-
Die
Erfindung betrifft eine Anhaltevorrichtung für auf einer Fördereinrichtung
angeordnete Werkstückträger.
-
Auf
Fördereinrichtungen,
bei denen es sich insbesondere um Rollenfördereinrichtungen handelt, werden
auf Werkstückträgern Werkstücke, beispielsweise
zwischen Bearbeitungs- oder Montagestationen, bewegt. Bei Rollenförderern
besteht die Möglichkeit,
dass der Werkstückträger auf
den Rollen angehalten wird, ohne aus der Förderstrecke entnommen werden
zu müssen.
Dies ist beispielsweise möglich,
indem einzelne Rollen nicht angetrieben sind.
-
Zum
Anhalten eines Werkstückträgers sind Anhaltevorrichtungen
bekannt. Derartige Anhaltevorrichtungen weisen ein Stoppelement,
wie einen Zapfen oder Pin, auf, das in die Bewegungsbahn des Werkstücksträgers ragt.
Der Werkstückträger stößt gegen
das Stoppelement und wird von diesem angehalten. Das Stoppelement
gibt den Werkstückträger wieder
frei, indem das Stoppelement beispielsweise linear nach unten aus
der Bewegungsbahn herausbewegt wird. Ferner weisen derartige Anhaltevorrichtungen
ein Dämpfungselement
auf, um den Anhaltevorgang zu dämpfen.
Als Dämpfungselement
ist das Stoppelement mit einem Dämpfungszylinder
verbunden, der sich in Längsrichtung
der Bewegungsbahn erstreckt. Durch den üblicherweise pneumatisch betriebenen
Dämpfungszylinder
wird der Anhaltevorgang des Werkstückträgers gedämpft. Bei derartigen Anhaltevorrichtungen
besteht das Problem, dass die Stellung des Werkstückträgers nach
dem Anhalten nicht exakt definiert ist. Dies liegt darin begründet, dass
die Stärke
der Dämpfung
beispielsweise von dem Gewicht des auf dem Werkstückträger vorhandenen
Werkstücks
sowie von der Geschwindigkeit des Werkstückträgers abhängt. Zur Bearbeitung oder beispielsweise
zur Montage von Bauteilen mit Hilfe eines Roboters ist jedoch eine
exakte Positionierung erforderlich. Auch zum Lesen von auf dem Werkstückträger oder
dem Werkstück
angeordneten Daten, wie Barcodes, ist ein genaues Positionieren
erforderlich.
-
Aufgabe
der Erfindung ist es, eine genaue Positionierung des Werkstückträgers auf
konstruktiv einfache Weise zu ermöglichen, insbesondere durch eine
geeignete Ausgestaltung der Anhaltevorrichtung selbst.
-
Die
Lösung
der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs
1.
-
Die
erfindungsgemäße Anhaltevorrichtung, die
insbesondere in Verbindung mit Rollenfördereinrichtungen einsetzbar
ist, weist ein Stoppelement auf, das zum Anhalten eines Werkstückträgers in
und aus einer Werkzeugbahn bewegt werden kann. Hierbei kann die
Bewegung des Stoppelements durch ein lineares Bewegen und/oder durch
Verschwenken erfolgen. Ferner weist die Anhaltevorrichtung ein Dämpfungselement
zum Dämpfen
des Anhaltevorgangs des Werkstückträgers auf.
Hierbei ist das Dämpfungselement
vorzugsweise derart mit dem Stoppelement, insbesondere über ein
gemeinsames Gehäuse
oder ein Verbindungselement, verbunden, dass ein Verschieben des
Stoppelements in Bewegungsrichtung des Werkstückträgers möglich ist und diese Verschiebung
durch das Dämpfungselement gedämpft wird.
Hierdurch ist ein abgefedertes bzw. gedämpftes Anhalten des Werkstückträgers sowie des
auf dem Werkstückträgers befindlichen
Werkstücks
möglich.
Um unabhängig von
dem Gewicht des Werkstücks,
der Geschwindigkeit des Werkstückträgers etc.
den Werkstückträger in einer
definierten Endstellung anzuhalten, ist erfindungsgemäß eine Bewegungseinrichtung
zum Bewegen des Werkstückträgers vorgesehen.
Mit Hilfe der Bewegungseinrichtung erfolgt insbesondere während des gedämpften Anhaltevorgangs
ein Bewegen des Werkstückträgers in
die vorgegebene Endstellung. Durch Vorsehen der Bewegungseinrichtung,
die vorzugsweise in die Anhaltevorrichtung integriert ist, kann
auf einfache Weise der Werkstückträger und somit
das Werkstück
in einer vorgegebenen, definierten Endstellung positioniert werden.
Es ist somit ohne zusätzliche
Justage möglich,
das Werkstück
beispielsweise mit Hilfe eines Roboters zu bearbeiten oder Montageschritte
vorzunehmen. Es ist somit vor Beginn der Bearbeitung oder Montage
nicht erforderlich, beispielsweise die Lage des Roboters relativ
zu dem Werkstück
zu bestimmen.
-
Vorzugsweise
ist die Bewegungseinrichtung mit dem Dämpfungselement, bei dem es
sich in bevorzugter Ausführungsform
um ein pneumatisch oder hydraulisch betätigbares Dämpfungselement handelt, verbunden.
Besonders bevorzugt ist es hierbei, dass die Bewegungseinrichtung
zum Bewegen des Werkstückträgers in
die Endstellung auf das Dämpfungselement
einwirkt. Dies erfolgt insbesondere durch ein Verändern der
Dämpfungscharakteristik. Dies
ist beispielsweise dadurch möglich,
dass, sofern eine Dämpfung
durch Kompression eines Fluids, insbesondere durch Kompression von
Luft, erfolgt, ein Ventil vorgesehen wird, das mit dem Kompressionsraum
verbunden ist. Durch ein entsprechendes Ansteuern des Ventils kann
der Druck in dem Kompressionsraum verändert werden. Durch eine entsprechende
Veränderung
des Drucks in dieser Kammer bzw. in diesem Dämpfungsraum verändert sich
die Dämpfungscharakteristik,
so dass die Bewegung des Werkstückträgers stärker oder
schwächer
abgebremst wird. Hierdurch ist es möglich, eine Anhaltestrecke
vorzugeben, so dass der Werkstückträger stets
in derselben vorgegebenen Endstellung anhält.
-
In
besonders bevorzugter Ausführungsform ist
es möglich,
zu dem Dämpfungsraum
Medium zu- oder abzuführen.
Hierdurch ist es möglich,
das Dämpfungselement
zu bewegen. Dies hat den Vorteil, dass ein genaues Positionieren
vereinfacht ist. Die exakte Positionierung kann somit einerseits durch
Veränderung
der Dämpfungscharakteristik, aber
auch durch ein aktives Bewegen des Werkstückträgers, insbesondere durch ein
aktives Bewegen des Dämpfungselements,
erzielt werden. Hierbei weist das Dämpfungselement vorzugsweise
einen Dämpfungskolben
auf, der in dem Dämpfungsraum angeordnet
ist. Mit Hilfe der Bewegungseinrichtung, die vorzugsweise eine Pneumatik-
oder Hydraulikpumpe und ein vorzugsweise steuerbares Ventil aufweist,
kann dem Dämpfungsraum
Medium zu- oder abgeführt
werden.
-
In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
ist die Bewegungseinrichtung mit einem Druckraum fluidisch verbunden.
Hierbei ist der Druckraum vorzugsweise dem Dämpfungsraum gegenüberliegend
angeordnet, so dass vorzugsweise auf einer Seite des Dämpfungskolbens
der Dämpfungsraum und
auf der anderen Seite des Dämpfungskolbens der
Druckraum angeordnet ist. Durch Zu- oder Abführen von Medium, insbesondere
von Luft, in oder aus dem Druckraum kann somit wiederum die Dämpfungscharakteristik
des Dämpfungselements
verändert
werden. Auch ist durch dieses Zu- oder Abführen von Medium ein aktives
Bewegen des Dämpfungselements,
insbesondere des Dämpfungskolbens, möglich. Selbstverständlich können die
beiden Ausführungsformen
auch kombiniert werden, so dass die Bewegungseinrichtung sowohl
mit dem Druckraum als auch mit dem Dämpfungsraum verbunden ist.
-
Die
Bewegungseinrichtung weist vorzugsweise ein Schaltelement auf. Bei
dem Schaltelement handelt es sich vorzugsweise um ein Pneumatikventil.
Das Schaltelement, das insbesondere in einer mit dem Dämpfungsraum
und/oder dem Druckraum verbundenen Leitung angeordnet ist, ist vorzugsweise steuer- oder regelbar, so
dass über
das Schaltelement dem Druckraum und/oder dem Dämpfungsraum Fluid zu- oder
abgeführt
werden kann. Hierbei kann das Schaltelement auch mehrere Pneumatikventile
umfassen, wobei beispielsweise ein Pneumatikventil in einer zu dem
Druckraum führenden
Leitung und ein Pneumatikventil in einer zu dem Dämpfungsraum
führenden
Leitung angeordnet ist.
-
Das
Schaltelement ist vorzugsweise mit einem Sensorelement zum Schalten
des Schaltelements und somit zum Betätigen der Bewegungseinrichtung
verbunden. Hierbei ist das Sensorelement vorzugsweise mit dem Stoppelement
oder dem Dämpfungselement,
insbesondere einem Gehäuse oder
einem Ansatz der Anhaltevorrichtung, verbunden. Insbesondere ist
es möglich,
dass durch die Bewegung des Werkstückträgers während des Anhaltevorgangs und
die damit verbundene Bewegung des Stoppelements bzw. des Gehäuses das
Sensorelement aktiviert wird. Dies erfolgt vorzugsweise mechanisch,
insbesondere mit Hilfe einer Schaltstange, eines linear verschiebbaren
Stifts oder dgl.
-
In
besonders bevorzugter Ausführungsform kann
die Lage des Sensorelements relativ zu dem Stoppelement bzw. einem
Gehäuse
der Anhaltevorrichtung verändert
werden. Hierdurch kann der Zeitpunkt des Aktivierens des Sensorelements
auf einfache Weise verändert
werden. Es ist somit, beispielsweise in Abhängigkeit des Werkstückgewichts,
auf einfache Weise möglich,
die Dämpfungscharakteristik
einzustellen, indem der Aktivierungszeitpunkt der Bewegungseinrichtung
auf einfache Weise durch Verschieben bzw. Verstellen des Sensorelements
erfolgt. Ebenso kann auch ein mit der Anhaltevorrichtung verbundenes
Auslöseelement,
wie ein Ansatz, das zum Auslösen
des Sensorelements dient, in unterschiedlichen Stellungen mit der
Anhaltevorrichtung verbunden werden. Insbesondere ist das Auslöseelement
verschiebbar mit der Anhaltevorrichtung verbunden. Hierdurch kann
wiederum der Zeitpunkt bzw. der Moment der Aktivierung der Bewegungseinrichtung
auf einfache Weise an das Gewicht, die Geschwindigkeit etc. des
Werkstücks
angepasst werden.
-
Nachfolgend
wird die Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme
auf die anliegenden Zeichnungen näher erläutert.
-
Es
zeigen:
-
1 eine
schematische, geschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Ausführungsform
der Anhaltevorrichtung, und
-
2a-2g die
Anhaltevorrichtung sowie die anzuhaltenden Werkstückträger in unterschiedlichen Stellungen
des Anhaltevorgangs.
-
Ein
Werkstückträger 10 wird
auf einer Fördereinrichtung,
die durch die Rollen 12 angedeutet ist, in Richtung eines
Pfeils 14 gefördert.
Der Werkstückträger 10 weist
im dargestellten Ausführungsbeispiel
zwei Längsschlitze 16, 18 auf,
die durch eine Wand 20 voneinander getrennt in Bewegungsrichtung 14 hintereinander
angeordnet sind.
-
Ein
Stoppelement 22 weist einen Stift 24 auf, der
in den Schlitz 16 ragt. Beim Bewegen des Werkstückträgers 10 in
Transportrichtung 14 gleitet der Pin 24 in den
Schlitz 16. Die Wand 20 des Werkstückträgers stößt an den
Pin 24 an, wodurch ein Anhalten des Werkstückträgers erfolgt.
-
Ferner
weist die Anhaltevorrichtung ein Dämpfungselement 26 auf.
Das Dämpfungselement 26 weist
einen Dämpfungskolben 28 auf,
der in einem Dämpfungsraum 30 angeordnet
ist. Das Dämpfungselement 26 ist über ein
gemeinsames Gehäuse 32 mit
dem Stoppelement 22 verbunden. Beim Anstoßen der
Wand 20 des Werkstückträgers 10 an dem
Pin 24 erfolgt ein Verschieben des Stoppelements 22 zusammen
mit dem Gehäuse 32 in
Bewegungsrichtung 14. Hierdurch erfolgt ein Komprimieren
des Mediums, üblicherweise
Luft, in dem Dämpfungsraum 30 und
somit ein gedämpftes
Abbremsen der Bewegung des Werkstückträgers 10.
-
Zum
Positionieren des Werkstückträgers 10 in
einer vorgegebenen Endstellung weist die Anhaltevorrichtung erfindungsgemäß eine Bewegungseinrichtung
auf. Im dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst
die Bewegungseinrichtung u.a. ein Schaltelement in Form eines Pneumatikventils 34 sowie
eine Fördereinrichtung
bzw. eine Pumpe 36. Die Fördereinrichtung 36 ist über Leitungen 38, 40, 42 mit
einem Druckraum 44 (2b) verbunden.
Der Druckraum 44 ist bezogen auf den Dämpfungsraum 30 auf
der gegenüberliegenden
Seite des Kolbens 28 bzw. des Kolbenkopfes angeordnet.
-
Das
Pneumatikventil ist im dargestellten Ausführungsbeispiel mit einem Sensorelement 46 verbunden,
das über
eine Schaltstange 48 mechanisch mit dem Pneumatikventil 34 verbunden
ist. Das Schalten des Pneumatikventils 34 erfolgt durch
ein Verschieben der Schaltstange 48 in 1 nach
unten. Dies wird durch ein Aktivierungselement bzw. einen Ansatz 50,
der in einem Gehäuse 32 vorgesehen ist,
bewirkt. Beim Verschieben des Stoppelements 22 und somit
auch des Gehäuses 32 in
Richtung des Pfeils 14 drückt der Ansatz 50 die
Schaltstange 48 nach unten. Hierdurch wird das Pneumatikventil 34 geöffnet und
mit Hilfe der Fördereinrichtung 36 Luft
in den Druckraum 44 gefördert.
Hierdurch kann die Dämpfungscharakteristik
des Dämpfungselements 26 verändert werden.
Insbesondere ist es möglich, den
Werkstückträger 10 in
einer vorgegebenen Endstellung anzuhalten. Hierzu ist vorzugsweise
ein stationäres
Positionierelement 52, wie ein Indexierbolzen oder dgl.,
vorgesehen. Das Positionierelement 52 wirkt mit einem Positionsgeber 54,
wie einer Indexierbuchse, zusammen. Das Positionierelement erkennt
somit, ob die Endstellung des Werkstückträgers erreicht ist. Dies kann
beispielsweise mechanisch durch einen federbelasteten Bolzen 52,
der in eine Ausnehmung einrastet, erfolgen. Ebenso ist eine elektronische
oder optische Detektierung möglich.
-
Ferner
ist ein zweites Pneumatikventil 56 vorgesehen, das mit
einer mechanischen Schalteinrichtung in Form des Gestänges 58 sowie
elektrisch mit einer Steuereinrichtung 60 verbunden ist.
Das Pneumatikventil 56 ist ebenfalls mit der Fördereinrichtung 36 sowie über eine
Leitung 62 mit einem Kolbenraum 64 des Stoppelements 22 verbunden.
In dem Kolbenraum 64 ist ein Kolben 66 verschiebbar angeordnet,
der mit dem Pin 24 verbunden ist. Durch Fördern von
Medium, insbesondere Luft, in den Kolbenraum 64 wird der
Pin 24 in 1 nach unten verschoben, bis
er unterhalb des Werkstückträgers 10 angeordnet
ist und diesen zur Weiterbewegung in Richtung des Pfeils 14 freigibt.
Sobald die Wand 20 des Werkstückträgers den Pin 24 passiert
hat, kann dieser wieder in die in 1 dargestellte
Stellung zurückkehren,
da der Werkstückträger in Förderrichtung
hinter der Wand 20 den Schlitz 18 aufweist. Zum Zurückdrücken des
Kolbens 66 sowie des Pins 24 in die in 1 dargestellte
Stellung ist eine Feder 68 vorgesehen.
-
Ferner
ist zum Druckausgleich der Kolbenraum 64 über eine
Verbindungsleitung 70 mit dem Dämpfungsraum 30 verbunden.
-
Nachfolgend
wird anhand der 2a-2g die Funktionsweise
der erfindungsgemäßen Anhaltevorrichtung
näher erläutert.
-
In 2a, die im wesentlichen der 1 entspricht,
gelangt ein Werkstückträger 10 an
das Stoppelement 22, so dass die Wand 20 an dem
Pin 24 anliegt.
-
Die
Bewegung des Werkstückträgers 10 wird zusammen
mit dem auf dem Werkstückträger angeordneten
Werkstück
von dem Dämpfungselement 26 gedämpft. Bei
dieser Bewegung erfolgt ein Komprimieren des Mediums in dem Dämpfungsraum 30 (2b). Gleichzeitig erfolgt während dieser
Bewegung ein Verschieben der Schaltstange 48 auf Grund des
Aktivierungselements 50. Hierdurch wird das Pneumatikventil 34 geöffnet, so
dass Luft in den Druckraum 44 des Dämpfungselements 26 gefördert wird.
Insbesondere durch Einstellen des Aktivierungszeitpunkts und/oder
der zugeführten
Luftmenge erfolgt unabhängig
von dem Gewicht sowie der Geschwindigkeit des Werkstücks bzw.
unabhängig
von der kinematischen Energie des Werkstücks ein Bewegen des Werkstückträgers 10 sowie
des Werkstücks
in eine Endstellung (2c). Vorzugsweise
ist die Endstellung erreicht, wenn der Kolben gegen einen Anschlag
gedrückt
ist. Als Anschlag kann insbesondere die in der Figur rechte Endstellung
des Kolbens dienen. Hierbei wird das in dem Dämpfungsraum 30 befindliche
Medium über
die Verbindungsleitung 70 in einen Raum 72, der
sich unterhalb des Kolbens 66 des Stoppelements 22 befindet,
gefördert. Das
Positionierelement 52 korrespondiert in dieser Stellung
mit dem Positionsgeber 54 und stellt fest, dass die vorgegebene
Endstellung erreicht ist. In dieser Stellung kann nun die Bearbeitung
oder eine Montage des Werkstücks
erfolgen. Nach Abschluss des Arbeitsschrittes wird von der Steuerung 60 ein Signal
an das zweite Pneumatikventil 56 gegeben, um das Pneumatikventil 56 zu öffnen. Hierdurch
erfolgt ein Fördern
von Medium durch die Leitung 62 in den Kolbenraum 64.
Dies führt
dazu, dass der Pin 24 zurückgedrückt wird und den Werkstückträger 10 wieder
frei gibt (2e). Durch das Bewegen
des Kolbens 66 des Stoppelements 22 in 1 nach
unten wird das sich in dem Raum 72 befindliche Medium durch
die Leitung 70 in den Dämpfungsraum 30 des
Dämpfungselements 26 gefördert. Durch Öffnen des
Ventils 34 kann aus dem Druckraum 44 das Medium
entweichen. Hierdurch wird die Anhaltevorrichtung wieder in die
Ausgangsstellung, d.h. in 2 nach links,
zurückgeschoben
(2f). Das Fördern von Medium in den Kolbenraum 64 wird
nunmehr unterbrochen, so dass das in dem Kolbenraum 64 befindliche
Medium auf Grund der Federkraft 68 aus dem Kolbenraum herausgedrückt wird
und der Pin 24 wieder in seine Ausgangsstellung zurückgebracht wird.