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Die Erfindung betrifft eine Anlage zum Magazinieren von Trennleisten nach Anspruch 1, eine eine solche Anlage beinhaltende Anlage zum Bilden von Brettstapeln nach Anspruch 17 sowie ein Magazin, welches insbesondere zur Verwendung in einer solchen Anlage geeignet ist, nach Anspruch 18.
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In der holzverarbeitenden Industrie sind Anlagen zum Bilden von Brettstapeln bekannt, bei denen abwechselnd wenigstens eine Lage Bretter und jeweils wenigstens zwei Trennleisten aufeinander geschichtet werden. Die Trennleisten können insbesondere dazu dienen, einen definierten Abstand zwischen den Brettlagen zu erzeugen, um die fertigen Brettstapel kontrolliert trocknen zu können. Die Trennleisten bestehen meist aus Holz, es sind dann also Holzleisten. Die Verwendung von Leisten aus einem anderen Material wie beispielsweise Aluminium oder Kunststoff ist jedoch ebenfalls bekannt.
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Die Trennleisten werden jeweils automatisch aus Magazinen ausgegeben, welche oberhalb des sich bildenden Brettstapels angeordnet sind. Ein solches Magazin weist wenigstens einen Schacht auf, in dem Trennleisten in vertikaler Richtung aufeinanderliegend magaziniert sind. Die Befüllung der Magazine erfolgt meist durch seitliches Einschieben der Trennleisten von Hand.
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Hiervon ausgehend stellt sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe, eine Anlage zum automatischen Magazinieren von Trennleisten zur Verfügung zu stellen, um so den Automatisierungsgrad und die Arbeitssicherheit zu erhöhen.
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Diese Aufgabe wird durch eine Anlage zum Magazinieren nach Anspruch 1 gelöst. Eine Anlage zum Bilden von Brettstapeln, welche eine solche Anlage zum Magazinieren aufweist, ist in Anspruch 17 angegeben, ein für solche Anlagen geeignetes Magazin in Anspruch 18.
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Der erste Grundgedanke der Erfindung besteht darin, für die Befüllung des wenigstens einen Magazins mit Trennleisten einen Roboter mit einem Greifer vorzusehen. Dieser Roboter weist vorzugsweise wenigstens 4, insbesondere wenigstens 5 voneinander unabhängige Bewegungsachsen auf und die Befüllung des wenigstens einen Magazins durch den Greifer des Roboters erfolgt vorzugsweise von oben, nicht wie im Stand der Technik von der Seite.
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Ohne weitere Maßnahmen wäre eine solche „Roboter-Beschickung“ jedoch in der Regel zu langsam. Es ist erfindungsgemäß deshalb weiterhin vorgesehen, der Magazin-Befüllung durch den Roboter einen weiteren Schritt vorzuschalten. Dieser Schritt besteht in der Bereitstellung von Trennleistenpaketen durch eine Paketbereitstellungseinrichtung, welche dann vom Roboter gegriffen werden. Ein solches Trennleistenpaket kann aus typischerweise 4 bis 20 Trennleisten bestehen. In der Regel erfolgt die Übergabe der Trennleistenpakete von der Paketbereitstellungseinrichtung an den Roboter an einem definierten Übergabepunkt der Paketbereitstellungseinrichtung.
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Zur weiteren Rationalisierung kann die Bildung der Trennleistenpakete mittels einer automatischen Paketbildungseinrichtung erfolgen, insbesondere einer solchen, wie sie in den Unteransprüchen 7 bis 9 angegeben ist und wie sie im weiter unten im Detail beschriebenen Ausführungsbeispiel dargestellt ist. Hierbei ist die Paketbereitstellungseinrichtung teil dieser Paketbildungseinrichtung.
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Weiterhin ist es möglich, pro Roboter mehr als eine Paketbereitstellungseinrichtung vorzusehen, welche Trennleistenpakete zur Übernahme durch den Roboter bereitstellen. Hierbei kann insbesondere eine Paketbereitstellungseinrichtung Teil einer vollautomatischen Paketbildungseinrichtung sein. Die weitere Paketbereitstellungseinrichtung kann ebenfalls vollautomatisch arbeiten, oder sie kann manuell mit Trennleistenpaketen beschickt werden.
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Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Anlage besteht neben der Rationalisierung darin, dass automatisch verfahrbare Magazine eingesetzt werden können, die auch während des laufenden Betriebs ihre Position verändern können. Eine direkte manuelle Beschickung wäre in diesem Fall aus Arbeitsschutzgründen nicht möglich.
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Bevorzugte Ausgestaltungen für ein roboterbefüllbares Magazin sind in den Ansprüchen 10 bis 12 angegeben.
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Weitere bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen.
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Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Figuren näher erläutert. Hierbei zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung einer vollständigen Anlage zum Bilden von Brettstapeln, welche eine Anlage zum automatischen Magazinieren von Trennleisten beinhaltet,
- 2 einen Teil der Anlage aus 1, nämlich eine Paketbildungseinrichtung, in einer vergrößerten Darstellung, jedoch in einem anderen Arbeitszustand als in 2,
- 3 eine Draufsicht aus Richtung R auf das in 2 Gezeigte, wobei einige Elemente der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt sind,
- 4 eine Variation zu dem in 3 Gezeigten, wobei jedoch die Schnittholzpakete nicht dargestellt sind,
- 5 das in 1 dargestellte Magazin entlang der Schnittebene A-A in 1, jedoch nicht in dem in 1 dargestellten Arbeitszustand,
- 6 das Magazin der 5 nach einem ersten Schritt zur Ausgabe einer Trennleiste,
- 7 das in 6 Gezeigte in einem nachfolgenden Arbeitsschritt,
- 8 das in 7 Gezeigte in einem weiter nachfolgenden Verfahrensschritt,
- 9 das in 8 Gezeigte in einem weiter nachfolgenden Arbeitsschritt, sodass der in 1 dargestellte Zustand vorliegt,
- 10 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Anlage zur Bildung von Brettstapeln in einer der 1 entsprechenden Darstellung und
- 11 einen Schnitt entlang der Ebene B-B in 10 in einer vergrößerten Darstellung.
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Die 1 zeigt stark schematisch eine Anlage zum Bilden von Brettstapeln. Ein sich im Aufbau befindender Brettstapel B ist in 1 rechts dargestellt. Solche Anlagen sind im Stand der Technik grundsätzlich bekannt, dennoch wird zunächst auf den eigentlichen Aufbau und das Erstellen des Brettstapels B eingegangen:
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Es ist ein vertikal verfahrbarer Ablagetisch 60 vorgesehen, welcher sich während der Bildung des Brettstapels B schrittweise absenkt. Die Zuführung der Brettlagen für den Brettstapel B erfolgt über eine horizontal verfahrbare Zunge 62. Oberhalb des Ablagetisches 60 sind (in der Regel wenigstens zwei) Magazine 50 angeordnet, welche jeweils wenigstens einen Schacht (wie man später sehen wird, weisen die Magazine 50 im hier dargestellten Ausführungsbeispiel jeweils zwei Schächte auf) für Trennleisten T auf. Wie nachfolgend ebenfalls im Detail erklärt werden wird, weist jedes Magazin 50 eine Ausgabeeinrichtung zur Ausgabe einzelner Trennleisten T auf. Ein Teil dieser Ausgabeeinrichtung ist der in Figur schematisch dargestellte Greifer 58.
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Die Bildung des Brettstapels B erfolgt so, dass immer abwechselnd eine oder mehrere Lagen Bretter und wenigstens zwei die beiden Lagen trennende Trennleisten T abgelegt werden, während der Ablagetisch 60 schrittweise nach unten abgesenkt wird. Die Längserstreckungen der Bretter und der Trennleisten T sind hierbei senkrecht zueinander. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Magazine 50 quer zur Längserstreckung der in ihnen gelagerten Trennleisten (also senkrecht zur Zeichenebene) horizontal verfahrbar, wozu sie beispielsweise auf Schienen 59 angeordnet sein können.
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Die Erfindung betrifft die Befüllung (auch als Beschickung bezeichnet) der Magazine 50 mit Trennleisten T, sowie die Magazine als solche. Im Stand der Technik erfolgt die Befüllung manuell durch seitliches Einschieben der Trennleisten T in die Magazine.
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Die Erfindung stellt nun eine Anlage zum voll- oder teilautomatischen Magazinieren von Trennleisten zur Verfügung. Diese Anlage würde selbstverständlich auch funktionieren, wenn nur ein Magazin 50 vorgesehen ist, was in der Regel jedoch von geringer praktischer Bedeutung sein dürfte. Das in 1 gezeigte Ausführungsbeispiel beinhaltet eine vollautomatische Anlage zum Magazinieren.
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Diese Anlage zum vollautomatischen Magazinieren weist drei Funktionseinheiten auf, nämlich eine Paketbildungseinrichtung 20, einen einen Greifer 42 aufweisenden Roboter 40 und die Magazine 50. Der Roboter 40 weist (die Beweglichkeit des Greifers 42 nicht mitgerechnet) fünf Bewegungsachsen A1 bis A5 auf, welche in 1 angedeutet sind. Ein solcher Roboter mit wenigstens fünf voneinander unabhängigen Bewegungsachsen ist in der Regel bevorzugt (meist auch notwendig), um sämtliche Vorteile der Erfindung ausschöpfen zu können. Vorzugsweise ist genau ein Roboter vorgesehen.
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Die Paketbildungseinrichtung 20 besteht aus drei zusammenwirkenden Teileinheiten, nämlich einem Umlenker 22, einem Stempel 24, welcher oszillierend antreibbar ist, und der Paketbereitstellungseinrichtung 21. Diese Paketbereitstellungseinrichtung 21 weist einen Förderer, welcher hier als zweiter Förderer 28 bezeichnet wird, und eine dem zweiten Förderer nachgeordnete erste Pufferstation 30 auf. Der zweite Förderer 28 erstreckt sich vom Umlenker 22 schräg nach oben und der Stempel oszilliert parallel zur Förderebene dieses zweiten Förderers 28. Zur Erklärung auf deren Aufbau und Funktionsweise wird später auf die 1 bis 3 Bezug genommen.
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Schließlich ist noch ein erster Förderer 10 vorgesehen, welcher die Trennleisten in einem liegenden Zustand an beziehungsweise in den Umlenker 22 fördert.
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Sämtliche hier beschriebene Förderer (dies gilt auch für die Förderer der Pufferstationen) sind Kettenförderer, welche jeweils wenigstens zwei sich parallel zueinander erstreckende und simultan angetriebene Ketten aufweisen.
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Wie dies bereits erwähnt wurde, fördert der erste Förderer 10 Trennleisten T zum und in den Umlenker 22. In der Regel stauen sich die Trennleisten T vor dem Umlenker 22 zu einem Teppich auf. Die Trennleisten T sind im Wesentlichen geometrische Quader, welche sich in Längsrichtung von einer ersten Stirnseite zu einer zweiten Stirnseite erstrecken, und welche zwei zueinander senkreche Längsseitenpaare aufweisen. In der Regel sind benachbarte Längsseiten einer Tennleiste ungleich breit und die Anförderung erfolgt so, dass die Trennleisten T auf einer ihrer breiteren Längsseite liegend angefördert werden. Stromaufwärts (entgegen der Holzflussrichtung) des Umlenkers 22 kann noch eine Sortierstation angeordnet sein, in welcher nicht passende, beispielsweise zu stark gekrümmte Trennleisten T, aussortiert werden. Hierbei kann die Vermessung der Trennleisten mittels eines Laserscanners erfolgen, sodass das Aussortieren von nicht passenden Trennleisten T automatisch erfolgen kann. Dies ist in den Figuren jedoch nicht dargestellt.
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Der Umlenker 22 besteht im Wesentlichen aus zwei zueinander parallelen, senkrecht angeordneten Platten, welche jeweils einen zumindest abschnittsweise bogenförmigen Einschnitt 23 aufweisen. Diese Einschnitte gehen von einer Horizontalen in einen sich nach unten erstreckenden etwa 1/5-Bogen über. Der obere Förderabschnitt des ersten Förderers 10 ist auf einer Führung geführt und folgt diesem Bogen. Somit gelangen die angeförderten Trennleisten T zum unteren Ende der Einschnitte. Es wäre auch denkbar, dass sie das letzte Wegstück rein schwerkraftbedingt zurücklegen. Unterhalb des Ausgangs der Einschnitte 23 befindet sich die Oberseite des zweiten Förderers 28 und weiterhin ist, wie bereits erwähnt, ein oszillierend antreibbarer Stempel 24 vorgesehen, welcher in seinem in 1 dargestellten hinteren Totpunkt so weit zurückgezogen ist, dass die vorderste sich im Umlenker 22 befindende Trennleiste T auf die Oberseite des zweiten Förderers 28 rutschen kann, wobei es dort mit einer schmaleren Längsseite aufkommt.
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Mittels des oszillierenden Stempels 24 wird jeweils die auf dem zweiten Förderer 28 aufliegende Trennleiste T nach oben, bis zum oberen Totpunkt des Stempels 24 geschoben. Im gezeigten Ausführungsbeispiel wird der Stempel von einem Kurbelgetriebe angetrieben, er könnte aber auch von einer Kolben-ZylinderEinheit oder von einem Linearmotor angetrieben werden. Bevor der Stempel 24 nach unten fährt, wird die zuletzt nach oben geschobene Trennleiste T mittels einer als Niederhalter ausgebildeten Klemmeinrichtung 26 festgehalten. Die 1 zeigt hier die klemmende Position des Niederhalters 26, die 2 zeigt die geöffnete Position. Sobald ein Trennleistenpaket T seine gewünschte Stärke (im gezeigten Ausführungsbeispiel die Stärke von sechs Trennleisten) erreicht hat, verbleibt der Stempel 24 in seiner oberen Endstellung und der zweite Förderer 28 wird mittels seines Motors 80 angetrieben, bis ein Mitnehmerpaar 29a das eben gebildete Trennleistenpaket T „übernimmt“ und ein Stück weit fördert, sodass ein neues Trennleistenpaket T wie eben beschrieben gebildet werden kann. Somit werden aus den Trennleisten T Trennleistenpakete P gebildet. Aufgrund der Schrägstellung des zweiten Förderers 28 können die Trennleistenpakete P schwerkraftbedingt nicht auseinanderfallen.
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Im Endbereich des zweiten Förderers 28 ist überlappend zum zweiten Förderer 28 die erste Pufferstation 30 angeordnet. Überlappend bedeutet hier, dass die Ketten 32 der ersten Pufferstation 30 in Querrichtung des zweiten Förderers 28 zu den Ketten 29 des zweiten Förderers 28 versetzt sind, sich in Längsrichtung jedoch überschneiden (3). Wie der zweite Förderer 28, weist die erste Pufferstation 30 Ketten und 32 Mitnehmer 32a auf, sodass ein sich im Endbereich des zweiten Förderers 28 befindendes Trennleistenpaket P von der ersten Pufferstation 30 übernommen werden kann, sodass dieses von der Pufferstation 32 in eine Übergabeposition gebracht und dort gehalten werden kann, während der zweite Förderer 28 erneut angetrieben wird. Das Ende der Pufferstation wird durch zwei statische Auflageträger 39 gebildet, auf denen das zu übergebende Trennleistenpaket P zumindest teilweise aufliegt und welche die Übergabeposition definieren. Im Bereich dieser erwähnten Übergabeposition befindet sich noch ein stationärer seitlicher Anschlag 37 und ein horizontal beweglicher seitlicher Anschlag 38 (nur in 3 dargestellt), mit deren Hilfe die Trennleisten T eines Trennleistenpaketes P auch in Querrichtung exakt ausgerichtet werden können, sodass dann ein vollständig definiertes und positioniertes Trennleistenpaket P zur Übergabe an den Roboter 40 vorliegt. Durch die statischen Auflageträger 39 wird das Greifen der Trennleistenpakete durch den Greifer 42 erleichtert, da sich im Bereich unterhalb dieser Auflageträger nichts befindet.
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Wie dies in 4 dargestellt ist, kann der ersten Pufferstation 30 auch eine zweite Pufferstation 34 nachgeordnet sein; grundsätzlich könnten natürlich beliebig viele Pufferstationen in Reihe geschaltet sein. Die Auflageträger 39 sind nur Teil der letzten Pufferstation. Im Ausführungsbeispiel der 4 sind die hinteren Zahnräder der ersten Pufferstation 30 und die vorderen Zahnräder der zweiten Pufferstation 34 geometrisch auf einer Achse angeordnet, jedoch nicht miteinander gekoppelt, sodass die beiden Pufferstationen unabhängig voneinander angetrieben werden können. Dasselbe gilt für die zweite und dritte Pufferstation.
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Wesentlich ist, dass eine Übergabeposition definiert ist, an welcher das Trennleistenpaket P vom erwähnten Roboter 40, nämlich dessen Greifer 42, übernommen wird. Bevorzugt befindet sich das Trennleistenpaket P an dieser definierten Übergabeposition für eine gewisse Zeitspanne in Ruhe, sodass eine statische Schnittstelle zum Roboter 40 definiert ist. Grundsätzlich wäre es zumindest auch denkbar, dass der Roboter ein sich bewegendes Schnittholzpaket übernimmt, dies wäre jedoch steuerungstechnisch, geometrisch und auch hinsichtlich des Betriebsablaufes deutlich aufwendiger. Das Nachordnen wenigstens einer Pufferstation 30 nach dem zweiten Förderer 28 hat somit den Vorteil, dass die Bildung der Trennleistenpakete P von der Übernahme derselben durch den Roboter 40 entkoppelt ist.
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Wie dies bereits angedeutet wurde, übernimmt der Greifer 42 des Roboters 40 das jeweils letzte (dies heißt hier auch oberste) Trennleistenpaket P. Dieses führt er dann einem der Magazine 50 von oben zu und legt es ab. Auf die Ausgestaltung eines Magazins 50, welches dies ermöglicht, wird nun mit weiterem Bezug auf die 5 bis 9 eingegangen.
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Die 5 zeigt ein Magazin 50 in einer schematischen Querschnittsdarstellung, wobei die Schnittebene der Ebene A-A in 1 entspricht, sich das Magazin jedoch in einem anderen Arbeitszustand befindet. Es sei vorausgeschickt, dass das in 5 dargestellte Magazin ein Magazin mit zwei Schächten ist. Dies wird häufig zu bevorzugen sein, jedoch ist es bei der erfindungsgemäßen Anlage auch möglich, ein Magazin mit nur einem Schacht vorzusehen.
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Das Magazin 50 weist vier äußere seitliche Begrenzer auf, von denen zwei, nämlich der seitliche äußere Begrenzer 52a und der seitliche äußere Begrenzer 52b in der 5 zu sehen sind. Gleichartig sind zwei weitere seitliche äußere Begrenzer vorgesehen, wovon einer, nämlich der seitliche äußere Begrenzer 52c in der 1 zu sehen ist. Somit sind zwei Paare von sich gegenüberliegenden seitlichen Begrenzern vorhanden. Wesentlich ist, dass die beiden Paare von seitlichen äußeren Begrenzern in Längsrichtung der sich im Magazin befindenden Trennleisten T beabstandet sind, sodass sich ein Freiraum für den Greifer 42 des Roboters 40 ergibt. Zwischen den zu einem Paar gehörenden seitlichen äußeren Begrenzern befindet sich jeweils eine innere Trennwand. Der Freiraum erstreckt sich somit über die gesamte Breite des Magazins. In 5 ist die innere Trennwand 54a zu sehen, welche sich zwischen dem seitlichen äußeren Begrenzer 52a und dem seitlichen äußeren Begrenzer 52b befindet. Dementsprechend befindet sich zwischen den beiden anderen seitlichen äußeren Begrenzern eine weitere innere Trennwand (in den Figuren nicht zu sehen). Somit sind zwei sich parallel zueinander erstreckende Schächte 55a, 55b gebildet. Die Schächte 55a, 55b weiten sich nach oben auf, was das Einführen der Trennleistenpakete P von oben durch den Greifer 42 des Roboters 40 erleichtert. Durch den erwähnten Freiraum kann der Greifer ein neu zugeführtes Trennleistenpaket P auf den Boden des leeren Schachtes, beziehungsweise auf die oberste Trennleiste T im Schacht ablegen.
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Jeder Schacht 55a, 55b weist an seinem Boden einen horizontal beweglichen Auswerfer 56a, 56b auf. Am unteren Ende jedes Schachtes befindet sich eine sich horizontal erstreckende Ausschuböffnung. Der Boden des Magazins 50 weist eine Öffnung auf und oberhalb dieser Öffnung ist ein vertikal beweglicher Greifer 58 angeordnet.
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Zum Ausgeben der jeweils untersten Trennleiste T wird der jeweilige Auswerfer (in 6 der rechte Auswerfer 56a) zur Mitte hin durch die Ausschuböffnung bewegt, sodass die zuvor unterste Trennleiste T unterhalb des Greifers 58 positioniert wird. Danach wird der Greifer 58 abgesenkt und die Greiferzange geschlossen (7). ist dies erfolgt, wird der Auswerfer 56a zurückgezogen, sodass die Öffnung im Boden des Magazins wieder freigegeben wird. Dann wird der Greifer 58a abgesenkt, sodass die Trennleiste T auf den Brettstapel B abgesenkt werden kann.
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Die 10 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Anlage zur Bildung von Brettstapeln in einer der 1 entsprechenden Darstellung. Zusätzlich zu den Anlagenteilen der 1 ist hier einen dritten Förderer 70 vorgesehen, welcher eine Mehrzahl von jeweils zwei Gabeln 76 aufweisenden Aufnahmen 74 trägt, in welchen (beispielsweise von Hand) weitere Trennleistenpakete P' eingelegt sind, sodass eine weitere Paketbereitstellungseinrichtung gebildet ist. Die Endposition der Aufnahmen 74 ist ebenfalls vom Greifer 42 erreichbar, sodass bedarfsweise der Greifer Trennleistenpakete P auch aus diesen Aufnahmen 74 entnehmen kann. Dies kann beispielsweise dann sinnvoll sein, wenn in beiden Schächten der Magazine unterschiedliche Arten von Trennleisten (beispielsweise mit unterschiedlichen Abmessungen) eingebracht werden sollen. Die Anlage dieses Ausführungsbeispiels kann somit sowohl vollautomatisch als auch teilautomatisch betrieben werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- erster Förderer
- 20
- Paketbildungseinrichtung
- 21
- Paketbereitstellungseinrichtung
- 22
- Umlenker
- 23
- Einschnitt
- 24
- Stempel
- 26
- Niederhalter (Klemmeinrichtung)
- 28
- zweiter Förderer
- 29
- Kette
- 29a
- Mitnehmer
- 30
- Pufferstation
- 32
- Kette
- 32a
- Mitnehmer
- 34
- zweite Pufferstation
- 36
- Kette
- 36a
- Mitnehmer
- 37
- stationärer seitlicher Anschlag
- 38
- horizontal beweglicher seitlicher Anschlag
- 39
- statischer Auflageträger
- 40
- Roboter
- 42
- Greifer
- 50
- Magazin
- 52a-d
- äußerer seitliche Begrenzer
- 54a,b
- innere Trennwand
- 55a, 55b
- Schacht
- 56a, b
- Auswerfer
- 58
- vertikal beweglicher Greifer
- 59
- Schiene
- 60
- vertikal beweglicher Ablagetisch für Brettstapel
- 62
- horizontal verfahrbare Zunge
- 70
- dritter Förderer
- 72
- Kette
- 74
- Aufnahme
- 76
- Gabel
- 80
- Motor des zweiten Förderers
- 80'
- Motor der Pufferstation / ersten Pufferstation
- 80"
- Motor der zweiten Pufferstation
- A1-A5
- Achsen
- B
- Brettstapel
- P
- Trennleistenpaket
- T
- Trennleiste