用于将金属板输送至冲压机的方法和设备与流程

本发明涉及一种在金属板输送至加工站、尤其是冲压机的情况下用于对金属板进行定位的方法，其中，朝向并且进入加工站中的所述输送沿着正交的两个方向(x轴和y轴)中的第一方向(y轴)进行，其中，在第一定位步骤中进行金属板沿着第一方向(y轴)的定位，并且在第二步骤中进行沿着第二方向(x轴)的定位，以实现金属板的预定的定位位置，并且为了所述输送通过抓取组件抓取金属板、使其运动至加工站并且将其导入加工站中并且在加工站中进行冲压以产生期望的加工图案、尤其是冲压图案，并且优选附加地使金属板沿着第二方向来回运动。此外，本发明涉及一种用于执行所述方法的设备和一种具有这种设备的、用于制造冲压件的设备。

背景技术：

如今在金属包装工业中，罐头盒顶盖或者深冲罐头盒——由钢或者铝制成，圆形或者非圆形——大多在高性能设备上制造。出于生产率的原因使用龙门式压机，所述龙门式压机能够实现多腔模具的使用。根据压机类型和可用的压机力的不同，使用以“锯齿形”或者线性组件的形式的模具。从而在每个压机行程中同时制造多个部件。在压机中对金属板的形式的基础材料——由铝或者钢制成——进行加工。借助一个或者多个夹具系统或者辊子将金属板输送给模具并且随后逐步进行加工。根据模具和进给系统的不同，使板在正交坐标系中仅沿着y方向或者沿着x和y方向运动。同样出于生产率的原因加工尽可能大的板。板越大，须涂漆、切割、输送等的板便越少。但是在任何情况下都必须以高的精度使金属板进入每个冲压位置中。

将金属板以堆垛的形式输送设至设备。在一个堆垛上能够堆叠几千个金属板。通常重量会限制堆垛的高度。将堆垛定位在链式或辊式输送器件上并且紧接着要么沿着压机中金属板加工的生产方向、要么沿着与生产方向成90°的方向输送到卸垛位置中。电或液压驱动的升降系统将堆垛提升直至如下竖直位置，在该竖直位置中，金属板被单个地抓取并且朝板压机的方向输送。

由于堆垛的重量大(通常达几吨)，只能相对不精确地将堆垛输送到卸垛位置。因此，各个堆垛的卸垛位置最高可能相差几厘米。此外，堆垛通常具有堆垛误差。板可能要么在卷材切割设备中的或者在涂漆设备中的堆叠过程中、要么在向加工设备运输的期间已发生移动(成扇形)。如今，先进的卸垛系统必须能够补偿这种误差。但是，堆垛的更精确的对中可能要求复杂的和昂贵的机械装置。此外，借助真空夹盘实现的对每个单独的板的卸垛方法也相对不精确。如果抓取金属板并且朝板压机的方向输送，则至少还对板添加润滑油。对于该过程通常使用辊子，所述辊子可能造成进入板的侧向位置中时的附加的不精确性。

因此，在能够在挤压模具中对输送给冲压机的板进行加工之前，必须使板在定位组件中进入限定的精确位置中。这不仅指沿着朝向冲压机的输送方向、而且也指沿着与此垂直的方向。精确度必须在+/-0.2mm的范围内。其原因是，金属板中不同的冲压位置应当尽可能相互靠近，从而实现金属板的最大化的材料利用。附加的原因能够在于，板可能是平版印刷(印刷)的并且刻痕必须精确地与印痕对应，或者板边缘上的剩余接片宽度应当保持为非常小。这是在借助多腔模具在板压机上加工金属板的情况下达到高的生产率的一项重要标准。

在图1中示出相互垂直的x轴和y轴，所述轴不仅在对现有技术的阐述中、而且也在对于本发明的阐述中用于描述如何向冲压机输送相应的金属板以及如何对金属板进行对中。卸垛装置2和压机20在图1中同样示意性地示出。根据现有技术，金属板沿着x和y方向的对中例如根据图2至图6示意性示出的那样实现。从板件堆垛中卸下的金属板的定位在对中台15上进行，该对中台具有输送皮带3、4、5。图3示出，通过卸垛装置2从未示出的金属板堆垛中卸下的金属板1已被放置到对中台上。金属板借助输送皮带3、4和5在对中台15上沿着正的y方向(y+方向)移动，所述正的y方向限定为朝向压机20的方向。图4示出在如下位置中的板1，在所述位置中，该板已沿着y+方向前移一定的距离，使得板1还仅处在输送皮带5上。这是反转位置，从该反转位置出发，使板1为了对中或者说定位而从输送皮带5沿着负的y方向(y-)运动，即重新朝卸垛装置2运动一段距离。图5示出，在借助输送皮带5沿着y-方向移动之后金属板1是如何贴靠在两个止挡件6和7上的，为此目的使所述两个止挡件上移到台平面上方。由此将板在y轴上对中或者说定位。随后将止挡件8沿着x+方向定位直至靠近板并且最后滑动件或者说另外的止挡件9使板沿着负的x方向(x-)朝向止挡件8移动，从而得到金属板1的、根据图6的对中的或者说定位的位置。在根据现有技术的一个其它的实施方案的情况下能够将沿着x和y方向的定位相结合，例如其方式为：具有弹性的真空夹具系统使板朝向x+和y-方向的止挡件移动。

de4345184a1示出一种对中装置，在该对中装置的情况下，称为定位站的、用于金属板的对中装置构造具有用于金属板的两个侧向的止挡件和一个后部的止挡件。

一旦金属板到达其最终的定位和位置或者说完成定位后，其将被处理系统接收并且被输送至模具20中进行加工。为此，在图6中示出夹具11，该夹具在板的此前对中的/定位的位置中在板的后端部上抓住板并且沿着y+方向将其输送到压机20上。使金属板沿着y+方向前移并且在可能的情况下沿着x-和x+方向运动以产生期望的冲压图像的夹具可以是在图6的位置中抓取了对中的板1的同一夹具。能够以已知的方式存在有第二夹具，该第二夹具在压机20的上游从第一夹具上接收板1。

所阐述的根据现有技术的定位或者对中机械装置耗费高并且需要维护。此外，该机械装置还需要一些时间对板进行定位。在对中或者定位过程期间，还不允许处理系统或者说还不允许夹具接收金属板。一方面是因为尚未完成定位，而另一方面则因为定位机械装置可能引起与夹具的碰撞。

技术实现要素：

本发明的任务在于，提出一种改进的、用于在将金属板输送至加工站的情况下对金属板进行定位的方法。尤其是应当能够借助该方法实现更小的维护需求和更快速地输送至压机。

该任务在开头所述的方法的情况下通过如下方式解决：金属板沿着第二方向(x轴)的定位通过以下步骤实现：

-通过至少一个传感器件确定金属板沿着第二方向(x轴)的位置；

-通过借助控制装置分析传感器信号来识别金属板与其预定的定位位置沿着第二方向的偏差；以及

-在借助抓取组件抓取金属板之后，校正所述定位位置与预定的定位位置沿着第二方向(x轴)的偏差，其方式为：在将金属板输送至加工站的输送运动的期间，抓取组件在控制装置的控制下进行使金属板沿着第二方向运动到预定的定位位置中的运动。

因此，本发明的主题在于，能够取消金属板沿着x轴(或者说第二方向)的移动作为单独的定位步骤。相反通过至少一个传感器探测(优选非接触式地探测)板在x轴上的位置，使得该位置在与所述传感器相连接的控制装置中可识别。因此，替代于首先使板进入限定的x位置中并且随后才将板转交给抓取组件，首先仅检测金属板的x位置。控制装置基于获取的值计算用于抓取组件的接收位置并且向加工站输送的情况下抓取组件使金属板进入相对于x轴的正确位置中或者补偿由传感器装置和控制装置确定的与预定的定位位置沿着第二方向的所述偏差。因而不必校准和维护用于在x轴上定位的定位部件。

因此，该处理方式的优点一方面在于取消耗费高的并且需要维修的定位机械装置。此外还节省了该机械装置为了对板进行定位所需的时间。

优选在抓取板之前根据板沿着x方向偏离的位置对抓取组件的位置进行调整，其方式为：将抓取组件相应地移动。由此实现在金属板的为此设置的部位上抓取板。

优选通过静态的传感器实现对沿着第二方向的位置的确定，这得到了简单并且牢固的结构。作为替选或者作为附加，对沿着第二方向的位置的确定能够通过可运动的传感器实现，尤其是通过如下方式：将传感器设置在抓取组件上并且通过该抓取组件使传感器运动到金属板上方。以这种方式能够使用可运动的传感器，这能够简化所使用的传感器的结构，而不需要附加的、用于使传感器运动的机械装置。

尤其是能够将具有或者不具有反射器的线性传感器亦或将具有图像处理的相机用作传感器件的传感器。该传感器能够设置在金属板位置的上方或者下方，或者它可以是不仅设置在金属板位置上方、而且也设置在金属板位置下方的传感器。在所描述的所有变型方案中的多个传感器能够改进对位置的识别(尤其是在优选使用传感器件的光学传感器的情况下)，因为金属板根据材料和预处理的不同能够具有不同的反射特性。但是也能够使用通过接触工作的传感器件来代替非接触式光学传感器件。

此外，本发明的任务在于，提出一种用于在将金属板输送至加工站、尤其是冲压机的情况下对金属板进行定位的改进的设备。尤其是应当能够借助所述设备实现更小的维护需求和更快速地向加工站或者说压机输送。

该任务借助具有权利要求10的特征的设备解决。

因此，本发明的主题在所述设备的情况下也在于，避免将金属板沿着x轴或者说第二方向的移动作为单独的定位，并且相反通过至少一个传感器使金属板在x轴上的位置是可探测的，使得该位置在与所述传感器连接的控制装置中是可识别的。因此，代替使板首先进入限定的x位置中并且然后才将板转交给抓取组件，所述设备能够允许首先只探测金属板的x位置。控制装置基于所获取的值计算用于抓取组件的接收位置，并且在向加工站输送的情况下抓取组件使金属板进入相对于x轴的正确位置中。由此在所述设备的情况下不必校准和维护用于沿着x轴定位的定位部件。

因此，该设备的优点一方面在于取消耗费高并且需要维护的定位机械装置。另一方面节省了该机械装置为了对板进行定位所需的时间。

优选的是，为了确定沿着第二方向的位置设置有静态的传感器，这得到了特别结实的和免维护的设备。但是也可能的是，为了确定沿着第二方向的位置而设置有传感器件的可运动的传感器，尤其是传感器件的传感器设置在抓取组件上并且通过该抓取组件可运动到金属板上方，这具有如下优点：不必为了所述传感器的运动而使用附加的机械装置，因为抓取组件本就构造用于实施所需的运动。

尤其是能够将具有或者不具有反射器的线性传感器设置为所述传感器，或者能够将具有图像处理的相机设置为所述传感器。此外，传感器件能够包括设置在金属板位置上方或者下方的传感器。这些所提及的措施或者说传感器的类型和布置能够改进工业领域中对金属板边缘的识别。因此，尤其可能有利的是，为了探测金属板位置而设置有具有多个不同传感器的传感器件。

此外，本发明的任务在于，提出一种改进的、用于从金属板中制造冲压件的设备。

该任务借助根据权利要求18的设备解决。

因此，在本发明所有的实施方案中，在将金属板输送至冲压机的情况下，为了将金属板定位到用于将金属板导入冲压机中的正确的位置中而进行如下处理：借助止挡件调节沿着输送方向的定位位置。沿着与输送方向正交的第二方向的定位以如下方式进行：通过至少一个传感器和控制装置确定金属板沿着第二方向的位置并且由控制装置确定金属板与预定的定位位置沿着第二方向的偏差。随后借助抓取组件进行沿着第二方向的定位，该抓取组件设置用于将金属板输送至冲压机，其方式为：这样控制抓取组件，使偏差得到补偿并且金属板正确定位。

附图说明

本发明的另外的构造方案、优点和应用由从属权利要求和由当前后续的附图说明得出。在附图中：

图1示意性地示出卸垛装置和冲压机以及坐标系，该坐标系用于阐述不仅在现有技术的情况下而且也在根据本发明的处理方式中如何将金属板从卸垛装置输送至冲压机；

图2至图6示出根据现有技术的处理方式；

图7至图11示出根据本发明的一个实施例的处理方式和设备；以及

图12示出抓取组件的夹具的一个示例。

具体实施方式

为了阐述本发明的一个实施例，同样参考根据图1的坐标系。此前已根据图2至图6阐述了现有技术，在此可供参阅。

图7示出本发明的一种实施例的对中台15，在该对中台的情况下设置有具有至少一个传感器和可能的照明器件和/或反射器的传感器件16，该传感器件能够检测在所述台上处于传感器件的探测区域中的金属板的边缘在x坐标上的位置，还将对此进行详述。因此能够与接收传感器件16的信号的控制装置18一起识别金属板在x坐标上的位置以及金属板1与期望的预定的定位位置在x坐标上的偏差。在图7中以及在图8和图9中也未示出抓取组件，以便简化附图。但是抓取组件是存在的并且稍后将通过图10、图11和图12进行阐述。在图7中同样示出输送带3、4和5，借助所述输送带能够使相应的金属板1在对中台上沿着y坐标方向向前和向后运动。替代于或者附加于输送带，也能够设置有其它用于该运动的器件，例如部分沉入台中地设置的辊子。台15能够以已知的方式配备有使金属板在台上的运动变得更容易的器件、例如规则设置的滚动体或者用于产生气垫的器件。这对于本领域技术人员是已知的并且在此不再详述。

图8示出金属板1，该金属板已放置在对中台上并且紧靠输送带3和4。借助输送带3、4和5实现金属板沿着y方向的定位，其方式为：使金属板1首先沿着y+方向向前移动。当金属板到达特定位置(在该位置的情况下，金属板仅还支承在输送带5上，如在图9中示出的那样)后，将其沿着y-(y负)方向朝向两个止挡件6和7移动，如已在现有技术中阐述的以及在这里在图10中示出的那样。这是沿着y方向定位的优选方式。也可以使用其它已知的沿着y方向定位的方式。

在该实施例的各附图中，传感器件16至少包括具有沿着x坐标方向的纵向延伸部的静态的传感器17。该传感器例如是线性传感器，其具有成行设置的多个光敏性传感器元件并且因而能够输出信号，该信号能够通过如下方式确定传感器上方的物体的位置：判断哪些传感器元件被物体遮住和哪些传感器元件未被遮住。在本示例中将这种传感器这样设置在台板的凹部13中，使其相应地处于金属板1下方。此外将所述传感器这样设置，使其在金属板1在y坐标上定位的情况下能够将在传感器上方的边缘1’在x坐标中的位置作为传感器信号输出。在图10中可以看到，金属板1的边缘1’处于传感器的上方，使得传感器的一部分17’被金属板1覆盖。传感器件的传感器的处在x+方向上的、未被金属板1覆盖的部分用17”标记。传感器与控制装置18相连接，该控装置分析传感器信号并且由此能够计算金属板1在x坐标上的位置与金属板的期望的定位位置的偏差。该控制装置也控制抓取组件的夹具11的驱动装置。通过传感器件对金属板的精确位置的探测能够借助仅一个传感器实现(例如借助所提及的线性传感器)，并且可借助或者不借助照明器件和/或反射器实施，或者传感器件能够包括多个传感器，将所述多个传感器的信号在控制装置中进行分析。传感器件也能够包括光学系统、例如具有图像处理的相机，所述光学系统被附加于传感器或者代替传感器使用。传感器件的传感器或者相机能够设置在金属板位置的上方和/或(如在示例中示出的那样)在金属板位置的下方。出于精确性的原因也能够设置有多重探测。对金属板位置的所述探测能够在金属板的一个或者另一个边缘上进行，或者在卷形的、在每个侧面上具有可被扫描到的两个边缘的板的情况下，这能够在一个侧面的两个边缘上或者在一个侧面的或者两个侧面的两个边缘上进行。

替代于至少一个静态的传感器或附加于静态的传感器，传感器件也能够包括借助至少一个可运动的传感器对板件边缘的探测。例如能够将传感器件的一个传感器设置在夹具11上并且为了测定金属板的位置而由控制装置使夹具11这样运动至金属板上方，从而测定金属板在x坐标上的位置。由于控制装置以已知的方式知晓抓取组件的夹具的位置，因此控制装置在这种情况下也能够由传感器信号推导出金属板的位置。在这种情况下可以放弃使用行传感器并且能够使用更简单的传感器。

必要时，传感器件也能够包括可独立于夹具运动的传感器。例如能够设置有可运动的接近开关。在这种情况下，对板件边缘的探测能够借助计时实现。由于传感器的初始位置是已知的并且传感器的运动速度是已知的，因此能够检测到传感器探测板边缘所花费的时间。由该时间能够推导出精确的位置。但是出于开头所述的免维护的原因，优选的是如下的传感器件，所述传感器件借助静态的传感器或者静态的相机工作或者借助设置在夹具上的可运动的传感器或者借助设置在夹具上的相机工作。

通过借助传感器件16确定金属板沿着第二方向(x轴)的位置和通过借助控制装置分析传感器信号以识别金属板与其预定的定位位置沿着第二方向的偏差，因而能够在向压机输送或者说运输金属板的情况下实现偏差的校正。在图10中示出，通过传感器件的传感器17和控制装置18确定金属板在x坐标上的位置与期望的定位或者对中的偏差δx。该偏差现在通过抓取组件校正。

对定位位置与预定的定位位置沿着第二方向(x轴)的偏差的校正在借助抓取组件抓取金属板之后进行，其方式为：在向加工站输送金属板的运动的期间，抓取组件在控制装置的控制下进行使金属板沿着第二方向进入预定的定位位置的运动。这能够这样实现，使得具有夹具11(该夹具能够通过控制装置以已知的方式沿着x和y方向借助夹具的相应的驱动装置运动)的抓取组件首先实施沿着x-(x负)方向的运动，以校正差额δx并且随后实施沿着y+方向朝向压机20的运动。然而优选的是夹具11的组合式的x和y运动，使得该夹具沿着箭头k的方向运动，其中，沿着x-(x负)方向的运动仅实现这样的程度，直至偏差δx被消除。

优选的是，在抓取板之前根据板的已识别的、在第二方向上偏离的位置调整抓取组件的位置，其方式为：将抓取组件相应地沿着第二方向移动，以便实现在为此设定的部位上抓取板。这在图10中示出，其方式为：在抓取之前将抓取组件的夹具11基本上沿着第二方向移动距离δx，以在为此设定的部位上抓取板1。

随后，夹具11将金属板带入压机20中并且沿着x和y方向实施已知的冲压运动，这在图11中示出。抓取组件也能够以已知的方式具有两个夹具，在所述两个夹具之间相应地转交由第一夹具定位的金属板1。图10的夹具11于是实施沿着x-(x负)方向的校正运动和朝向冲压机的y运动并且实施冲压图像中至少一列的所有冲压(通常为两至三个冲压列)，随后抓取组件的第二夹具接收金属板并且完成冲压，而第一夹具则重新返回以接收下一个金属板。

图12示出抓取组件的一种已知的夹具，例如该夹具在传统的装置中已使用以及该夹具同样用于本发明。夹具11能够通过相应的驱动装置沿着x方向和y方向运动，所述驱动装置通过控制装置来控制。夹具具有两个钳子19，借助所述钳子能够在金属板的沿着y+方向观察处于后方的边缘上抓取金属板并且也能够重新将金属板松开。这是已知的并且在这里不再详述。

在本申请中描述了本发明的优选的实施方案，但是应明确指出的是，本发明不局限于这些实施方案并且也能在后面的权利要求书的范围内以其它方式实施。