用于处理金属母件和用于分类金属废件的装置及方法与流程

本发明涉及一种用于处理金属母件(parentpart)且还用于分类由此产生的金属废件(wastepart)的装置及方法。

背景技术：

当处理金属零件时，金属废件可能由于分离过程(诸如冲压或切割)而产生。金属废件将被收集来用于再循环。在再循环时，重要的是在可能的情况下将不同的独立废件与彼此分开。

de10002368c2提出了基于其颜色的分类废物。出于此目的，废物尺寸减小，且铁磁材料首先分开。其余的材料以无机或有机试剂处理，以便带来颜色反应。废件然后可使用彩色相机取决于其获得的颜色来分离和分类。

此方法的花费相对高。另外，化学废品这里可由于使用试剂而产生。

用于分离废料的另一途径从de102009056813a1中获知。在那里，借助于气流中的废料的流入，基于材料的移动或飞行性能来执行分离成子流(sub-flow)。按照其移动或飞行性能划分的材料流使用x射线探测器来探测，以便确定材料。这里，x射线探测器处的辐射强度和辐射能量可适于事先已经与彼此分离的材料流。此x射线探测器需要适合的工业安全措施。因此，该布置是复杂且昂贵的。

为了分离和分类由铝合金形成的废件，de202009006383u1提出了首先使这些废件尺寸减小，以及剥离它们的任何涂层。x射线荧光光谱仪然后执行，以便获得不同铝合金的分离和分类。此方法还也需要高花费和适合的工业安全措施。

技术实现要素：

从已知现有技术出发，可考虑的是，本发明的目的在于在金属母件的处理范围内产生分离金属废件的简单可能性。

该目的通过具有权利要求1的特征的装置和具有权利要求15的特征的方法来达成。

按照本发明，提出了一种用于处理金属母件和用于分类金属废件的装置及方法。这里，母件成为期望的轮廓，其中待分离的至少一部分由分离单元与母件分离且各个分离的部分形成废件。此外，母件还可任选地成形成期望的三维形式，例如，由借助于压机或压台的拉制过程。分离单元也可例如由配备有分离工具的压机或压台来提供。举例来说，压机或压台可包括冲压工具或冲头上的切削刃。

为了将至少一个分离的废件带离，举例来说，可提供传送单元。传送单元可包括各种传送器件，诸如斜槽和/轴和/或传送带和/或传送链和其它已知的传送器件。分类单元提供成以便分类至少一个废件。出于此目的，分类单元将控制信号从光学探测单元传输，光学探测单元探测废件。光学探测单元构造成探测各个废件上的至少一个几何特征。举例来说，废件的外部轮廓和/或废件的部分或区域的轮廓认作是几何特征，诸如凸起和/或凹陷的轮廓等。举例来说，几何特征可为凹陷或贯穿通路的直径。为了清楚分配，还可探测和链接废件的多个独立几何特征。

控制信号取决于至少一个探测到的几何特征来生成和传输至分类单元。在一个示例性实施例中，分类单元具有用于给送废件的至少一个给送通道，以及至少两个或更多个出口通道。这里，传送装置可将传送的废件输送至给送通道。基于控制信号，输送至给送通道的废件因此可由分类单元转送至所提供的出口通道中的特定一个。作为备选，还有可能首先收集未分类的废件，且对于分类单元，与分离单元分开执行分类过程。分类单元和分离单元可借助于共同的传送单元连接，然而这不是绝对必需的。举例来说，分类单元还可包括一个或更多个分类机器人，控制信号传输至机器人，且其从未分类的废件除去废件中的一个，且取决于控制信号来分类其，即，例如，将其放入特定容器中，或将其给送到特定传送通道以便进一步的运输。废件可从容器或从废件的传送流抓取。

单独的光学探测单元可指定给各个分类机器人。

分类机器人或其抓臂可将废件定向在光学探测单元的视场中，使得能够可靠地探测到至少一个几何特征。

光学探测单元也可可动地布置。因此可从不同的方向来考虑至少一个废件。具体而言，还有可能将光学探测装置布置在至少一个分类机器人上，例如，在抓臂上。

因此，至少一个几何特征用作分类标准。以此方式，有可能取决于废件的材料以很简单的方式分类废件。在处理母件时(例如，在压机设施中)，母件的相同材料总是用于待生产的特定零件。这里，产生有几何特征的废件。由光学探测单元探测到的几何特征因此还可链接至母件的材料。以此方式，有可能将由特定材料制成的废件给送至特定传送通道和/或将这些沉积在特定容器中，且将它们分类成特定种类。

由于本发明，故废件的化学处理或x射线检查不是必需的。没有产生必需弃置的化学制品。也不需要任何特定工业安全措施，而这将是使用x射线单元中必需的。通过化学或物理方法来准确分析化学成分不是必需的。废物处理措施(诸如尺寸减小、切碎、净化或除去涂层)可为备用的。完全分类的分离可按简单方式在设备和时间方面的低花费下执行。

特征为特定废件且因此特定材料的待探测的至少一个几何特征限定在光学探测单元或分类单元中。可光学地探测的至少一个几何特征可在待分离的母件的部分的分离之前和/或期间生成。

一个或更多个几何特征优选地选择成使得它/它们可在废件的相对两侧上光学地探测。举例来说，连续的孔可在孔开口处的相对两侧上探测。形成在一侧上的凹陷还可探测为例如在相对侧上的凸起。

在有利的示例性实施例中，可提供标记单元，且其可构造成将可光学探测到的标记施加到待分离的母件的至少一部分上，该标记构成至少一个可光学探测的几何特征。因此，标记可特征为与母件分离的部分且随后废件的材料。由于标记的光学探测，故对应的控制信号然后可针对分类单元生成，且未混合的分类可执行。标示可通过废件上或待分离的部分上的任何可光学地探测的特征构成，例如，至少一个几何形状和/或至少一个字母和/或至少一个符号和/或类似的。任何形状(诸如圆形、多边形等)都可在该部分中产生来作为几何形状。标记可以说优选为三维的，且以凸起的方式远离待分离的部分的边界表面凸出，且/或体现为关于待分离的部分的边界表面的凹陷。因此，标记可称为三维标记。举例来说，此标记可通过压花和/或绘制或待分离的部分的另一类型的成形来产生。

在一个示例性实施例中，取决于母材的材料，以随材料而定的方式施加的标记(例如，由操作者手动地)预先限定在标记单元中。举例来说，如果在压机线或传递压机或还有独立的压机的情况下，另一材料在更换事件中用于给送的母件，则将施加到待分离的母件的部分上的另一个材料特征标记可相应地预先限定给标记单元。

在一个实施例中，有可能的是，标记单元包括至少一个激光器，以用于将标记雕刻在待分离的母件的一部分中。用于雕刻的多个不同标记可预先限定至激光器。这里，有可能以很简单的方式适应由不同材料构成的不同的母件。

在优选的实施例中，用于处理母件的装置包括具有上刀具和下刀具的至少一个压机或至少一个压台。装置可包括传递压机设施，其具有不同的压台或具有连接的独立压机的压机线。

至少一个压机或压台的压机或压台可形成分离单元，且出于此目的，例如可包括用于分离待分离的至少一部分的分离工具部分。举例来说，冲压工具可设在上刀具和/或下刀具上。分离单元作为备选或此外还可包括其它分离或切割器件，例如，喷水切割单元和/或激光切割单元。

作为备选或此外，还有可能的是，至少一个提供的压机或压台的压机或压台包括用于成形母件的成形工具部分。举例来说，母件可在压机或压台中由拉制过程成形为期望的，例如，三维形式。待分离的部分的成形和分离可在共同的压机或压台中或在连续的压机或压台或装置中的处理步骤中执行。

在标记单元提供成以便引入标记时，标记单元可包括至少一个标记凸模(markingplunger)。该标记凸模可布置在至少一个提供的压机或压台的压机或压台的上刀具上和/或下刀具上。这里，标记可在分离和/或成形期间引入待分离的母件的部分中。

标记单元优选地构造成以一种方式引入标记，使得其可在待分离的部分的相对两侧上是可光学探测到的。在借助于标记凸模引入标记时，标记可由凹陷新城在一侧上，且由对应的凸起或对应的凸部形成在另一侧上。因此，该标记可由两侧上的光学探测单元探测到。具体而言，由凹陷和由凸起形成的该标记的截面形状可被识别，且可用作至少一个可探测到的几何特征。作为备选或此外，标记还可包括在两侧上的待分离部分的完全贯穿通路或雕刻。由于标记在待分离的部分的相对两侧上可光学地探测到，故废件的位置并未起到任何作用，或在光学探测中仅起到较小作用。

在光学探测单元布置邻近于分类单元时且例如在沿传送的废件的传送方向的分类单元之前是优选的。还有利的是在传送单元分配个性化单元时，其在传送的废件的传送方向上布置在光学探测单元之前，使得废件可连续地独立探测到。

举例来说，光学探测单元可包括用于光学探测的至少一个相机。至少一个相机可体现为单色相机。单色相机足以探测废件的至少一个几何特征。

附图说明

装置和方法的有利实施例将从所附权利要求、描述和附图中变得清楚。本发明的优选示例性实施例将基于附图在下文中详细阐释，在附图中：

图1示出了具有一定数目的压机或压台的装置1的示例性实施例的类似于框图的简图，

图2示出了装置的示例性实施例的框图，

图3至5各自在高度简化的基本示意图中示出了母件、母件上的待分离部分以及产生的零件和分离的废件的简图，

图6示出了包括多个压机或压台的压机布置的示例性实施例的类似于框图的简图，以及

图7示出了图6中的压机布置的分类单元的示例性实施例的类似于框图的简图。

零件列表

10装置

11母件

12废件

13压机

14压台

15上刀具

16下刀具

17压机线

18传递压机设施

22分离单元

23冲压工具部分

24待分离的部分

28传送单元

29轴

30传送带

31收集容器

33分类单元

34给送通道

35出口通道

36分类机器人

37抓臂

38光学探测单元

39相机

43标记单元

44标记凸模

45工具凹口

46激光器

50储存单元

51个性化单元

g几何特征

s控制信号

m1标记

m2标记

m3标记。

具体实施方式

图1至2各自在框图中示出了装置10的示例性实施例。装置10构造成处理金属母件11，且分类处理期间产生的金属废件12。母件11和废件12的实例在图3至5中示意性示出。各种母件11优选在各种情况中为母件或母板。母件11在母件11在基本上沿其延伸的平面的两个空间方向上的大小大于与该平面成直角的母件的厚度，优选地大至少10倍。举例来说，母件11可为多边形且特别地是矩形。在母件11已经在其它准备处理步骤中适应至装置10中待产生的零件时，母件11也可具有其它形状。

在这里所述的优选示例性实施例中，至少一个压机13或压台14属于装置10，且在各种情况下具有上刀具15和下刀具16。一定数目的压机13可形成压机线17，或一定数目的压台14可形成传递压机设施18。一个或更多个压机线17或传递压机设施18可属于装置10。在最简单的情况中，装置10具有单个压机13。

装置10具有分离单元22。在这里描述的示例性实施例中，分离单元22可形成在压机13或压台14上，例如，通过附接到上刀具15和/或下刀具16上或形成在该处的冲压工具部分23。因此，分离单元22可由压机13或压台14形成，或可整体结合在该处。还有可能提供分离单元22，其与压机13或压台14分开，且举例来说，可由喷水切割单元、激光切割单元等来形成。待分离的母件11上的部分24在母件11由装置10处理期间借助于分离单元来分离。与母件11分开的各个部分24形成废件12。母件11上待分离的部分24在图3至5中以虚线方式示意性地示出。

举例来说，装置还包括传送单元28。传送单元28按照示例性压机13或压台14将废件12从分离单元22带离。传送单元28可包括轴或斜槽29、传送带30、传送链、摇动或振动传送单元，或可适用于传送废件12的任何其它传送器件或上述单元和器件的任何组合。

借助于传送单元28，在一个示例性实施例中，废件12给送至分类单元33(图1和2)。作为备选，还有可能由传送单元运离废件12，且首先将未分类的这些收集在收集容器31(图6)中。分类单元33和分离单元22可借助于共同的传送单元28连接，如根据图1和2的示例性实施例那样，然而这绝对不是必需的。分类单元33和分离单元22还可单独地体现，而无通过传送单元(图6和7)的直接连接。

按照实例，分类单元33具有至少一个给送通道34和两个或更多个出口通道35。废件12由传送单元28给送至给送通道34。出于此目的，给送通道34因此连接到传送单元28上。分类单元33可将在给送通道34处给送的废件12转送至提供的出口通道35中的一个，且因此可将到来的废件12流分成出口子流，其中出口子流的数目对应于出口通道35的数目。

光学探测单元38分配给给送通道34上游(这是在朝分类单元33的废件12的传送方向上考虑的)或给送通道34处的传送单元28。光学探测单元38可包括至少一个相机39。另外或作为备选，光学探测单元38还可包括至少一个扫描仪，例如，激光扫描仪。在优选示例性实施例中，至少一个相机39体现为单色相机，例如，cmos相机。光学探测单元38探测各个废件12的至少一个几何特征g，且生成对应的控制信号s。例如，控制信号s无线地和/或以有线方式传输至分类单元33。

在这里所述的示例性实施例中，将评估控制信号s，其特征为至少一个几何特征。取决于至少一个几何特征，有可能确定包括几何特征的废件12所源自的母材部分11。这继而又允许分配给母件11且因此还有在所述母件处理期间分离的废件12由其构成的材料。借助于至少一个几何特征g的光学探测和评估，将给送到分类单元33中的废件12在出口通道35处分成不同材料因此是可能的，使得由相同材料构成的废件12给送到各个出口通道35。废件12因此分类或分离成特定种类。

举例来说，分类单元33还可包括至少一个分类机器人36，控制信号s传输至机器人36，且机器人36从未分类的废件12除去废件，且取决于控制信号s来分类其，即，例如，将其沉积在特定容器中或特定储存单元50中，或将其给送至特定传送通道，以便进一步的运输(图7)。废件12可从容纳未分类的废件12的收集容器31抓取，或可从传送的未分类的废件12流抓取。这里，各个分类机器人36可分配单独的光学探测单元38。

分类机器人36或其抓臂37可将废件12定向在光学探测单元38的视场中，使得能够可靠地识别到至少一个几何特征g。

光学探测单元38也可可动地布置。因此可从不同的方向来考虑至少一个废件12。举例来说，光学探测单元38可附接到至少一个分类机器人36上，例如，分类机器人的抓臂37。抓臂37和抓取的废件12因此总是在光学探测单元38的探测范围内。废件12还可经由抓臂37定向，例如，旋转的和/或倾斜的，以便改善几何特征g的探测。

例如，几何特征可由废件12的外部轮廓k形成。如果由不同材料构成的废件12具有与彼此充分不同的外部轮廓k，则这些可作为特异化特征使用和评估。除外部轮廓k外或作为其备选，废件12的一个或更多个任意的其它几何特征g也可使用，例如，凸起和/或凹陷的截面形状和/或直径，和/或该处提供的贯穿通路，和/或压痕的尺寸和/或形式等。任何可选地可探测的几何大小和/或形状都可用作几何特征g。为了能够将废件12与彼此区分开，废件12的一定数目的几何特征g也可组合评估。

为了改善和/或允许识别，还有可能的是装置10具有标记单元43。压机线17或传递压机18可在各种情况中分配至少一个标记单元43。还有可能将单独的标记单元43分配给各个分离单元22。然而，在母件11的处理期间由装置10借助于一个标记单元43处理各个母件11就足够。

标记单元43构造成将可光学探测的标记m1,m2或m3应用于将分离且设在母件11上的一个、更多或所有部分24。此类标记m1,m2,m3可用作可光学探测的几何特征。标记m1,m2,m3可关于待分离的部分24的边界表面升高或凹入，且因此可形成凸起或凹陷。此类标记m1,m2,m3优选借助于标记单元43施加到待分离的母件11的相关部分24上，且从部分24的相对侧可光学地探测到。

在一个示例性实施例中，标记单元43可包括至少一个标记凸模44，其布置在压机13或压台14的上刀具15和/或下刀具16上。图1以高度示意性的方式示出了标记凸模44，其布置在压机13或压台14中的一个上的上刀具15上。与标记凸模44互补的工具凹口45设置在下刀具16上。举例来说，标记凸模或工具凹口45且因此生成的标记m1,m2,m3的截面可构成可探测到的几何特征g。

图3至5仅通过举例且示意性地示出了，在母件11的情况下，具有三角形截面形状的凹陷和凸起，在根据图4的母件11的情况下，具有菱形截面的凹陷和凸起，且在根据图5的母件11的情况下，具有圆形截面形状的凹陷和凸起，可通过标记凸模44产生，以便形成不同的特征m1或m2或m3。截面形状是任意的且基本的，且必须仅通过光学探测单元38探测到，且优选必须与其它截面形状可区分开。标记凸模44的使用具有的优点在于，凹陷形成在待分离的部分24的一侧上，且凸起形成在另一侧上。这里，产生了可选地从废件12的相对侧上可光学地探测到的相关标记m1,m2,m3。作为备选或此外，还有可能向待分离的部分24在两侧上提供压痕。

在使用至少一个标记凸模43的情况下，提供了以下优点，在成形或分离待分离的母件11的部分24时，相关标记m1,m2,m3也可施加到待分离的部分24上。利用压机13或压台14的对应冲程，标记m1,m2,m3可在单个操作中产生，且可分离相关部分24。不用说，相关标记m1,m2,m3也可在前一压机13或压台14的先前操作中的分离之前产生。

此外或作为备选，还有可能的是，标记单元43由单独的标记单元43引入待分离的至少一个部分24中。举例来说，雕刻单元可出于此目的提供，借助于该雕刻单元，标记m1,m2,m3作为雕刻引入待分离的对应部分24中。为了雕刻，例如，标记单元43可包括激光器46(图1)。

在附图中，装置10的示例性实施例仅以高度示意性的方式示出。取决于待分离的部分24的数目，压机13或压台14的上刀具15和/或下刀具16还可包括多个标记凸模44。用于不同部分24的标记凸模还可布置在不同的压机13或压台14上。唯一需要的是在废件12由传送单元28带离之前引入标记m1,m2,m3。单独的标记单元43可布置在压机13或压台14上。还有可能在母件11进一步的运输时提供标记m1,m2,m3在连续的压机13或压台14之间产生。

下文将描述可具体利用上文描述的装置10执行的示例性方法的顺序。

首先，母件11给送到装置10，且按照实例，给送到压机线17或传递压机18。在将母件11处理或成形成最终期望的形式时，至少一部分24在一个或更多个处理步骤中与母件11分离，其中各个分离的部分24形成废件12。废件12借助于传送单元28从相关压机13或压机级14，或从压机线17或传递压机18带离。传送单元28将至少一个废件12传送至分类单元33(图1和2)，或传送到收集容器31中，其继而又可运输至单独的分类单元33(图6和7)。在到达分类单元33之前或当到达分类单元33时，或在分类单元33中，废件12的至少一个几何特征g由光学探测单元38探测到，且控制信号s取决于探测到的至少一个几何特征g生成，且传输至分类装置33。废件12取决于控制信号s分类。举例来说，在分类单元33的给送通道34处给送的废件12可给送至提供的出口通道35中的一个，或分类机器人36将废件沉积在分配给控制信号的相关储存单元50中。以此方式，取决于它们与哪个母件12或母件12的哪种材料分离，废件12可与彼此区分开且分离。因此，可达成将废件12分类成特定种类。

在出口通道35处分类成不同材料流之后，废件可经由另一个传送器件给送至分配的储存单元50。还有可能在储存单元50之前或在储存单元50中压制废件12，以便增大密度且减小储存体积。

为了借助于光学探测单元38来简化废件12的光学探测，个性化单元51可在光学探测单元38之前(这是在传送方向上考虑的)提供为传送单元28的一部分。个性化单元51用于沿传送方向将废件12布置成连续的，使得它们由光学探测单元38连续地探测且事先给送至通道34。

本发明涉及用于处理母件11和用于分类由此分离的废件12的装置10和方法。出于此目的，提供了光学探测单元38，其构造成探测各个废件12的至少一个几何特征g，且生成对应于至少一个探测到的几何特征g的控制信号s。控制信号s传输至分类单元33。给送的废件12取决于接收到的控制信号s分类。因此，有可能将分离的废件12分配至特定的母件11。这继而又允许构成废件12的材料的分配和确定，其具体对应于构成母件11的材料。举例来说，因此有可能在大型压机的情况下便于以一种方式在经由传送单元28的共同的材料流中运输的不同废件12之间的区分，使得可确定来自母件11的所述废件的来源且因此其材料。这允许了废件12分离成不同的种类。