WO2016202972A1 - Ausschneidevorrichtung - Google Patents

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WO2016202972A1
WO2016202972A1 PCT/EP2016/063992 EP2016063992W WO2016202972A1 WO 2016202972 A1 WO2016202972 A1 WO 2016202972A1 EP 2016063992 W EP2016063992 W EP 2016063992W WO 2016202972 A1 WO2016202972 A1 WO 2016202972A1
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gripping
gripper
cutting wire
wire frame
cutting
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PCT/EP2016/063992
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Inventor
Thomas IMMINGER
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Hans Lingl Anlagenbau und Verfahrenstechnik GmbH and Co KG
Original Assignee
Hans Lingl Anlagenbau und Verfahrenstechnik GmbH and Co KG
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    • B26D—CUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
    • B26D1/00—Cutting through work characterised by the nature or movement of the cutting member or particular materials not otherwise provided for; Apparatus or machines therefor; Cutting members therefor
    • B26D1/01—Cutting through work characterised by the nature or movement of the cutting member or particular materials not otherwise provided for; Apparatus or machines therefor; Cutting members therefor involving a cutting member which does not travel with the work
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    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
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    • B25J15/0052—Gripping heads and other end effectors multiple gripper units or multiple end effectors
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    • B26D—CUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
    • B26D7/00—Details of apparatus for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting
    • B26D7/06—Arrangements for feeding or delivering work of other than sheet, web, or filamentary form
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B11/00—Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles
    • B28B11/12—Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles for removing parts of the articles by cutting
    • B28B11/125—Cutting-off protruding ridges, also profiled cutting

Definitions

  • the invention relates to a device and a method for cutting out contours from moldings of initially plastic material.
  • the clay strand is supplied to its extruded shape by extruder or other presses in the press-moist state on a conveyor track of a cutting device (cutter).
  • the cutting device typically consists of one or more uniformly spaced cutting wires (similar to a harp) arranged in parallel in a plane.
  • the clay strand is cut into moldings. These moldings are separated, that is placed on a conveyor belt to each other in an equal distance and then converted to another conveyor belt, which leads to a dryer car or to the dryer itself.
  • the reaction takes place e.g. by means of industrial robot or bridge crane.
  • Cutting wires have been cut, can be produced in the prior art by synchronously changing the cross section of the mouth of the mouthpiece in the extruder by means of knife-like aperture.
  • the cutout takes place directly on the cutting device using a cutting wire and a cam.
  • the cutting wire is first guided straight and then circular in the vertical direction transversely to the conveying direction of the conveyor belt, thereby producing a straight and circular cutout in the molding.
  • the cutout takes place on the turned blank by a milling shaft.
  • the molding is used in this process (as opposed to before
  • the milling shaft for milling a segment is used on the accessible from the side cutting surfaces of the molding. If the diameter of the milling shaft is greater than the height of the molding, the milling shaft may only be inserted in this position to the extent that the outer walls are not milled. The larger the diameter of the milling shaft, the smaller is the total of the circle segment to be milled.
  • This method is mainly suitable for fired but at least rigidly pressed moldings.
  • Milling shaft can not be created sufficiently.
  • Crank drive having cutting device.
  • a special drive system is thus used, by which a circle segment in any radius but also other curved shapes can be created in the side surfaces of a molding.
  • the basic principle is, as already mentioned, a crank drive, to which a cutting wire is preferably attached to two parallel, extended coupling, so that there is a U-shaped arrangement.
  • the two ends of the coupling are attached to two cranks of a shaft.
  • the couplers are attached to two cranks of a second shaft which is parallel to the first shaft.
  • the couplings are rotatably mounted on the cranks with joints.
  • the cutting wire executes a circular path in such an arrangement, but may, depending on the distance of the respective bearing point of the shaft, also oval or elliptical
  • the radii of the movements of the cutting wire are determined by the distances of the four points of support of the two waves.
  • the drive of this device can be carried out electrically, hydraulically but preferably pneumatically, since the air pressure of a stroke-generating pneumatic cylinder
  • the invention is therefore an object of the invention to provide a cutting device, which overcomes the disadvantages of the above cut-out and a
  • a device for producing contours on moldings of plastically deformable material, with a cutting wire frame in which one or more spaced cutting wires are held, and with gripping means for gripping the moldings, the cutting wire frame and the gripping means for generating contours are movable on the gripped moldings by cutting wires in relation to each other.
  • the gripping device can be part of a converting, for converting the
  • Moldings from a first transport device to a second transport device said transfer device advantageously having an industrial robot or a bridge crane.
  • the gripping device is a gripper, which by force, form or frictional engagement and by negative pressure preferably pressed moisture but also stiff-pressed, dry or burned moldings record and advantageously can move arbitrarily.
  • These include parallel grippers, gripper grippers (also called fulcrum grippers) and suction grippers in the form of multiple and single grippers.
  • parallel gripper rakes (which belong to the group of parallel grippers) have one or more adjustable gripper bar pairs with which the individual (separated) moldings can be gripped.
  • a pair of gripping bars preferably consists of two opposing gripping strips, each of which has at least one recess, through which suitable partial volumes are disclosed for gripping the molded article in order to produce the respectively intended contour or
  • the gripping bars of a gripper bar pair can be identical or mirror-symmetrical. Sometimes, especially in filigree inner profile of the moldings, a recess in only one of the two gripping strips is advantageous in order to avoid bruising. Contouring alone on the underside of the molding may not require any recess in the gripping rails at all.
  • each gripping strip is divided horizontally into gripping strip halves, which are vertically displaceable relative to one another and can be fixed relative to one another.
  • the parallel gripper rake can be flanged according to the invention with a flange to the robotic arm industrial robot or to the crane bridge or to the hoist of a bridge crane.
  • the cutting wire frame is either stationary and the gripping device movable, or the cutting wire frame movable and the gripping device stationary, or both the cutting wire frame and the
  • the cutting wire frame can be used both for producing moldings and for producing contours.
  • FIG. 1 shows schematically in plan view the automated process for the production of contoured moldings by means of industrial robots and cutting wire frame;
  • Fig. 2 shows a parallel gripper rake with different gripping bars of a
  • Fig. 3 shows differently sized gripping bars over a stationary
  • Fig. 4 shows in cross section the cutting wire frame over a conveyor belt
  • Fig. 5 shows in perspective a two-parallel gripper with contour cut wires and two gripped on both sides semi-circular
  • Figure 1 shows schematically in a plan view of the automated process for the production of contoured moldings by means of industrial robots and cutting wire frame.
  • the plastic material e.g. Clay or the like is supplied to an extruder 4.
  • Cutter and separator 31 is cut into individual moldings 8.
  • the cut moldings 8 are thereby separated at the same time, so that they have a defined distance d from each other on further conveyance on the conveyor belt 7.
  • a parallel gripper rake 15 (shown in FIG. 2) which is flanged onto the robot arm 17 of an industrial robot 9 and advantageously grips several moldings 8 at the same time and lowers them into a cutting wire frame 25 is used as the gripping device 32.
  • the gripping device 32 By corresponding robot-controlled movements of the parallel gripper rake 15, the moldings 8 are moved so that they are all contoured on the cutting wires 28 of the cutting wire frame 25 all at the same time.
  • the contouring takes place where the gripping strips 20a, 20b of the parallel gripper rake 15 recesses 21 or on the underside of the moldings in the area between the gripping bars 20a, 20b, if they are not adjacent, or in a region of the molding 8 below the gripping bars when the blank is higher than the height h of the gripping bars 20a, 20b.
  • the loaded with the moldings second conveyor 10 first passes through a dryer in which the still wet moldings 8 are dried, and then a kiln in which the dried moldings 8 are fired. After firing, the fired moldings 8 are lifted off the drying or firing truck with a (bridge) crane and placed on pallets. Usually, the loaded pallets are picked up by a forklift, loaded on a truck and transported away from it.
  • FIG. 2 shows a side view of a gripping device 32 in the form of a parallel gripper rake 15, whose flange 16 can be mounted on the robot arm 17 of an industrial robot 9 or else on a crane (in particular a bridge crane).
  • a parallel gripper rake 15 gripping bar pairs 19 of different height h and width b
  • the gripping strips 20a, 20b of a pair of gripper bars 19 can be moved against each other on the rail 18, so that the width b of a gripper bar pair 19 can be adapted to the width of the male moldings 8 to be accommodated.
  • the gripping bar pairs 19 can also be moved against each other in order to be able to be adapted to the separation distance d of the shaped pieces on the conveyor belt 7.
  • the industrial robot 9 or the crane
  • the distances of the gripping bars 20a, 20b to each other exactly vary, so that a deformation of the moldings avoided, but at least minimized. Both gripping strips of a single gripper bar pair 19 are moved simultaneously and parallel to one another.
  • the gripping bars of one side remain locked and only the gripping bars of the other side move simultaneously and equally relative to the locked gripping bars. It is also possible that the movement of the gripping bars 20a, 20b is not parallel to each other but scissor-shaped by a parent drive cylinder. Such a gripping device 32 is known by the name "fulcrum gripper.” If the gripping device 32 consists of a gripping device 32
  • suction gripper Half shell, to which the strand-moist molded article 8 is attached or sucked by means of negative pressure, this is commonly referred to as "suction gripper". It should be emphasized that the present invention is not limited to certain gripping devices, but any gripping technique in which one or more juxtaposed moldings 8 can be successively or simultaneously received and moved, for the
  • gripping device according to the invention is suitable.
  • all gripping strips 20a, 20b must have recesses 21 whose shape and size can be varied (angular, step-shaped, semicircular, elliptical, etc.) and / or the height of the molding 8 is higher than the height of the gripping bars 20 a, 20 b, so that a
  • the contours of the recesses 21 are stretched C-shaped, which permits a semicircular contouring of different radii r depending on the pair of gripper pairs. (e.g., 60mm, 50mm and 20mm as shown schematically in Figure 2).
  • the parallel gripper rake 15 is located above a fixed cutting wire frame 25.
  • Cutting wire frames 25 are similar or even similar in nature to the wires of the cutter 31 and are tensioned in the frame 25.
  • the spacing of the wires 28 depends on the spacing of the gripped blanks 8, in the case of a parallel gripper 15 on the spacing of the gripper bar pairs 19, so that unimpeded introduction of the parallel gripper rake 15 into the stationary cutting wire frame 25 is possible.
  • the individual pairs of gripping bars 26, 27 can thus be simultaneously sunk in the intermediate spaces 29 of the wires 28 beyond the upper edge of the recesses 21 by corresponding movement of the robot arm 17.
  • Cutting wire frame 25 by the robot arm 17 can be a purposeful exact
  • Cut out (for example, in the region of the recesses 21 on the side surfaces of all moldings 8) are equally effected.
  • the desired contour that is to be cut out can be specified to the industrial robot 9 by appropriate programming.
  • the fixed cutting wire frame 25 is designed so that it can be attached to and / or over a conveyor belt 30, which may represent a garbage strip, by means of which when cutting out the contours sloping plastic material fed back to the extruder 4 and thus can be recycled.
  • the individual cutting wires 28 within the cutting wire frame 25 offset from each other in parallel and arranged in this way exactly at the height of the interstices of the gripped moldings 8 and be adapted to the distance d and width b of the separated moldings 8.
  • FIG. 5 shows, in a three-dimensional perspective illustration, a parallel gripper rake 15, which is flanged to a robot arm 17 via a flange 16.
  • the rail 18 of the parallel gripper rake 15 carries two gripper bar pairs 19 which are spaced apart from each other and each grip a molded article 8.
  • Each gripping strip 20a, 20b has centrally a C-shaped recess 21, through which a part of the surface of the molding 8 is accessible and can be contoured.
  • a semicircular contour is shown, which is clamped by a relative movement between the parallel gripper rake 15 and the three clamping devices 34 arranged in pairs
  • Cutting wires 28 has been generated.
  • the relative movement leading to the cutting is to be realized according to the invention in three ways:
  • contoured blanks 8 are removed again after cutting and provided for the further production process.
  • the present invention does not exclude a contouring of the moldings 8 on other surfaces, instead of only at the strand-cut surfaces (frontally).
  • the recesses 21 of the gripping bars 20a, 20b are not arranged on the front side, but - seen in the transport direction of the conveyor belt 7 - on the side surfaces of the
  • Cutting wire frame 25 with a single cutting wire 28, but advantageously with two parallel spaced cutting wires 28, are sufficient for lowering the moldings 8 between the two cutting wires one of the two side surfaces of the moldings 8 on the entire width of the parallel gripper rake 15 at the same time by z. B. appropriate

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Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf die Herstellung von Formlingen, insbesondere von Ziegelformlingen in der Keramik verarbeitenden Industrie. Dabei bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Vorrichtung zum Erzeugen von Konturen an Formlingen (8) aus plastisch verformbarem Material, mit einem Schneidedrahtrahmen (25), in dem ein oder mehrere beabstandete Schneidedrähte (28) gehalten ist bzw. sind, und einer Greifeinrichtung (32) zum Greifen der Formlinge (8), wobei der Schneidedrahtrahmen (25) und/oder die Greifeinrichtung (32), zum Erzeugen von Konturen an den gegriffenen Formlingen (8) durch den bzw. die Schneidedrähte (28), im Verhältnis zueinander bewegbar ist bzw. sind. Die Greifeinrichtung (32) kann dabei Teil einer Umsetzeinrichtung sein, zum Umsetzen der Formlinge (8) von einer ersten Transporteinrichtung (7) auf eine zweite Transporteinrichtung (10), wobei die Umsetzeinrichtung vorteilhaft einen Industrieroboter (9) oder einen Kran aufweist.

Description

Ausschneidevorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung und ein Verfahren zum Ausschneiden von Konturen aus Formlingen von zunächst plastischem Material.
Bei der Herstellung von Formlingen aus plastischem, insbesondere keramischem Material, zum Beispiel von Ziegelsteinen oder Dachpfannen für die Bauindustrie, wird der Tonstrang nach seiner stranggepressten Formgebung durch Extruder oder andere Pressen im pressfeuchten Zustand auf einer Förderbahn einer Schneidevorrichtung (Abschneidevorrichtung) zugeführt. Die Schneidevorrichtung besteht üblicherweise aus einem oder mehreren parallel in einer Ebene angeordneten gleichförmig beabstandeten Schneidedrähten (ähnlich einer Harfe).
In dieser Schneidevorrichtung wird der Tonstrang in Formlinge geschnitten. Diese Formlinge werden separiert, das heißt auf einem Förderband zueinander in einen jeweils gleichen Abstand gebracht und dann auf ein weiteres Förderband umgesetzt, welches zu einem Trocknerwagen oder zum Trockner selbst führt. Die Umsetzung erfolgt z.B. mittels Industrieroboter oder Brückenkran.
Ausschneidungen in denjenigen (Außen-) Flächen des Formlings die nicht von den
Schneidedrähten geschnitten worden sind, können nach dem Stand der Technik durch synchrones Ändern des Querschnitts der Öffnung des Mundstücks im Extruder mittels messerartigen Blenden erzeugt werden.
Zur Erzeugung von Ausschneidungen an den Schnittflächen der Formlinge sind nach dem Stand der Technik folgende Verfahren üblich:
Bei einem bekannten Verfahren erfolgt der Ausschnitt direkt an der Abschneidevorrichtung Hilfe eines Schneidedrahtes und einer Kurvenscheibe. Der Schneidedraht wird dabei in vertikaler Richtung quer zu Förderrichtung des Förderbandes zunächst gerade und dann kreisförmig geführt, so dass dadurch ein gerader und kreisförmiger Ausschnitt im Formling hergestellt wird.
Nachteilig sind hierbei hohe Investitionskosten für den Kurvenscheibenantrieb und lange Rüstzeiten durch aufwändige Umbauten, insbesondere, dass der Ausschnitt zwischen den nass geschnittenen Formlingen seitlich schlecht ausgestoßen wird und danach der Schnittabfall schlecht abgenommen werden kann. Eine weitere negative Folge hiervon ist, dass dieser Abfall den Weitertransport der Formlinge erheblich beeinträchtigen kann.
Bei einem anderen bekannten Verfahren erfolgt der Ausschnitt am gedrehten Formling durch eine Fräswelle. Der Formling wird bei diesem Verfahren (im Gegensatz zum zuvor
beschriebenen Verfahren) vor dem Fräsen um 90° gedreht, so dass die beiden Schnittflächen des Formlings seitlich in Förderrichtung liegen. Erst in dieser Stellung wird an den von der Seite her zugänglichen Schnittflächen des Formlings die Fräswelle zum Ausfräsen eines Segments eingesetzt. Die Fräswelle darf, sofern der Durchmesser der Fräswelle größer ist als die Höhe des Formlings, in dieser Lage nur soweit eingebracht werden, dass die Außenwände nicht mit abgefräst werden. Je größer der Durchmesser der Fräswelle ist, desto kleiner ist somit insgesamt das auszufräsende Kreissegment. Dieses Verfahren eignet sich hauptsächlich bei gebrannten zumindest aber steif verpreßten Formlingen.
Nachteilig hierbei ist, dass insbesondere bei kleinen Formlingen das Kreissegment mit
Fräswelle nicht in ausreichendem Maße erstellt werden kann.
Ein weiteres Verfahren ist aus DE 200 15 062 01 bekannt: Die gewünschten Schnittflächen an ebenfalls gedrehten Formlingen entstehen hierbei durch Ausschneiden mittels der einen
Kurbeltrieb aufweisenden Ausschneidevorrichtung. Zum Ausschneiden wird somit ein spezielles Antriebsystem verwendet, durch das ein Kreissegment in jedem beliebigen Radius aber auch andere gekrümmte Formen in den Seitenflächen eines Formlings erstellt werden können.
Grundprinzip ist, wie bereits erwähnt, ein Kurbeltrieb, an dem ein Schneidedraht vorzugsweise an zwei parallelen, verlängerten Koppeln befestigt ist, so dass sich eine U-förmige Anordnung ergibt. Die beiden Enden der Koppeln sind an zwei Kurbeln einer Welle befestigt. In einem definierten Abstand hiervon (z.B. 1/3 der Koppellänge) sind die Koppeln an zwei Kurbeln einer zweiten Welle befestigt, welche parallel zur ersten Welle ist. Die Koppeln sind drehbar an den Kurbeln mit Gelenken gelagert.
Der Schneidedraht führt bei einer solchen Anordnung eine Kreisbahn aus, kann jedoch, je nach Abstand des jeweiligen Lagerpunktes von der Welle, auch ovale bzw. ellipsenförmige
Schneidebahnen vollziehen. Auch die Radien der Bewegungen des Schneidedrahtes sind durch die Abstände der vier Lagerungspunkte der beiden Wellen festgelegt. Der Antrieb dieser Vorrichtung kann elektrisch, hydraulisch vorzugsweise aber pneumatisch erfolgen, da sich über den Luftdruck eines Hub- erzeugenden Pneumatikzylinders die
Schnittgeschwindigkeit der Stranggeschwindigkeit anpassen lässt.
Nachteilig bei diesem Verfahren, wie es im Stand der Technik beschrieben ist, ist zum einen Notwendigkeit einer 90°-Drehung der Formlinge auf dem Förderband. Zum anderen die platzeinnehmende und wartungsbedürftige Ausführungsform als Parallelkurbelgetriebe. Das Ausschneiden mehrerer Formlinge gleichzeitig ist in dieser Ausgestaltung der
Ausschneidevorrichtung, wenn überhaupt, nur unter wesentlich erhöhtem Aufwand zu realisieren.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Ausschneidevorrichtung zu schaffen, welche die Nachteile der vorstehenden Ausschneidevorrichtungen überwindet und eine
Bauweise aufweist, die sich in den gesamten Herstellungsprozess gebrannter Formlinge auf einfache Weise integrieren lässt.
Diese Aufgabe wird durch die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Erzeugen von Konturen an Formlingen aus plastisch verformbarem Material gemäß den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden in den Unteransprüchen weitergebildet.
Erfindungsgemäß wird eine Vorrichtung zum Erzeugen von Konturen an Formlingen aus plastisch verformbarem Material beansprucht, mit einem Schneidedrahtrahmen, in dem ein oder mehrere beabstandete Schneidedrähte gehalten sind, und mit einer Greifeinrichtung zum Greifen der Formlinge, wobei der Schneidedrahtrahmen und die Greifeinrichtung, zum Erzeugen von Konturen an den gegriffenen Formlingen durch Schneidedrähte im Verhältnis zueinander bewegbar sind.
Die Greifeinrichtung kann dabei Teil einer Umsetzeinrichtung sein, zum Umsetzen der
Formlinge von einer ersten Transporteinrichtung auf eine zweite Transporteinrichtung, wobei diese Umsetzeinrichtung vorteilhafterweise einen Industrieroboter oder einen Brückenkran aufweist.
Ebenfalls erfindungsgemäß stellt die Greif einrichtung einen Greifer dar, der durch Kraft-, Formoder Reibschluß sowie durch Unterdruck vorzugsweise preßfeuchte aber auch steifverpresste, getrocknete oder gebrannte Formlinge aufnehmen und vorteilhafterweise beliebig bewegen kann. Hierzu gehören Parallelgreifer, Zangengreifer (auch Drehpunktgreifer genannt) und Sauggreifer in Form von Mehrfach- und Einfach-Greifern. Insbesondere Parallelgreifer-Rechen(welche zu der Gruppe der Parallelgreifer gehören) weisen ein oder mehrere verstellbare Greifleistenpaare auf, mit denen die einzelnen (separierten) Formlinge gegriffen werden können.
Dabei besteht ein Greifleistenpaar vorzugsweise aus zwei gegenüberliegenden Greifleisten, welche jeweils zumindest eine Aussparung aufweisen, durch die bei gegriffenem Formling geeignete Teilvolumen zum Erzeugen der jeweils beabsichtigten Kontur offengelegt bzw.
zugängig sind.
Die Greifleisten eines Greifleistenpaares können identisch oder spiegelsymmetrisch ausgebildet sein. Manchmal, insbesondere bei filigranem Innenprofil der Formlinge, ist, um Quetschungen zu vermeiden, eine Aussparung in nur einer der beiden Greifleisten vorteilhaft. Bei einer Konturierung allein auf der Unterseite des Formlings ist möglicherweise überhaupt keine Aussparung in den Greifleisten erforderlich.
Weiterhin vorteilhaft ist es, wenn jede Greifleiste horizontal in Greifleistenhälften geteilt ist, welche gegeneinander vertikal verschiebbar sind und zueinander entsprechend fixiert werden können.
Der Parallelgreifer-Rechen kann erfindungsgemäß mit einem Flansch an den Roboterarm Industrieroboters oder an die Kranbrücke oder an das Hebezeug eines Brückenkrans angeflanscht werden.
In drei möglichen Varianten der vorliegenden Erfindung ist der Schneidedrahtrahmen entweder ortsfest und die Greifeinrichtung bewegbar, oder der Schneidedrahtrahmen bewegbar und die Greifeinrichtung ortsfest, oder aber sowohl der Schneidedrahtrahmen als auch die
Greifeinrichtung relativ zueinander bewegbar.
Ebenso vorteilhaft ist es, wenn der Schneidedrahtrahmen sowohl zum Erzeugen von Formlingen als auch zum Erzeugen von Konturen verwendbar ist.
Weitere Vorteile, Merkmale und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung werden nun anhand von Ausführungsbeispielen bezugnehmend auf die begleitenden Zeichnungen näher erläutert. Fig. 1 zeigt schematisch in der Draufsicht den automatisierten Prozess zur Herstellung von konturierten Formlingen mittels Industrieroboter und Schneidedrahtrahmen;
Fig. 2 zeigt einen Parallelgreifer-Rechen mit unterschiedlichen Greifleisten eines
Mehrfach-Parallel-Greifers über einem ortsfesten Schneidedrahtrahmen in der Seitenansicht;
Fig. 3 zeigt unterschiedlich große Greifleisten über einem ortsfesten
Schneidedrahtrahmen in der Perspektive;
Fig. 4 zeigt im Querschnitt den Schneidedrahtrahmen über einem Transportband
(Abfallband);
Fig. 5 zeigt perspektivisch einen Zweifach-Parallel-Greifer mit Kontur- Ausschneidedrähten und zwei gegriffenen beiderseits halbkreisförmig
konturierten Formlingen.
Figur 1 zeigt schematisch in einer Draufsicht den automatisierten Prozess zur Herstellung von konturierten Formlingen mittels Industrieroboter und Schneidedrahtrahmen. Das plastische Material, z.B. Ton oder dergleichen, wird einem Extruder 4 zugeführt. Durch eine
Transportschnecke im Inneren des Extruders (nicht dargestellt) wird das plastische Material kontinuierlich aus einem formgebenden Mundstück 5 gepresst. Der so erzeugte Strang 6 gelangt auf eine erste Transporteinrichtung 7 (Förderband) auf dem er schließlich mit einem
Abschneider und Separierer 31 in einzelne Formlinge 8 geschnitten wird. Die abgeschnittenen Formlinge 8 werden dabei gleichzeitig separiert, so dass sie bei der weiteren Beförderung auf dem Förderband 7 zueinander einen definierten Abstand d aufweisen.
Gemäß einer möglichen Variante der vorliegenden Erfindung wird als Greifeinrichtung 32 ein Parallelgreifer-Rechen 15 verwendet (in Figur 2 dargestellt) der am Roboterarm 17 eines Industrieroboters 9 angeflanscht ist und vorteilhafterweise mehrere Formlinge 8 gleichzeitig greift und in einen Schneidedrahtrahmen 25 senkt. Durch entsprechende robotergesteuerte Bewegungen des Parallelgreifer-Rechens 15 werden die Formlinge 8 so bewegt, dass sie an den Schneidedrähten 28 des Schneidedrahtrahmens 25 alle gleichzeitig konturiert werden. Es ist jedoch auch möglich, die Greifeinrichtung 32 so zu gestalten, dass mit der Greifeinrichtung 32 stets nur ein einziger Formling 8 vom Förderband 7genommen, konturiert und auf die weitere Transporteinrichtung 10 abgesetzt wird.
Die Konturierung erfolgt dort, wo die Greifleisten 20a, 20b des Parallelgreifer-Rechens 15 Aussparungen 21 aufweisen oder an der Unterseite der Formlinge im Bereich zwischen den Greifleisten 20a,20b, falls diese nicht aneinandergrenzen, oder aber in einem Bereich des Formlings 8 unterhalb der Greifleisten, wenn der Formling höher ist, als die Höhe h der Greifleisten 20a,20b. Nach dem Herausheben des Parallelgreifer- Rechens 15 aus dem Schneidedrahtrahmen 25 werden die konfluierten Formlinge 8 auf eine zweite Transporteinrichtung 10
(Trocknungswagen) gesetzt. Die mit den Formlingen beladene zweite Transporteinrichtung 10 durchläuft zunächst einen Trockner, in dem die noch strangfeuchten Formlinge 8 getrocknet werden, und anschließend einen Brennofen, in dem die getrockneten Formlinge 8 gebrannt werden. Nach dem Brennen werden die gebrannten Formlinge 8 mit einem (Brücken-) Kran vom Trocknungs- bzw. Brennwagen abgehoben und auf Paletten gesetzt. Üblicherweise werden die beladenen Paletten von einem Gabelstapler aufgenommen, auf einen LKW verladen und von diesem abtransportiert.
Figur 2 zeigt in der Seitenansicht eine Greifeinrichtung 32 in Form eines Parallelgreifer-Rechens 15, dessen Flansch 16 an den Roboterarm 17 eines Industrieroboters 9 oder aber an einen Kran (insbesondere einen Brückenkran) anmontiert werden kann. Mittels einer Schiene 18 kann der Parallelgreifer-Rechen 15 Greifleistenpaare 19 unterschiedlicher Höhe h und Breite b
aufnehmen. Die Greifleisten 20a, 20b eines Greifleistenpaares 19 können auf der Schiene 18 gegeneinander verschoben werden, so dass die Breite b eines Greifleistenpaares 19 an die Breite der aufzunehmenden Formlinge 8 angepasst werden kann. Die Greifleistenpaare 19 können auch gegeneinander verschoben werden, um dem Separations-Abstand d der Formlinge auf dem Förderband 7 angepasst werden zu können. Zum Greifen und Absetzen der Formlinge 8 kann der Industrieroboter 9 (oder der Kran) über den Flansch 16 die Abstände der Greifleisten 20a, 20b zueinander exakt variieren, so dass eine Verformung der Formlinge vermieden, zumindest aber minimiert wird. Dabei werden beide Greifleisten eines einzelnen Greifleistenpaares 19 zueinander gleichzeitig und parallel bewegt. In einer möglichen Ausgestaltung bleiben die Greifleisten einer Seite arretiert und nur die Greifleisten der anderen Seite bewegen sich gleichzeitig und gleichermaßen relativ zu den arretierten Greifleisten. Möglich ist auch, daß die Bewegung der Greifleisten 20a, 20b zueinander nicht parallel sondern scherenförmig durch einen übergeordneten Antriebszylinder erfolgt. Eine solche Greifeinrichtung 32 ist unter der Bezeichnung„Drehpunkt-Greifer" bekannt. Besteht die Greifeinrichtung 32 aus einer
Halbschale, an die der strangfeuchte Formling 8 mittels Unterdruck angeheftet bzw. angesaugt wird, so wird diese üblicherweise als„Saug-Greifer,, bezeichnet. Es sei betont, daß sich die vorliegende Erfindung nicht auf bestimmte Greifeinrichtungen festlegt, sondern jede beliebige Greif- bzw. Haft-Technik, bei der ein oder mehrere nebeneinander angeordnete Formlinge 8 nacheinander oder gleichzeitig aufgenommen und bewegt werden können, für die
erfindungsgemäße Greifeinrichtung geeignet ist.
Um im Sinne der Erfindung am Formling 8 mit einem (Schneide-) Draht 28 Konturen erzeugen zu können, müssen sämtliche Greifleisten 20a, 20b Aussparungen 21 aufweisen, deren Form und Größe variiert sein können (eckig, stufenförmig, halbkreisförmig, elliptisch etc.) und/oder die Höhe des Formlings 8 ist höher als die Höhe der Greifleisten 20a, 20b, so daß auch eine
Konturierung an der Formlings-Unterseite möglich ist. Falls die Greifleisten im mittleren Bereich des Formlings 8 nicht aneinanderstoßen, ist auch eine bodenseitige Konturierung im Zwischenraum zweier korrespondierender Greifleisten 20a, 20b möglich.
In Figur 2 beispielsweise sind die Konturen der Aussparungen 21 gestreckt C-förmig was je nach Greifleistenpaargröße eine halbkreisförmige Konturierung unterschiedlicher Radien r erlaubt. (z.B. 60 mm, 50 mm und 20 mm wie in Figur 2 schematisch gezeigt ist).
Sind die Greifleisten 20a, 20b horizontal zweigeteilt und beide Hälften 22a, 22b mittels
Langlöcher 23 und zugehörigen Fixierschrauben 24 vertikal gegeneinander verschiebbar, so lassen sich die Aussparungen 21 in vertikaler Richtung variieren, sofern die Höhe des Formlings 8 dies erlaubt.
In Figur 3 beispielsweise sind unterschiedlich große Greifleistenpaare 26,27 über einem beispielsweise ortsfesten Schneidedrahtrahmen 25 in der Perspektive dargestellt, wobei die größeren Greifleistenpaare 26 maximal vertikal gestreckt sind, die kleinen Greifleistenpaare 27 minimale vertikale Streckung aufweisen.
Wie in Figur 2 befindet sich auch in Figur 3, wie bereits erwähnt, der Parallelgreifer- Rechen 15 über einem ortsfesten Schneidedrahtrahmen 25. Die einzelnen Drähte 28 des ortsfesten
Schneidedrahtrahmens 25 ähneln oder sind sogar gleicher Beschaffenheit wie die Drähte des Abschneiders 31 und sind in dem Rahmen 25 gespannt. Der Abstand der Drähte 28 richtet sich nach dem Abstand der gegriffenen Formlinge 8, im Falle eines Parallel-Greifers 15 nach dem Abstand der Greifleistenpaare 19, so dass ein ungehindertes Einbringen des Parallelgreifer- Rechens 15 in den ortsfesten Schneidedrahtrahmen 25 möglich ist.
Die einzelnen Greifleistenpaare 26,27 können so gleichzeitig in den Zwischenräumen 29 der Drähte 28 bis über die Oberkante der Aussparungen 21 hinaus durch entsprechende Bewegung des Roboterarmes 17 versenkt werden. Durch ein gleichzeitiges Schwenken und/oder Versetzen des Parallelgreifer- Rechens 15 während des Hebens oder Absenkens im ortsfesten
Schneidedrahtrahmen 25 durch den Roboterarm 17 kann ein zielgerichtetes exaktes
Ausschneiden (z.B. im Bereich der Aussparungen 21 an den Seitenflächen aller Formlinge 8) gleichermaßen bewirkt werden. Die gewünschte Kontur, die ausgeschnitten werden soll, kann durch entsprechende Programmierung dem Industrieroboter 9 vorgegeben werden.
In Figur 4 ist gezeigt, dass der ortsfeste Schneidedrahtrahmen 25 erfindungsgemäß so konzipiert ist, dass er an und/oder über einem Transportband 30 befestigt werden kann, welches möglicherweise ein Abfallband darstellt, mittels dem das beim Ausschneiden der Konturen abfallende plastische Material dem Extruder 4 wieder zugeführt und somit wiederverwertet werden kann.
Im Sinne einer größtmöglichen Flexibilität der erfindungsgemäßen Vorrichtung können auch die einzelnen Schneidedrähte 28 innerhalb des Schneidedrahtrahmens 25 gegeneinander parallel versetzt und auf diese Weise exakt auf Höhe der Zwischenräume der gegriffenen Formlinge 8 angeordnet bzw. an Abstand d und Breite b der separierten Formlinge 8 angepaßt werden.
Figur 5 zeigt in einer dreidimensionalen perspektivischen Darstellung einen Parallelgreifer- Rechen 15 der über einen Flansch 16 an einen Roboterarm 17 angeflanscht ist. Die Schiene 18 des Parallelgreifer- Rechens 15 trägt zwei Greifleistenpaare 19 die voneinander beabstandet sind und jeweils einen Formling 8 greifen. Jede Greifleiste 20a, 20b weist mittig eine C-förmige Aussparung 21 auf, durch die ein Teil der Fläche des Formlings 8 zugängig ist und konturiert werden kann. Im Beispiel von Figur 5 ist beispielsweise eine halbkreisförmige Kontur dargestellt, die durch eine Relativbewegung zwischen dem Parallelgreifer- Rechen 15 und den drei zwischen den paarweise angeordneten Spannvorrichtungen 34 eingespannten
Schneidedrähten 28 erzeugt worden ist. Wie bereits erwähnt, ist die zum Ausschneiden führende Relativbewegung erfindungsgemäß auf dreierlei Weise zu realisieren:
Alleinige Bewegung des Parallelgreif er- Rechens 15 bei ortsfestem Schneidedrahtrahmen 25;
Ausschließliche Bewegung des Schneidedrahtrahmens 25;
Gleichzeitige Bewegung des Parallelgreifer- Rechens 15 und des Schneidedrahtrahmens 25.
Die konturierten Formlinge 8 werden nach dem Ausschneiden wieder abgesetzt und für den weiteren Produktionsprozess bereitgestellt.
Es sei bemerkt, dass die vorliegende Erfindung eine Konturierung der Formlinge 8 an anderen Flächen, statt nur an den Strang-Schnittflächen (stirnseitig), nicht ausschließt. So ist es durchaus denkbar, dass die Aussparungen 21 der Greifleisten 20a, 20b nicht stirnseitig angeordnet sind, sondern - in Transportrichtung des Förderbandes 7 gesehen - an den Seitenflächen der
Formlinge 8. Auch bei einem Parallelgreifer-Rechen 15 würde in diesem Fall ein
Schneidedrahtrahmen 25 mit einem einzigen Schneidedraht 28, vorteilhafterweise aber mit zwei parallel beabstandeten Schneidedrähten 28, genügen, um nach einem Absenken der Formlinge 8 zwischen die beiden Schneidedrähte eine der beiden Seitenflächen der Formlinge 8 auf der gesamten Breite des Parallelgreifer- Rechens 15 gleichzeitig durch z. B. entsprechende
Bewegungen der Greifeinrichtung 32 konturieren zu können. Hierzu müssten die jeweiligen Greifleistenpaare 19 eines Parallelgreifer- Rechens 15 ummontiert, d.h. jeweils um 90° gedreht und zueinander neu beabstandet werden. Falls dieser Umbau zu aufwendig sein sollte, wäre es denkbar, einen zweiten Parallelgreifer-Rechen 15 mit gedrehten Greifleistenpaaren 19 vorzuhalten, um nötigenfalls ausgetauscht werden können, da das Lösen eines Parallelgreifer- Rechen 15 und neu Anflanschen eines anderen Parallelgreifer- Rechen 15 an den Roboterarm 17 (oder an einen Kran) weitaus weniger aufwändig ist, als ein neues Ausrichten sämtlicher Greifleisten 20a, 20b.
Bezugszeichenliste
4 Extruder 23 Langlöcher
5 Mundstück 24 Fixierschrauben
6 Strang 25 Schneidedrahtrahmen
7 Förderband 26 großes Greifleistenpaar
8 Formling 27 kleines Greifleistenpaar
9 Industrieroboter 28 (Schneide) Draht
10 Trocknungs- bzw. Brennwagen 29 Zwischenräume der Drähte
15 Parallelgreifer-Rechen 30 Transportband
16 Flansch 31 Abschneider
17 Roboterarm 32 Greifeinrichtung
18 Schiene 34 Spannvorrichtung
19 Greifleistenpaar d Abstand der separierten Formlingea, 20b Greifleisten h Greifleistenpaarhöhe
21 Aussparungen b Greifleistenpaarbreite
a, 22b Greifleistenhälften r Radius einer halbkreisförmigen Kontur

Claims

Ansprüche
1. Vorrichtung zum Erzeugen von Konturen an Formlingen (8) aus plastisch verformbarem Material, mit
- einem Schneidedrahtrahmen (25), in dem ein oder mehrere beabstandete Schneidedrähte (28) gehalten ist bzw. sind, und
- einer Greif einrichtung (32) zum Greifen der Formlinge (8),
wobei der Schneidedrahtrahmen (25) und/oder die Greifeinrichtung (32),
zum Erzeugen von Konturen an den gegriffenen Formlingen (8) durch den bzw. die
Schneidedrähte (28), im Verhältnis zueinander bewegbar ist bzw. sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Greifeinrichtung (32) Teil einer Umsetzeinrichtung ist, zum Umsetzen der Formlinge (8) von einer ersten Transporteinrichtung (7) auf eine zweite
Transporteinrichtung (10).
Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Umsetzeinrichtung einen Industrieroboter (9) und/oder einen Kran aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Greifeinrichtung (32) einen Zangengreifer oder auch Drehpunktgreifer genannt, einen Sauggreifer oder einen Parallelgreifer darstellt.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Greifeinrichtung (32) einen Parallelgreifer- Rechen (15) darstellt, welcher ein oder mehrere verstellbare Greifleistenpaare (19) aufweist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Greifleistenpaar (19) aus zwei gegenüberliegenden Greifleisten (20a, 20b) besteht, wobei zumindest eine davon eine Aussparung (21) aufweist, durch die bei gegriffenem Formling (8), zum Erzeugen der jeweils beabsichtigten Kontur, geeignete Teilvolumen offengelegt sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Greifleisten (20a, 20b) eines Greifleistenpaares (19) identisch, zumindest aber spiegelsymmetrisch ausgebildet sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass bei einem Greifleistenpaar (19) nur eine der Greifleisten (20a, 20b) eine oder mehrere Aussparungen (21) aufweist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass jede Greifleiste (20a, 20b) horizontal in Greifleistenhälften (22a, 22b) geteilt ist, welche gegeneinander vertikal verschiebbar sind und zueinander entsprechend fixiert werden können.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Parallelgreifer-Rechen (15) mit einem Flansch (16) an den Roboterarm (17) eines Industrieroboters (9) oder an die Kranbrücke oder an das Hebezeug eines Krans angeflanscht werden kann.
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüchen,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Schneidedrahtrahmen (25) ortsfest und die Greifeinrichtung (32) bewegbar ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Schneidedrahtrahmen (25) bewegbar und die Greifeinrichtung (32) ortsfest ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass sowohl der Schneidedrahtrahmen (25) als auch die Greifeinrichtung (32) bewegbar ist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet,
dass der Schneidedrahtrahmen (25) sowohl zum Erzeugen von Formlingen (8) als auch zum Erzeugen von Konturen verwendbar ist.
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