技术领域
[0001] 本
发明涉及用镶嵌瓷砖填充容纳面板以便给民用和工业
建筑物、商业建筑物、展览区、游泳池或其它这些环境的
墙壁和地板贴瓷砖的机器和相关方法。
背景技术
[0002] 从很早的时候到现在，已经有用瓷砖或镶嵌物制成的镶嵌产品，这些瓷砖甚至尺寸非常小例如其侧边为几十个毫米级，用来给墙壁或地板贴瓷砖，而且主要出于装饰目的。
[0003] 这些瓷砖的一面保留被看到并且被装饰，即，例如，可以将它着色、
抛光或涂瓷釉以形成在将这些瓷砖贴到墙壁或地板上时可以看到的装饰图案。
[0004] 为了试图减少人工铺设镶嵌图案以及雇佣许多昂贵的专业工人的需要，已经构造出具有或多或少高自动化程度的机器，其被设计用来生产出镶嵌瓷砖的面板，其中将至少一个
支撑膜贴在已经布置在面板内的瓷砖的保持可见的侧面上，例如参见EP-B-1179439。
[0005] 因此能够从没有支撑膜的侧面将该瓷砖的面板贴在所要贴瓷砖的墙壁上，一旦已经将它们贴在墙壁上，则从这些瓷砖将支撑膜去除。因此与在采用人工过程的时候相比实现了更加快速更加直接的安装方式。
[0006] 而且，已经研究出机器能够使得用瓷砖填充这些面板的过程自动化，从而使得这些镶嵌图案的安装更加迅速和方便。
[0007] EP-A-1493696披露了用镶嵌瓷砖填充托盘的机器，该机器包括用于瓷砖的第一连续输送装置、用于容纳所述瓷砖的托盘的第二连续输送装置和用于从所述第一输送装置将瓷砖转移到所述托盘上的自动操作装置。用于转移瓷砖的操纵装置安装有
吸附装置，其包括与抽吸回路相连并且彼此间隔适当距离布置的一排吸附器，以便从第一输送装置收集瓷砖并且将它们堆放在托盘中。
[0008] 采用上述类型的机器，瓷砖随机地摆放在容纳面板上，因此不能生产出具有几何形状或着色图案的镶嵌图案。
[0009] 因此，尽管这些技术发展了，但该技术仍然很难，并且仍然觉得需要开发出按照有序方式用瓷砖填充容纳面板的机器，从而能够实现与当前已知的方法相比更加通用有效的自动镶嵌图案的安装。
发明内容
[0010] 本发明优选
实施例的一个目的在于提供用于用镶嵌瓷砖自动填充面板以便给墙壁和地板贴瓷砖的机器和相关方法，该机器更加有效并且具有比已知机器更先进的功能。
[0011] 该目的和这些优点基本上通过根据独立
权利要求所述的用于用镶嵌瓷砖填充面板的机器来实现。
从属权利要求涉及本发明的其它特别优选的实施例和特征。
[0012] 本发明涉及用于用多组瓷砖(每一组具有至少一个可预先选择的特征以便形成镶嵌图案)顺序填充正在向前运动的容纳面板的机器，该机器包括至少一个拆除系统，适于从由观察系统识别出的占据了除了该图案所需的之外的
位置的面板中将瓷砖拆除。该瓷砖会错误设置，例如因为它以颠倒位置被放置了，或者因为它没有与在给定座或位置中所需的
颜色对应，或者还可能因为它损坏了。在一些优选实施例中，拆除系统设计用来单独拆除这些瓷砖并且根据需求在其上进行不同的可选操作。例如，如果该瓷砖放错了，例如它的颜色错了，或者损坏了，则可以将所述瓷砖丢掉、去除或拆除。但是，如果该瓷砖紧紧是以颠倒位置被放置了，则可以通过拆除系统将它翻过来。在该情况中，能够将拆除系统控制并且设计成拆除该单独瓷砖并且将它重新设置在正确位置中，即让正确的面面向上。
[0013] 根据其它实施例，该机器提供了拆除系统，设计并且控制用来对已经由不同的机器例如
现有技术机器放置在面板中的瓷砖进行拆除、更换或重新
定位。例如，可以通过加入由根据本发明的机器构成的机器的最终模
块来对现有的瓷砖处理线进行升级，从而具有拆除系统以及优选观察系统例如与控制单元连接的数码摄像机。该最终模块可以检查每个面板是否放置了
破碎或错误设置的瓷砖，并且可以将拆除系统控制用来拆除、更换或重新定位这些瓷砖。
[0014] 在优选实施例中，根据本发明的机器包括至少一个观察系统，设计用来根据所述可预先选择的特征来识别出占据着除了在该面板中所需之外的位置的任意瓷砖。
[0015] 具体地说，观察系统能够有利地至少用来根据所述可预先选择的特征检查出这些瓷砖是否占据着在面板上的所需位置并且识别出占据着除了所需位置之外的位置的任意瓷砖。
[0016] 在一些实施例中，优选的可预先选择特征为在每一组中的瓷砖的颜色，从而可以将不同颜色瓷砖组组合在一起以便形成具有几何形状或有色图案的镶嵌图案；显然，这并没有排除所述特征为其它类型特征的可能性，例如瓷砖的形状等。
[0017] 容纳面板的布置可以为这样一种类型，其包括具有用于容纳每块瓷砖的容纳底座的栅格。在一些实施例中，在每个底座中设有通孔以便使得该拆除系统能够排除这些瓷砖。显然，这些面板可以根据具体结构需求或用途而由任意其它类型制成。
[0018] 在本发明的优选实施例中，拆除系统可以相对于
水平倾斜以采取可设定的倾斜
姿态，从而布置在拆除系统前面的面板也将采取相对于水平倾斜的姿态。
[0019] 在一些实施例，拆除系统与
机器人组合，该机器人使得拆除系统例如根据笛卡尔
坐标系沿着合适数量的数控轴运动以使得拆除元件在设置在面板下面或上面并且与之基本上平行的第一平面上移动，以便从所述面板中一次排除或去除至少一块瓷砖。该机器人能够使用不同类型的坐标系来使得拆除元件移动，例如采用极坐标等。
[0020] 在优选实施例中，还有这样一种回收系统，设计用来保持刚才排除即从面板中去除的瓷砖以防止它落回到所述面板上。
[0021] 上述观察系统优选包括由TV摄像机和
电子单元构成的观察装置，并且它布置在拆除系统上游，以便观察面板并且证实面板的填充，从而根据前面选择的特征(每个瓷砖的颜色或形状或其它特征)识别出在面板上占据着除了所需之外的位置的瓷砖。
[0022] 在特别优选的实施例中，用于填充面板的机器包括处理和控制系统，适于生产出由瓷砖面板形成的镶嵌图案的电子模拟图案并且在平面上示出所述模拟，并且设计用来控制所述填充机。该机器还能够有利地包括最终模块，其能够在完全填充有瓷砖的面板上进行自动检查，并且设计用来排除和更换仍然必须正确设置或者被发现受损或以颠倒位置被放置了的任意瓷砖。但是这没有排除该最终模块与和这里所述的类型不同类型的填充机相连的可能性。
[0023] 在另一个特别优选的实施例中，所述拆除系统包括至少一个拆除元件，其能够：在所需的面板座中拾取还没有正确设置的任意瓷砖并且更换它；去除占据着除了在面板中所需之外的座的任意瓷砖；去除被发现损坏的任意瓷砖；拾取在其座中翻转的任意瓷砖，使之翻转然后将它放在相同的座中。该拆除元件可以包括吸附器或类似装置，其能够抽吸空气以拾起至少一个瓷砖。
[0024] 优选的是，在一些实施例中，所述拆除系统包括控制系统，其能够使得所述拆除元件运动以便从侧面容器中拾取预定的瓷砖以便将它插入在面板的孔座中。这样，该系统的自动化程序更高，因为能够在无需操作人员控制该过程的情况下在面板中自动插入新瓷砖。
[0025] 在特别优选的实施例中，拆除系统至少还包括倾翻或翻转装置，其能够将从拆除元件释放出的瓷砖翻转并且将它落在相同座中。该倾翻或翻转系统优选可以在拆除元件下面并且在面板上方运动。
[0026] 在本发明的优选实施例中，倾翻或翻转系统包括由瓷砖通路或通道构成的
箱体，其具有上开口、下开口和至少在上开口和下开口之间非对中设置的比较元件以便将由拆除元件释放的瓷砖翻转。上开口和下开口比瓷砖的尺寸稍宽以便能够允许瓷砖精确通过。
[0027] 在一些实施例中，比较元件由在上下开口之间延伸的小杆或轴或两个相对凸起构成。
[0028] 根据另一个方面，本发明涉及用于用多组瓷砖自动地并且顺序地填充多个面板的方法，每一组包括至少一个可预先选择特征，以便产生出各种颜色的具有几何形状或图案的镶嵌图案。
[0029] 该方法优选包括：至少一个初始阶段，其中提供镶嵌图案的电子模拟图案；以及填充阶段，涉及用多组瓷砖随机填充容纳面板，随后通过将它与模拟图案进行比较验证出由每个瓷砖在面板中实际占据着的位置，以便识别出需要拆除的任意瓷砖在面板上的位置，然后通过所述拆除系统将任意这些瓷砖排除。
[0030] 上述填充阶段可以按顺序重复以按照预布置方式用具有不同特征(例如不同颜色)的多组瓷砖填充所述面板，以便生产出具有几何形状或图案的镶嵌图案。
[0031] 而且，可以采用几个面板来构成单个镶嵌图案，以便根据其上要贴瓷砖的表面积形成具有任意尺寸图案或重复图案的镶嵌砖。
[0032] 根据本发明的机器和方法的主要优点在于，它非常通用，因为它使得容纳面板能够按照预先设定的布置方式填充表现不同特征(即颜色或其它特征)的瓷砖，以便形成具有几何形状或图案的镶嵌砖。
[0033] 而且，可以通过
软件即在无需在机器的机械结构上进行任意手动操作的情况下改变机器的设置，从而改变所要生产出的镶嵌砖的类型。在镶嵌砖上的图案因此能够按照非常直接并且节约的方式改变，而无需在机器上采取任何复杂的动作。这意味着在生产单个用于贴在墙上的镶嵌砖并且制备出用于不同客户的不同镶嵌砖的面板生产成本和时间上实现了相当大节约。
[0034] 而且，可以加入多个功能或其它操作以使得该过程更加简单明了。例如，可以进行配置以使得能够仅仅通过改变模拟图案来在填充面板之前改变镶嵌砖的颜色分布或图案布局；或者可以为每个面板自动打印参考比啊好，这在方便整个镶嵌砖的随后安装中将非常有用；或者，还有可以引线总体照片，从而示出在各个面板和瓷砖上的图案布置；等等。
[0035] 另一个优点在于，采用根据本发明的机器实现高生产速率，因为该过程具有高度自动化，并且在启动机器之前具有进行中间检查并且验证最终结果的机会。
[0036] 面板填充速度能够得到明显提高，在一些实施例到达大约10块面板每分钟的估计生产率(对于每块大约有150-200块瓷砖的面板而言)。值得注意的是，涉及采用铰接臂来在具有大约150-200瓷砖的容纳面板中一次插入一块彩色瓷砖的半自动系统需要5分钟以上来填充整个面板(没有自动化验证阶段)。
[0037] 本发明一些实施例的另一个优点源自这样的事实，即在这种机器的构建中可以采用非常紧凑并且容易运动或运输的模块单元，这便于键入其它单元以及对可用于机器构建的空间进行优化。
[0038] 而且，因为瓷砖设置错误减小至最小，可以在定制化程度较高并且
质量良好的情况下获得任意尺寸的镶嵌砖。
[0039] 根据本发明的装置和方法的其它有利特征和实施例在所附从属权利要求中描述了，并且在下面将参照一些非限定实施例进行进一步说明。
附图说明
[0040] 本领域普通技术人员通过参照示出本发明的非限制性实施例的所附示意图将更加容易理解本发明并且将更加清楚了解其许多目的和优点。在这些附图中：
[0041] 图1示出根据本发明实施例的没有瓷砖面板的工作单元的轴侧图；
[0042] 图2示出用在根据本发明的机器中的用于镶嵌瓷砖的面板；
[0043] 图3示出沿着图1的线II-II截取的安装有瓷砖面板的示意图；
[0044] 图4示出沿着图3的线III-III截取的示意图；
[0045] 图5示出机器，其包括根据本发明的实施例的前面附图所示的工作单元；
[0046] 图6示出根据本发明的实施例的用瓷砖填充面板的机器；
[0047] 图7示意性地示出根据本发明用瓷砖的面板获得的最终镶嵌图案的一部分；
[0048] 图8A和8B示出根据本发明的另一个实施例的处于两个不同工作阶段中的工作单元的透视图；
[0049] 图9示出在图8A的机器的局部剖面中的侧面图；
[0050] 图10示出图8A、8B的机器的细节的透视图；
[0051] 图11示出图8A、8B的机器的另一个细节的另一个透视图；
[0052] 图12示出沿着图11的线XII截取的局部视图；
[0053] 图13、14、15和16示出在不同的处理循环步骤期间图8-12的机器的细节；
[0054] 图17示出示意图，其能够通过将用根据本发明的机器组装的镶嵌物或瓷砖的面板并排布置而按照镶嵌图案的形式再现；并且
[0055] 图18和19示出根据本发明另一个实施例的装置或机器的透视图和平面图。
具体实施方式
[0056] 在其中相同的附图标记在所有不同的附图中用来表示相同部件的这些附图中，根据本发明用预先选择的瓷砖T填充容纳面板P的机器-参见图1-包括拆除单元U1，拆除单元U1采用笛卡尔机器人3来控制拆除系统3Z的运动。在一些实施例中，拆除系统3Z包括滑架或支撑
框架3S，滑架或支撑框架3S可以沿着由第二滑架3G支撑的与面板前进方向F1垂直延伸的第一对引导件3A滑动地运动，该第二滑架由沿着与面板P的前进方向F1垂直地放置的第二对引导件3A和3B被滑动地引导。
[0057] 在图1中所示的优选实施例中，引导件3A和3B由在端部处固定在相应的第一和第二支撑元件3E和3F上的相应
液压缸对形成。拆除系统3Z与第一支撑元件3E一起沿着那对引导件3A在第一方向Fa上滑动，并且沿着那对引导件3B在第二方向Fb上滑动。第二支撑元件3F连接在框架10上，并且绕着
轴承9的旋
转轴线X1旋转，也参见图3。
[0058] 优选在第二支撑元件3F上，设有滑轨5A和5B，它们限定了用于让面板P沿向前供给方向F1在拆除系统3Z上方滑动的平面。在该情况中，方向F1与拆除系统3Z的第二滑动方向Fb和第二支撑元件3F的
旋转轴线X1都平行。
[0059] 在这里所述的实施例中，拆除系统3Z优选由
蜗杆传动系统7沿着那对引导液压缸3A驱动，所述蜗杆传动系统包括连接在第一底座3E上并且由第一带齿皮带7B与第一蜗杆
7A连接的第一
电机M1，所述第一蜗杆在第一框架3E上旋转连接并且与引导件3A平行并且位于它们之间；拆除系统3Z沿着引导件3A的滑动因此受到由第一电机M1驱动的第一蜗杆
7A的旋转的控制。
[0060] 另一个蜗杆传动系统8用来使得拆除系统3Z沿着引导件3B运动，而与沿着引导件3A的运动无关。按照与传动系统7类似的方式，该传动系统8包括在图1中所示的第二电机M2，其连接在第二底座3F上并且通过第二带齿皮带8B与第二蜗杆8A机械连接。第二蜗杆8A与第二框架3B相连，而且与引导件3B平行并且位于它们之间以便使得拆除系统3Z通过由第二电机M2驱动的第二蜗杆8A的运动而沿着所述引导件3B滑动。
[0061] 显然，基于笛卡尔机器人构思的上述拆除系统3Z仅仅作为实施例说明，因为可以采用适于该目的的任意其它实施例，例如铰接
机械臂(代替引导件3A和3B，其与拆除系统3Z相连)或者其它实施例。
[0062] 而且，笛卡尔机器人3可以包括基于结构和/或使用需求的不同装置或系统，例如滑动引导件3A和3B，并且驱动系统7和8可以为不同类型。
[0063] 在优选实施例中，拆除系统3Z由与蜗杆7A和7B接合的上述支撑框架3S构成并且包括拆除元件3P，拆除元件3P采取适于插入在面板P中的每个座或空腔V中设置的通孔F中的垂直可动支柱3P的形式(参见图2)，从而它在每个瓷砖T上施加压
力以排除，即，拆除。拆除元件3P由与拆除系统3Z的支撑框架3S相连的促动器M3控制。
[0064] 显然，所述拆除系统3Z可以由任意其它装置或系统构成以适合特定的结构或使用需求；例如，它可以由
喷嘴构成，该喷嘴用于通过在面板P中的每个孔F喷射压缩气体，以便在瓷砖T上施加压力以将它排除，或者它可以由至少一个设计用来保持至少一个瓷砖的吸附器构成，或者还有其它解决方案。
[0065] 如果所述拆除系统3Z由吸附器构成，则操作拆除系统3Z的笛卡尔机器人3布置在面板P上方。
[0066] 图2示出在尤其适于本发明的实施例中的面板P，其中应该特别注意的是，面板P包括呈栅格形状的用于保持瓷砖T的侧面P1，其网格限定了每个用于容纳一个瓷砖T的具有凸起边缘的座V。呈栅格形状的面板P优选在每个座V中包括有通孔，用来使得拆除系统3Z能够在每个瓷砖上起作用以将它拆除。
[0067] 图3示出拆除单元U1，尤其是拆除系统3Z和面板P，面板P以足以使得瓷砖T能够从面板P排除的
角度相对于水平面倾斜。在本发明的尤为直接而有效的实施例中，操作人员可以通过手动使得第二支撑元件3F绕着旋转轴线X1旋转，然后用销(在该图中未示出)将它
锁定就位来调节该倾角，该销可以插入在设在轴承9上的锁孔9F中的一个。在这里所述的实施例中，所述轴线相对于支撑元件3F处于大致中央的位置中，并且与面板P的向前进给方向F1平行。
[0068] 显然，也可以通过其它手动或机动部件或系统来调节拆除系统3Z的倾角。
[0069] 图3还示出在瓷砖从面板P中排除时用于
覆盖瓷砖T的回收系统11，该系统优选包括滑动通道11C，该通道具有适于在瓷砖从面板P排除时保持该瓷砖T的第一张开且基本上为刀片形的端部11A以及相对的开口且弯曲的第二端部11B，以便通过让瓷砖落入到位于拆除系统3Z下面并且与之连接的容器13中来将瓷砖T卸载。滑动通道11因此与拆除系统3Z一体地运动，并且其刀片状端部11A紧紧跟随在拆除系统3Z的拆除元件3P后面。
[0070] 具体地说，面板P相对于水平面倾斜(通过其绕着轴线X1的旋转)，从而拆除系统3Z的拆除元件3P在它拆除瓷砖T时沿着相对于垂直面倾斜的拆除方向F2运动。刀片状端部11A占据着这样的位置，即，在将瓷砖T从其座V排除时，它在重力作用下落入到刀片上(参见箭头F3)。
[0071] 一旦瓷砖T落入到刀片11A上，则它沿着倾斜滑动通道11滑动(参见箭头F4)直到它到达端部11B，瓷砖从那里落入到容器13中。可以设置柔性软管11D以便于瓷砖T落入到容器13中。
[0072] 上述通道回收系统11尤其简单、经济和有效，但是该回收系统显然可以采用不同的设计以实现相同的目的。例如，它可以包括机动吸附元件，其跟随着系统3Z的拆除元件3P以便一旦瓷砖T被排除就将它吸附住。在这个后面的情况中，如果适当地调节吸附力，则面板P不必处于倾斜的姿态。
[0073] 而且，在拆除系统3Z包括基于吸附器或类似装置的那种拆除元件的拆除系统3Z的情况中回收系统11变得不必要。
[0074] 图4示出沿着线III-III从上方看到的视图，尤其示出通道11具有
侧壁11P以防止瓷砖T在它到达端部11B之前回落到面板P上。
[0075] 图5示出形成用于填充多个面板P的机器的一部分的模块100，其包括上述单元U1，并且还包括用于填充面板P并且使之取向的单元U2以及初始向前供给单元U3。
[0076] 所述单元U1、U2和U3优选在框架10上并排相连以便由驱动系统23驱动遵循面板P前进所沿着的相同连续向前供给方向F1，该驱动系统在该图中由伸缩式推动器示意性表示；显然，所述驱动系统23可以为任意其它适于该目的的类型，例如带齿推动器等。
[0077] 而且，这不排除不同的单个单元的可能性(为了简化在该图中未示出)，其包括上述单元U1、U2和/或U3中的至少两个(或全部三个)的组合，以便使得该模块100更加紧凑。
[0078] 模块100的填充和取向单元U2优选适于用一组具有相同颜色或其它可预先选择的特征(例如瓷砖的形状或尺寸，或者其它特征)的瓷砖逐渐填充面板P，并且模块100的填充和取向单元U2可以为基本上已知的类型。
[0079] 图5示意性地示出具有料斗19的该单元U2，该单元从容器19A中收集瓷砖T并且通过取向系统(在该图中未示出，可以为基本上已知的类型，例如吸附系统或光学系统、
负压系统等)将它们设置成让其暴露表面面向上，以便将这些瓷砖输送给面板P。可以通过使得面板P振动来将这些瓷砖分散在容纳表面上。
[0080] 填充和取向单元U2优选与观察系统25相连，用来识别出占据着在座P中除了所需之外的座V的任意给定颜色(或其它给定特征)的瓷砖T。
[0081] 最后，将夹持系统26布置在填充单元U2和单元U1上以便在该过程期间牢固地保持面板P。
[0082] 所述夹持系统26被示意性地显示为在滑动平面上的一对夹爪构件，它们相对于面板P开放以便将它保持在适当位置中。这些夹爪构件26的打开和关闭能够受到自动控制。显然，所述夹持系统26仅仅作为示例进行描述，因为可以用任意其它适于该目的的部件、系统或装置来实现。
[0083] 图6示出三色镶嵌砖C的示例，它可以采用根据本发明的机器获得并且包括多个面板P1、P2、P3、Pn。将第一组第一颜色瓷砖T1、第二组第二颜色瓷砖T2和第三组第三颜色瓷砖T3放置在所述面板中的预先选择的位置中以便形成所要求的彩色几何图案。在该情况中，该图案由用这些瓷砖T1、T2和T3获得的三种彩色条带构成，但是可以为其它几何形状或图案。
[0084] 面板P1、P2、P3、Pn的数目“n”主要取决于要覆盖镶嵌图案C的墙壁的尺寸，并且可以在各个用途之间变化很大。每个面板P1、P2、P3、Pn的尺寸和尺寸T1、T2和T3的尺寸及其在每个面板中的数量同样可以根据特定应用情况视具体情况而定。
[0085] 图7示出用于选择地填充多个面板P的机器的结构，其包括并排布置的三个模块100A、100B和100C。
[0086] 所述三个模块100A至100C中的每一个优选包括并排并且成一条直线布置的单元U1、填充和取向单元U2以及向前供给单元U3，从而每个模块100A至100C用一组瓷砖T1、T2和T3顺序填充其中一个面板P。
[0087] 每个向前供给单元U3优选包括上述驱动系统23，以便使在每个模块100A至100C中的面板沿着滑动方向F1前进。
[0088] 在可选的实施例中，在每个模块100A、100B和100C上可以存在所述单元U1、U2和U3的不同组合以适应具体的结构要求。例如，向前供给单元U3可以只是设在模块100A至100C的第一个(100)上，在该情况中用于面板P的驱动系统23可以为适于该机器的结构的不同类型。
[0089] 要强调的是，这并不排除每一组瓷砖T1、T2和T3包括两种或多种颜色的瓷砖，或者只是包括深浅不同(或其它特征)的一种颜色的瓷砖，以便容纳在该机器中所用的模块100A至100C的数量并且进一步提高面板填充速度。
[0090] 而且，本发明的优选实施例(参见图7)包括中央处理和控制系统27，其用来产生出镶嵌图案C的电子模拟图案(参见图6)，从而形成分成多个面板P1、P2、P3、Pn以及瓷砖T1、T2、T3的图像或图画。中央系统27还用来在平面29上观察所述模拟图案，并且控制填充机的单元U1、U2和U3。
[0091] 具体地说，中央系统27优选设计用来将镶嵌图案C的模拟图案与一组瓷砖在由每个观察系统25处理的面板P1-Pn的每一个中的实际位置进行比较，以便识别出需要拆除的任意瓷砖的位置并且如更详细描述的一样将该信息发送给拆除系统3Z。
[0092] 显然，根据具体结构要求和使用情况，中央系统可以包括如在这里所述的单个中央系统，或者为一系列至少部分分散的处理和控制系统，或者其它解决方案。
[0093] 基本上，操作根据本发明的及其的方法优选包括其中对镶嵌图案C进行电子模拟图案的至少一个初始阶段以及包括用相应组瓷砖T、T1、T2和T3随机填充面板P、P1、P2、P3和Pn的随后填充阶段；然后检查每块瓷砖T、T1-T3在每块面板P、P1-Pn中的实际位置；通过相应的观察系统25将模拟图案与所述实际位置进行比较，以便识别出需要拆除的任何瓷砖T1-T3；然后必要时通过拆除系统3Z将这些瓷砖排除。
[0094] 在可能的实施例中，需要安装镶嵌图案C的用户可以按照由
扫描仪转换的照片或图像格式文件的形式或者以电子格式将要用镶嵌图案C实现的图案的图像提供给中央系统27。
[0095] 中央系统27分析在所产生出的图像中的颜色，并且优选将在该图像中的颜色转换成在由中央系统27提前获取的
数据库中可得到的最相似的颜色。
[0096] 可选的是，中央系统27可以获取在该图像中的颜色范围，并且将它们直接存储在
颜色数据库中以便获得尽可能忠实模仿在要用镶嵌图案C再现的图像中的颜色的颜色。
[0097] 在后面的情况中，应该指出的是，为了获得尽可能忠实地模仿图像颜色的颜色，优选的是采用图像获取系统，其通过用于实际颜色和可用
色调自学的专用离线颜色观察系统来获取这些颜色。这不排除使用前面所述的颜色选择数据库以简化该机器的可能性。
[0098] 在建立镶嵌图案C、面板P、瓷砖T1-T3以及在瓷砖T1-T3之间和在安装在墙壁上的各种面板P之间的连接间隙(即空间)的尺寸之后，中央系统27将该图像分成多个面板，然后根据前面规定的尺寸划分成多个瓷砖T1-T3，从而每个瓷砖T1-T3对应于可用范围中的给定颜色。
[0099] 中央系统27因此能够根据可用的颜色在屏幕29上重新构建将在面板P上用瓷砖T1-T3形成的镶嵌图案C的模拟图案，从而能够在启动填充机之前在最终结果上进行视觉检查。
[0100] 如果在屏幕上重新构建的图像没有表现出所要求的特征，则可以在面板P上手动地重新布置这些彩色瓷砖T1-T3，或者可以手动地改变在屏幕上的图像。在后面的情况中，图像产生系统能够产生出新图像。
[0101] 各个瓷砖T1-T3的颜色也可以改变以便改变在镶嵌图案C上再现的颜色分布或图案。
[0102] 根据特别优选的实施例，一旦已经检查并且验证了用瓷砖T1-T3在面板P上分布的镶嵌图案C的模拟图案，则中央系统27处理面板P的生产，使得序列号与每块面板P相关联，由此能够通过在线贴标签机在随后贴到每块面板P上的保护支撑膜上印刷序列编号，因此大大方便了将面板P连接在墙壁上以产生出镶嵌图案C。还可以印刷划分成随后标号的瓷砖T1-T3的面板P的镶嵌图案C的最终图像。
[0103] 该系统可以随后制备出表示客户代码的生产板、验证的图像和/或照片、面板P的数量以及按照降序布置的放置在每块面板P中的瓷砖T1-T3组。更准确地说，在机器中的第一模块能够用最多的一组瓷砖T1填充面板，而随后的模块可以按照所述瓷砖的所述数量的下降顺序用瓷砖T2和T3完成面板。这将意味着只需要从每个模块或面板中排除最少数量的瓷砖，从而进一步减少了机器完全填充面板所需的时间。
[0104] 上述填充阶段优选采用上述机器来实施，并且涉及通过每个模块100A至100C顺序完成的以下步骤(具体参见图6)：
[0105] 通过填充单元U2在第一模块100A上用第一颜色的瓷砖T1随机填充面板P；
[0106] 通过观察系统25在第一模块100A上进行检查以确保正在处理的面板已经至少在应该由瓷砖T1占据的座V中被填充，一旦观察系统25确认所述填充则停止瓷砖T1的提供；
[0107] 通过观察系统25识别出在除了第一颜色所需之外的座V中的任意瓷砖，该观察系统将与其中存在不想要的瓷砖T1的这些座V相关的坐标发送给模块100A的单元U1；
[0108] 通过单元U1的拆除系统3Z从面板P中的不需要那些第一颜色瓷砖的座V中去除瓷砖；
[0109] 检查在座V中存在的所要求的瓷砖T1以及剩余的座V没有包含任何不想要的瓷砖T1。
[0110] 如果该最后检查确定在除了所要求之外的座V中包含有瓷砖T1，则重复进行用于拆除这些不想要的瓷砖T1的步骤。如果一些座V还没有填充所要求的瓷砖T1，则将更多的第一颜色瓷砖T1送到面板P上，以便填充这些仍然空的座V，随后从不需要它们的座V中去除瓷砖T1。
[0111] 如果检查结果是肯定的，即，如果发现瓷砖T1只是占据着其所要求的座V，则将面板P传送到下一个模块100B，在那里通过与前面所述的那些操作基本上类似的一系列操作将所述面板P填充第二颜色瓷砖T2。
[0112] 具体地说，在第二模块100B的填充单元U2已经将第二颜色瓷砖T2送到面板P(该面板的一些座V现在已经填充有瓷砖T1)上之后，通过第二模块100B的观察系统25进行检查，以确保面板至少在所要求的座V中填充有瓷砖T2。然后，第二模块100B的观察系统25检查以确保瓷砖T2按照要求占据着在面板P中的座V，并且识别出占据着不需要第二颜色的座V的瓷砖T2。然后，第二模块100B的拆除单元U1从没有设定包含第二颜色的座V中去除瓷砖T2。随后进行最终检查以确保瓷砖T2只是在需要它们的空腔V中，并且在输出为否定的情况中重复填充和/或拆除步骤(如前面所述)。
[0113] 通过相应的模块100A至100C根据所需颜色的数量重复用不同颜色的瓷砖填充面板P的这些步骤，直到在面板P中已经用瓷砖T1-T3完成了该图案。
[0114] 每个模块100A至100C因此用来采用至少一种给定颜色的瓷砖T1-T3组填充在其中一个面板P中的座V。这不排除具有由两种或多种颜色或者一种颜色的多种色调的瓷砖构成的瓷砖T1-T3组的可能性，从而使得填充动作更快速并且减少了在机器中的模块100A至100C的数量。
[0115] 在本发明的尤其优选的实施例中，可以设置最终模块，包括与回收单元U1类似的单元，并且还包括可以与刀片11A一体(并且可能与所述通道11相连)运动的夹持臂，适于通过夹持构件例如吸附器或类似装置夹持至少一块瓷砖。所述夹持臂因此拾取需要拆除的瓷砖，并且将它释放到下面的容器13中或者释放到所述刀片11上，或者甚至释放到合适的侧面容器中(可能根据每一组瓷砖T1-T3的颜色划分)。
[0116] 如果存在翻转的瓷砖，则最好能够使用合适的侧面容器，其包括螺旋形入口，瓷砖能够通过该入口滑入并且逐渐翻转，从而所述瓷砖能够自动存放在侧面容器中，并且其彩色面适当地设置(面向上)。
[0117] 上述最终模块的观察系统优选适于检查在完全填充的面板中由这些彩色瓷砖T1-T3获得的实际颜色或色调。
[0118] 在这最后的情况中，观察系统的TV摄像机最好能够具有经过优化以便同时观察整个面板并且检查每块瓷砖的颜色的
分辨率(例如从大约640×480
像素到大约1600×1600像素或更大)。
[0119] 该最终模块优选与根据本发明的机器相连，但是这不排除它与不同类型的填充机相连的可能性。而且，可以存在包括两个或多个单元U1、U2和U3的特别紧凑的最终模块。
[0120] 面板P可以为任意类型、尺寸和形状。例如，面板可以为350×350mm或400×400mm或任意其它尺寸。这些瓷砖T1-T3也可以为任意类型、形状或尺寸。例如，它们可以大约为10×10mm或25×25mm，或者任意其它尺寸。
[0121] 在瓷砖T1-T3的定位中的误差估计大约为3mm，同时根据在镶嵌图案中要再现的图案，在该图像中可能有任意数量的颜色。例如，可能存在涉及8种或更多种颜色的图案。
[0122] 图8A至16示出本发明的不同实施例。在该实施例中，与上面参照图1至7所述的那些对应或等同的元件用相同的附图标记表示。更具体地说，图8A和8B示出单元U100，该单元执行与单元U1的那些类似的功能，但是该单元还执行附加功能以便根据预建布置或图案在面板中填充瓷砖或镶嵌件。附图标记3Z表示拆除系统，其能够从在单元U100中布置的面板P的各个座V中单独拆除瓷砖T。从下面的
说明书中可以看出，拆除系统3Z除了在前面实施例中所披露的拆除系统3Z的那些功能之外还具有附加功能。
[0123] 通过与上述类似的笛卡尔机器人或其它控制系统沿着方向Fb和Fa控制拆除系统3Z的运动。更具体地说，运动或控制系统包括一对引导件3A，其布置在滑架3G上并且沿着与机器方向垂直的方向Fa，即，面板P前进穿过该机器的方向F1延伸。附图标价8A表示控制滑架3G运动的螺杆，而滑架或支撑框架3S通过类似的螺杆(未示出)运动。通过相应的步进电机或其它可电子控制的促动器来使得这两个螺杆转动。
[0124] 板101与支撑框架3S刚性连接，并且在上述笛卡尔机器人的控制下沿着方向Fb和Fa运动。在板101上，支撑着回收系统11。所述回收系统11包括设有底面的滑动通道11C，由拆除系统3Z拆除的瓷砖T沿着该通道在重力作用下滑落以收集在布置在滑动通道
11C的下端处的收集容器11R中。该滑动通道11C设有侧壁11P，这些侧壁防止了瓷砖掉落。
容器11R在底部处由用汽缸-
活塞促动器102等控制的封盖11H封闭。这样，沿着通道11C排除的瓷砖与通道11C的位置无关地收集在容器11R中，并且能够回收在布置在侧面位置中的收集盘(未示出)中，在那里能够停靠回收系统11。
[0125] 从图8A和8B中可以看出，与前面所示的实施例不同，拆除系统3Z(尤其还执行排除功能，即从在面板P中的座V中拆除瓷砖)布置在使所述面板前进所沿着的平面的上方，在那里拆除系统3Z布置在所述平面下面。
[0126] 前进平面由一对平行引导件5A和5B限定，它们刚性支撑在由通过引导件3B连接的支撑元件3E和3F形成的框架上。按照与结合前面实施例描述的类似方式围绕着轴线X1在倾斜位置中调整所述框架3E、3F和3B。
[0127] 采用上面的布置，拆除系统3Z可以沿着方向Fa和Fb运动以沿着面板P的整个进展采取任何位置。
[0128] 在面板P的前进平面的一侧上，设有存储装置105。在一些实施例中，存储装置105设有多个通道107A、107B、...、107N，每个通道可以接收一组瓷砖T1、T2、...TN。这些瓷砖组T1-TN例如可以彼此颜色不同。存放在存储装置105中的瓷砖可以由拆除系统3Z用来按照将在下面更详细说明的方式更换从面板P中拆除的错误布置或损坏的瓷砖。
[0129] 可以从图9至13中最清楚地理解拆除系统3Z的结构和功能。拆除系统3Z包括拆除元件111。在一些实施例中，所述拆除元件采用吸附器111的形状。拆除元件111可以在与面板P的前进方向垂直的方向上根据双箭头F111运动。促动器113例如汽缸-活塞促动器控制着根据双箭头F111的运动。
[0130] 在一些实施例中，汽缸-活塞促动器113和吸附器111由框架115支撑，支柱116从框架中延伸出，其上连接着汽缸-活塞促动器113。框架115设有滑动件(未示出)，其滑动接合与回收系统11的滑动通道11C平行延伸的一对引导件116。所述引导件117设置在面板P的前进平面上方，并且具有这样的长度以便为了将在后面描述的目的到达存储装置105上方的位置。这样，支撑着吸附器111及其促动器113的框架115能够沿着方向Fa运动到在能够通过支撑框架或滑架3S的运动到达的位置之外。
[0131] 在一些实施例中，该运动(实际上代表吸附器或拆除元件111相对于由支撑框架3S进行的行程的额外行程)由汽缸-活塞促动器121控制。所述汽缸-活塞促动器121的一个端部与框架115的延伸部分115A连接，而相对的端部与第二框架123连接，该第二框架通过滑块125滑动接合到两个引导件117。所述附加框架123又刚性连接在回收系统11的滑动通道11C上，从而框架123在板101沿着由引导件3A和3B限定的笛卡尔轴运动之后与所述通道11C一体地运动。由于框架123通过汽缸活塞促动器121与框架115连接，所以框架115与拆除元件111及其促动器113一起也能够与回收系统11并且尤其与滑动通道11C一起沿着方向Fa和Fb运动。
[0132] 两个引导件117刚性连接在与方向Fa平行延伸并且每一个在两个端部处由支柱129支撑的相应支撑构件127上。每个支柱129设有相应的滑动件131A和131B。这些滑动件131A在面板P的前进平面下面的位置中滑动接合到引导件5A上，而滑动件131B同样接合到引导件5B上。采用这种布置，支撑构件127将跟随着回收系统11以及因此拆除系统3Z沿着方向Fb的运动，但是在回收系统11和拆除系统3Z沿着所述方向Fa运动期间将沿着方向Fa保持不动。
[0133] 在一些实施例中，在滑动通道11C内，可动地布置有收集箱133。为了将在后面描述的目的，所述收集箱133可以在促动器135例如汽缸-活塞促动器的控制下沿着双箭头f133的方向运动。
[0134] 在一些实施例中，收集箱133可以例如由可动刀片或任意其它装置替换，这些装置能够执行如在下面所述的相同功能。
[0135] 滑动通道11C的底部设有与拆除元件或吸附器111的位置基本上对应的孔或狭槽11D。所述孔使得拆除元件111能够到达布置在滑动通道11C下面的面板P上的瓷砖T，并且拆除所述瓷砖和/或将从存储装置105取出的瓷砖布置到所述面板P的空座V中。收集箱133的目的在于关闭孔11D，并且让通过拆除元件111从其座V中拆除的瓷砖T能够排放到收集箱中并且从中沿着滑动通道11C滑动以到达位于通道11C的端部处的容器11R。
[0136] 除了收集箱133或其它类似构件之外，拆除系统3Z还包括翻转装置141，用于在瓷砖T在座V中错误取向的情况下将瓷砖T翻转。在一些实施例中，翻转装置可以包括具有上孔141A和下孔141B的箱体141。在所述孔之间限定有通道或通路143。所述通路或通道具有其尺寸与瓷砖T的平面尺寸对应或稍大的横截面，并且在上下孔140A和140B之间的长度比形状通常为方形的瓷砖T的侧边长度的两倍稍大。
[0137] 在上孔141A附近，在由翻转装置140限定的通道中布置有对比元件145。在一些实施例中，所述对比元件145可以包括杆、一对销、金属线或任意其它合适元件，这些元件优选沿着与Fb平行的方向延伸。在一些实施例中，比较元件145布置在上孔141A的更靠近存储单元105的那个边缘，即，更高的边缘附近。箱体141可以在促动器147例如汽缸-活塞促动器的控制下沿着由箭头f141所示的方向运动。为了将从下面说明书中清楚了解的一样，汽缸活塞促动器147由框架115如此支撑，从而箱体141能够相对于所述框架运动，并且能够设置成与拆除元件111的轨迹对准，即，设置在位于滑动通道11C的底部中的孔11D上方。
[0138] 在上面所述的单元U100的操作如下。上述机械构件使得拆除系统3Z能够执行基本上三个不同的功能：
[0139] a)拆除破碎、受损或错放的瓷砖T，例如具有已经放在其中必须放置不同颜色瓷砖的错误座V中的颜色的瓷砖；
[0140] b)将已经放置在正确座V中但是颠倒的，即，其背面面向座V外面的瓷砖T翻转；
[0141] c)将瓷砖导入在空座V中和/或用从存储装置105取出的新瓷砖替换错放或破碎瓷砖。
[0142] 所有上面的功能按照下面的方式进行。
[0143] 首先将拆除元件111放置在座V处，在那里必须进行上述操作中的一个操作。错放的瓷砖、破碎或受损的瓷砖或者颠倒布置的瓷砖前面已经通过布置在单元U100中或其上游的视频系统例如摄像机等按照如参照前面所述实施例所披露的基本上相同方式设置(参见图1至7)。拆除系统3Z的定位是通过采用引导件3A和3B和滑架或支撑框架3S和3G使得笛卡尔机器人沿着Fa和Fb的运动而实现的。在图13中，示出拆除系统3Z的放大图，其中拆除元件111刚才已经接合着必须从面板P中的座V中拆除的瓷砖T。如果该瓷砖必须完全拆除，例如因为它破碎了或者因为其颜色没有与应该设置在那个座中的颜色对应，将拆除元件111提升，直到它到达在图14中所示的位置。随后，或者在拆除元件111的提升运动的最后部分期间，使得箱体或等同构件133运动(在图14中的箭头f133)，以便关闭孔11D并且基本上布置在拆卸元件111下面。在该阶段处，将已经促动并且保持将瓷砖T接合在拆除元件111上的吸附停止，并且瓷砖下落(箭头fT)到箱体133中，并且其结果是从箱体的底部孔排入到通道11C中。在重力作用下，瓷砖T到达位于通道11C的后下端处的收集容器11R。
[0144] 如果已经从底座V拆除的瓷砖T仅仅是错放即放颠倒了，则拆除系统3Z能够以倒转的位置将它重新放置在相同座中。为了进行该操作，一旦已经将拆除元件111提升，或者在其提升行程的最后部分期间，箱体141在图15中所示的位置中运动(箭头f141)。在该位置中，在上孔141A和下孔140B之间延伸的通道143形成通过停止在拆除元件111中的吸附将瓷砖T排入到其中的那种通道，从而所述瓷砖被松开并且再次放入到曾经从中拆除的座V中。由于比较元件145阻止了瓷砖沿着通道143的自由下落，所以所述瓷砖被迫进行翻转运动，这导致瓷砖T的轨迹由比较元件145改变。令人惊讶的是，瓷砖T在碰到比较元件145之后进行了整个旋转，从而它以正确的姿态即相对于其原始姿态翻转的姿态落入在其座中。
[0145] 如果瓷砖T已经因为破碎或例如其颜色没有与预定图案匹配而被拆除，则该装置能够从存储装置105中获取正确的瓷砖，即，新的且未受损的瓷砖或具有正确颜色的瓷砖，并且将它放在空座V中。同样，如果座V因为在位于单元U100上游的单元的操作中的错误而为空的，则拆除元件111在存储装置105上方运动以便拾取正确瓷砖并且将它放入到空座中。为了拆除元件111能够到达在存储装置105中的瓷砖，在一些实施例中(例如在附图中所披露的实施例)，拆除元件111执行额外的行程，以便采取在图16中所示的姿态。如上所述，该额外行程由促动器121控制，并且通过框架115由滑块沿着侧面引导件117引导这个事实来实现。
[0146] 所述引导件117可以在设置在面板P下面的笛卡尔机器人的控制下沿着方向Fb运动，从而使得拆除元件111能够与各种通道107A/107N中的任一个对准，在这些通道中存放有不同颜色或者不同其它特征的瓷砖。
[0147] 拆除元件111的上下运动(箭头f111)能够拾取正确瓷砖T，并且由促动器121控制的反向行程以及由笛卡尔机器人控制的沿着Fa和Fb的运动将拆除元件111带到空座V上方，在那里必须放置新拾取的瓷砖。拆除元件111的下降运动(箭头f111)将瓷砖带到正确座中(图13)。
[0148] 上面所述的单元U100能够单独使用或与在前面实施例中所披露的类型的单元组合使用。例如单元U100能够布置为复杂制造线的一组工段或单元中的最后单元。在一些实施例中，可以顺序放置几个单元U1、U2、U3、U100以在填充过程的各个阶段处进行类似的操作。单元U100也可以布置在现有制造线的下游。
[0149] 重要的是要注意：单元U100可以按照完全自动的方式例如在可编程中央控制单元的控制下进行各种操作，以便根据预存储或预定图案或设计用具有不同特性例如不同颜色的瓷砖或镶嵌件填充一个或多个面板。如上所述，图案例如也可以为非常复杂的图画，该图画应该通过将预先组装成单元的更大数量镶嵌件并排布置来以镶嵌砖形式再现，每个单元如在单个面板B中一样具有许多镶嵌件或瓷砖。
[0150] 应该参照图17以便更好地理解可以由根据本发明的一个或多个单元进行的所有过程。
[0151] 图17示出非常示意性的图画，该图画是人们所期望以镶嵌砖形式再现的。该图画可以是非常大的图画，并且为了将它组装出，应该提供大量镶嵌件或瓷砖T面板。每块面板包含完整图画的一部分。因此，每块面板就所涉及的瓷砖布置而言可以与其它面板不同。在图17中，图画的两个相邻部分已经以网格形式表现出。每个网格对应于布置在单个面板P中的一组瓷砖或镶嵌件。
[0152] 从该示意图中可以理解，为了组装瓷砖以形成图17的图画，必须预先组装大量面板，每块面板包含有不同颜色的瓷砖或镶嵌件，例如用于山脉的绿色和白色瓷砖以及用于天空的蓝色瓷砖。该图画可以按照电子形式预先存储在中央处理单元的
存储器中，并且可以经过处理以确定出获得整个图画所需的面板数量、在每块面板中的瓷砖或镶嵌件的数量、在每块面板中的每块瓷砖或镶嵌件的颜色等等。通过根据本发明在制造线中布置一个或多个单元并且通过用控制单元控制它们，从而可以用所期望种类的瓷砖或镶嵌件填充在每块面板中并且在过程的最后检查每块面板，以验证所有瓷砖是否以正确姿态设置。如果单元U100沿着生产线用在中间或最终位置，可以替换或翻转或以任何方式操纵单独瓷砖以便在装置的出口处获得在面板组中的正确填充。
[0153] 图18和19示意性地示出根据图8A-16的装置的改进实施例。相同的附图标记表示与在图8A-16中所示的那些相同、类似或等同的部件或元件。附图标记3Z还表示拆除系统，这可以具有如上所述的设计。拆除系统设有根据双箭头Fa和Fb的数字控制运动。在所示的实施例中，滑动件200支撑着拆除系统3Z，并且使之沿着方向Fb运动，所述拆除系统3Z又可以根据箭头Fa沿着滑动件200运动。附图标记105表示布置在面板P根据箭头F1前进所沿着的路径的两侧处的一对存储装置。在该实施例中，设有两个存储装置105，以便减少拆除系统3Z必须进行的运动的延伸长度。这例如能够减少在两块面板P按照并排布置方式成对前进时如图18、19所示一样的处理时间。
[0154] 在一些实施例中，滑动件200包括输送带、在其上放置着由拆除系统3Z拆除的瓷砖。该输送带使得瓷砖朝着布置在滑动件200的一个端部处的收集盘200A运动。这使得该装置能够在无需拆除系统3Z沿着倾斜面运动的情况下操作，因为所拆除的瓷砖不是通过重力排出而是由输送装置主动地输送给收集盘200A。所要拆除的瓷砖可以由与收集箱133类似的装置操作，该装置可以具有倾斜下表面，在其上所要拆除的瓷砖被松开并且侧向滑动直到它到达输送带。
[0155] 在优选实施例中，拆除系统3Z进行如上所述相同的操作和功能。
[0156] 在图18和19中所示的实施例中，该装置还包括支撑着摄像机203的滑架或滑动件302。滑架302可以根据双箭头Tx运动，并且摄像机203由可以沿着滑架202根据双箭头Ty运动的滑动件支撑。因此，摄像机能够通过用来控制摄像价203在Tx和Ty方向上的运动的数控系统来观察在通过该装置的面板P中的瓷砖。优选的是，如在这些附图中所示一样，摄像机203相对于面板P越过该装置的前进方向F1布置在拆除系统3Z的上游处。这样，在下游的一块或多块面板正在由该系统3Z处理的期间可以通过摄像机203检查在一块或多块面板上的瓷砖。可编程控制单元例如计算机或任意其它合适的单元能够通过摄像机203检查一块或多块面板P的正确填充，并且存储有关需要替换、翻转或丢弃的可能瓷砖的信息。然后将该信息传送给拆除系统3Z，该系统将在通过摄像机203对其进行观察之后处理该面板。
[0157] 上面的说明应该主要当作是本发明的一个可能的非限制性的实施例，该实施例在不脱离本发明范围的情况下在形式和布局方面可以改变。在这些附图中的任意附图标记主要用于方便对权利要求的理解，从而可以参照上面说明书和附图，并且其不应该被认为是对权利要求的范围进行限制。
