专利名称：用于调整板形零件位置的装置和方法
技术领域：
本发明涉及一种用于调整板形零件，特别是金属片坯件的位置的装置。
背景技术：
在所谓的冲压线中，除非在正确位置，即在限定的设定位置，将通过连续输送设备 供应的金属片坯件转移到工作站，特别是下游的金属成型冲压机，才能实现高生产能力。在 上下文中，一种已知方法提供了借助光学测量装置来确定到达的金属片坯件的实际位置， 并将该实际位置和存储的设定位置进行比较。从实际值和设定值之间的比较，确定与设定 位置的偏差，该偏差通过提供处理单元，例如机器人抓取与设定位置偏差的金属片坯件，将 其移动到设定位置，并在正确即设定位置上将其转移到下游工作站，特别是转移到金属成 型冲压机来纠正。这里的处理单元需要完成两项任务，一方面，它需要将来自连续输送设备的零件 转移到金属成型冲压机，另一方面，它需要去执行板形零件的位置定位。这是低效的并导致 长循环时间。现有技术还提供了机械居中装置，机械居中装置定位在连续输送设备上并将到达 的板形零件移动到中心位置。此操作是以机械锁方式执行，即通过触摸将传入的零件移动 到正确的中心位置。在此过程中，位置定位并不非常精确，因为所有传入的板形零件都以同 样的方式居中，而不论它们的实际位置。而且也不可能用此方式来处理大批零件。
发明内容
因此本发明是基于创造上面援引类型的一种装置及用于板形零件的位置定位的 一种方法的问题，借助于该装置和方法，能以简单方式精准而正确地定位板形零件，而且借 助于该装置和方法，可以增加在任意循环中可转移到下游工作站的板形零件的数量。这个问题通过具有独立权利要求1的特征的用于板形零件的位置定位的装置以 及具有独立权利要求5的特征的用于板形零件的位置定位的方法来解决。本发明提供一种用于板形零件、特别是金属片坯件的位置定位的装置，其包括连 续输送设备、分配给连续输送设备的光学测量装置以及耦接到光学测量装置的控制单元， 连续输送设备用于输送板形零件，光学测量装置用于确定至少一个特定板形零件的实际位 置，将所述实际位置和存储的设定位置进行比较，以及确定实际位置与设定位置的偏差，控 制单元用于控制定位单元，从而与设定位置的偏差已被确定的至少一个特定板形零件可在 抓取区域由定位单元抓取并放置在限定的递送区域对应于连续输送设备上用于转移的设 定位置的正确位置。借助于定位装置，板形零件因此可进入它们的设定位置并被转移到下游工作站， 可特别地借助于下游处理单元被放置在金属成型冲压机中的正确位置上。因此，定位装置 专门用于在设定位置安置(positioning)或定位(orienting)板形零件。在上述的现有技 术中，处理单元具有两种功能，即零件转移和位置定位。相比于上述的现有技术，本发明分离了这些功能。因此，简化了运动的控制和次序，使得每个循环的板形零件的数量或它们的 生产能力得以提高。在特别优选的方式中，定位单元包括至少一台机器人。在特别优选的变化中，至少 一台机器人被设计成多轴关节连接(multiaxialarticulated)的机器人。在本发明的进一步发展中，测量装置包括照相系统，照相系统用于给至少一个特 定板形零件的实际位置拍照。这导致了实际位置的快速检测。连续输送设备适宜地包括用于输送板形零件的至少一个输送带。本发明还涉及具有独立权利要求5的特征的用于调整板形零件位置的方法。根据本发明的用于调整板形零件位置的方法包括以下步骤-在连续输送设备上供应板形零件；-借助于光学测量装置，确定至少一个特定板形零件在连续输送设备上的实际位 置，并且将所述检测的实际位置和存储的设定位置相比较；-确定实际位置与设定位置的偏差；-由定位单元在抓取区域中抓取具有与设定位置的偏差已被检测的所述至少一个 特定板形零件，且在限定的递送区域对应于连续输送设备上的设定位置的正确位置将板形 零件放置；-转移所述至少一个板形零件。如上所述，专门用于将板形零件移动到其设定位置的定位单元可导致较高的灵活 性，而且导致高产量的板形零件。如果使用至少一台机器人，特别地，可进一步改善灵活性。例如，可将至少一个板 形零件放置于不同于其原来方位的角位置。在此过程中，设定位置涉及角度的变化。特别 是，可将板形零件放置于水平面上，同时将其原来的方位改变90度。在本发明的进一步发展中，板形零件的递送区域对应于抓取区域。因此，可能在至 少一个板形零件的位置定位后，将至少一个板形零件放置到区域中的设定位置，在此区域 中，该至少一个板形零件之前被定位装置抓取。或者，递送区域可与抓取区域不同。例如，为了考虑在位置定位过程中连续输送设 备的运动，可将至少一个板形零件置于在转移或输送方向上抓取区域的上游。显然，递送区 域可向后，即在转移方向上抓取区域的后方运动。在本发明的进一步发展中，彼此相邻放置的至少两个板形零件被同时抓取，被同 时带进它们的设定位置并且被同时放置。或者，一个设置于另一个后方的至少两个板形零件可被同时抓取，被同时带进它 们的设定位置并且被同时放置。也可能一个设置于另一个后方或彼此相邻设置的多个板形零件被同时抓取，并且 被同时放置在一个改变的角位置上。在本发明的进一步发展中，提供单一机器人，以将单一板形零件或多个板形零件 定位到它们的设定位置。如果提供若干台机器人，用以将各个或若干个板形零件同时定位到它们的设定位 置，甚至可获得更高的灵活性。以下，在附图中示出了并且更加详细说明了本发明的优选实施例。
图1是用于板形零件的位置定位的装置的第一实施例的侧视图；图2是图1中用于位置定位的装置的俯视图；图3是用于板形零件的位置定位的装置的第二实施例的侧视图；图4是图3中用于位置定位的装置的俯视图；以及图5是图1中用于位置定位的装置的俯视图，子图5A到5C揭示了在板形零件的 位置定位中的变化。
具体实施例方式图1和图2显示了根据用于板形零件12的位置定位的本发明装置11的优选实施 例。关于此点，板形零件12是金属片坯件，例如，还未成形的本体面板。用于位置定位的装 置，以下将简称为位置定位装置11，是冲压线的一部分，在冲压线中，板形零件12最终到达 金属成型冲压机，在金属成型冲压机中板形零件12被成型。位置定位装置11包括连续输送设备13，连续输送设备13用于输送板形零件12。 连续输送设备13包括多个对应的输送带14a、14b，在输送带14a、14b上输送先前已用卸垛 装置(未图示)卸垛或分离的板形零件12。位置定位装置11还包括光学测量装置15，光学测量装置15适宜地置于其中一个 输送带14a、14b的上方，用于确定至少一个特定板形零件12的实际位置，并将此检测到的 实际位置与存储的设定位置进行比较，并且确定实际位置与设定位置的偏差。作为举例，光 学测量装置安装在龙门式支撑单元16上，支撑单元16桥接各自的输送带14a、14b。光学测 量装置15提供有照相系统17，照相系统17聚焦在各自的输送带14a、14b上，以给至少一个 特定板形零件12的实际位置拍照。在各自的输送带14a、14b的转移方向18上光学测量装置15的下游，提供由控制 单元20控制的定位单元19。控制单元20然后耦接到光学测量装置15上，藉此，将有关特 定板形零件的位置偏差的数据传送到定位单元19。根据图1和图2中所示的第一实施例，定位单元19包括被设计成多轴关节连接的 机器人的单一机器人21。机器人21是自立式的(free-s tending)，并包括机器人底座22， 在机器人底座22上安装运动单元24，运动单元24用于绕第一枢轴23转动，第一枢轴23在 使用位置是垂直的，运动单元包括安装在机器人底座22上的底座侧回转部，底座侧回转部 用于绕垂直的第一枢轴23转动。运动单元24还包括由上臂25和前臂26组成的关节连接 臂。关节连接臂的上臂25的一端连同回转部一起绕第二枢轴27转动，第二枢轴27在使用 位置是水平的，而另一端连接到前臂26的近端，同时可以绕水平的第三轴28转动。运动单元24还包括旋转构件29，旋转构件29位于前臂26与上臂25相对的一端， 并且可绕第四轴30旋转，第四轴30在前臂26的纵向方向上延伸。在相对前臂26的一端， 旋转构件29提供有回转构件31，回转构件31与旋转构件29相连接，同时可绕第五轴32转 动，第五轴32与第四轴30成直角延伸。转动构件(未图示)绕与第五轴32成直角延伸的第六轴33旋转，并且安装有接 合到回转构件31上的支撑部34，从而支撑部34跟随旋转构件的旋转运动。支撑部34优选
6地支撑具有真空吸附单元36的提升装置35。配置设计成以使得支撑部34从安装在其上的 回转构件或转动构件朝向第六轴33延伸，并且使得提升装置35包括容纳真空吸附单元36 的保持装置，保持装置连接到支撑部34上，同时可绕第七轴37旋转，第七轴37定位成与第 六轴33成直角。在欧洲专利第1623773号中可找到有关具有七个轴的关节连接机器人的 结构和运动序列的更多细节。如图3和图4所示的位置定位装置11的第二实施例与第一实施例不同在于，取代 单一机器人21，将两台机器人21a、21b彼此相对放置于各自的输送带14b的左边和右边。 如果待定位并排设置的板形零件12，特别选择这样一种布局。两台机器人21a、21b适宜建 造成相同的，并且对应于上述的第一实施例的单一机器人。借助于控制单元20，可控制两台 机器人21a、21b以同步操作。根据图1和2所示的第一实施例，在输送带14a、14b上供应板形零件12，板形零件 12是先前已用卸垛装置从一垛零件中卸垛的金属片坯件。然后它们到达光学测量装置15 的区域，在该区域通过照相系统生成板形零件12实际位置的图像。出于此目的，短时间停 止各自的输送带14a，以便产生轮廓分明的(well-defined)图像。从板形零件12的图像， 在光学测量装置15中确定了板形零件12的实际位置，并且将板形零件12的实际位置与存 储的设定位置进行比较。从实际值和设定值之间的比较，确定各个板形零件12与设定位置 的任何偏差。然后，关于该偏差的数据传输到控制机器人21的控制单元20。机器人21在抓取区域抓取各个板形零件，并且将其调整到设定位置。然后板形零 件12被放置于限定的递送区域中的设定位置。递送区域可与抓取区域一致。或者，机器人 21可将板形零件12在转移方向18上稍微向前移动，以补偿在定位过程中输送带的前移。 图2图解了使用相对的大表面的金属片坯件的位置定位，但机器人可同时抓取一个在另一 个之后到达或彼此邻近放置的两个较小的金属片坯件，并将它们放置于它们的正确设定位 置。如图5C所示，机器人21可抓取板形零件，并将板形零件定位到其设定位置，板形 零件置于一个改变的角位置，特别是在水平面上旋转约90度。同时抓取的两个板形零件显 然能以同样的方法重新定位，以便一个在另一个之后到达的两个板形零件可被重新定位成 彼此邻近放置(图5B)，或者并排到达的两个板形零件12可被最后重新定位成为一个在另 一个之后放置的两个板形零件12 (图5A)。在图3和图4所示的第二实施例中，并排放置的两个板形零件12到达光学测量装 置15的区域，在该区域通过照相系统17生成每个零件12的图像。这里同样，将实际位置 与设定位置进行比较，得以确定与设定位置的任何偏差。然后，控制单元20控制两台机器 人21a、21b，两台机器人21a、21b中的每一台适宜地抓取其中一个板形零件12，将其重新定 位并放置到设定位置。在第一和第二两个实施例中，位置定位之后在输送带上的设定位置进行板形零件 的转移，直到同样适宜地由机器人代表的处理单元(未图示)在正确的位置定位中抓取零 件，并将它们引入到下游的金属成型冲压机，在金属成型冲压机中板形零件被成型。
权利要求
一种用于板形零件(12)、特别是金属片坯件的位置定位的装置，其包括连续输送设备(13)，其用于输送板形零件(12)；分配给连续输送设备(13)的光学测量装置(15)，其用于确定至少一个特定板形零件(12)的实际位置，将所述实际位置与存储的设定位置相比较，以及确定实际位置与设定位置的偏差；以及耦接到光学测量装置(15)的控制单元(20)，其用于控制定位单元(19)，从而与设定位置的偏差已被确定的至少一个特定板形零件(12)可在抓取区域由定位单元(19)抓取并放置在限定的递送区域对应于连续输送设备(13)上用于转移的设定位置的正确位置。
2.根据权利要求1的装置，其特征在于，定位单元(19)包括至少一台机器人(21，21a、 21b)。
3.根据权利要求2的装置，其特征在于，所述至少一台机器人(21，21a、21b)被设计成 多轴关节连接的机器人。
4.根据前述权利要求中任一项的装置，其特征在于，光学测量装置(15)包括照相系统 (17)，所述照相系统(17)用于给至少一个特定板形零件(12)的实际位置拍照。
5.一种用于板形零件(12)的位置定位的方法，其包括以下步骤-在连续输送设备(13)上供应板形零件(12)；_借助于光学测量装置(15)确定在连续输送设备(13)上至少一个特定板形零件(12) 的实际位置并且将所述检测的实际位置与存储的设定位置相比较；-确定实际位置与设定位置的偏差；-由定位单元(19)在抓取区域中抓取具有被检测到与设定位置的偏差的所述至少一 个特定板形零件(12)，且在限定的递送区域中对应于连续输送设备(13)上的设定位置的 正确位置将板形零件(12)放置；_转移所述至少一个板形零件(12)。
6.根据权利要求5的方法，其特征在于，所述至少一个板形零件(12)放置于不同于其 原来方位的角位置。
7.根据权利要求6的方法，其特征在于，在水平面上将所述至少一个板形零件(12)从 其原来方位旋转约90度之后放置。
8.根据权利要求5到7中任一项的方法，其特征在于，板形零件的递送区域对应于抓取 区域。
9.根据权利要求5到7中任一项的方法，其特征在于，递送区域不同于抓取区域。
10.根据权利要求5到9中任一项的方法，其特征在于，彼此邻近放置的至少两个板形 零件(12)被同时抓取、被同时带进它们的设定位置、并且被同时放置。
11.根据权利要求5到9中任一项的方法，其特征在于，一个在另一个之后放置的至少 两个板形零件(12)被同时抓取、被同时带进它们的设定位置、并且被同时放置。
12.根据权利要求5到11中任一项的方法，其特征在于，定位单元(19)包括至少一台 机器人(21，21a、21b)。
13.根据权利要求12的方法，其特征在于，所述至少一台机器人(21，21a、21b)为多轴 关节连接的机器人。
14.根据权利要求5到13中任一项的方法，其特征在于，提供单一机器人(21)，以将各个板形零件(12)或同时将多个板形零件(12)定位到设定位置。
15.根据权利要求5到13中任一项的方法，其特征在于，提供若干台机器人(21a、 21b)，以同时将各个板形零件(12)或同时将多个板形零件(12)定位到设定位置。
全文摘要
提出了一种用于板形零件(12)的位置定位的装置，其包括连续输送设备(13)、分配给连续输送设备(13)的光学测量装置(15)以及耦接到光学测量装置(15)的控制单元(20)，连续输送设备(13)用于输送板形零件(12)；光学测量装置(15)用于确定至少一个特定板形零件(12)的实际位置，将该实际位置与存储的设定位置相比较，以及确定实际位置与设定位置的偏差；控制单元(20)用于控制定位单元(19)，从而与设定位置的偏差已被确定的至少一个特定板形零件(12)可在抓取区域由定位单元(19)抓取并放置在限定的递送区域对应于连续输送设备(13)上用于转移的设定位置的正确位置。
文档编号B21D43/11GK101909778SQ200880124002
公开日2010年12月8日 申请日期2008年3月12日 优先权日2008年3月12日
发明者J·波蒂兹, R·多纳 申请人:许勒自动控制有限责任两合公司