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用于分离机床上的加工产品的方法和装置

阅读：53发布：2023-01-23

专利汇可以提供用于分离机床上的加工产品的方法和装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种用于分离机床上加工产品的方法，工件毛坯和余料一起被夹持单元夹住且在工件平面中成一结构地定位。当工件毛坯和余料被搬运装置的夹持单元夹住时，工件毛坯和余料以垂直于工件平面的分离运动相对于移动，使得工件毛坯设置在工件余料的外部。本发明还涉及一种采用上述分离加工产品的方法的分拣方法。本发明还涉及一种实施前述方法的搬运装置，其中工件毛坯和余料一起被夹持单元夹住并且在工件平面中成一结构地定位，借助于提升单元，由夹持单元夹持的工件毛坯和余料以垂直于工件平面的分离运动相对于彼此移动，使得工件毛坯设置在工件余料的外部。本发明还涉及一种用于通过切削加工板状工件的机床结构，其具有上述类型的搬运装置。，下面是用于分离机床上的加工产品的方法和装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种用于分离机床(3)上加工产品的方法，所述加工产品形式为由板状工件在机床(3)上通过切削进行工件加工而制造的工件毛坯(7)以及在工件加工后位于工件毛坯(7)周围的工件余料(8)，
其中，工件毛坯(7)和其周围的工件余料(8)在工件加工后位于与板材平行的工件平面(18)中，并且
其中，工件毛坯(7)和其周围的工件余料(8)一起被搬运装置(11)的夹持单元(24)从下方夹住并且在工件平面(18)中成一结构地由搬运装置(11)的夹持单元(24)定位，其特征在于，
将工件毛坯(7)和工件余料(8)以如下方式相互分离：工件毛坯(7)和工件余料(8)在被搬运装置(11)的夹持单元(24)从下方夹住时，在搬运装置(11)上相对于彼此以垂直于工件平面(18)的分离运动的方式移动到这样的程度，使得工件毛坯(7)设置在工件余料(8)的外部。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，工件毛坯(7)和工件余料(8)以如下方式分离：所述工件毛坯(7)和工件余料(8)的其中之一或者所述工件毛坯(7)和工件余料(8)中的每个被固定且相对于所述工件毛坯(7)和工件余料(8)中的另一个以被固定状态在分离运动期间垂直于工件平面(18)移动。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，工件毛坯(7)和工件余料(8)以如下分离运动的方式彼此相对移动：在搬运装置(11)上，所述工件毛坯(7)和工件余料(8)的其中之一保留在工件平面(18)中，所述工件毛坯(7)和工件余料(8)中的这一个借助于搬运装置(11)的夹持单元(24)定位，并且所述工件毛坯(7)和工件余料(8)中的另一个垂直于工件平面(18)移动。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述工件毛坯(7)和工件余料(8)中保留在工件平面(18)中的那一个在搬运装置(11)上的分离运动期间通过保持力保持在工件平面(18)中。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，工件毛坯(7)作为所述工件毛坯(7)和工件余料(8)的其中之一保留在加工平面(18)中，并且工件余料(8)作为所述工件毛坯(7)和工件余料(8)中的另一个垂直于工件平面(18)移动。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，工件平面(18)水平地定向，并且工件毛坯(7)和工件余料(8)的分离运动实施为竖直运动，在此基础上，所述工件毛坯(7)和工件余料(8)的其中之一沿竖直方向位于所述工件毛坯(7)和工件余料(8)中的另一个上方。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述工件毛坯(7)和工件余料(8)中的另一个竖直上方布置的所述工件毛坯(7)和工件余料(8)中的那一个被保持在其所处的位置。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，工件毛坯(7)和工件余料(8)的分离运动实施为竖直运动，工件余料(8)布置在工件毛坯(7)竖直上方。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，工件毛坯(7)和工件余料(8)的分离运动实施为重力辅助的竖直运动，所述工件毛坯(7)和工件余料(8)的其中之一由于重力保留在工件平面(18)中，并且所述工件毛坯(7)和工件余料(8)中的另一个布置在保留在工件平面(18)中的加工产品的竖直上方。
10.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，当考虑到工件毛坯(7)的表面面积和/或工件余料(8)的表面面积时，分离运动以不同的运动量完成。
11.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述板状工件是金属板材(2)。
12.一种用于分拣机床(3)上加工产品的方法，所述加工产品形式为由板状工件在机床(3)上通过切削进行工件加工而制造的工件毛坯(7)以及在工件加工后位于工件毛坯(7)周围的工件余料(8)，
其中，工件毛坯(7)和其周围的工件余料(8)在工件加工后位于与板材平行的工件平面(18)中，
其中，工件毛坯(7)和其周围的工件余料(8)一起被搬运装置(11)的夹持单元(24)从下方夹住并且在工件平面(18)中成一结构地由搬运装置(11)的夹持单元(24)定位，并且其中，工件毛坯(7)和其周围的工件余料(8)被相互分离，其特征在于，
工件毛坯(7)和其周围的工件余料(8)采用权利要求1至11中任一项所述的方法进行分离。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述板状工件是金属板材(2)。
14.一种用于实施根据权利要求1至11中任一项分离加工产品的方法的搬运装置，其特征在于，
在搬运装置(11)的共用承载结构(23)上设有夹持单元(24)和提升单元(27)，其中工件毛坯(7)和工件余料(8)一起被夹持单元(24)从下方夹住并且在工件平面(18)中成一结构地定位，其中由夹持单元(24)夹持的工件毛坯(7)和由夹持单元(24)夹持的工件余料(8)能够借助于提升单元(27)在搬运装置(11)上以垂直于工件平面(18)的分离运动彼此相对移动，以使得工件毛坯(7)设置在工件余料(8)的外部。
15.根据权利要求14所述的搬运装置，其特征在于，提升单元(27)具有保持装置(28)，所述工件毛坯(7)和工件余料(8)的其中之一或者所述工件毛坯(7)和工件余料(8)中的每个借助于保持装置能被固定并且在分离运动中相对于所述工件毛坯(7)和工件余料(8)中的另一个垂直于工件平面(18)以被固定的状态移动。
16.一种用于通过切削而加工板状工件的机床结构，所述机床结构包括
切削装置(3)，借助于所述切削装置，板状工件能制造成工件毛坯(7)和加工工件后位于工件毛坯(7)周围的工件余料(8)的加工产品，其中工件毛坯(7)和其周围的工件余料(8)在工件加工后位于与板材平行的工件平面(18)中；以及
搬运装置(11)，所述搬运装置具有夹持单元(24)，工件毛坯(7)和其周围的工件余料(8)能够一起借助于夹持单元(24)从下方夹住并且在工件平面(18)中成一结构地定位，其特征在于，
根据权利要求14或15所述的搬运装置设置作为搬运装置(11)。
17.根据权利要求16所述的机床结构，其特征在于，所述板状工件是金属板材(2)。

说明书全文

用于分离机床上的加工产品的方法和装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种用于分离机床上的加工产品的方法，所述加工产品形式为由板状工件、尤其是金属板材在机床上通过切削进行工件加工而制造的工件毛坯和工件加工后位于工件毛坯周围的工件余料，

[0002] 其中工件毛坯和其周围的工件余料在工件加工后位于与板材平行的工件平面中，并且

[0003] 其中工件毛坯和其周围的工件余料一起被搬运装置的夹持单元从下方夹住并且在工件平面中成一结构地通过搬运装置的夹持单元定位。

[0004] 本发明进一步涉及一种分拣机床上的加工产品的方法，其中工件毛坯和其周围的工件余料被相互分开。

[0005] 另外，本发明涉及一种实施在开头提到的用于分离加工产品的方法的搬运装置，并涉及一种机床结构，所述机床结构设有用于通过切削加工板状工件、特别是金属板材的搬运装置。

背景技术

[0006] 从美国专利公开文献US 2008/0023900 A1已知一般类型的现有技术。该专利公开文献公开了一种用于激光切削板状工件的系统。在激光切削单元前设置了带有工件支承件的工作台转换装置，在切削加工后工件被送到工作台转换装置处。在加工工件上，工件毛坯形式的成品件被废骨架形式的工件余料环绕着。通过搬运装置，加工工件的成品件和废骨架一起从工作台转换装置的工件支承件上移除。为此，该搬运装置具有带有两个提升叉的夹持单元，两个提升叉可以在搬运装置的托架上沿相对方向运动。为了抬起加工工件，该搬运装置在导向结构上移动到达高于工作台转换装置的工件支承件的位置。该搬运装置的提升叉已经处于其打开位置，然后下降到低于待抬起工件的位置。在提升叉沿相对方向移动到其夹紧位置并且因此在加工工件的下侧夹住加工工件后，提升叉连同加工工件的成品件和废骨架一起提升。该搬运装置带着其上的成品件和其上的废骨架然后横向移动到工件台上方。通过使提升叉下降并随后使其移动到打开位置，带有成品件和其周围的废骨架的加工工件被搬运装置放置到工件台上。然后搬运装置的提升叉再次提升到工件台上方，并且搬运装置横向返回工作台转换装置的工件支承件之上的位置。当搬运装置已离开工件台附近时，门形框架结构移动到工件台上方。放置在工件台上的废骨架固定到横跨工件台的框架结构上。然后该工件台下降到低于固定到框架结构的废骨架的平面上。工件台下降后，成品件就留在了工件台上，因此与固定在框架结构上的废骨架分离。

发明内容

[0007] 本发明的目的在于从方法和装置的方面简化现有技术。

[0008] 本发明的目的通过根据说明书如下所述的方法以及根据说明书如下所述的搬运装置和机床结构实现。

[0009] 在本发明的情况下，工件毛坯和工件余料的分离发生在搬运装置上，并且当时工件毛坯和工件余料被搬运装置的夹持单元从下方夹住。因此，本发明的特点在于将加工工件的操作和加工产品的分离联系在一起。就本方法而言，加工工件的输运与工件毛坯和工件余料的分离同时进行。就本装置而言，独立于搬运装置设置的、用于分离加工产品的装置就本发明来说是不必要的。这使得根据本发明的机床结构具有尤其紧凑的结构。

[0010] 提供一种根据本发明的搬运装置中的夹持单元，尤其是具有至少两个夹持件的夹持单元，所述至少两个夹持件可平行于运动平面互相相对运动到达打开位置和夹持位置。当搬运装置位于工件毛坯和其周围的工件余料上时，夹持件的运动平面平行于工件平面延伸。当夹持件已运动到打开位置时，其平行于运动平面相互有一定距离，该距离大于工件平面上工件毛坯和其周围的工件余料的尺寸。当夹持件已运动到夹持位置时，其能够平行于运动平面转移到使得工件毛坯和其周围的工件余料能够被平行于工件平面的夹持件从下方夹持并且定位的位置。

[0011] 根据本发明的方法和根据本发明的装置的特定实施方式可以由说明书如下所述内容中得出。

[0012] 根据本发明的方法和搬运装置的特点在于特定功能的可靠性。在那些情况下，至少一个待相互分离的加工产品在分离过程中固定并且因而以限定的方式定向。因此尤其防止待相互分离的加工产品发生倾翻和/或相互粘连。

[0013] 根据本发明的用于分离加工产品的方法的进一步优选改型，仅有其中一个加工产品移动。其他加工产品留在工件平面上。实施该方法改型的设计相关装置是非常简单的，这是因为用于产生工件毛坯与工件余料的分离运动的提升装置仅为两个加工产品其中之一而设。

[0014] 如果仅有其中一个加工产品为了分离工件毛坯和工件余料而移动，那么为了加工可靠性最大化推荐在分离过程中将留在工件平面上的加工产品保持在已处的位置上。结果，避免留在工件平面上的加工产品随着其他加工产品的全部或部分分离运动而运动并且从而妨碍分离操作。用于固定留在工件平面上的加工产品的保持力可以通过不同方式实现。

[0015] 根据本发明的优选实施例，其中工件平面呈水平定向并且分离运动实施为垂直运动，可以优选利用重力将讨论中的加工产品固定在工件平面上。另外或可替代地，根据本发明可以利用分离装置制造对留在工件平面上的加工产品所施加的保持力。

[0016] 在根据本发明的用于分离加工产品的方法的进一步优选实施例中，工件毛坯留在工件平面上，同时工件余料垂直于工件平面移动。推荐使用这种方式是因为在大多数加工情况下所获得的工件余料是作为结合结构(coherent structure)围绕多个工件毛坯的废骨架，且废骨架相比多个工件毛坯更容易在分离运动中控制。

[0017] 本发明的进一步优选改型中，其中工件平面呈水平定向且伴随垂直的分离运动，一个加工工件位于另一个之上，该方案设置成位于更高高度的加工工件被保持在预设的位置。该措施使得相互分离的加工产品以简单的方式、即利用重力从搬运装置上分别地卸下。在分离操作之后，如果搬运装置的夹持单元释放夹持，那么没被保持的加工产品能够在重力作用下脱离搬运装置。开始时始终被搬运装置保持的加工产品则能够随后从搬运装置上卸下。

[0018] 在根据本发明的方法改型的情况下，工件余料沿垂直方向设置在工件毛坯上方。如果工件余料保持在提升的位置，那么工件毛坯可以得到及时处理并且不受工件余料妨碍，尤其是能够在重力作用下从搬运装置上卸下。

[0019] 在根据本发明的用于分离加工产品的方法的进一步优选改型中设成，考虑到工件毛坯的表面面积和/或工件余料的表面面积，分离运动以不同的运动值/量实施。因此，分离运动以灵活的方式适用于有关工件毛坯和工件余料的情况。例如，当工件加工过程中生产出的加工工件和相应的废骨架仅具有较小的厚度时这是有利的。如果在分离操作期间废骨架相对于一个或多个工件毛坯移动，且分离运动量/值根据废骨架的表面而变化，那么在废骨架上的位置能产生弯曲，该弯曲便于废骨架和一个或多个工件毛坯之间的分离，并因此保证了功能上可靠地分离工件毛坯和废骨架。附图说明

[0020] 本发明将在下面结合以示例方式给出的示意性陈述中更详细的描述，其中：

[0021] 图1示出了用于激光切削金属板材的机床结构，该机床结构具有激光切削机床以及位于激光切削机床前部的带有搬运装置的自动化单元，且

[0022] 图2-8示出了高度示意性的示意图以图示在根据图1的机床结构上的经加工的金属板材的操作。

具体实施方式

[0023] 由图1可见，用于通过切削来加工金属板材2的机床结构1包括作为切削装置的机床，所述机床形式为传统构造的激光切削机3。

[0024] 为了通过切削进行加工，激光切削机3的激光切削头6以已知方式在整个金属板材2上方移动，所述金属板材布置在激光切削机3的工作区5内部的工作台4上。图1示出了切削加工后工作区5内的金属板材2，在金属板材中已制造有作为加工产品的成品件7形式的工件毛坯以及废骨架8形式的在成品件7周围的工件余料。在成品件7和废骨架8之间存在几毫米宽度的切口。

[0025] 带有未经加工的金属板材2的工作台4移动穿过激光切削机3壳体9的端部开口进入激光切削机的工作区5。带有未经加工的金属板材2的工作台4在此之前位于激光切削机3端部的传统的工作台转换装置10上。在完成金属板材2的加工后，工作台4同随后出现的成品件7和废骨架8返回至工作台转换装置10上。成品件7和废骨架8一起通过自动化单元12的搬运装置11从工作台转换装置10上卸下。

[0026] 由电机驱动的搬运装置11可以沿由双箭头14所表示的方向布置在自动化单元12的承载结构13上。搬运装置11可以在工作台转换装置10上方移动，也可以在横向毗邻工作台转换装置10的产品支承架15上方移动。此外，在所示的实施例中，搬运装置11能够接近原料金属板材工作台(未在图1中示出)，在所述原料金属板材工作台上设置有未加工的金属板材。

[0027] 图1中，带有经加工的金属板材2的工作台4仍位于激光切削机3的工作区5内，在工作台4和经加工的金属板材2已被转送到工作台转换装置10之后，获得了在图2中以高度示意性形式示出的状态。

[0028] 从图2中可以看到工作台4的传统工件支承件17的多个支承轨16中的一个，其中支承轨16垂直于图2突出的平面一个接一个间隔设置。带有成品件7和废骨架8的经加工的金属板材2位于支承轨16的点上。成品件7和废骨架8位于水平工件平面18上，所述工件平面由图2中的点划线表示。

[0029] 搬运装置11已经接近工作台转换装置10或工作台4之上的位置。带有垂直于图2突出的平面一个接一个、之间具有间隙的耙齿21、22的耙状夹持元件19、20已经移动到搬运装置11的形式为托架23的承载结构上的打开位置。在根据图2的打开位置中，耙状夹持元件19、20平行于工件平面18彼此隔开一段距离设置，该距离比经加工的金属板材2的宽度略大。耙状夹持元件19、20一起构成搬运装置11的夹持单元24。在图2中示意性示出的、托架23上的耙电机驱动器25用于移动耙状夹持元件19、20。

[0030] 与耙驱动器25相邻的是提升电机驱动器26，所述提升电机驱动器也位于托架23上。提升驱动器26为提升单元27的一部分，提升单元还包括保持装置28。保持装置28具有多个保持件29，所述保持件在搬运装置11的托架23上被引导并且可以通过提升驱动器26沿竖直方向上升和下降。在所示的实施例中，保持件29形式为保持磁铁。能够想到的是其他类型的保持件，例如抽吸式保持装置。在外保持件29的附近，在搬运装置11的托架23上设有剥离器30，所述剥离器与托架23固定连接并沿托架23的纵向边缘延伸，其中所述纵向边缘在图2中垂直于突出的平面延伸。

[0031] 搬运装置11的托架23与所有附接件能够通过图1中可见的提升驱动电机31沿垂直方向上升和下降。图1中也能见到搬运装置11的底盘32，所述底盘利用其附接件以能垂直移动的方式支承托架23，该底盘由电机驱动，能够在自动化单元12的承载结构13上移位。

[0032] 为了将经加工的金属板材2从激光切削机床3的附近卸下，带有处于打开位置的耙状夹持元件19、20的托架23从图2所示的状态开始下降进入图3所示的位置。在下降运动期间，耙状夹持元件19、20的耙齿21、22越过经加工的金属板材2并到达稍低于经加工的金属板材2的下方的高度。保持件29接触到经加工的金属板材2的废骨架8区域中的上侧。通过与保持件29的接触，废骨架8与其固定。

[0033] 然后耙状夹持元件19、20借助于耙驱动器25朝向彼此移动。因而耙齿21、22进入工作台4上的工件支承件17的支承轨16之间的间隙内。因此耙状夹持元件19、20到达夹持位置，在所述夹持位置耙状夹持元件从下方将成品件7和废骨架8一起夹住。

[0034] 随着耙状夹持元件19、20带着成品件7和废骨架8移动到夹持位置，搬运装置11的托架23借助于提升驱动电机31向上移动。经加工的金属板材2的成品件7和废骨架8因而从工作台4的工件支承件17上升起，并且获得图4中所示的状态。成品件7和废骨架8的底侧搁置在耙状夹持元件19、20的耙齿21、22的上侧上，并且因此均位于工件平面18中。因而待相互分离的加工产品为后续分离操作做出了最佳布置。特别地，耙状夹持元件19、20上的位置防止了成品件7在废骨架8中以未限定的方式倾翻并且因此妨碍或甚至阻碍了后续加工产品的分离。

[0035] 为了将成品件7从废骨架8上分离，保持装置28的保持件29通过提升驱动器26的操作沿垂直方向升起到根据图5所示的位置。因此保持件29沿提升方向带起固定在其上的废骨架8。在重力作用下，成品件7在工件平面18中仍保留在它们的位置上。由于废骨架8相对于成品件7实施的垂直分离运动，成品件7从废骨架8中脱出。因为成品件7和废骨架8的分离操作是在成品件7和废骨架8被夹持单元24从下方夹住时实现的，所以成品件7在从废骨架8中脱出之后保留在耙状夹持元件19、20的耙齿21、22的上侧，在此成品件为进一步的处理措施做好准备，所述处理措施能够不受废骨架8的妨碍而实施。

[0036] 在示出的实施例中，保持装置28的保持件29实行统一量/值(例如50mm)的行程作为垂直分离运动。在脱离过程中，能想到的是升降件29采用不同量/值行程，根据成品件7和废骨架8之间功能性地可靠分离的需要而定。

[0037] 成品件7和废骨架8的分离可以在当搬运装置11位于工作台转换装置10之上的时候完成。然而，也可以将一方面分离成品件7和废骨架8以及另一方面搬运装置11沿自动化单元12的承载结构13移动同时并行进行。

[0038] 在最后提到的位移运动结束时，带有位于其上的加工产品的搬运装置11位于产品支承件15之上(图5)。从那些状态起，搬运装置11的托架23下降到根据图6所示的高度。然后耙状夹持元件19、20借助于耙驱动器25从夹持位置移动到打开位置。位于耙齿21、22上的成品件7因而借助于剥离器30从耙齿21、22上剥离并且在重力作用下掉落到产品支承件15上。废骨架8继续固定至保持装置28的升高的保持件29。总的来说，从而达到了图6所示的情形。

[0039] 成品件7随后从产品支承件15上卸下。例如，这可以手动地实施。可替代地，当使用连续循环的传送带形式的产品支承件15时，对于成品件7而言能想到的是以自动化的方式从产品支承件15上移除。

[0040] 当成品件7已从产品支承件15上卸下时，保持装置28的保持件29，连同固定至保持件29的废骨架8，下降到根据图7所示的位置，而耙状夹持元件19、20仍处于打开位置。接着保持件29解除保持力，并且废骨架8在重力作用下掉在产品支承件15上(图8)。然后废骨架8通过人工或利用辅助的机械手段从产品支承件15上移除。

[0041] 搬运装置11然后处于这样一种状态，在该状态中搬运装置能够从原料金属板材(未示出)的堆叠中提起未加工的金属板材2并将其运到工作台转换装置10处，从这里该未经加工的金属板材2将送到激光切削机床3的工作区5用于通过切削进行加工。

[0042] 可替代地，搬运装置11可以仅用于将经加工的金属板材2从工作台转换装置10上卸下。在工作台转换装置10上装载未经加工的金属板材2则可以人工或由独立的装载装置实现。在这种情况下，向工作台转换装置10上装载未经加工的金属板材2可以与搬运装置11上的加工产品的分离同时进行。

[0043] 代替在上面既放置成品件7又放置废骨架8的产品支承件15，能想到的是也可以为成品件7和废骨架8使用分别的工作台，所述工作台均可以被搬运装置11所接近。

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