用于板状零件的卸垛的设备和方法
本发明包括一种用于板状零件(![]()
Teilen)尤其是金属板坯(Metallblechplatinen)的卸垛(Entstapeln)的设备，该设备带有至少一个储备工位(在该储备工位中存在有至少一零件堆垛的板状零件)和至少一个输送工位(在该输送工位处板状零件以被卸垛的方式(entstapelt)而被继续传输)，其中，为了板状零件的在储备工位和输送工位之间的运送而设置有卸垛单元(Entstapeleinheit)，该卸垛单元抓取(zugreift)到零件堆垛上且以将零件堆垛卸垛的方式(den Teilestapelentstapelnd)逐个地将板状零件取出(entnimmt)并放置到输送工位中。
此类卸垛设备尤其地在自动化技术领域上自很久以来而已知。举例来说，其在所谓的冲压生产线中被用于，将被堆叠的金属板坯从零件堆垛中取出并放置到输送工位中，然后，由该输送工位出发，被分离的(vereinzelten)或者说被卸垛的金属板坯到达下一工位，直到其最后被供应给成型压机(Umformpresse)。在此，例如使用所谓的“Overhead Feeder(架空馈线)”，其带有可在门架处移动(即例如可以复合支架滑块结构形式而在X方向、Y方向和Z方向上移动)的抽吸器工具，由此，能实现在零件堆垛上的精确的定位。金属板坯则借助于抽吸器工具被吸取和移至输送工位，然后，在该输送工位处，金属板坯被放下。
然而，在此类卸垛设备中，在一定的时间中在储备工位和输送工位之间可被移动的零件数量(通常，其以每分钟行程次数(strokes per minute，spm)来说明)是受限制的。
此外，由现有技术已知，借助于磁带输送器![]()
在储备工位和输送工位之间输送板状零件、尤其是金属板坯。
本发明的目的在于，创造一种先前所提及的类型的设备和一种方法，利用该设备或者利用该方法，可在一定时间间隔中从零件堆垛中被卸垛并被传递到输送工位处的板状零件的数量可相对于现有技术而被提高。
该目的利用带有独立权利要求1的特征的用于板状零件的卸垛的设备和带有独立权利要求5的特征的用于板状零件的卸垛的方法来实现。本发明的改进方案示出在从属权利要求中。
根据本发明的用于板状零件的卸垛的设备杰出之处在于，卸垛单元具有两个彼此独立地工作的机械手，其交替地抓取到储备工位的至少一个共同的零件堆垛上且通过控制装置而如此地被控制，即，使得，第一或第二机械手从零件堆垛中取出至少一个板状零件，而同时，第二或第一机械手将至少一个已被拾起的(aufgenommene)板状零件放置在输送工位处。
通过两个交替地进行抓取(zugreifen)的机械手，则与由现有技术所已知的相比，成零件堆垛的板状零件可显著更快地被移除。由此，在卸垛时生产节拍(Taktzeit)可被提高。此外，两个机械手如此地被控制，即，使得，它们同步地工作，也就是说，在其中一个机械手拾起板状零件时，另一机械手同时放下已被拾起的零件。由此，避免了停滞时间(StillStandzeiten)，也就是说，这些机械手中没有一个机械手需要(在该机械手可在其一侧实施其工作运动之前)等待相应的另一机械手完成该另一机械手的工作运动。此外，通过使用用于卸垛的机械手，得到了高的灵活性，因为待卸垛的板状零件在需要时举例来说同样可被转动。即，板状零件可在经重新定向的位置中或者说以不同的位置取向而被放置到输送或者说传送工位中。
由储备工位向输送工位的零件运送或者由输送工位向储备工位的返回适宜地包括该两个机械手的摆动运动。摆动运动要求较少的空间，从而使得同样可能的是，在结构狭窄的空间条件下执行卸垛过程。
在一种优选的方式中，机械手每节拍各从零件堆垛中取出单一个板状零件。然而，原则上同样可能的是，对两个或更多个彼此相邻的零件堆垛进行操作，那么，从这些零件堆垛中，同时地，各在最上面的板状零件通过在给定时间下进行操作的机械手而被取出。
在本发明的一种改进方案中，两个机械手各构造成带有至少四个摆动轴线的多轴线铰接机械手(Mehrachs-Knickroboter)，这些摆动轴线中，第一垂直摆动轴线使得在储备工位和输送工位之间发生的摆动运动成为可能。通过该至少四个轴线可实现机械手的至零件堆垛的或者至输送工位中的放置位置的位置精确的进给(Zustellen)，以便然后借助于经限定的升降运动而拾起板状零件或者说在输送工位的情况中放下)板状零件。适宜的是，使用五轴线铰接机械手、六轴线铰接机械手或甚至七轴线铰接机械手。
在一种特别优选的方式中，卸垛单元具有用于两个机械手的在储备工位和输送工位之间的水平线性引导的线性引导装置(Linearführungseinrichtung)。即，机械手可具有额外的线性轴线或者X轴线，从而使得，即使是储备工位和输送工位之间的、不处在相应的机械手的摆动范围中的距离，也可借助于组合的摆动运动和线性运动而被跨接(überbrückt)。
特别优选的是，机械手中的至少一个悬挂地布置在支承装置(Trageinrichtung)处。有利地，两个机械手均悬挂地布置。然而备选地，至少一个机械手的竖立的布置同样是可行的。
此外，本发明包括一种用于板状零件尤其是金属板坯的卸垛的方法，其由于如下方法步骤而杰出：
-提供至少一零件堆垛的板状零件，
-通过第一机械手从零件堆垛中取出至少一个板状零件，而同时，通过不依赖于第一机械手而工作的第二机械手将至少另一已被拾起的零件放置在放置位置处，
-通过包含第一机械手的摆动的运送运动而将通过第一机械手而被拾起的至少一个零件运送到放置位置处，而同时，借助于包含第二机械手的摆动的返回运动，第二机械手以不被装载的方式(unbestückt)从放置位置返回至零件堆垛(第一机械手已事先从该零件堆垛中进行取出)。
-通过第二机械手将至少一个板状零件从零件堆垛中取出，而同时，由第一机械手所拾起的至少一个零件被放置在放置位置处。
本发明的一个优选的实施例示出在图纸中，且在下面进一步被说明。图纸中：
图1显示了用于板状零件的卸垛的设备的一个优选实施例的侧视图，且
图2显示了在穿行方向(Durchlaufrichtung)上的、图1的用于卸垛的设备的视图。
图1和2显示了根据本发明的用于将板状零件12从堆垛中卸出的设备11的一个优选的实施例。在此，作为板状零件12，提供了金属板坯、举例来说未成型的车身板。该用于卸垛的设备(其在下面为简单起见被称为卸垛设备11)是冲压生产线的一部分，在该冲压生产线的进程(Verlauf)中，板状零件12最终到达成型压机中且在该处被成型。
卸垛设备11具有至少一个储备工位13，在该储备工位13中存在有至少一个板状零件12的零件堆垛14。此处，示例性地示出了呈台式零件存储单元形式的储备工位13，其如有必要时可线性地移动。显然，可能的是，卸垛设备11具有多个储备工位13。在储备工位13中，板状零件12在零件堆垛14中水平地彼此堆叠。
此外，卸垛设备11具有至少一个输送工位15，在该输送工位15处，板状零件12以被卸垛的方式被放置并被继续传输。一般而言，被卸垛的或者说被分离的板状零件12被输送到定心工位或者定位工位中，在其中，板状零件12则可位置精确地取向，以便能够接着被继续传输到成型压机中。此处，输送工位15示例性地以彼此协调的输送带16a，16b的形式而被示出，其中，被卸垛的板状零件12被放置到第一交付输送带![]()
16a上，且从该处而到达到送料机输送带![]()
16b上，然后，从送料机输送带16b而出地，实现至下一工位中的、举例来说至定心工位中的继续传输。
为了板状零件12的在储备工位13和输送工位15之间的运送，设置有卸垛单元17，其抓取到零件堆垛14上且逐个地将板状零件12(以将零件堆垛14卸垛的方式)取出并放置到输送工位15中。卸垛单元的核心件(Herzstück)是两个彼此独立地工作的机械手18a，18b，其交替地抓取到储备工位13的共同的零件堆垛14上且通过控制装置19而如此地被控制，即，使得，第一或第二机械手18a，18b将板状零件12从零件堆垛14中取出，而同时，第二或第一机械手18a，18b将所拾起的板状零件放置在输送工位15处。
两个机械手18a，18b各构造成多轴线铰接机械手，其此处示例性地以七轴线实施形式而示出。此外，两个机械手18a，18b悬挂地布置在支架单元42处。相应的机械手18a，18b具有机械手基座20，在其处可摆动地支承有可绕在使用位置(Gebrauchslage)中垂直的第一摆动轴线21而摆动的运动单元22，运动单元22首先包含基座侧的摆动件，其可绕垂直的第一摆动轴线21而摆动地座装在机械手基座20处。此外，运动单元22包含由上臂24和下臂25构成的铰接臂(Knickarm)。铰接臂的上臂24可绕在使用位置中水平的第二摆动轴线26而摆动地以一端与摆动件相连接，且可绕水平的第三轴线27摆动地以另一端而与下臂25的相面对的端部相连接。
属于运动单元22的还有布置在下臂25的与上臂24相对的(entgegengesetzten)端部处的转动元件(Drehglied)28，该转动元件28可绕在下臂25的纵向方向上延伸的第四轴线29而转动。在转动元件28的与下臂25相对的端部处布置有摆动元件(Schwenkglied)30，其可绕横向于第四轴线29而延伸的第五轴线31摆动地与转动元件28相连接。
可绕横向于第五轴线31延伸的第六轴线32转动的旋转元件(Rotationsglied)(未示出)被装配到摆动元件30处，在该旋转元件处固定有支承件33，从而，支承件33一同进行旋转元件的转动运动。支承件33优选地支撑有带真空抽吸器35的举升装置(Hebeeinrichtung)34。在此，该布置如此地实现，即，支承件33在第六轴线32的方向上自摆动元件30或者自座装在摆动元件30处的旋转元件而远离地延伸，且，举升装置34包含保持着真空抽吸器的保持装置，该保持装置可绕横向于第六轴线32而取向的第七轴线36转动地与支承件33相连接。除此之外，涉及另外的和进一步的关于这样的七轴线式铰接机械手的结构和运动流程的细节参见文件EP 1623773。
此外，卸垛单元17具有用于两个机械手18a，18b的在储备工位13和输送工位15之间的水平的线性引导的线性引导装置40。机械手基座20属于线性引导装置40，这些机械手基座20实施成滑块式的且在引导轨道处线性地被引导，引导轨道在其一侧又座装在轨道模块41处。
轨道模块41又被固定在门架状的支承装置42处。那么，两个机械手各具有一额外的轴线，即，在X方向上的移动轴线。
为了将板状零件12从堆垛中卸出，首先在储备工位13处提供了一零件堆垛14的板状零件12，其中，板状零件水平地彼此堆叠。
此时，第一机械手18a以如下方式取出板状零件中的一个，即，真空抽吸器35对相关联的板状零件12进行吸取。同时，第二机械手18b不依赖于第一机械手18a地将已被拾起的板状零件12放置在输送工位15的交付输送带16a上。
接着，通过第一机械手18a而被拾起的板状零件12此时通过机械手18a的运动单元的绕第一摆动轴线21的摆动(必要时额外地带有叠加的线性行驶运动)而被运送向输送工位15，而同时，第二机械手18b以未被装载的方式从输送工位15(同样地，通过其运动单元22的绕第一摆动轴线21的摆动，必要时带有叠加的线性行驶运动)向储备工位往回摆动。
最后，通过第一机械手18a而被拾起的板状零件12在输送工位15处被放置在交付输送带16a上，而同时，通过第二机械手18b，一板状零件从储备工位13处的零件堆垛14中被拾起。控制装置19则如此地控制两个机械手18a，18b，即，使得，发生同步的运动，也就是说，在其中一个机械手从零件堆垛14中拾起板状零件12时，另一机械手18b同时地在输送工位15处将板状零件12放下。因为两个机械手18a，18b交替地抓取到一零件堆垛14上，这在板状零件12的卸垛中引起了生产节拍的显著的提高。此外，通过运动的同步实现了，在两个机械手18a，18b的运动流程中不存在停滞时间。
如果该零件堆垛14已被卸垛，则两个机械手18a，18b可抓取到在另一储备工位处被提供以供使用的下一零件堆垛14上。如果该新的储备工位不在两个机械手18a，18b的摆动范围中，则两个机械手18a，18b首先线性地移到该储备工位的区域中。