Die Erfindung betrifft ein Entladeverfahren zum Entladen eines Bearbeitungsprodukts einer Werkstückbearbeitung, insbesondere einer Blechbearbeitung, von ei- ner Produktauflage,

• wobei das Bearbeitungsprodukt zum Entladen bereitgestellt wird, indem das Bearbeitungsprodukt mit einer Transferbewegung längs einer Transferachse in einen Entladebereich der Produktauflage bewegt wird, der eine längs der Transferachse gelegene räumliche Entladebereichsbegrenzung aufweist und der längs der Transferachse eine Entladebereichslänge aufweist, die größer ist als eine tatsächliche Produktlänge des Bearbeitungsprodukts längs der Transferachse und

• wobei das Entladeverfahren fortgesetzt wird, nachdem das Bearbeitungsprodukt zum Entladen bereitgestellt worden ist. Die Erfindung betrifft außerdem eine maschinelle Entladeanordnung zur Durchführung des vorgenannten Entladeverfahrens sowie ein Fertigungsverfahren, im Rahmen dessen das vorgenannte Entladeverfahren durchgeführt wird und eine maschinelle Fertigungsanordnung zur Durchführung dieses Fertigungsverfahrens.

Gattungsgemäßer Stand der Technik ist aus EP 3 560 652 Al bekannt.

Der Stand der Technik betrifft eine Bearbeitungsanlage zum trennenden Bearbeiten von Blechen. Die Blechbearbeitung erfolgt in einem von einer Umhausung eingefassten Arbeitsraum einer Laserschneidmaschine. Dem Arbeitsraum der Laserschneidmaschine wird das zu bearbeitende Blech gemeinsam mit einer das Blech lagernden Palette zugeführt. Aus dem auf der Palette gelagerten Blech werden in dem Arbeitsraum der Laserschneidmaschine als Bearbeitungsprodukte freigeschnittene Blechteile sowie ein die Blechteile umschließendes Restgitter erzeugt. Nach Beendigung der trennenden Blechbearbeitung werden die Blechteile und das Restgitter gemeinsam mit der Palette durch eine in der Umhausung der Laserschneidmaschine vorgesehene Öffnung in einen Entladebereich der Bearbeitungsanlage verfahren. Der Entladebereich ist zu der Laserschneidmaschine hin durch eine Wand der Umhausung des Arbeitsraums der Laserschneidmaschine begrenzt. Zum Entladen der in den Entladebereich der Bearbeitungsanlage transferierten Palette kann eine vollautomatisierte oder eine teilautomatisierte Handlingeinrichtung eingesetzt werden.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein funktionssicheres Entladen einer Produktauflage in einem räumlich begrenzten Entladebereich zu ermöglichen.

Erfindungsgemäß gelöst wird diese Aufgabe durch das maschinelle Entladeverfahren gemäß Patentanspruch 1 und die maschinelle Entladeanordnung gemäß Patentanspruch 7 sowie durch das maschinelle Fertigungsverfahren gemäß Patentanspruch 6 und die maschinelle Fertigungsanordnung gemäß Patentanspruch 8.

Im Falle der Erfindung wird demnach in einem Entladebereich einer maschinellen Entladeanordnung oder einer maschinellen Fertigungsanordnung, in welchen ein von einer Produktauflage zu entladendes Bearbeitungsprodukt längs einer Transferachse bewegt worden ist, ein Referenzpunkt definiert, von welchem eine Entladebereichsbegrenzung längs der Transferachse der Werkstückbewegung einen Begrenzungsabstand aufweist. Für das Bearbeitungsprodukt wird eine Referenzlänge definiert, die sich längs der Transferachse erstreckt und die wenigstens ebenso groß ist wie die tatsächliche Produktlänge. Nach Beendigung der Transferbewegung des Bearbeitungsprodukts wird ein längs der Transferachse bestehender Abstand bestimmt zwischen dem Referenzpunkt einerseits und einem in der Richtung der Entladebereichsbegrenzung vorderen Endpunkt der Referenzlänge des Bearbeitungsprodukts andererseits. Ist der längs der Transferachse zwischen dem Referenzpunkt und dem vorderen Endpunkt der Referenzlänge des Bearbeitungsprodukts bestehende Abstand kleiner als der Begrenzungsabstand von dem Referenzpunkt, so indiziert dies, dass das Bearbeitungsprodukt mit seiner gesamten tatsächlichen Länge in dem Entladebereich angeordnet ist und folglich ohne die Gefahr einer späteren Kollision mit der Entladebereichsbegrenzung zum Entladen von der Produktauflage bereitsteht. Nur unter dieser Bedingung wird nach dem Bereitstellen eines Bearbeitungsprodukts der Entladevorgang für das Bearbeitungsprodukt fortgesetzt.

In Fällen, in denen von einer Produktauflage mehrere Bearbeitungsprodukte zu entladen sind, beispielsweise beim Entladen einer Mehrzahl von Blechteilen, die zuvor aus einer Blechtafel mit einer definierten Blechteil-Belegung erzeugt worden sind, wird für jedes der Bearbeitungsprodukte beziehungsweise Blechteile die erfindungsgemäße Prüfung der Etladefähigkeit durchgeführt.

Eine numerische Anordnungssteuerung der erfindungsgemäßen Entladeanordnung ist zur Realisierung des erfindungsgemäßen Entladeverfahrens ausgebildet.

Als Produktauflage zur Bereitstellung eines zu entladenden Bearbeitungsprodukts kommt beispielsweise eine Produktpalette oder ein Produktauflageband in Frage. Sowohl die Produktpalette als auch das Produktauflageband kann auch bereits das Werkstück, aus welchem das zu entladende Bearbeitungsprodukt erzeugt wird, lagern. Besondere Ausführungsarten der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.

Für Fälle, in denen die erfindungsgemäße Prüfung der Machbarkeit des Entladevorgangs zu einem positiven Ergebnis geführt hat, sieht Patentanspruch 2 in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung vor, dass ein Entladeorgan einer maschinellen Entladevorrichtung zur Übernahme des zum Entladen bereitgestellten Bearbeitungsprodukts mit einer gegenüber dem Bearbeitungsprodukt definierten Anordnung an dem Bearbeitungsprodukt angeordnet und an dem Bearbeitungsprodukt fixiert wird.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung wird dabei das Entladeorgan für die konkrete Entladeaufgabe konfiguriert, indem die Abmessungen des Entladeorgans an die Abmessungen des zum Entladen bereitgestellten Bearbeitungsprodukts angepasst werden (Patentanspruch 3).

Ergänzend oder alternativ wird das Entladeorgan an dem zu entladenden Bearbeitungsprodukt derart angeordnet, dass eine maximale Anzahl von Halteelementen, beispielsweise von Haltesaugern, des Entladeorgans in Kontakt mit dem Bearbeitungsprodukt kommen (Patentanspruch 4).

Patentanspruch 5 betrifft ein erfindungsgemäßes Entladeverfahren mit einer besonderen praxisrelevanten Kinematik der von dem Entladeorgan der Entladevorrichtung gemeinsam mit dem daran fixierten Bearbeitungsprodukt auszuführenden Entladebewegung. Im Einzelnen sind das Entladeorgan und das daran fixierte Bearbeitungsprodukt gemeinschaftlich als Entladeeinheit von der Werkstückauflage mit einer Entladebewegung abzuführen, die eine Entlade-Drehbewe- gung der in einer Drehposition angeordneten Entladeeinheit um eine Entlade- Dreh-achse aufweist, die in dem Entladebereich der Produktauflage längs der Entladebereichsbegrenzung verläuft. Nachdem in der vorstehenden Weise sichergestellt worden ist, dass das zu entladende Bearbeitungsprodukt vollständig in den Entladebereich der maschinellen Entladeanordnung transferiert wurde, wird überprüft, ob die Entlade-Drehbewegung der aus dem Bearbeitungsprodukt und dem Entladeorgan bestehenden Entladeeinheit ohne Kollision der Entladeeinheit mit der Entladebereichsbegrenzung ausgeführt werden kann. Zu diesem Zweck wird für die Entladeeinheit ein mit der Entlade-Drehachse konzentrischer Hüllkreis definiert, innerhalb dessen die Entladeeinheit angeordnet ist. Ist der Radius des Hüllkreises der Entladeeinheit kleiner als der in radialer Richtung der Entlade-Drehachse bestehende Abstand der Entlade-Drehachse von der Entladebereichsbegrenzung, so ist sichergestellt, dass die Entlade-Drehbewe- gung der Entladeeinheit ausgeführt werden kann, ohne dass die Entladeeinheit mit der Entladebereichsbegrenzung kollidiert.

Die numerische Anordnungssteuerung der erfindungsgemäßen Entladeanordnung und der erfindungsgemäßen Fertigungsanordnung ist entsprechend weitergebil- det.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand beispielhafter schematischer Darstellungen näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine maschinelle Anordnung für die Blechfertigung mit einem Arbeitsbereich und einem Entladebereich sowie mit einem sich über den Arbeitsbereich und den Entladebereich erstreckenden Werkstückauflageband,

Figur 2 eine erste Entladesituation an der maschinellen Anordnung gemäß Figur 1 in der Ansicht auf das Werkstückauflageband,

Figur 3 eine zweite Entladesituation an der maschinellen Anordnung gemäß Figur 1 in der Ansicht auf das Werkstückauflageband und

Figur 4 eine dritte Entladesituation an der maschinellen Anordnung gemäß Figur 1 in der Ansicht auf das Werkstückauflageband.

Ausweislich Figur 1 weist ein maschinelle Anordnung 1 zur Blechfertigung einen Arbeitsbereich 2 und einen Entladebereich 3 auf. In dem Arbeitsbereich 2 ist in bekannter Weise eine Laserschneidmaschine 4 als Bearbeitungsvorrichtung für die trennende Blechbearbeitung angeordnet. Von der Laserschneidmaschine 4 ist in Figur 1 lediglich ein Laserschneidkopf 5 dargestellt. Die Laserschneidmaschine 4 dient zur trennenden Bearbeitung eines Blechbands 6, das zuvor von einem in Figur 1 nicht dargestellten Coil abgewickelt worden ist. Zur Lagerung des Blechbands 6 in dem Arbeitsbereich 2 und in dem Entladebereich 3 der maschinellen Anordnung 1 ist als Produktauflage ein endloses Werkstückauflageband 7 vorgesehen, das mittels eines herkömmlichen Transferantriebs angetrieben werden und dessen Obertrum 8 sich dann in einer Vorschubrichtung 9 bewegt.

Das Blechband 6 wird in dem Arbeitsbereich 2 der maschinellen Anordnung 1 bei stillgesetztem Werkstückauflageband 7 abschnittweise bearbeitet. Zur trennenden Bearbeitung eines Blechbandabschnitts wird der Laserschneidkopf 5 der Laserschneidmaschine 4 in bekannter Weise mit einer zweiachsigen Bewegung in einer horizontalen Ebene relativ zu dem Blechband 6 bewegt. Dabei schneidet der Laserschneidkopf 5 nach einem in einer numerischen Anordnungssteuerung 10 der maschinellen Anordnung 1 für das Blechband 6 hinterlegten Belegungsplan an dem Blechband 6 als Bearbeitungsprodukte Fertigteile 11 frei. Außerdem wird bei der trennenden Bearbeitung des Blechbands 6 ein die Fertigteile 11 umgebendes Restgitter 12 erzeugt (Figuren 2 bis 4).

Ist die trennende Bearbeitung eines Blechbandabschnitts beendet, wird das Werkstückauflageband 7 mittels des Transferantriebs gemeinsam mit dem von dem Obertrum 8 gelagerten Blechband 6 in der Vorschubrichtung 9 weitergetak- tet. Die an dem Blechband 6 freigeschnittenen Fertigteile 11 passieren dabei gemeinsam mit dem Restgitter 12 eine Durchlassöffnung 13 einer Trennwand 14, welche den Arbeitsbereich 2 und den Entladebereich 3 der maschinellen Anordnung 1 gegeneinander abgrenzt. Dadurch gelangt der bearbeitete Abschnitt des Blechbands 6 längs einer durch die Vorschubrichtung 9 definierten Transferachse 15 in den Entladebereich 3 der maschinellen Anordnung 1.

Die sich längs der Transferachse 15 erstreckende Ladebereichslänge des Entladebereichs 3 ist größer als die sich gleichfalls längs der Transferachse 15 erstreckende tatsächliche Länge der einzelne Fertigteile 11 (tatsächliche Produktlänge). In dem Entladebereich 3 werden die zuvor erstellten Fertigteile 11 bei nun wieder stillgesetztem Werkstückauflageband 7 zum Entladen von dem Werkstückauflageband 7 bereitgestellt.

In dem Entladebereich 3 ist als maschinelle Entladevorrichtung ein herkömmlicher Entladeroboter 16 vorgesehen, von dem in Figur 1 der Einfachheit halber nur ein als Saugerrahmen 17 ausgebildetes Entladeorgan dargestellt ist. Der Saugerrahmen 17 weist werkstückseitig als Halteelemente eine Mehrzahl von Haltesaugern 18 auf. Ebenso wie die übrigen wesentlichen Funktionseinheiten der maschinellen Anordnung 1 wird auch der Entladeroboter 16 durch die numerische Anordnungssteuerung 10 gesteuert.

Eine entsprechende Programmierung der maschinellen Anordnungssteuerung 10 sorgt dafür, dass das Werkstückauflageband 7 in dem Entladebereich 3 der maschinellen Anordnung 1 mittels des Entladeroboters 16 störungsfrei entladen werden kann.

Zu diesem Zweck ist in der numerischen Anordnungssteuerung 10 ein Referenzpunkt 19 in dem Entladebereich 3 mit einer Position hinterlegt, die in einem eine x-Achse und eine senkrecht dazu verlaufende y-Achse aufweisenden Koordinatensystem 20 der numerischen Anordnungssteuerung 10 definiert ist. Außerdem ist in der numerischen Anordnungssteuerung 10 für jedes der Fertigteile 11 ein gedachtes einhüllendes Rechteck 21 hinterlegt, dessen Seiten in Richtung der x- und in Richtung der y-Achse des Koordinatensystems 20 der numerischen Anordnungssteuerung 10 verlaufen. Das einhüllende Rechteck 21 ist derart dimensioniert, dass das betreffende Fertigteil 11 vollständig im Innern des Rechtecks 21 liegt. Die lange Seite des einhüllenden Rechtecks 21 stellt eine sich längs der Transferachse 15 erstreckende Referenzlänge l_Rdar und ist wenigstens ebenso groß wie die tatsächliche Produktlänge des Fertigteils 11 längs der Transferachse 15. In der numerischen Anordnungssteuerung 10 hinterlegt ist außerdem ein Begrenzungsabstand DL zwischen dem Referenzpunkt 19 und der eine Entladebereichsbegrenzung bildenden Trennwand 14. Ein Entladevorgang kann mittels des Entladeroboters 16 nur unter der Bedingung störungsfrei durchgeführt werden, dass das zu entladende Fertigteil 11 vollständig in den Entladebereich 3 der maschinellen Anordnung 1 transferiert worden ist und folglich die Trennwand 14 vollständig passiert hat.

Ob dies der Fall ist, wird vor der Aktivierung des Entladeroboters 16 für jedes der zum Entladen bereitgestellten Fertigteile 11 geprüft. Dabei wird mittels einer Messeinheit 22 der numerischen Anordnungssteuerung 10 ein Abstand d zwischen dem Referenzpunkt 19 und einem referenzpunktseitigen Ende der Referenzlänge LR gemessen. In einer Auswerte- und Vergleichseinheit 23 der numerischen Anordnungssteuerung 10 werden dann der Abstand d und die Referenzlänge l_Rdes Fertigteils 11 addiert und dadurch der längs der Transferachse 15 bestehende Abstand D zwischen dem Referenzpunkt 19 und dem in der Richtung der Trennwand 14 gelegenen vorderen Endpunkt der Referenzlänge LR des Fertigteils 11 ermittelt. Der Abstand D zwischen dem Referenzpunkt 19 und dem vorderen Endpunkt der Referenzlänge LR des Fertigteils 11 wird dann mit dem Begrenzungsabstand DL verglichen.

Eine Fortsetzung des Entladeverfahrens mittels des Entladeroboters 16 wird von der numerischen Anordnungssteuerung 10 nur unter der Bedingung veranlasst, dass der längs der Transferachse 15 bestehende Abstand D zwischen dem Referenzpunkt 19 und dem vorderen Ende der Referenzlänge LRdes betreffenden Fertigteils 11 kleiner ist als der Begrenzungsabstand DL.

Diese Bedingung wird in Figur 2 von sämtlichen Fertigteilen 11 mit Ausnahme des in der mittleren Fertigteilreihe rechten Fertigteils 11 erfüllt. Entladefähig ist beispielsweise das in der oberen Fertigteilreihe rechte Fertigteil 11. Ausweislich Figur 2 ist für dieses Fertigteil 11 der längs der Transferachse 15 bestehende Abstand D zwischen dem Referenzpunkt 19 und dem vorderen Ende der Referenzlänge LR kleiner als der Begrenzungsabstand DL. An dem in der mittleren Fertigteilreihe rechten Fertigteil 11 ist der Abstand D zwischen dem Referenzpunkt 19 und dem vorderen Ende der Referenzlänge LR hingegen größer als der Begrenzungsabstand DL. Eine Steuereinheit 24 der numerischen Anordnungssteuerung 10 steuert folglich den Entladeroboter 16 zum Entladen sämtlicher Fertigteile 11 mit Ausnahme des in der mittleren Fertigteil reihe rechten Fertigteils 11. Das in der mittleren Fertigteilreihe rechte Fertigteil 11, das aufgrund seiner teilweisen Überlappung mit der Trennwand 14 bei einem Entladevorgang mit letzterer kollidieren würde, verbleibt vorerst auf dem Werkstückauflageband 7. Das Entladen dieses Fertigteils 11 kann beispielsweise nach einem entsprechenden Weitertakten des Blechbands 6 in der Vorschubrichtung 9 erfolgen.

In den Figuren 3 und 4 sind Entladesituationen an dem Werkstückauflageband 7 veranschaulicht, die sich von der Entladesituation gemäß Figur 2 insofern unterscheiden, als die in dem Entladebereich 3 zum Entladen bereitgestellten Fertigteile 11 unmittelbar nach dem Anheben von dem Werkstückauflageband 7 in einer dann eingenommenen Drehposition gemeinschaftlich mit dem an dem jeweiligen Fertigteil 11 fixierten Saugerrahmen 17 eine Entlade-Drehbewegung um eine Entlade-Drehachse 25 ausführen müssen. Die Entlade-Drehachse 25 verläuft senkrecht zu dem Werkstückauflageband 7 längs der Trennwand 14.

Vor dem Anlegen an das betreffende Fertigteil 11 wurde der Saugerrahmen 17 zur Überführung in einen Entladebereitschaftszustand durch Einstellen seiner Erstreckung längs der Transferachse 15 konfiguriert. Zu diesem Zweck wurden äußere Rahmenelemente 26, 27 des Saugerrahmens 17 gegenüber einem zentralen Rahmenelement 28 derart zugestellt, das die sich damit ergebende Abmessung des Saugerrahmens 17 längs der Transferachse 15 auf die entsprechende Abmessung des zu entladenden Fertigteils 11 ideal abgestimmt ist. Der in dieser Weise konfigurierte Saugerrahmen 17 wurde derart an dem betreffenden Fertigteil 11 angeordnet, dass das Fertigteil 11 mittels einer maximalen Anzahl von Haltesaugern 18 an dem Saugerrahmen 17 fixiert werden kann.

Zur Überprüfung der Entladefähigkeit des betreffenden Fertigteils 11 wird zunächst in der vorstehend zu Figur 2 beschriebenen Weise überprüft, ob das zum Entladen bereitgestellte Fertigteil 11 vollständig innerhalb des Entladebereichs 3 der maschinellen Anordnung 1 angeordnet ist. Als insoweit entladefähig erkannt werden in dem dargestellten Beispielsfall unter anderem das linke Fertigteil 11 in der unteren Fertigteilreihe (Figur 3) und das rechte Fertigteil 11 in der unteren Fertigteilreihe (Figur 4).

Im nächsten Schritt wird dann geprüft, ob die vollständig innerhalb des Entladebereichs 3 der maschinellen Anordnung 1 angeordneten Fertigteile 11 die erforderliche Entlade-Drehbewegung ausführen können.

Zu diesem Zweck wird für eine aus dem zu entladenden Fertigteil 11 und dem daran angelegten Saugerrahmen 17 bestehende Entladeeinheit 29 ein gedachter Hüllkreis 30 definiert und in der maschinellen Anordnungssteuerung 10 hinterlegt. Der Hüllkreis 30 verläuft konzentrisch mit der Entlade-Drehachse 25 und sein Radius R ist derart bemessen, dass die Entladeeinheit 29 vollständig innerhalb des Hüllkreises 30 angeordnet ist.

Anschließend wird mittels der Messeinheit 22 der maschinellen Anordnungssteuerung 10 ein längs der Transferachse 15 zwischen dem Referenzpunkt 19 und der Entlade-Drehachse 25 bestehender Abstand DA gemessen. Mittels der Auswerte- und Vergleichseinheit 23 wird dann als Differenz aus dem Begrenzungsabstand DL und dem Abstand DA der Abstand DA/L bestimmt, welchen die Entlade-Drehachse 25 von der Trennwand 14 aufweist. Wird danach von der Auswerte- und Vergleichseinheit 23 durch einen Vergleich des Abstands DA/L der Entlade-Drehachse 25 von der Trennwand 14 mit dem Radius R des Hüllkreises 30 festgestellt, dass der Abstand DA/L größer ist als der Radius R des Hüllkreises 30, so wird daraus gefolgert, dass die Entladeeinheit 29 aus Fertigteil 11 und Saugerrahmen 17 die zum Entladen des Fertigteils 11 erforderliche Drehbewegung um die Entlade-Drehachse 25 ausführen kann, ohne mit der Trennwand 14 zu kollidieren. In diesem Fall steuert die Steuereinheit 24 den Entladeroboter 16 zur Ausführung des Entladevorgangs an. Verhältnisse dieser Art sind in Figur 3 dargestellt.

Bei den Verhältnissen gemäß Figur 4 wird bei dem Vergleich des Abstandes DA/L der Entlade-Drehachse 25 von der Trennwand 14 mit dem Radius R des Hüllkreises 30 der Entladeeinheit 29 festgestellt, dass der Abstand DA/L kleiner ist als der Radius R und dass folglich die Entladeeinheit 29 bei der auszuführenden Drehbewegung um die Entlade-Drehachse 25 mit der Trennwand 14 kollidieren würde. Aufgrund dieser Erkenntnis wird bei den Verhältnissen gemäß Figur 4 der Entladevorgang für das Fertigteil 11 der Entladeeinheit 29 nicht fortgesetzt. Auch bei den Verhältnissen gemäß Figur 4 ist es denkbar, dass das zunächst nicht entladefähige Fertigteil 11 von dem Werkstückauflageband 7 entladen wird, nachdem das Blechband 6 in der Vorschubrichtung 9 weitergetaktet worden ist.