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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Bearbeitung von metallischen Ausgangsteilen und auch zum Sortieren von dabei entstehenden metallischen Abfallteilen.
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Bei der Bearbeitung von Metallteilen können durch Trennvorgänge, wie Stanzen oder Schneiden, metallische Abfallteile an. Die metallischen Abfallteile werden für das Recycling gesammelt. Beim Recyceln ist es von Bedeutung, die einzelnen Abfallteile möglichst sortenrein voneinander zu trennen.
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DE 100 02 368 C2 schlägt vor, Abfälle anhand ihrer Farbe zu sortieren. Hierfür werden die Abfälle zerkleinert und zunächst ferromagnetisches Material abgetrennt. Das restliche Material wird mit anorganischen oder organischen Reagenzien behandelt, um eine Farbreaktion zu bewirken. Anschließend können die Abfallteile mit einer Farbkamera abhängig von ihrer erhaltenen Farbe getrennt und sortiert werden.
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Der Aufwand für ein solches Verfahren ist relativ groß. Außerdem können dabei chemische Abfallprodukte durch die Verwendung der Reagenzien entstehen.
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Ein anderer Ansatz zur Trennung von Abfallmaterial ist aus
DE 10 2009 056 813 A1 bekannt. Dort wird durch Gaseinströmung von Abfallmaterial anhand des Bewegungs- bzw. Flugverhalten des Materials ein Auftrennen in Teilströme durchgeführt. Anschließend werden die aufgrund ihres Bewegungs- oder Flugverhaltens unterteilten Materialströme mit einem Röntgendetektor zur Ermittlung des Materials detektiert. Dabei kann die Strahlungsintensität und die Strahlungsenergie des Röntgendetektors an die bereits zuvor voneinander getrennten Materialströme angepasst werden. Ein solcher Röntgendetektor erfordert entsprechende Arbeitsschutzmaßnahmen. Die Einrichtung ist daher aufwendig und teuer.
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Zur sortenreinen Trennung von Abfallteilen aus Aluminiumlegierungen schlägt
DE 20 2009 006 383 U1 vor, diese zunächst zu zerkleinern und zu entlacken. Anschließend wird eine Röntgenfluoreszenzspektroskopie durchgeführt, um eine sortenreine Auftrennung der unterschiedlichen Aluminiumlegierungen zu erhalten. Auch ein solches Verfahren erfordert einen hohen Aufwand und entsprechende Arbeitsschutzmaßnahmen.
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US 2013 / 0 125 721 A1 beschreibt eine Vorrichtung zum Markieren von einem plattenförmigen Teil durch Heraustrennen oder Einschneiden. Beim Beladen des plattenförmigen Werkstücks wird dessen Dimension erfasst und die Markierung wird anschließend aufgebracht. Somit wird die Dimension des Werkstücks insgesamt vor dem Einschneiden oder Heraustrennen ermittelt. Nach dem Heraustrennen wird das Werkstück einschließlich der herausgetrennten Teile ergriffen und die herausgetrennten Teile werden in einem ersten Magazin abgelegt und anschließend wird das bearbeitete Werkstück zu einem zweiten Magazin weitergefördert und dort abgelegt.
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Aus
EP 1 524 063 A1 ist ein Projektor zum Projizieren von Markierungen auf ein plattenförmiges Werkstück bekannt.
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Das aus
DE 10 2011 012 592 A1 bekannte Verfahren bzw. die dort beschriebene Vorrichtung betrifft das Recycling eines Geräts mit Komponenten elektronischer Baugruppen. Das Gerät wird hierzu in einer Halterung fixiert und mit einer Bildverarbeitungseinrichtung erfasst. Über die Bildverarbeitungseinrichtung lassen sich einzelne Komponenten oder Baugruppen identifizieren, die für die Weiterverarbeitung bzw. das Recycling interessant sind. Diese können dann selektiv herausgetrennt und entsprechend sortiert werden.
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Bei dem Verfahren zur Behälterherstellung gemäß
DE 10 2010 005 019 A1 wird ein Behälter aus zwei Materialien hergestellt. Hierzu wird eines der Materialien in einem Bereich markiert, indem später Trennabfälle entstehen. Somit kann im Trennabfall das erste Material vom zweiten Material getrennt werden.
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DE 20 2014 102 424 U1 offenbart ein Manipulatorwerkzeug. Das Manipulatorwerkzeug hat einen Kontaktierungsbereich mit einer Vielzahl von Sensoren. Ein Effektor, beispielsweise ein Elektromagnet, kann Objekte ergreifen. Über die Sensoren kann die Kontaktzone bzw. das Objekt erfasst und mit Mustern verglichen werden, um das Objekt bzw. dessen Ausrichtung am Effektor zu bestimmen.
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Aus
WO 2010/ 096 850 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum robotergesteuerten Greifen und Bewegen von Objekten bekannt. Hierzu werden die Objekte von einer Kamera erfasst und daraus eine Greifstrategie für den Greifer ermittelt. Ein ähnliches Verfahren ist auch in
WO 2012/052615 A1 beschrieben.
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Ausgehend vom bekannten Stand der Technik kann es als Aufgabe der vorliegenden Erfindung angesehen werden, eine einfache Möglichkeit zur Trennung von metallischen Abfallteilen im Rahmen einer Bearbeitung eines metallischen Ausgangsteils zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 13 gelöst.
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Erfindungsgemäß wird eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Bearbeitung von metallischen Ausgangsteilen und zum Sortieren von metallischen Abfallteilen vorgeschlagen. Dabei wird das Ausgangsteil in die gewünschte Kontur gebracht, wobei mittels einer Trenneinrichtung wenigstens ein abzutrennender Abschnitt vom Ausgangsteil abgetrennt wird und jeder abgetrennte Abschnitt ein Abfallteil bildet. Zusätzlich kann optional auch eine Umformung des Ausgangsteils in eine gewünschte dreidimensionale Form erfolgen, beispielsweise durch einen Ziehvorgang mittels einer Presse oder einer Pressenstufe. Die Trenneinrichtung kann z.B. ebenfalls durch eine mit einem Trennwerkzeug ausgestattete Presse oder Pressenstufe erfolgen. Beispielsweise kann eine Presse oder eine Pressenstufe ein Stanzwerkzeug oder Schneidkanten an einem Stößel aufweisen.
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Zum Abführen des wenigstens einen abgetrennten Abfallteils kann beispielsweise eine Fördereinrichtung vorhanden sein. Die Fördereinrichtung kann verschiedene Fördermittel wie Rutschen und/oder Schächte und/oder Förderbänder und/oder Förderketten und andere bekannte Fördermittel aufweisen. Eins Sortiereinrichtung ist vorhanden, um das wenigstens eine Abfallteil zu sortieren. Dazu wird der Sortiereinrichtung ein Steuersignal von einer optischen Erfassungseinrichtung übermittelt, die die Abfallteile erfasst. Die optische Erfassungseinrichtung ist dazu eingerichtet, an jedem Abfallteil wenigstens ein geometrisches Merkmal zu erfassen. Als geometrisches Merkmal wird zumindest die Außenkontur des Abfallteils und/oder die Kontur eines Abschnitts oder Teilbereichs des Abfallteils verwendet, wie etwa die Kontur eines Vorsprungs und/oder einer Vertiefung usw. Das geometrische Merkmal kann beispielsweise der Durchmesser einer Vertiefung oder einer Durchbrechung sein. Zur eindeutigen Zuordnung können auch mehrere einzelne geometrische Merkmale eines Abfallteils erfasst und verknüpft werden.
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Abhängig von dem wenigstens einen erfassten geometrischen Merkmal wird das Steuersignal erzeugt und der Sortiereinrichtung übermittelt. Die Sortiereinrichtung hat bei einem Ausführungsbeispiel wenigstens einen Zufuhrkanal zum Zuführen der Abfallteile und wenigstens zwei oder mehr Ausgangskanäle. Dabei kann zum Beispiel die Fördereinrichtung die geförderten Abfallteile an den Zufuhrkanal abgeben. Anhand des Steuersignals kann somit ein an den Zufuhrkanal abgegebenes Abfallteil durch die Sortiereinrichtung an einen bestimmten der vorhandenen Ausgangskanäle weitergeleitet. Es ist alternativ auch möglich, die Abfallteile zunächst unsortiert zu sammeln und die Sortiereinrichtung separat von der Trenneinrichtung auszuführen. Die Sortiereinrichtung und die Trenneinrichtung können mittels einer gemeinsamen Fördereinrichtung verbunden sein, dies ist aber nicht zwingend notwendig. Die Sortiereinrichtung kann beispielsweise auch einen oder mehrere Sortierroboter aufweisen, dem das Steuersignal übermittelt wird und der aus den unsortierten Abfallteilen jeweils eines entnimmt und abhängig von dem Steuersignal sortiert, d.h. zum Beispiel in einen bestimmten Behälter ablegt oder einem bestimmten Förderkanal zum Weitertransportieren zuführt. Das Greifen eines Abfallteils kann aus einem Behälter erfolgen oder aus einem geförderten Strom von Abfallteilen.
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Jedem Sortierroboter kann eine separate optische Erfassungseinrichtung zugeordnet sein.
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Der Sortierroboter bzw. dessen Greifarm kann das Abfallteil im Blickfeld der optischen Erfassungseinrichtung so ausrichten, dass das wenigstens eine geometrische Merkmal sicher erkannt werden kann.
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Die optische Erfassungseinrichtung kann auch bewegbar angeordnet sein. Dadurch kann das wenigstens eine Abfallteil aus unterschiedlichen Richtungen betrachtet werden. Es ist insbesondere auch möglich, die optische Erfassungseinrichtung an dem wenigstens einen Sortierroboter anzuordnen, beispielsweise an einem Greifarm.
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Somit dient das wenigstens eine geometrische Merkmal als Sortierkriterium. Auf diese Weise ist es sehr einfach möglich, Abfallteile abhängig von ihrem Material zu sortieren. Beim Bearbeiten von Ausgangsteilen, beispielsweise in einem Presswerk, wird für ein bestimmtes herzustellendes Teil stets dasselbe Material für das Ausgangsteil verwendet. Dabei fallen geometrisch charakteristische Abfallteile an. Das geometrische Merkmal, das von der optischen Erfassungseinrichtung erfasst wird, kann somit auch mit dem Material des Ausgangsteils verknüpft sein. Auf diese Weise ist es möglich, Abfallteile aus einem bestimmten Material jeweils einem bestimmten Förderkanal zuzuführen und/oder in einem bestimmten Behälter abzulegen und sortenrein zu sortieren.
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Durch die Erfindung sind chemische Behandlungen der Abfallteile oder Röntgenuntersuchungen nicht erforderlich. Es fallen somit keine Chemikalien an, die entsorgt werden müssen. Auch sind keine besonderen Arbeitsschutzmaßnahmen erforderlich, wie sie beim Einsatz einer Röntgeneinrichtung notwendig wären. Eine exakte Analyse der chemischen Zusammensetzung durch chemische oder physikalische Verfahren ist nicht erforderlich. Abfallbehandlungsmaßnahmen, wie Zerkleinern, Schreddern, Reinigen oder Entfernen von Lacken kann entfallen. Es kann eine vollständig sortenreine Trennung auf einfache Weise mit geringem apparativem und zeitlichem Aufwand erfolgen.
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Das wenigstens eine zu erfassende geometrische Merkmal, das ein bestimmtes Abfallteil und mithin ein bestimmtes Material kennzeichnet, ist in der optischen Erfassungseinrichtung bzw. der Sortiereinrichtung vorgegeben. Das wenigstens eine geometrische Merkmal, das optisch erfassbar ist, kann vor und/oder während des Abtrennens des abzutrennenden Abschnitts vom Ausgangsteil erzeugt werden.
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Vorzugsweise ist das eine oder sind die mehreren geometrischen Merkmale so gewählt, dass es bzw. sie auf zwei entgegengesetzten Seiten des Abfallteils optisch erfassbar ist bzw. sind. Beispielsweise kann ein durchgehendes Loch auf zwei entgegengesetzten Seiten an der Lochmündung erfassbar sein. Auch eine eingeformte Vertiefung auf der einen Seite kann z.B. auf der entgegengesetzten Seite als Vorsprung erfassbar sein.
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Bei einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel kann eine Markierungseinrichtung vorhanden und dazu eingerichtet sein, an dem wenigstens einen abzutrennenden Abschnitt des Ausgangsteils eine optisch erfassbare Markierung anzubringen, die zumindest ein optisch erfassbares geometrisches Merkmal darstellt. Die Markierung kann somit das Material des vom Ausgangsteil abgetrennten Abschnitts und mithin des Abfallteils kennzeichnen. Durch die optische Erfassung der Markierung kann dann ein entsprechendes Steuersignal für die Sortiereinrichtung erzeugt werden und eine sortenreine Sortierung erfolgen. Bei der Kennzeichnung kann es sich um beliebige optisch erfassbare Ausprägungen am Abfallteil bzw. am abzutrennenden Abschnitt handeln, wie etwa wenigstens eine geometrische Form und/oder wenigstens ein Buchstabe und/oder wenigstens ein Symbol und/oder dergleichen. Als geometrische Form können beliebige Formen wie Kreis, Polygone oder dergleichen in dem Abschnitt erzeugt werden. Vorzugsweise ist die Markierung sozusagen dreidimensional und ragt von der angrenzenden Fläche des abzutrennenden Abschnitts nach Art eines Vorsprungs weg und/oder ist gegenüber der angrenzenden Fläche des abzutrennenden Abschnitts als Vertiefung ausgeführt. Die Markierung kann somit als dreidimensionale Markierung bezeichnet werden. Eine solche Markierung kann beispielsweise durch Prägen und/oder Ziehen oder ein anderweitiges Umformen des abzutrennenden Abschnitts hergestellt werden.
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Bei einem Ausführungsbeispiel wird der Markierungseinrichtung die materialabhängig anzubringende Markierung abhängig von dem Material des Ausgangsteils vorgegeben, beispielsweise manuell durch eine Bedienperson. Wird beispielsweise bei einer Pressenlinie oder einer Transferpresse oder auch einer Einzelpresse beim Umrüsten ein anderes Material für die zugeführten Ausgangsteile eingesetzt, kann der Markierungseinrichtung vorgegeben werden, eine das Material kennzeichnende entsprechend anderen Markierung an den jeweils abzutrennenden Abschnitt des Ausgangsteils anzubringen.
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Es ist bei einer Ausführungsform möglich, dass die Markierungseinrichtung wenigstens einen Laser zum Gravieren der Markierung in den abzutrennenden Abschnitt des Ausgangsteils aufweist. Einem Laser können eine Vielzahl von unterschiedlichen Markierungen zum Gravieren vorgegeben werden. Die Anpassung an unterschiedliche Ausgangsteile, die aus verschiedenen Materialien bestehen, ist dabei sehr einfach möglich.
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Die Vorrichtung zur Bearbeitung des Ausgangsteils weist wenigstens eine Presse oder wenigstens eine Pressenstufe mit einem Oberwerkzeug und einem Unterwerkzeug auf. Die Vorrichtung kann eine Transferpressenanlage mit unterschiedlichen Pressenstufen oder auch eine Pressenlinie mit verbundenen Einzelpressen aufweisen.
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Eine Presse oder Pressenstufe von der wenigstens einen Presse oder Pressenstufe kann die Trenneinrichtung bilden und hierfür beispielsweise ein Trennwerkzeugteil zum Abtrennen des wenigstens einen abzutrennenden Abschnitts aufweisen. Beispielsweise kann ein Stanzwerkzeug an dem Oberwerkzeug und/oder Unterwerkzeug vorhanden sein. Die Trenneinrichtung kann alternativ oder zusätzlich auch andere Trenn- oder Schneidmittel, wie etwa eine Wasserstrahlschneideinrichtung und/oder eine Laserschneideinrichtung aufweisen.
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Alternativ oder zusätzlich ist es vorgesehen, dass eine Presse oder Pressenstufe von der wenigstens einen vorhandenen Presse oder Pressenstufe ein Umformwerkzeugteil zum Umformen des Ausgangsteils aufweist. Beispielsweise kann das Ausgangsteil in einer Presse oder Pressenstufe durch einen Ziehvorgang in eine gewünschte, beispielsweise dreidimensionale Gestalt umgeformt werden. Das Umformen und das Trennen eines abzutrennenden Abschnitts kann in einer gemeinsamen Presse oder Pressenstufe oder in aufeinanderfolgenden Pressen oder Pressenstufen bzw. Bearbeitungsschritten in der Vorrichtung erfolgen.
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Wenn zum Einbringen einer Markierung einer Markierungseinrichtung vorhanden ist, kann die Markierungseinrichtung wenigstens einen Markierungsstempel aufweisen. Dieser Markierungsstempel kann am Oberwerkzeug und/oder am Unterwerkzeug einer Press oder Pressenstufe von der wenigstens einen vorhandenen Presse oder Pressenstufe angeordnet sein. Dabei kann während des Abtrennens und/oder Umformens die Markierung in den abzutrennenden Abschnitt des Ausgangsteils eingebracht werden.
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Vorzugsweise ist die Markierungseinrichtung dazu eingerichtet, die Markierung derart einzubringen, dass sie auf zwei entgegengesetzten Seiten des abzutrennenden Abschnitts optisch erfassbar ist. Beim Einbringen einer Markierung mit Hilfe eines Markierungsstempels, kann die Markierung auf der einen Seite durch eine Vertiefung und auf der anderen Seite durch einen entsprechenden Vorsprung oder eine entsprechende Auswölbung gebildet sein. Diese Markierung kann durch die optische Erfassungseinrichtung auf beiden Seiten entsprechend erfasst werden. Insbesondere kann die Querschnittsform dieser durch die Vertiefung bzw. durch den Vorsprung gebildeten Markierung erkannt und als wenigstens ein erfassbares geometrisches Merkmal verwendet werden. Die Markierung kann alternativ oder zusätzlich auch eine vollständige Durchbrechung oder eine beidseitige Gravur des abzutrennenden Abschnitts aufweisen. Dadurch, dass die Markierung auf beiden entgegengesetzten Seiten des abzutrennenden Abschnitts optisch erfassbar ist, spielt die Lage des Abfallteils bei der optischen Erfassung keine oder eine geringere Rolle.
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Es ist bevorzugt, wenn die optische Erfassungseinrichtung benachbart zu der Sortiereinrichtung und beispielsweise in Förderrichtung der geförderten Abfallteile vor der Sortiereinrichtung angeordnet ist. Es ist weiter vorteilhaft, wenn der Fördereinrichtung eine Vereinzelungseinrichtung zugeordnet ist, die in Förderrichtung der geförderten Abfallteile vor der optischen Erfassungseinrichtung angeordnet ist, so dass die Abfallteile einzeln hintereinander erfasst werden können.
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Die optische Erfassungseinrichtung kann beispielsweise wenigstens eine Kamera zur optischen Erfassung aufweisen. Die wenigstens eine Kamera kann als monochrome Kamera ausgeführt sein. Eine monochrome Kamera ist für die Erfassung von wenigstens einem geometrischen Merkmal des Abfallteils ausreichend.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung bzw. des Verfahrens ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung. Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen im Einzelnen erläutert. Es zeigen:
- 1 eine schematische blockschaltbildähnliche Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung 1 mit mehreren Pressen oder Pressenstufen,
- 2 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung,
- 3 bis 5 jeweils eine schematische Darstellung eines Ausgangsteils, abzutrennender Abschnitte am Ausgangsteil sowie das hergestellte Teil und die abgetrennten Abfallteile in einer stark vereinfachten schematisierten Prinzipdarstellung,
- 6 eine schematische blockschaltbildähnliche Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Pressenanordnung mit mehreren Pressen oder Pressenstufen und
- 7 eine schematische blockschaltbildähnliche Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Sortiereinrichtung für die Pressenanordnung aus 6.
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In den 1 und 2 ist jeweils ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 10 im Blockschaltbild veranschaulicht. Die Vorrichtung 10 ist dazu eingerichtet, metallische Ausgangsteile 11 zu bearbeiten und bei der Bearbeitung entstehende metallische Abfallteile 12 zu sortieren. Beispiele für Ausgangsteile 11 und Abfallteile 12 sind in den 3 bis 5 schematisch dargestellt. Vorzugsweise handelt es sich bei den verschiedenen Ausgangsteilen 11 jeweils um ein plattenförmiges Ausgangsteil bzw. eine Platine. Die Abmessungen des Ausgangsteils 11 in den beiden Raumrichtungen einer Ebene, in der sich das Ausgangsteil 11 im Wesentlichen erstreckt, sind größer und vorzugsweise zumindest um den Faktor 10 größer als die Dicke des Ausgangsteils rechtwinklig zu dieser Ebene. Das Ausgangsteil 11 kann beispielsweise polygonal und insbesondere rechteckig sein. Es kann auch andere Formen haben, wenn das Ausgangsteil 11 in anderen vorbereiteten Arbeitsschritten bereits an das in der Vorrichtung 10 herzustellende Teil angepasst wurde.
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Bei dem hier beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele gehört zu der Vorrichtung 10 wenigstens eine Presse 13 oder Pressenstufe 14 mit jeweils einem Oberwerkzeug 15 und einem Unterwerkzeug 16. Mehrere Pressen 13 können eine Pressenlinie 17 bzw. mehrere Pressenstufen 14 eine Transferpressenanlage 18 bilden. Zu der Vorrichtung 10 kann eine oder können mehrere Pressenlinien 17 bzw. Transferpressenanlagen 18 gehören. Im einfachsten Fall weist die Vorrichtung 10 eine einzige Presse 13 auf.
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Die Vorrichtung 10 hat eine Trenneinrichtung 22. Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel kann die Trenneinrichtung 22 an einer Presse 13 bzw. Pressenstufe 14 ausgebildet sein, beispielsweise durch ein am Oberwerkzeug 15 und/am Unterwerkzeug 16 angebrachtes oder dort gebildetes Stanzwerkzeugteil 23. Die Trenneinrichtung 22 kann mithin durch eine Presse 13 oder Pressenstufe 14 gebildet oder dort integriert sein. Es ist auch möglich, eine von einer Presse 13 oder Pressenstufe 14 separate Trenneinrichtung 22 vorzusehen, die beispielsweise durch eine Wasserstrahlschneideinrichtung, eine Laserschneideinrichtung oder dergleichen gebildet sein kann. Mit Hilfe der Trenneinrichtung 22 werden abzutrennende Abschnitte 24 am Ausgangsteil 11 bei der Bearbeitung des Ausgangsteils 11 durch die Vorrichtung 10 abgetrennt. Jeder vom Ausgangsteil 11 abgetrennte Abschnitt 24 bildet ein Abfallteil 12. Die abzutrennenden Abschnitte 24 am Ausgangsteil 11 sind in den 3 bis 5 jeweils schematisch gestrichelt dargestellt.
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Zu der Vorrichtung gehört beispielsgemäß außerdem eine Fördereinrichtung 28. Die Fördereinrichtung 28 ist dazu eingerichtet, die Abfallteile 12 von der Trenneinrichtung 22 beispielsgemäß einer Presse 13 oder Pressenstufe 14 abzuführen. Zu der Fördereinrichtung 28 können Schächte oder Rutschen 29, Förderbänder 30, Förderketten, Rüttel- oder Vibrationsfördereinrichtungen oder irgendwelche anderen zur Förderung der Abfallteile 12 geeigneten Fördermittel dienen bzw. eine beliebige Kombination der vorgenannten Einrichtungen und Mittel.
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Mittels der Fördereinrichtung 28 werden die Abfallteile 12 bei einem Ausführungsbeispiel einer Sortiereinrichtung 33 zugeführt (1 und 2). Es ist alternativ auch möglich, die Abfallteile 12 durch die Fördereinrichtung 28 abzutransportieren und zunächst unsortiert in einem Sammelbehälter 31 zu sammeln (6). Die Sortiereinrichtung 33 und die Trenneinrichtung 22 können - wie beim Ausführungsbeispiel nach 1 und 2- mittels einer gemeinsamen Fördereinrichtung 28 verbunden sein, dies ist aber nicht zwingend notwendig. Die Sortiereinrichtung 33 und die Trenneinrichtung 22 können auch separat ohne unmittelbare Verbindung durch eine Fördereinrichtung ausgeführt sein (6 und 7).
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Die Sortiereinrichtung 33 hat beispielsgemäß wenigstens einen Zufuhrkanal 34 und zwei oder mehr Ausgangskanäle 35. Dem Zufuhrkanal 34 werden die Abfallteile 12 von der Fördereinrichtung 28 zugeführt. Hierzu steht der Zufuhrkanal 34 in entsprechender Verbindung mit der Fördereinrichtung 28. Die Sortiereinrichtung 33 kann ein am Zufuhrkanal 34 zugeführtes Abfallteil 12 zu einem der vorhandenen Ausgangskanäle 35 weiterleiten und dadurch den eingehenden Strom an Abfallteilen 12 in Ausgangsteilströme unterteilen, wobei die Anzahl der Ausgangsteilströme der Anzahl der Ausgangskanäle 35 entspricht.
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Der Fördereinrichtung 28 ist in Förderrichtung der Abfallteile 12 zur Sortiereinrichtung 33 hin betrachtet stromaufwärts des Zufuhrkanals 34 oder am Zufuhrkanal 34 eine optische Erfassungseinrichtung 38 zugeordnet. Die optische Erfassungseinrichtung 38 kann wenigstens eine Kamera 39 aufweisen. Zusätzlich oder alternativ dazu kann die optische Erfassungseinrichtung 38 auch wenigstens einen Scanner, beispielsweise einen Laserscanner, aufweisen. Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die wenigstens eine Kamera 39 als monochrome Kamera, beispielsweise CMOS-Kamera ausgeführt. Die optische Erfassungseinrichtung 38 erfasst wenigstens ein geometrisches Merkmal G jedes Abfallteils 12 und erzeugt ein entsprechendes Steuersignal S. Das Steuersignal S wird an die Sortiereinrichtung 33 übermittelt, was beispielsweise drahtlos und/oder drahtgebunden erfolgen kann.
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Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel wird das Steuersignal S, das das wenigstens eine geometrische Merkmal charakterisiert, ausgewertet. Abhängig von dem wenigstens einen geometrischen Merkmal kann ermittelt werden, von welchem Ausgangsmaterialteil 11, das das geometrische Merkmal aufweisende Abfallteil 12 stammt. Dies wiederum ermöglicht die Zuordnung zum Material, aus dem das Ausgangsteil 11 und mithin auch das während dessen Bearbeitung abgetrennte Abfallteil 12 besteht. Somit ist durch die optische Erfassung und Auswertung des wenigstens einen geometrischen Merkmals G eine Unterteilung der der Sortiereinrichtung 33 zugeführten Abfallteile 12 in unterschiedliche Materialströme an den Ausgangskanälen 35 möglich, so dass jedem Ausgangskanal 35 die Abfallteile 12 zugeführt werden, die aus demselben Material bestehen. Es erfolgt mithin eine sortenreine Sortierung bzw. Trennung der Abfallteile 12.
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Die Sortiereinrichtung 33 kann beispielsweise auch wenigstens einen Sortierroboter 36 aufweisen, dem das Steuersignal S übermittelt wird und der aus den unsortierten Abfallteilen 12 jeweils eines entnimmt und abhängig von dem Steuersignal S sortiert, d.h. zum Beispiel in einen bestimmten Behälter oder in eine bestimmte Lagereinrichtung 50 ablegt oder einem bestimmten Förderkanal zum Weitertransportieren zuführt (7). Das Greifen eines Abfallteils 12 kann aus dem Sammelbehälter 31 mit unsortierten Abfallteilen 12 erfolgen oder aus einem geförderten Strom von unsortierten Abfallteilen 12. Jedem Sortierroboter 36 kann dabei eine separate optische Erfassungseinrichtung 38 zugeordnet sein.
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Der Sortierroboter 36 bzw. dessen Greifarm 37 kann das Abfallteil 12 im Blickfeld der optischen Erfassungseinrichtung 38 so ausrichten, dass das wenigstens eine geometrische Merkmal G sicher erkannt werden kann.
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Die optische Erfassungseinrichtung 38 kann auch bewegbar angeordnet sein. Dadurch kann das wenigstens eine Abfallteil 12 aus unterschiedlichen Richtungen betrachtet werden. Beispielsweise kann die optische Erfassungseinrichtung 38 an dem wenigstens einen Sortierroboter 36 angebracht werden, beispielsweise am Greifarm 37 des Sortierroboters. Der Greifarm 37 und ein ergriffenes Abfallteil 12 sind dadurch stets im Erfassungsbereich der optischen Erfassungseinrichtung 38. Über den Greifarm 37 kann das Abfallteil 12 auch ausgerichtet, beispielsweise gedreht und/oder gekippt, werden, um die Erfassung des geometrischen Merkmals G zu verbessern.
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Ein geometrisches Merkmal G kann beispielsweise durch die Außenkontur K eines Abfallteils 12 gebildet sein. Haben die Abfallteile 12, die aus unterschiedlichen Materialien bestehen, ausreichend voneinander verschiedene Außenkonturen K, können diese als kennzeichnendes Merkmal verwendet und ausgewertet werden. Zusätzlich oder alternativ zu der Außenkontur K kann auch ein oder mehrere beliebige andere geometrische Merkmale G des Abfallteils 12 herangezogen werden, beispielsweise Querschnittsformen und/oder Durchmesser von dort vorhandenen Vorsprüngen und/oder Vertiefungen und/oder Durchbrechungen und/oder die Größe und/oder die Gestalt einer Einprägung, usw. Jede optisch erfassbare geometrische Dimension und/oder Form kann als geometrisches Merkmal G dienen. Um die Abfallteile 12 voneinander unterscheiden zu können, können auch mehrere geometrische Merkmale G eines Abfallteils 12 in Kombination ausgewertet werden.
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Um die Erkennung zu verbessern und/oder zu ermöglichen ist es auch möglich, dass die Vorrichtung 10 eine Markierungseinrichtung 43 aufweist. Einer Pressenlinie 17 oder Transferpresse 18 kann jeweils wenigstens eine Markierungseinrichtung 43 zugeordnet sein. Es ist auch möglich, jeder Trenneinrichtung 22 eine separate Markierungseinrichtung 43 zuzuordnen. Es genügt aber, jedes Ausgangsteil 11 während seiner Bearbeitung durch die Vorrichtung 10 durch eine Markierungseinrichtung 43 zu bearbeiten.
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Die Markierungseinrichtung 43 ist dazu eingerichtet, an einem, mehreren oder allen der am Ausgangsteil 11 vorhandenen abzutrennenden Abschnitte 24 eine optisch erfassbare Markierung M1, M2 oder M3 anzubringen. Eine solche Markierung M1, M2, M3 kann als optisch erfassbares geometrisches Merkmal dienen. Die Markierung M1, M2, M3 kann von der angrenzenden Fläche des abzutrennenden Abschnitts 24 erhöht oder vertieft ausgeführt sein und mithin einen Vorsprung oder eine Vertiefung bilden. Bevorzugt wird mittels der Markierungseinrichtung 43 eine derartige Markierung M1, M2, M3 an dem betreffenden abzutrennenden Abschnitt 24 des Ausgangsteils 11 angebracht, die von entgegengesetzten Seiten des Abschnitts 24 optisch erfassbar ist.
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Bei einem Ausführungsbeispiel kann die Markierungseinrichtung 43 wenigstens einen Markierungsstempel 44 aufweisen, der an einem Oberwerkzeug 15 und/oder an einem Unterwerkzeug 16 einer Presse 13 oder Pressenstufe 14 angeordnet ist. In 1 ist stark schematisiert ein Markierungsstempel 44 gezeigt, der an einer der Pressen 13 bzw. Pressenstufen 14 am Oberwerkzeug 15 angeordnet ist. Am Unterwerkzeug 16 befindet sich eine zum Markierungsstempel 44 komplementäre Werkzeugaussparung 45. Beispielsweise kann der Querschnitt des Markierungsstempels 44 bzw. der Werkzeugaussparung 45 und mithin der erzeugten Markierung M1, M2, M3 das erfassbare geometrische Merkmal G darstellen.
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Lediglich beispielhaft und schematisch ist in den 3 bis 5 veranschaulicht, dass bei einem Ausgangsteil 11 durch einen Markierungsstempel 44 eine Vertiefung bzw. ein Vorsprung mit einer dreieckigen Querschnittsform, beim Ausgangsteil 11 gemäß 4 eine Vertiefung bzw. ein Vorsprung mit einer rautenförmigen Querschnittsform und beim Ausgangsteil 11 nach 5 eine Vertiefung bzw. ein Vorsprung mit einer kreisförmigen Querschnittsform zur Bildung der unterschiedlichen Merkmale M1 bzw. M2 bzw. M3 hergestellt werden kann. Die Querschnittsform ist im Prinzip beliebig und muss lediglich durch die optische Erfassungseinrichtung 38 erfassbar und vorzugsweise von anderen Querschnittsformen unterscheidbar sein. Die Verwendung eines Markierungsstempels 44 hat den Vorteil, dass auf der einen Seite des abzutrennenden Abschnitts 24 eine Vertiefung und auf der jeweils anderen Seite ein Vorsprung gebildet wird. Dabei entsteht eine betreffende Markierung M1, M2, M3, die von entgegengesetzten Seiten am Abfallteil 12 optisch erfassbar ist. Alternativ oder zusätzlich hierzu wäre es auch möglich, den abzutrennenden Abschnitt 24 von beiden Seiten her mit einer Einprägung zu versehen.
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Bei der Verwendung wenigstens eines Markierungsstempels 43 ergibt sich der Vorteil, dass beim Umformen oder Abtrennen von abzutrennenden Abschnitten 24 des Ausgangsteils 11 auch eine betreffende Markierung M1, M2, M3 an dem jeweils abzutrennenden Abschnitt 24 angebracht werden kann. Mit einem entsprechenden Hub der Presse 13 bzw. der Pressenstufe 14 kann in einem Arbeitsgang die Markierung M1, M2, M3 erzeugt und der betreffende Abschnitt 24 abgetrennt werden. Es versteht sich, dass eine betreffende Markierung M1, M2, M3 auch vor dem Abtrennen in einem vorhergehenden Arbeitsgang einer vorhergehenden Presse 13 oder Pressenstufe 14 erzeugt werden kann.
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Es ist zusätzlich oder alternativ auch möglich, dass die Markierungseinrichtung 43 durch eine separate Markierungseinrichtung 43 in den wenigstens einen abzutrennenden Abschnitt 24 eingebracht wird. Beispielsweise kann hierzu eine Graviereinrichtung vorhanden sein, mittels der die Markierung M1, M2, M3 als Gravur in den jeweiligen abzutrennenden Abschnitt 24 eingebracht wird. Zum Gravieren kann die Markierungseinrichtung 43 beispielsweise einen Laser 46 aufweisen (1).
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In den Zeichnungen sind die Ausführungsbeispiele der Vorrichtung 10 lediglich stark schematisiert dargestellt. Abhängig von der Anzahl der abzutrennenden Abschnitte 24 kann ein Oberwerkzeug 15 und/ein Unterwerkzeug 16 einer Presse 13 oder Pressenstufe 14 auch mehrere Markierungsstempel 44 aufweisen. Die Markierungsstempel für unterschiedliche Abschnitte 24 können auch an verschiedenen Pressen 13 oder Pressenstufen 14 angeordnet sein. Es ist lediglich erforderlich, die Markierung M1, M2, M3 einzubringen, bevor das Abfallteil 12 über die Fördereinrichtung 28 abgeführt wird. Eine separate Markierungseinrichtung 43 kann an einer Presse 13 oder Pressenstufe 14 angeordnet sein. Es ist auch möglich, das Erzeugen einer Markierung M1, M2, M3 beim Weitertransport eines Ausgangsteils 11 zwischen nachfolgenden Pressen 13 oder Pressenstufen 14 vorzusehen.
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Der Ablauf eines beispielhaften Verfahrens, das insbesondere mit der vorstehend beschriebenen Vorrichtung 10 ausführbar ist, wird nachfolgend erläutert.
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Zunächst wird ein Ausgangsteil 11 zu der Vorrichtung 10 und beispielsgemäß zu einer Pressenlinie 17 oder Transferpresse 18 zugeführt. Beim Bearbeiten bzw. Umformen des Ausgangsteils 11 in die letztlich gewünschte Gestalt wird vom Ausgangsteil 11 in einen oder mehreren Bearbeitungsschritten wenigstens ein Abschnitt 24 abgetrennt, wobei jeder abgetrennte Abschnitt 24 ein Abfallteil 12 bildet. Das Abfallteil 12 wird mittels der Fördereinrichtung 28 von der betreffenden Presse 13 oder Pressenstufe 14 bzw. von der Pressenlinie 17 bzw. der Transferpresse 18 abgeführt. Die Fördereinrichtung 28 fördert das wenigstens eine Abfallteil 12 zu einer Sortiereinrichtung 33 (1 und 2) oder in einen Sammelbehälter 31, der wiederum zu einer separaten Sortiereinrichtung 33 transportiert werden kann (6 und 7). Vor oder beim Erreichen der Sortiereinrichtung 33 oder in der Sortiereinrichtung 33 wird wenigstens ein geometrisches Merkmal G des Abfallteils 12 durch die optische Erfassungseinrichtung 38 erfasst und abhängig von dem erfassten wenigstens einen geometrischen Merkmal G ein Steuersignal S erzeugt, das an die Sortiereinrichtung 33 übermittelt wird. Abhängig von dem Steuersignal S wird das Abfallteil 12 sortiert. Beispielsweise kann das an dem Zufuhrkanal 34 der Sortiereinrichtung 33 zugeführte Abfallteil 12 einem der vorhandenen Ausgangskanäle 35 zugeführt werden oder der Sortierroboter 36 legt das Abfallteil in eine betreffende, dem Steuersignal zugeordnete Lagereinrichtung 50 ab. Auf diese Weise können Abfallteile 12 voneinander unterschieden und getrennt werden, je nach dem von welchem Ausgangsteil 12 bzw. von welchem Material des Ausgangsteils 12 sie abgetrennt wurden. Dadurch lässt sich eine sortenreine Sortierung der Abfallteile 12 erreichen.
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Nach dem Sortieren in unterschiedliche Materialströme an den Ausgangskanälen 35 können die Abfallteile über weitere Fördermittel einer jeweils zugeordneten Lagereinrichtung 50 zugeführt werden. Es ist auch möglich, die Abfallteile 12 vor der Lagereinrichtung 50 oder in der Lagereinrichtung 50 zu pressen, um die Dichte zu vergrößern und das Lagervolumen zu reduzieren.
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Um die optische Erfassung der Abfallteile 12 mittels der optischen Erfassungseinrichtung 38 zu vereinfachen, kann in Förderrichtung vor der optischen Erfassungseinrichtung 38 als Bestandteil der Fördereinrichtung 28 eine Vereinzelungseinheit 51 vorhanden sein. Die Vereinzelungseinheit 51 dient dazu, die Abfallteile 12 in Förderrichtung hintereinander anzuordnen, so dass sie nacheinander von der optischen Erfassungseinrichtung 38 erfasst und dem zuvor Kanal 34 zugeführt werden.
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung 10 und ein Verfahren zum Bearbeiten von Ausgangsteilen 11 und zum Sortieren dabei abgetrennter Abfallteile 12. Hierzu ist eine optische Erfassungseinrichtung 38 vorhanden, die dazu eingerichtet ist, wenigstens ein geometrisches Merkmal G jedes Abfallteils 12 zu erfassen und ein dem wenigstens einen erfassten geometrischen Merkmal G entsprechendes Steuersignal S zu erzeugen. Das Steuersignal S wird einer Sortiereinrichtung 33 übermittelt. Abhängig von dem empfangenen Steuersignal S wird das zugeführte Abfallteil 12 sortiert. Dadurch besteht die Möglichkeit, die abgetrennten Abfallteile 12 einem bestimmten Ausgangsteil 11 zuzuordnen. Dies ermöglicht wiederum eine Zuordnung und Bestimmung des Materials aus dem das Abfallteil 12 besteht, das nämlich dem Material entspricht, aus dem das Ausgangsteil 11 besteht. Dadurch ist es beispielsweise bei großen Presswerken möglich, die unterschiedlichen Abfallteile 12, die in einem gemeinsamen Materialstrom durch eine Fördereinrichtung 28 transportiert werden, derart zu unterscheiden, dass sich ihre Herkunft von einem Ausgangsteil 11 und mithin ihr Material ermitteln lässt. Dies ermöglicht eine sortenreine Trennung der Abfallteile 12.
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Bezugszeichenliste:
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- 10
- Vorrichtung
- 11
- Ausgangsteil
- 12
- Abfallteil
- 13
- Presse
- 14
- Pressenstufe
- 15
- Oberwerkzeug
- 16
- Unterwerkzeug
- 17
- Pressenlinie
- 18
- Transferpressenanlage
- 22
- Trenneinrichtung
- 23
- Stanzwerkzeugteil
- 24
- abzutrennender Abschnitt
- 28
- Fördereinrichtung
- 29
- Schacht
- 30
- Förderband
- 31
- Sammelbehälter
- 33
- Sortiereinrichtung
- 34
- Zufuhrkanal
- 35
- Ausgangskanal
- 36
- Sortierroboter
- 37
- Greifarm
- 38
- optische Erfassungseinrichtung
- 39
- Kamera
- 43
- Markierungseinrichtung
- 44
- Markierungsstempel
- 45
- Werkzeugaussparung
- 46
- Laser
- 50
- Lagereinrichtung
- 51
- Vereinzelungseinheit
- G
- geometrisches Merkmal
- S
- Steuersignal
- M1
- Markierung
- M2
- Markierung
- M3
- Markierung
