用于分离针的设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于分离针的设备，特别是应用于对无纺织物或针毡生产所用针刺机的针板的装载，其具有用于针的收纳器和分离装置。
【背景技术】
[0002]针床是用于无纺织物或针毡生产的针刺机的组件并配备有特殊的针。针刺机用于纤维材料、纤维、连续纤维的固结/压实。其被用于制造例如非纺织织物、合成革、人造鹿皮、针毡等产品，在此，针毡可以包括无纺布。针基于其固定钩(即所谓的拐柄(Krilcke))而具有L形，并被引导穿过针板上的钻孔并固定。因此针承受了最大的应力并随着时间的流逝而损坏。
[0003]除了具有拐柄的针之外，例如由专利文献JP11350328A或DE102011016755B3已知，还有一种具有固定区域的针，该固定区域是通过使端部加厚形成的。该发明不仅涉及到用于针板装载的针的分离，还涉及到其他应用领域中的针，例如缝纫针或刺绣针或编织针、钉子或钉状销。
[0004]为了能够为针板装载针，必须将针从提取点取出。在现有技术中，该提取点也已知具有非常不同的设计。
[0005]由专利文献DE3941159C1例如已知一种振动输送器，其被设置在加针和取针装置的滑架单元上并具有用于最初无序地存储针的收纳器。该振动输送器具有出口，针在该出口中被分离并与其拐柄一起被定向在相同的方向。然后，这些被同方向定向的针被横向地放置在带状线性输送器上，如果需要将新的针钉在针板上，线性输送器将通过步进驱动器每次向前移动一步。夹具夹住带式输送器所输送的针的各个最后的针，然后枢转到针板以进行装载。待装载的针进行分离需要两个输送设备:一个振动输送器和一个带式输送器，因此是相对昂贵的。此外，该已知的分离装置在整个设备内部需要很大的空间。
[0006]由专利文献EP1953287A1已知另一种用于对被装载在针板上的针进行分离和输送的装置。针输送器包括具有振动装置的、料斗形式的针收纳器和两个平行同向转动的螺杆形式的填料装置，针在填料装置的通道中以所期望的间距分开并被一组一组地存储，以使它们能够被夹紧钳/多套夹紧钳夹住并取出。使用步进电机使机轴转动。所讨论的这种分离装置要求较高的构造成本并且空间紧张。
[0007]专利文献DE102011016755B3提出了一种装置，其除了其他功能之外还用于为针板装载针，其中，机器人通过工具臂从提取点接受新针。由于机器人配备有铰接的工具臂和工具，因此其可以自己从提取点取针，因此人工费极低。该机器人具有很大的运动自由度，这使得空白的针收纳器能够严格地与提取点中的针建立联系。通过机器人上的铰接工具臂，可以免去常规的针输送器的构造成本。提取点例如设置在机器人的底板上。在这样提取针的过程中，需要在提取之前先借助于照相机或激光扫描仪或其它的探测装置进行检测。在单独的计算机中对这些数据进行电子采样和处理，以便确定待接收的针的位置，然后对带有夹具的工具臂进行定向。利用图像识别工作的机器人方案被称为“盒中抓紧”，也被称为“箱柜取放”。这种类型的针提取成本非常高，因为机器人需要识别针的高分辨率图像。高分辨率图像识别是非常贵的并且需要昂贵的软件。为了计算未定义的夹持位置和待夹持的针在提取点上的夹持地点，需要很长的编程时间和测试。夹持位置说明了必须将拐柄/吊钩放置在哪里。夹持地点取决于针在提取点中的位置。这种针识别和针夹持在现有技术中进行得相对较慢。从图像识别到接收针大约需要5秒钟。此外，计算获得的选择针、驶进并抓取在改进后具有大约85%的命中率。在为针板装载例如约50000根针的目标中，用来抓取针的这些秒将起到非常大的作用。
【发明内容】
[0008]从现有技术出发，本发明的目的在于提出一种成本低廉的、用于分离针的设备，该设备能够快速、安全地将针带到定义的位置，从而能够通过针装载装置可重复地、准确无误地抓住针。此外，该设备还能够以较小的尺寸实现。
[0009]本发明的目的通过根据权利要求1的特征来实现。所讨论的这种类型的设备被设计为，收纳器具有至少一个穿通口，并且分离装置具有排出件(Austreibungsmittel)，该排出件可以穿过收纳器的穿通口并具有与至少一个针相对应的接触区域。
[0010]首先已经认识到:在现有技术中存在两种基本类型的分离装置。一方面已知的是一种单独的分离装置，其由两个部分组成，即，具有摆动或振动机构的针收纳器和输送器形式的分离装置。针从收纳器到达输送器，装载装置从那里拿起针。在此由于结构尺寸而需要非常大的空间。另一方面还有一种已知的分离装置，该装置被集成在机器人形式的针装载装置中，该针装载装置需要在针被抓住之前对针进行探测的图象处理软件，这种图象处理软件设计复杂、运行缓慢还很昂贵，而且命中率不理想。
[0011]对于这种已知的结构已经认识到:如果分离进程不是在针离开收纳器时才进行，而是近乎在收纳器中进行，则传统的分离装置的结构尺寸可以减小。
[0012]对于其他已知的结构已经认识到:当分离装置能够对针进行重复定位时，例如在机器人形式的装载装置中，图像处理软件对于取出针这一目的来说将不再是必需的。
[0013]根据本发明已经认识到:如果分离过程和被分离的针的表现动作不是与填充位置或收纳器空间分离地进行，而是用于针的收纳器就是分离装置的工作地点，则对针的定位即使在很小的结构尺寸时也可以借助于这种类型的装置来实现。分离装置进入到收纳器的区域中，并将通过该分离装置的针分离。因此，本发明的质量在于，收纳器在分离过程中是分离装置的一部分。
[0014]此外，根据本发明已经认识到:如果收纳器具有至少一个穿通口，分离装置的排出件可以被引导穿过该穿通口，则收纳器就使得针能够分离。根据本发明还已经认识到:当排出件包括一与至少一个针协调一致并与该针相匹配的接触区域时，就可以获得针的定义位置。
[0015]根据本发明装置的排出件可以被设计为剑形件、印章形件或杵形件。该排出件被引导通过收纳器和那里的针，以便排出针或使期望数量的针沿不同的方向被排出。当排出件分离出针时，排出件将刺穿剩余的针堆并排挤开在此未被接触区域探测到的针。有鉴于细长的结构形式，优选将排出件设置在收纳器的下面。剑形件、印章形件或杵形件的实施方式使得能够获得非常小的结构，因此还可以针对不同的针在例如同一底板上并排设置多个分离装置，在此，作为装载装置的机器人位于该底板上。通过这种方式，可以对不同收纳器和不同排出件中的多种类型的针进行并行处理。在排出件上可以设置止挡件，用于对驶出路径进行高度调节或调整。
[0016]为了实现所定义的针的位置，排出件的接触区域可以包括至少一个用于针的凹槽。为了通过装载装置成组地抓住多个针，该接触区域还可以具有多个凹槽或沟道或凹口等。它们可以被例如彼此平行地设置。此外，多重接触区域的凹槽也可以根据各种具有不同拐柄和/或不同针尺寸的针的构型和/或根据不具有拐柄的针的构型来调整。与此对应的，收纳器可以具有用于不同类型的针的不同腔室，并针对各个腔室和具有相应接触区域的排出件分别具有各种穿通口。
[0017]接触区域上的凹槽可以被设计为不同的。它们也可以在排出进程和分离过程中改变。在分离开始时，如果排出件沉入到针堆中，则可能会存在一较长的并优选越过排出件的整个长度的凹槽。单个的针可以被非常良好地捕捉并定位在该长槽上。
[0018]在排出件的已驶出的操作位置上，适宜地使凹槽在所述接触区域中断并形成一自由空间，这使得能够更容易地接近夹持元件，以接收和继续输送分离出的针。这些不同的凹槽设计优选可以自动地调整，在此，对排出件的排出路径的相关调节通过操纵器来完成。
[0019]在结构设计方面，排出件可以在接触区域的轴向端部上具有局部的、向上突出的支承件，该支承件在上侧具有短的凹槽，在此，在优选为中空的排出件中设有可运动的和如前所述的相应可调节的插入件。该插入件位于所述支承件之间并在上端部上也具有凹槽。在静止位置上以及在排出和分离过程的初始阶段，插入件的凹槽对齐地连接在支承件的凹槽上。在最高的工作位置上，插入件被拉回、特别是降低，以形成自由空间。
[0020]在一种优选的实施方式中，排出件被设置在收纳器的下方，如果收纳器向上开放，则在收纳器的底板上就只需要单一的穿通口。该向上开放的收纳器对于没有被排出件的接触区域检测的针来说是有利的。收纳器还可以另外的结构形式实现。例如，收纳器可以具有附加的盖板作为保护件来防止污染。也可以考虑设置两个相对置的穿通口，这两个穿通口可以相对置地设置在收纳器的底板和盖板中。还可以在收纳器的侧壁上设置两个相对置的穿通口。这可能出现在下述情况下:装载装置的夹具能够在侧向输出位置上更好地抓住所选择的针。正好在输出位置上，即，当分离装置的接触区域离开收纳器时，可以通过临时的磁场使针保持在接触区域上，当然该磁场必须不会对其他的针产生影响。在这样的局面下，也可以考虑在收纳器的下面取出针。
[0021]关于本发明重要的还有用于针的收纳器的形状设计。在此需要设定:针位于哪里，分离装置的排出件在哪里抓取，以及用于接收针的装载装置的夹具被放置在哪里。所有这一切都发生在一预定的范围内，因此相比于专利文献DE102011016755B3中的定界，在此不会进行位置搜索。收