玻璃板的操纵装置，其中，多个抽吸元件固定在能够沿着水平管移动的滑架上。fr2564021a1描述了一种操纵装置，其中，抓取部分可以借助驱动相对于水平的基础结构移动。us7029046b2描述了一种具有多个抽吸元件的操纵装置，抽吸元件可以相对于彼此改变其位置。de10157932b4公开了一种用于定位基板的方法，其中，板材的角可以借助于抽吸元件压在对准元件上。在板件分割设备中还已知的是，待分割的工件借助于特定的对准装置被压在角度尺和推进装置的夹紧头上并由此相对于分割线对准。

技术实现要素：

本发明的目的在于，对板状工件的对准以及加工进行简化。

该目的通过具有相应独立权利要求的特征的板材加工设备、用于运行板材加工设备的方法以及控制和/或调节装置得以实现。在相应的从属权利要求中给出了本发明的有利扩展方案。另外，在以下描述和附图中可以找到对于本发明必要的特征，其中，在无需逐一说明的情况下，这些特征单独地或以不同的组合对于本发明都是必要的。

按照本发明提出了一种板材加工设备，其包括用于操纵板状的工件的操纵装置，该操纵装置包括能够移动的并且能够布置在工件上方的基础结构以及布置在基础结构上的多个抓取部分，该抓取部分能够抓取板状的工件的表面。这种操纵装置在原理上是市面上已知的所谓的“抽吸横杆”。通过这种操纵装置可以例如由材料供应商对板状的工件进行堆垛并且放置到板材加工设备的输入台上用于加工。另外，这种操纵装置既可以将位于卸载台上的工件输送给后续加工，也可以输送给中间设备或例如输送给堆垛站。

本发明还提出，至少一个抓取部分优选借助于驱动能够至少在运行位置中至少基本上水平的方向上相对于基础结构并且相对于至少另一个抓取部分移动。多个抓取部分中的至少一个抓取部分因此具有相对于其他抓取部分并相对于基础结构额外的平移移动的自由度，在无需移动基础结构的情况下，这可以用于使例如位于支承台上的板状的工件在一定的(在一般情况下较小的)外周中基本上线性地移动。以这种方式可以使板状的工件例如朝向抵接装置(例如角度尺和/或夹紧头)移动，并因此以期望的类型和方式被定位或对准。

在这种情况下避免了对板状工件的损坏，因为使板状工件移动的力相对较小。此外移动工件所需要的时间较短，由此实现了相对于目前的解决方案而言的循环时间方面的优势。操纵装置以及板材加工设备的灵活性也得到了提高，因为非常小或者非常大的工件或者整个板材可以朝向上述抵接装置移动并在大致相同的对准时间内压在抵接装置上。在这种情况下，不增加操纵装置以及板材加工设备的结构尺寸，并且对准的过程可以由操作人员简单地以目测的方式察觉和检查。也可以借助于传感器以简单且可靠的方式实现检查。例如，在上述侧面的抵接装置和/或上述夹紧头上存在例如以读取开关的形式的传感器。如果一个或多个传感器识别到工件贴靠在侧面的抵接装置(角度尺)和/或夹紧头(或夹紧头基面)上，由此出发可以可靠地认为工件以正确的方式对准。

原则上，按照本发明的优点可以这样实现，即，仅一个抓取部分设计作为移动的抓取部分。但是原则上也可以考虑，将多个抓取部分设计作为一个整体的移动的抓取部分组。这在以下的实施方式中是适用的，即使使用单数形式的术语“抓取部分”。

本发明还包括，板材加工设备具有用于移动的抓取部分的清洁装置，其中，该清洁装置优选包括吹风装置。本发明基于这样的考虑，即，在板材加工设备的正常运行过程中，可能有灰尘掉落，进而可能污染移动的抓取部分，由此特别是在抓取部分设计作为抽吸元件的情况下，可能使通过移动的抓取部分在工件上施加横向力变得困难。按照本发明的自动的清洁(其中，自动的含义是无需操作人员的操作由机器进行)，由此确保了移动的抓取部分的功能性。在确定的运行时间之后或者在确定数量的对准过程之后(或者在必要时在每个对准过程之后)，可以周期地实施这种清洁。

在这种板材加工设备中特别有利的是，操纵装置包括机器人，借助该机器人可以移动基础结构。以这种方式可以在较短的循环时间之外实现完全自动化的运行。特别是该操纵装置可以例如用于将单个工件自动地对准到角度尺和/或一个或多个夹紧头。因此可以实现额外的设备的自动化运行。

按照本发明的板材加工设备的一个扩展方案的特征在于，移动的抓取部分包括抽吸元件。这是一种已被验证并且对表面温和的技术，通过该技术可以使移动的抓取部分与工件的表面以力配合的方式连接，从而可以使工件侧面地沿水平方向移动。

本发明还提出，移动的抓取部分的驱动以气动的方式工作，特别是包括气动缸。气动驱动能相对简单地实现、在运行中是非常安全并且非常清洁的。这特别是适用于将气动缸用作驱动的情况。

特别有利的是，移动的抓取部分在水平方向上借助预张紧装置至少暂时地被加载，在该水平方向上，移动的抓取部分可以相对于基础结构移动。以这种方式可以借助定义的力将工件压在抵接装置上，从而确保工件在后续的操作或加工过程中继续抵靠在抵接装置上并因此通过该抵接装置对准。

如果使用气动驱动、特别是气动缸作为驱动，可以将驱动集成到预张紧装置中，例如作为空气弹簧，其通过在定义的压力下存在于气动缸中的空气体积而形成。替代地或额外地，预张紧装置也可以通过机械弹簧或类似物实现。

对此，在一个扩展方案中提出，将移动的抓取部分沿所述方向张紧的预张紧装置的力是能够调节的。尤其是在使用空气弹簧的情况下，这可以非常容易地实现。例如，预张紧装置的力可以根据抓取部分所抓取的工件来选择，特别是根据抓取部分正在抓取的工件的材料特性或表面特性来选择。例如，在包括抽吸元件的抓取部分中，可能的是，根据在抽吸元件上或在抽吸元件中能够实现的负压来调整预张紧力。该负压可以例如取决于工件的表面的类型(非常平滑或非常粗糙)或者取决于材料类型(非常致密或非常多孔)。

在按照本发明的板材加工设备的一个优选的设计方案中提出，移动的抓取部分在优选彼此正交的两个水平方向上能够分别借助驱动而移动。在这种情况下，非必须但有利的是，针对两个方向中的每一个设置一个单独的驱动，从而两个方向上的移动能够彼此独立地被实施或被控制。抓取部分在优选彼此正交的两个方向上的移动性是指，工件例如不仅仅侧面对准抵接装置(例如角度尺)，而且前侧对准相应的抵接装置(例如一个或多个夹紧头)，而无需将基础结构整体旋转90°或者无需移动基础结构本身。原则上还可以考虑，抓取部分仅在一个方向上借助一个驱动而移动。在必要时，在一个正交方向上的移动可以通过基础结构的移动实现，以便将工件也在该方向上贴靠到相应的抵接装置上。甚至可以考虑的是，在两个正交的方向上的移动通过基础结构的移动实现，并且移动的抓取部分的移动性仅用于提供弹簧装置的类型，借助于该弹簧装置可以以定义的力将工件加载到相应的抵接装置上。

同样还提出了，移动的抓取部分能够借助于驱动在至少基本上竖直的方向上移动。通常，处于静止位置中的抓取部分允许被布置在与另一个不移动的抓取部分的相同的高度或相同的平面中，而处于运行位置中的抓取部分高出另一个不移动的抓取部分的所在平面。这样的优点在于，在无需接触操纵装置的另一个不移动的抓取部分并且工件通过移动的抓取部分进行的移动不受阻碍的情况下，在运行位置中在至少一个水平方向上移动的抓取部分可以抓取工件的表面。

本发明的另一个扩展方案设置为，移动的抓取部分能够围绕在运行位置中竖直的轴线旋转。由此简化了工件的对准，因为通过抓取部分不会阻碍工件在对准过程中可能需要的旋转运动，或者因为通过旋转运动(例如在使用抽吸单元的条件下)不会影响抓取部分和工件表面之间的力配合的连接。还可以理解的是，将不仅一个抓取部分而是将多个抓取部分设计为移动的抓取部分，为了实现上述优点，多个抓取部分必须被设计为能够围绕共同的竖直轴线旋转的组。

另外还提出，基础结构沿着在运行位置中至少基本上水平的平面延伸并且移动的抓取部分布置在基础结构的侧面边缘区域中、特别是基础结构的角区域中。这实现了借助移动的抓取部分使非常小的工件以力配合的方式与操纵装置连接并且其通过移动的抓取部分的移动而进行移动或对准，因为由此可以避免基础结构与设备(基础结构安装在其中)的侧面区域碰撞。

移动的抓取部分的可移动性可以以结构简单并且非常稳定的方式这样实现，即，将移动的抓取部分布置在至少一个滑架上，该滑架相对于基础结构以线性移动的方式保持，例如借助于市售的线性引导件。

本发明还涉及一种用于运行上述类型的板材加工设备的方法，其包括以下步骤：a.通过清洁装置自动清洁移动的抓取部分；b.将板状的工件放置到支承台上；c.在板状的工件上移动基础结构；d.使移动的抓取部分以力配合的方式抓取板状的工件的表面；和e.使移动的抓取部分相对于基础结构在水平方上移动，以使板状的工件以一个边缘接触抵靠装置，和/或使基础结构在水平方向上移动，以使得板状的工件以一个边缘贴靠抵靠装置。如上所述地，侧面的角度尺和/或例如推进装置的一个夹紧头或多个夹紧头可以作为抵接装置。按照本发明地，该方法也可以实现如上所述的板材加工设备的相同优点。

按照本发明的方法的一个扩展方案的特征在于，在步骤c中，基础结构在板状工件上移动，以使得移动的抓取部分至少大致布置在板状工件的中心的上方。由此可以避免工件在移动过程中由于抓取部分在中心外位置处抓取工件而导致的不期望的扭曲。此外，在工件贴靠到抵接装置的情况下也简化了工件的角对准。

最后，本发明还涉及一种用于控制和/或调节板材加工设备的操纵装置的运行的控制和/或调节装置，其被编程为用于实施上述任一种类型的方法。

附图说明

以下参照附图详细说明本发明。附图中：

图1以俯视图示出了板材加工设备，其具有带多个抓取部分的操纵装置；

图2示出了从图1的操纵装置抽吸横杆的斜上方观察的立体视图；

图3示出了从图2的放大区域iii斜上方观察的立体视图，移动的抓取部分存在于该放大区域iii中；

图4a-d为用于说明用于运行图1-3所示的操纵装置的方法的示意图；

图5为图2中的区域iii的俯视图，用于说明操纵装置的移动的抓取部分的功能；

图6为类似于图5的示意图，其中，移动的抓取部分位于第一极限位置中；

图7为类似于图5的示意图，其中，移动的抓取部分位于第二极限位置中；

图8为类似于图5的示意图，在借助于移动的抓取部分的对准过程中的第一时间点；

图9为类似于图5的示意图，在借助于移动的抓取部分的对准过程中的第二时间点；

图10为用于移动的抓取部分的清洁装置的立体示意图；以及

图11为图10的清洁装置连同移动的抓取部分的示意性侧视图。

具体实施方式

板材加工设备在图1中整体上标记有附图标记10。在当前实施例中，其被设计为板材分割锯并且包括由多个辊式输送机(rollenbahnen)形成的输入台12、连接该输入台的机台14和连接该机台的卸载台16。在图1中，锯切线18通过点线示出。在输入台12、机台14和卸载台16的侧面设置有角度尺20。拱门形的程序滑条22承载多个夹紧头24，出于简要的原因，在图1中仅个别夹紧头标记有附图标记。程序滑条22可以通过发动机沿箭头26所示的方向来回移动。

在机台14的侧面还存在操纵装置28，该操纵装置包括具有机械臂32的机器人30。机械臂32的突出的端部上布置有抽吸横杆34。其包括总体上相对平坦且基本水平的基础结构36。在基础结构的下侧布置有相对于基础结构36固定的多个抓取部分38以及相对于基础结构沿水平方向移动的抓取部分40，如下将详细描述说明。同样出于简要的原因，在附图中仅一些抓取部分38示例性地标记有附图标记，并且抓取部分38和40在图1中简单地显示为小圆圈。

目前所有的抓取部分38和40都设计为抽吸元件，该抽吸元件连接到此处未示出的负压源。如下所示地，抓取部分38、40可以抓取板状工件42的表面，从而可以通过机械臂32的移动在板材加工设备10内部移动。

图2和3中更详细地示出了抽吸横杆34。可以看出，基础结构36被设计为大体上矩形的平板，为了减轻重量，其具有多个大致为矩形的凹部(无附图标记)。移动的抓取部分40布置在基础结构36的这样的位置处，即，在该位置中两个侧边缘区域44和46过渡至彼此，即，其布置在基础结构36的角区域48中。

如图3中双箭头50、52和54所示，移动的抓取部分40相对于基础结构36并且也相对于另一个不移动的抓取部分38在第一水平方向50上、在与第一水平方向50正交的第二水平方向52上以及在竖直方向54上移动。在这种情况下，移动方向50、52和54中的每一个对应一个以气动缸56、58和60形式的相应的驱动。此外，移动的抓取部分40能够围绕由点划线62表示的竖直轴线自由旋转。

抓取部分40的可移动性由此得以实现，即，其被保持在第一滑架64上，该第一滑架64借助于第一线性引导件66以竖直移动的方式固定在第二滑架68上。第二滑架68又借助于第二线性引导件70以沿水平方向(即，在双箭头52示出的第二水平方向)移动的方式固定在第三滑架72上。第三滑架72又借助于第三线性引导件74以沿水平方向(即，在双箭头50示出的第一水平方向)移动的方式固定在基础结构36上。

气动缸60代表用于抓取部分40的竖直移动的驱动。气动缸60的气动缸壳体76固定在第二滑架68上，而在图3中不可见的气动缸60的活塞杆铰接在第一滑架64上。气动缸58的气动缸壳体78固定在第三滑架72上，而气动缸58的活塞杆80铰接在第二滑架68上。气动缸56的气动缸壳体82固定在基础结构36上，而在图3中不可见的气动缸56的活塞杆铰接在属于第三滑架72的中间结构84上。

现在将参照图4a至图4e说明操纵装置28、特别是移动的抓取部分40的基本功能原理。在这些图中的抽吸横杆34与图3和图4中所示的不同之处在于其简单地显示为正方形，而抓取部分38与图2和图3中所示的不同之处在于其在正方形的面上均匀地分布。此外，角度尺20简单地以带有三角形的侧面的垂直线表示。同样可以看出，其形成了侧面的抵接装置。夹紧头24由带有三角形的上方水平线表示。同样可以看出，其形成了上方的抵接装置。

首先，将工件42在板材加工设备10的期望的位置处放置在支承台上，在当前实施例中，放置在卸载台16上。例如，通过初始试工件的所谓纵向分割可以达到该位置。在这种情况下，位于输入台12上的初始工件通过程序滑块22借助于夹紧头24夹紧并被输送到锯切线18以进行分割。因此，现在位于卸载台16上的工件42是已经通过纵向分割被分割的工件。然而这原则上不是绝对必要的，工件42也可以以不同且几乎任意的方式到达形成支承台的卸载台16。抽吸横杆34以其基础结构36借助于机器人30这样定位，即，其至少部分地位于工件42的上方。其随后下降到工件上，直到位于工件42的区域中的抓取部分38接触到工件42的表面。于是，位于工件42的区域中的抓取部分38加载有负压，以使其牢固吸附在工件42的表面上。

然后，工件42通过抽吸横杆34绕竖直轴线旋转90°而旋转，并再次放置在板材加工设备10的卸载台16上，即，在角度尺20附近并且在夹紧头24附近。为此，将程序滑块22从图1所示的位置沿朝向机台14的方向移动。这种情况如图4a所示。

现在，抓取部分38再次释放工件42，并且抽吸横杆34略微从工件42抬升。抽吸横杆34现在相对于机械臂32绕竖直轴线旋转大约90°并且定位成使得移动的抓持部分40大致布置在板状工件42的中心上方。随后，抽吸横杆34通过机器人30略微降低，使得抓取部分38和40与工件42的表面仍有非常小间距。

在该处理阶段中，抓取部分40通过气动缸60的驱动而竖直地向下移动，直到其被放置到工件42的表面上。随后，对抓取部分40施加负压，由此使其以力配合的方式与工件42的表面连接。该状态在图4b中示出。

随后通过使气动缸56的驱动使抓取部分40沿水平方向50朝向角度尺20移动。由此使工件42与角度尺20接触。在这种情况下，工件围绕竖直轴线旋转，这是因为抓取部分40能够围绕竖直轴线62自由旋转。该旋转运动在图4c中由箭头86表示。

在使工件42与角度尺20接触之后，气动缸56的压力没有完全释放，而是在气动缸56中保持有一定的压力。以这种方式，还有一定力继续作用，利用该力可将工件42压抵在角度尺20上。在气动缸56中的一定(降低的)压力的作用下，封闭的空气体积类似弹性的预张紧装置起作用，该预张紧装置继续在方向50上加载在抓取部分40上，由此以一定的力将工件42继续压在角度尺20上。

通过随后气动缸58的驱动使抓取部分40在水平方向52上朝向夹紧头24移动。在此，由于上述沿方向50朝向角度尺20作用的预张紧装置，其贴靠到角度尺20上。由此可以使工件42接触夹紧头24。在此，封闭在气动缸58中的空气体积也可以类似于弹性的预张紧装置作用，通过该预张紧装置可以以预期的力将工件42加载到夹紧头24上，但是其足够小，从而防止夹紧头24损坏工件42的边缘。

可以理解的是，替代地或额外地，抓取部分40以及工件42可以借助于机械臂32通过基础结构36的移动朝向抵接装置(例如朝向角度尺20和/或夹紧头24)移动。由此可以实现更大的移动路径，即，沿着水平方向50和52中的一个或两个。例如，一个气缸58或两个气缸56和58在这种情况下首先用作气动弹簧，以将确定的力借助于抓取部分40沿相应的方向作用到工件42上抵靠相应的抵接装置(角度尺20、夹紧头24)。

这样使工件42相对于夹紧头24和角度尺20精确地对准。现在可以关闭夹紧头24，由此牢固地夹紧工件42，并且可以借助于程序滑块22将工件42拉回到输入台12上，以便随后将其进给到锯切线18以进行横向分割。

现在将再参照图5至图9来说明抽吸横杆34的移动的抓取部分40的基本原理以及工件42在角度尺20和夹紧头24上的对准的基本原理。不同于图3，可以从图5-9中看出，铰接在第三滑架上的气动缸56的活塞杆(其带有附图标记88)，以及铰接在第一滑架64上的气动缸60的活塞杆(其带有附图标记90)。还可以看出在气缸壳体82和78上的簧片开关(reed-schalter)92，实现了对相应的活塞杆88和80的位置进行检测。还可以从图5-9中看出，在大致l形的滑架68和72的俯视图。可以注意到，出于简要的原因，图6-9中没有示出所有的附图标记。

图5示出了无压力的气动缸56-60的静止状态。图6示出了气动缸56的活塞杆88完全伸出，滑架72处于在方向50上最外侧伸出的极限位置中。图7示出了气动缸58的活塞杆80完全伸展，滑架68在方向50上最外侧伸出的极限位置中。图8示出了在角度尺20上成功对准之后的工件42和抓取部分40，即，对应于图4c，图9示出了在夹紧头24上成功对准之后的工件42和抓取部分40，即，对应于图4d。但是在此应注意，为了图示，在图8和9中的抓取部分40没有显示为在工件42的中心上方。

如上所述，气动缸56和58中封闭的空气体积用作预张紧装置，利用该预张紧装置将工件42弹性地作用在角度尺20或夹紧头24上。可以理解的是，还设置为，气动缸56和58的空气体积中的压力是能够调整的，由此可以实现用于将工件42压靠在角度尺20或夹紧头24上的期望的力。

该力例如可以取决于工件42的表面的类型，由此来确定抓取装置40和工件42之间的力接合(kraftschluss)的强度。例如，与光滑的表面相比，通常在较粗糙的表面只能实现较低的力接合。如果需要，所述力还可以取决于工件42的材料的类型(和/或工件42的表面涂层)来产生所述力。在多孔材料的情况下，与气密材料的情况相比，可以产生较小的力接合。

对于本领域技术人员还清楚的是，上述预张紧装置并不是必须在两个方向50和52上作用，而是预张紧装置也可以在必要时仅在两个方向50和52中的一个上设置。此外，预张紧装置也可以通过除了气动缸56和58的空气体积以外的其他方式来实现，例如通过机械弹簧等。

现参考图10和11可以看出：此处示出了板材加工设备10的可选的附加装置，即，清洁装置92。该清洁装置可以设置在板材加工设备10的任意位置处，只要移动的抓取部分40能够借助于机器人30移动到该位置即可。在该实施例中的清洁装置92包括设计为长方体形状的壳体94。在壳体94的上侧中存在细长且平直的狭槽96，如从图11中可以看到的，该狭槽96连接到电动鼓风机98，由此总体上形成了吹风装置。替代地，狭槽96也可以经由切换阀连接至单独的负压供应源，由此同样形成了吹风装置。从图11也可以看出，在狭槽96的区域中还可以存在刷扫装置100，其在该实施例中仅举例布置布置在狭槽96的两侧。

例如，在一定的运行时间之后或在一定数量的对准过程之后，机器人30通过移动的抓取部分40将抽吸横杆34朝向清洁装置92移动，从而使移动的抓取部分40放置到壳体94的上侧上。该上侧形成用于移动的抓取部分40的支承面102。在鼓风机98接通的情况下，移动的抓取部分通过机器人30纵向地沿着图10和图11中的箭头104移动经过狭槽96。通过从狭槽96(图11中的箭头106)逸出的空气射流来移除在之前的加工过程中附着在移动抓取部分40上的灰尘。扫刷装置100进一步支持了该过程。

借助于清洁装置92实现的对移动的抓取部分40的清洁(尤其是对灰尘的清洁)确保了移动的抓取部分40能够足够牢固地抽吸在工件42上，从而能够执行上述的对准过程。

当然，上面说明的一些或所有方法步骤可以自动地进行。为此，板材加工设备10具有未示出的控制和调节装置，该控制和调节装置又配备有微处理器和存储器。对控制和调节装置进行编程以执行上述方法。

在未示出的实施方式中，抓取部分只能通过驱动相对于基础结构沿在仅在运行位置中基本上水平的方向上移动。在必要的情况下，例如可以通过基础结构沿与其正交的方向的移动来使抓取部分移动。

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