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Die Erfindung betrifft ein System, umfassend eine Arbeitseinheit, deren Verarbeitungseinrichtung mit einer Fördereinrichtung genutzt wird, die an einer Beladestation mit Fügeelementen befüllt wird, gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Art. Zudem betrifft vorliegende Erfindung ein Verfahren mit dem die Fügeelemente über die Fördereinrichtung von der Beladestation zur Verarbeitungseinrichtung zuführbar sind.
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Aus der Patentschrift
DE 10 2009 040 764 B4 sind Arbeitseinheiten mit Verarbeitungseinrichtungen, denen Fügeelemente zur Verbindung von Bauteilen zugeführt werden, bekannt. So ist beispielsweise bekannt, dass Fügeelemente der Verarbeitungseinrichtung über einen Zufuhrkanal direkt zugeschossen werden.
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Gemäß einer Alternative sind zu verarbeitende Fügeelemente an Einzelpositionen in einem Streifen befestigt und werden über eine Weiterfördereinheit derVerarbeitungseinrichtung zugeführt. Diese verarbeitet die Fügeelemente direkt aus dem Streifen heraus und setzt sie in die miteinander zu verbindenden Bauteile.
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Fügeelemente können auch in Magazinen gespeichert werden, die zusammen mit Verarbeitungseinrichtungen genutzt werden.
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Es sind unterschiedliche Ausführungsformen von Magazinen bekannt. So gibt es beispielsweise Magazine, die eine Weiterfördereinheit umfassen und somit zu einer Fördereinrichtung ausgebildet sind.
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Solche Fördereinrichtungen können Fügeelemente einzeln und lageorientiert der Verarbeitungseinrichtung zuführen. Sie sind mit der Verarbeitungseinrichtung verbunden und werden an die zu bedienenden Fügestellen mitbewegt, wobei sie sich bei schwer zugänglichen Fügestellen oft als Störkontur erweisen. Nach der Entleerung einer Fördereinrichtung muss diese an einer Ladestation zeitaufwändig mit Fügeelementen wieder befüllt werden, was die Taktzeit verlängert.
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Um diese Situation zu verbessern, gibt es Arbeitseinheiten, die eine lösbare Fördereinrichtung mitführen. Die Fördereinrichtung ist während des Betriebs der Verarbeitungseinrichtung an dieser angeordnet. Nach dem Entleeren wird die Fördereinrichtung an einer Ladestation entfernt, um sie gegen eine befüllte Fördereinrichtung auszutauschen. Auf Grund der lageorientierten Speicherung und der Anzahl der gespeicherten Fügeelemente, die für eine lange Verwendungsdauer notwendig sind, bilden diese Fördereinrichtungen jedoch eine größere Störkontur.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein System gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Art weiterzubilden, so dass eine effiziente Zufuhr von Fügeelementen zu einer Verarbeitungseinrichtung ermöglicht ist und somit eine hohe Leistung der Arbeitseinheit möglich ist.
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Die oben genannte Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 in Verbindung mit seinen Oberbegriffsmerkmalen gelöst.
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Die Unteransprüche bilden vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
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In bekannter Weise umfasst ein System eine ortsfeste Beladestation und eine relativ zur Beladestation bewegbare Arbeitseinheit, die eine Verarbeitungseinrichtung und eine Fördereinrichtung aufweist. Die Fördereinrichtung führt die Fügeelemente lageorientiert der Verarbeitungseinrichtung zu und die entleerte Fördereinrichtung kann mit der Arbeitseinheit an die Beladestation bewegt werden, um dort mit Fügeelementen befüllt zu werden.
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Erfindungsgemäß umfasst das System eine Fördereinrichtung, die über eine wiederverschließbare Zuführöffnung Fügeelemente in der Form von Schüttgut aufnimmt. So kann die Fördereinrichtung eine kompakte Baugröße aufweisen, denn die Packdichte von Schüttgut ist viel größer als die Packdichte von lageorientiert einzeln gespeicherten Fügeelementen, die Platz für Haltestrukturen beanspruchen. In vorteilhafter Weise führt die begrenzte Baugröße der Fördereinrichtung zu einer geringen Störkontur während des Betriebs der Verarbeitungseinrichtung.
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Die Fördereinrichtung vereinzelt die ungeordneten Fügeelemente lageorientiert während die Verarbeitungseinrichtung Fügeelemente verarbeitet. Die Vereinzelung der Fügeelemente findet zeitsparend während des Betriebs der Verarbeitungseinrichtung ohne Stillstandzeiten statt, was zu einer niedrigen Taktzeit der Verarbeitungseinrichtung führt.
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Die Beladestation stellt Fügeelemente in der Form von kompaktem Schüttgut zur Verfügung. So wird die Fördereinrichtung an der Beladestation mit Fügeelementen in der Form von Schüttgut beladen. Das Umladen des Schüttguts von der Beladestation an die Fördereinrichtung ist schnell. Die unsortierte Ausgabe der Fügeelemente ermöglicht eine vorteilhaft kurze Stillstandzeit der Verarbeitungseinrichtung und eine hohe Effizienz der Beladestation. Für den Fall, dass mehrere Arbeitseinheiten an einer Beladestation beladen werden, kann auf Grund der kurzen Beladezeit eine höhere Beladefrequenz erreicht werden.
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Der Befüll-Vorgang findet statt, indem die Zuführöffnung der Fördereinrichtung von der Beladestation geöffnet wird, das Schüttgut von der Beladestation in die Fördereinrichtung umgeladen wird und anschließend das Verschlusselement der Zuführöffnung in Schließstellung zurückgestellt wird. In vorteilhafter Weise sind die Fördereinrichtung und die Beladestation derart aufeinander abgestimmt, dass der Befüll-Vorgang erst ausgelöst wird, wenn sich die Fördereinrichtung in einer Beladeposition an der Beladestation befindet. Über die wiederverschließbare Zuführöffnung der Fördereinrichtung können Verluste von Fügeelementen während des Betriebs weitgehend vermieden werden.
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Insgesamt ermöglicht die erfindungsgemäße Ausführungsform eine erhöhte Effizienz des gesamten Systems. Die Fördereinrichtung wird in einem schnellen Vorgang mit Schüttgut statt einzelnen Fügeelementen beladen. Das verhindert, dass die Beladestation die Fügeelemente zeitaufwändig vereinzelt. Hierdurch ist das Umladen der Fügeelemente ein sehr kurzer Arbeitsschritt und die Beladestation kann effizienter arbeiten. Die Effizienz der Verarbeitungseinrichtung wird gesteigert, weil der Befüll-Vorgang der Fördereinrichtung und somit auch die Stillstandzeit der Verarbeitungseinrichtung von kurzer Dauer sind. Die Vereinzelung der Fügeelemente findet in der Fördereinrichtung während des Betriebs der Verarbeitungseinrichtung statt, wobei sich die Taktzeit der Verarbeitungseinrichtung erhöht.
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Bevorzugt umfasst die Beladestation ein Speicherstück mit einer Ausgabeöffnung. In vorteilhafter Weise dient das Speicherstück zur Bevorratung von Fügeelementen, wobei die Position und Menge der Fügeelemente eindeutig definierbar sind. Die Fügeelemente werden im Speicherstück bereitgehalten, um umgeladen zu werden. Das Umladen findet über die Ausgabeöffnung statt.
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Insbesondere ist das Speicherstück in Schwerkraftrichtung durch die Ausgabeöffnung begrenzt. Die Ausgabeöffnung ist durch einen Boden bedeckt, der die Ausgabeöffnung freigeben kann. So ist das einfache und schnelle Umladen der Fügeelemente ohne Antrieb ermöglicht.
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Vorzugsweise ist der Boden in Schließrichtung federbelastet. Hierdurch ist die Ausgabeöffnung des Speicherstücks wiederverschließbar, und der Boden kehrt in vorteilhafter Weise in seine geschlossene Ausgangsstellung zurück. Dadurch ist gewährleistet, dass das entleerte Speicherstück wieder befüllbar ist. Für den Fall, dass Fügeelemente nach dem Befüll-Vorgang noch im Speicherstück vorhanden sind, verhindert der wiederverschließbare Boden ihren Verlust.
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Bevorzugt weist die Beladestation eine insbesondere zur Ausgabeöffnung unterschiedliche Einfüllöffnung auf. Das Speicherstück ist über die Einfüllöffnung mit Fügeelementen befüllbar.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Einfüllöffnung der Beladestation mit einer Zuführleitung, insbesondere einem Zuführschlauch, verbunden. Die Vorzüge einer Zuführleitung sind, dass Verluste von Fügeelementen beim Nachfüllen der Beladestation weitgehend vermieden werden, und dass Fügeelemente zuverlässig einzeln abgefragt werden können, bevor sie der Beladestation zugeführt werden. Es ist auch denkbar, dass Fügeelemente über mehrere Zuführleitungen an die Beladestation zugeführt werden. Das erhöht in vorteilhafter Weise die Ausfallsicherheit des Systems und verkürzt die Taktzeiten. Bei Bedarf sind verschiedene Fügeelemente über unterschiedliche Schläuche an die Beladestation zuführbar.
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Bevorzugt weist das System eine Zuführeinrichtung auf, die über die Zuführleitung Fügeelemente an die Beladestation weiterleitet und sie befüllt. So können die Menge und der Zeitpunkt des Befüllens bestimmt werden. Das Befüllen der Beladestation findet auf zeitsparende Weise unabhängig vom Betrieb der Verarbeitungseinrichtung statt.
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Vorzugsweise liegt die Schließrichtung des Bodens orthogonal zur Achse der Ausgabeöffnung. Das stellt eine sehr einfache Ausführungsform dar.
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Bevorzugt liegt der Durchmesser der Ausgabeöffnung der Beladestation zwischen dem 1,1-fachen und 0,5-fachen des maximalen Durchmessers der Zuführöffnung der Fördereinrichtung, wodurch das Umladen der Fügeelemente einfach und weitgehend ohne Verkeilen oder Verluste der Fügeelemente erfolgt.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann die Ausgabeöffnung des Speicherstücks über eine Relativbewegung von der Fördereinrichtung zur Beladestation freigegeben werden. Hierbei wirkt der Boden des Speicherstücks mit einer an der Fördereinrichtung angeordneten Öffnungsmechanik zusammen, die den Boden öffnet. In vorteilhafter Weise wirkt die Öffnungsmechanik der Beladestation ohne aktiven Antrieb.
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Vorzugsweise wirkt das Verschlusselement der Fördereinrichtung zum Zweck seines Öffnens mit einer an der Beladestation angeordneten Öffnungsmechanik zusammen. Das Öffnen des Verschlusselements erfolgt aufgrund der Relativbewegung der Fördereinrichtung zur Beladestation, wobei die Zuführöffnung der Fördereinrichtung durch die Öffnungsmechanik der Beladestation freigelegt wird. Das synchrone Öffnen des Verschlusselements und des Bodens erfolgt somit ohne aktiven Antrieb mittels einfacher Bewegung.
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Bevorzugt weist die Fördereinrichtung eine Öffnungsmechanik auf, die als Anschlag ausgebildet ist. Bei einer Bewegung der Fördereinrichtung in Richtung orthogonal zur Achse des Bodens, verschiebt der Anschlag den Boden des Speicherstücks in Bewegungsrichtung und gibt somit die Ausgabeöffnung frei. In vorteilhafter Weise erfordert die Öffnungsmechanik keine Steuerungstechnik.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Öffnungsmechanik der Beladestation auch als Anschlag ausgebildet, so dass bei einer Bewegung der Fördereinrichtung in Richtung orthogonal zur Achse der Ausgabeöffnung der Anschlag das Verschlusselement der Fördereinrichtung verschiebt und die Zuführöffnung freigibt. Da die Öffnungsmechaniken der Beladestation und der Fördereinrichtung mittels mechanischen Anschlags aufeinander wirken, ist eine steuerungstechnische Abstimmung zwischen ihnen unnötig.
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Bevorzugt entspricht das Volumen des Speicherstücks wenigstens 75% des Förderer-Volumens. So sind die Volumen des Speicherstücks und der Fördereinheit aufeinander abgestimmt.
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Vorzugsweise ist am Speicherstück ein Sensor angebracht, der die Füllmenge im Speicherstück überwacht. Die maximale Füllmenge des Speicherstücks ist ausgerichtet auf die Füllmenge, die die Fördereinrichtung fassen kann. Der Sensor überwacht den Füllstand des Speicherstücks, damit dieser auf die Fördereinrichtung abgestimmt ist.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst das erfindungsgemäße System eine Arbeitseinheit, die eine Verarbeitungseinrichtung und eine Setzeinrichtung aufweist, sowie ein Grundelement und eine Fördereinrichtung, die zusammen mit der Setzeinrichtung nutzbar ist. Die Fördereinrichtung ist mittels eines Anbindungselementes mechanisch an die Verarbeitungseinrichtung gekoppelt. Dabei ist die Fördereinrichtung, umfassend einen Förderer und ein Weiterfördermittel, als Gesamteinheit verschiebungsfrei mit dem Grundelement verbunden.
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Bevorzugt weist die Arbeitseinheit eine Verarbeitungseinrichtung auf, die eine Setzeinrichtung für Fügeelemente umfasst. Die Arbeitsrichtung der Setzeinrichtung entspricht der axialen Richtung der Fügeelemente.
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Vorzugsweise ist die Setzeinrichtung eine handbetätigte Setzeinrichtung, wodurch sehr flexibles Arbeiten mit wenigen Arbeitsschritten ermöglicht ist. Die Arbeitseinheit kann beispielsweise auch als Handgerät ausgebildet sein.
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Gemäß einer alternativen Ausführungsform kann die Setzeinrichtung eine automatische Setzeinrichtung sein, die an einem Gelenkarmroboter befestigbar ist. Hierdurch ist die Setzeinrichtung präzise am Werkstück positionierbar und eine vollautomatische Verarbeitung der Fügeelemente mit hohem Durchsatz ist möglich.
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Es ist denkbar, dass das Grundelement als ein Gehäuse für die Setzeinrichtung ausgebildet ist, wobei das Gehäuse zugleich als Schutzhülle und/oder als tragende Struktur der einzelnen Teile der Arbeitseinheit dient.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Setzeinrichtung über das Grundelement, das zu einem Befestigungsflansch ausgebildet ist, am Gelenkarmroboter befestigbar, so dass die vorprogrammierten Arbeitsabläufe autonom durchführbar sind. Ein weiterer Vorteil ist, dass der frei bewegliche Roboterarm die Fügearbeiten in jeder Winkellage durchführen kann.
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Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass das Grundelement als C-Bügel ausgebildet ist. Mit C-Bügeln lassen sich Verbindungen in sehr komplexen Bauteilen mit hoher Positionsgenauigkeit herstellen. In vorteilhafter Weise sind C-Bügel sehr belastbar und vereinen Stabilität und Präzision. Ein am Gelenkarmroboter befestigter C-Bügel ist im Raum beweglich. So kann der Gelenkarmroboter während der Handlingoperation den C-Bügel zum Werkstück hinführen, um es mittels Setzeinrichtung mit Fügeelementen zu bearbeiten.
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Bevorzugt ist die Fördereinrichtung am Grundelement angebracht. Es ist denkbar, dass die Fördereinrichtung starr mit dem Grundelement verbunden ist. Auf Grund der Schwenkbewegungen des Förderers ist die Fördereinrichtung in ihrer Bewegung entkoppelt von der Setzeinrichtung. Dadurch ist die Präzision der Fügearbeiten ermöglicht. Die Setzeinrichtung und die Fördereinrichtung sind beide mit dem Grundelement verbunden, somit begleitet die Fördereinrichtung die Verarbeitungseinrichtung und wird permanent zu den jeweils zu bedienenden Fügestellen mitbewegt. Hierdurch ist ein effizienter Betrieb der Verarbeitungseinrichtung möglich. Auf Grund ihrer von der Setzeinrichtung entkoppelten Position ist die Fördereinheit im Rahmen der Gestaltung des Grundelements flexibel am Grundelement anordenbar. In vorteilhafter Weise ist die Anordnung der Fördereinheit bei der Verarbeitung von Fügeelementen an schwer zugänglichen Fügestellen berücksichtigbar, um Störkonturen zu vermeiden.
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Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Fördereinrichtung gelenkig mit dem Grundelement verbunden ist. Hierdurch ist gewährleistet, dass die Fördereinrichtung beispielsweise auch mit einer Setzeinrichtung im Überkopfbetrieb einsetzbar ist. Die Orientierung der Fördereinrichtung ist auf Grund der gelenkigen Anbindung ein Stück weit unabhängig von der Position der Setzeinrichtung und somit sind die Fügeelemente aus jeder Position zuführbar.
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Die gelenkige Anbindung der Fördereinrichtung mit dem Grundelement gewährleistet, dass die Fördereinrichtung eine gewisse Anzahl von möglichen Bewegungen relativ zum Grundelement ausführen kann. Es ist denkbar, dass die Anbindung der Fördereinrichtung ein oder zwei Freiheitsgrade aufweist. Die Vorzüge dieser Ausführungsform sind, dass die Fördereinrichtung derart positionierbar ist, dass sie eine möglichst geringe Störkontur aufweist, dass ihre Zuführöffnung immer zugänglich ist und dass sie fast immer Elemente an die Setzeinrichtung zuführen kann.
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Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass die Fördereinrichtung über einen Winkel starr mit dem Grundelement verbunden ist. Durch das lösbare Anbindungselement ist eine einfache und austauschbare Montage der Fördereinrichtung gewährleistet. In vorteilhafter Weise wird die Fördereinrichtung über das Grundelement permanent zu den zu bedienenden Fügestellen mitbewegt, obwohl die Fördereinrichtung in ihrer Bewegung von der Setzeinrichtung entkoppelt ist. Die Fördereinrichtung ist am Grundelement, das beispielsweise als C-Bügel ausgebildet sein kann, flexibel anordenbar. Hierdurch kann die Position der Fördereinheit berücksichtigt werden, so dass sie eine möglichst geringe Störkontur aufweist und einfach an den zu bearbeitenden Werkstücken vorbeigeführt werden kann.
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In einer weiteren Ausführungsform kann die Fördereinrichtung über einen Winkel an der dem Grundelement zum Gelenkroboterarm folgenden Haltevorrichtung, die insbesondere mit einer Drehachse versehen ist, angeschraubt sein. In dieser Position wird die Fördereinrichtung zu den zu bedienenden Fügestellen mitbewegt und ermöglicht dadurch eine hohe Effizienz der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Fördereinrichtung an der Haltevorrichtung flexibel anordenbar ist, so dass mögliche Störkonturen berücksichtigt werden können.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann die Fördereinrichtung einen Förderer zur Bevorratung und Ausgabe von Fügeelementen aufweisen, in welchem die Fügeelemente als Schüttgut bevorratet werden können. Insbesondere kann der Förderer einen Fördergrund und eine, diesem gegenüberliegend, zum Fördergrund hin offene Trommel umfassen. Die Trommel weist einen Trommelboden und eine hohlzylindrische Trommelwand mit Durchbrüchen auf. In den Durchbrüchen können einzelne Fügeelemente mitgeführt werden. Ferner ist wenigstens im Bereich der Durchbrüche eine koaxial zur Trommelwand liegende Außenwand vorgesehen, die im Bereich der Durchbrüche eine Förderfläche bildet. Die in den Durchbrüchen aufgenommenen Fügeelemente können auf diese Weise über die Förderfläche bewegt werden, wobei sich die Trommelwand relativ zur Außenwand wenigstens teilweise dreht. Der Förderer weist ferner einen Antrieb zur wenigstens teilweisen Drehung der Trommel auf.
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So begrenzt der Fördergrund einen von der Trommel gebildeten Trommelraum an der dem Trommelboden gegenüberliegenden Seite derart, dass die Fügeelemente nicht aus dem Trommelraum herausfallen.
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Ferner ist in der Förderfläche eine Ausgabeöffnung vorgesehen, die in eine an die Ausgabeöffnung anschließende Förderstrecke übergeht.
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Die Ausgabe eines Fügeelements aus dem Trommelraum ist ermöglicht, wenn das im Durchbruch mitgeführte Fügeelement sich in Deckung mit der Ausgabeöffnung befindet.
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Der Förderer weist fördergrundseitig eine Zuführöffnung zum Befüllen des Trommelraums auf.
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Der Förderer umfasst ferner Stellmittel, die eine Bewegung in eine Verschlussrichtung ausführen können und so auf ein Verschlusselement wirken, so dass in einem Verschlusszustand die Zuführöffnung derart abgedeckt ist, dass ein Herausfallen der Fügeelemente aus dem Trommelraum verhindert wird.
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Durch die Verschließbarkeit des Fördergrundes wird nach Befüllen des Förderers eine weitgehend lageunabhängige Ausgabe der Fügeelemente ermöglicht.
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Dies ermöglicht die Anbringung der Fördereinrichtung an einem Werkzeug, insbesondere einem Setzwerkzeug, das Fügeelemente verarbeitet. Die Fügeelemente können durch die entsprechende Förderergestaltung in Form von Schüttgut im Förderer am Werkzeug effektiv gelagert werden.
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Der Förderer kann schnell mit Schüttgut befüllt werden.
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Gemäß einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung kann das Verschlusselement der Fördergrund selbst sein.
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Dieser kann dann wenigstens so relativ zur Trommel bewegt werden, dass eine Zuführöffnung zwischen der Trommel und dem Fördergrund entsteht, so dass eine Schüttguteinfüllung in die Trommel ermöglicht wird.
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Die Relativbewegung kann eine Drehbewegung, Schwenkbewegung oder Schiebebewegung sein.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung kann das Verschlusselement ein zum Fördergrund zusätzliches Verschlusselement sein, das eine in den Fördergrund eingebrachte Zuführöffnung abdecken und freigeben kann.
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Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass eine auf die Zuführbedürfnisse zugeschnittene Verschlussmechanik verwendet werden kann und auch bei einem Verschleiß des Verschlusselements nicht der gesamte Fördergrund getauscht werden muss.
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Insbesondere sind die Durchbrüche zum Fördergrund hin offen. Ferner ist insbesondere ein Spalt zwischen der Trommel und dem Fördergrund vorgesehen, so dass Fügeelemente, die mit einem Kopf versehen sind, mit ihrem Kopf in dem Spalt gefördert werden können.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann das Stellmittel, das auf das Verschlusselement wirkt, betätigbar ausgebildet sein.
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Dieses kann insbesondere als Aktuator ausgebildet sein. Alternativ kann das Stellmittel selbstrückstellend, insbesondere als Feder, ausgebildet sein.
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Eine Ausbildung des Stellmittels als Aktuator hat den Vorteil, dass der Verschleiß des Verschlusselements reduziert werden kann, da keine von außen auf das Verschlusselement wirkenden Kräfte benötigt werden.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung kann das Stellmittel selbstrückstellend in die Verschlussstellung ausgebildet sein, so dass sich das Verschlussmittel immer in einer Schließstellung befindet und nur zum Beladen entgegen der Rückstellkraft so bewegt werden muss, dass die Zuführöffnung freigegeben wird. So ist sichergestellt, dass im Betrieb des Förderers keine Fügeelemente den Förderer ungewollt verlassen.
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Das Verschieben des Verschlussmittels zum Zweck der Zugänglichmachung der Zuführöffnung kann insbesondere durch eine Beladestation selbst geschehen.
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Besonders vorteilhaft ist eine Schließbewegung des Stellmittels, die orthogonal zur Achse der Zuführöffnung verläuft. Dadurch kann insbesondere in Verbindung mit einem selbstrückstellenden Verschlusselement eine Öffnung des Verschlussmittels durch eine einfache Linearbewegung erfolgen. Dies ist eine auf einfache Weise relativ genau ausführbare Bewegung, die auch gut durch Anschlagmittel begrenzbar ist.
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Alternativ kann die Schließbewegung des Stellmittels eine Drehbewegung um eine Achse orthogonal oder parallel zur Achse der Zuführöffnung sein.
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Der Durchmesser des Innenkreises der Zuführöffnung beträgt mindestens 1,5-mal der Länge der Durchbrüche in Axialrichtung, wobei die Axialrichtung parallel zur Drehachse der Trommel liegt.
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Insbesondere kann der Durchmesser des Innenkreises der Zuführöffnung wenigstens das Zweifache der Länge der Durchbrüche betragen. Auf diese Weise können die Fügeelemente zuverlässig als Schüttgut in den Förderer eingebracht werden.
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Bevorzugt ist die dem Fördergrund zugewandte Verschlussfläche weniger als 1-mal Durchmesser der Zuführöffnung von dem Fördergrund im Bereich der Durchbrüche beabstandet. Diese Ausgestaltung hält das nicht nutzbare Volumen, das im Bereich der Zuführöffnung entsteht, gering, wobei das Aufstauen der Verbindungselemente in diesem Bereich, vor allem bei niedrigem Füllstand des Förderers, vermieden wird. In vorteilhafter Weise fördert diese Ausgestaltung die Zuführung der Verbindungelemente zu den Durchbrüchen und verbessert die Lageunabhängigkeit des Förderers.
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Der Antrieb der Trommel ist bevorzugt trommelbodenseitig oder radial zur Trommel angeordnet.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der Antrieb eingerichtet, eine Schwenkbewegung auszuführen. Dabei umfasst der Antrieb bevorzugt Anschläge, insbesondere einstellbare Anschläge, durch die die Schwenkbewegung begrenzt wird.
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Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist der Antrieb getaktet ausgestaltet. Durch diese Art von Bewegung der Trommel kann eine zuverlässige Förderung der Fügeelemente gewährleistet werden.
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Die Trommel kann erfindungsgemäß als einseitig geschlossener Hohlzylinder ausgebildet sein oder der an die hohlzylindrische Trommelwand anschließende Trommelboden kann konkav, insbesondere konisch konkav, ausgebildet sein.
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Eine konkave, insbesondere konisch konkave, Ausbildung des Trommelbodens begünstigt in unterschiedlichen Betriebslagen die Zuführung der Fügeelemente von der Mitte des Trommelbodens zur Trommelwand und damit in die zur Förderung der Fügeelemente vorgesehenen Durchbrüche in der Trommelwand. Dies verbessert die Lageunabhängigkeit des Förderers.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass der Trommelboden entlang der Trommelachse verschiebbar ausgebildet ist. Dies fördert insbesondere dann die weitgehend lageunabhängige Zuführung der Fügeelemente zu den Durchbrüchen, wenn nur noch wenige Fügeelemente in dem Förderer bevorratet sind.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann der Fördergrund in Richtung der Trommelachse wenigstens teilweise konvex, insbesondere konisch konvex, ausgebildet sein. Dies hat den Vorteil, dass beim Befüllen des Förderers mit Fügeelementen, diese aus der Mitte an die Seite verteilt werden, wodurch die zur zuverlässigen Förderung der Fügeelemente notwendige kritische Menge von Fügeelementen reduziert werden kann.
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Die konvexe Ausgestaltung kann bevorzugt ein Maximum aufweisen, das zentral im Trommelboden liegt, also mit der Drehachse zusammenfällt. Die wenigstens teilweise konvexe Formung des Trommelbodens kann auch asymmetrisch sein.
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Die Förderfläche kann eine erhabene Schikane aufweisen, wobei die Trommelwand förderflächenseitig wenigstens eine Nut aufweist, in der die erhabene Schikane aufgenommen sein kann. Die Trommelwand kann so über die Schikane hinweggedreht werden, so dass nicht richtig lageorientierte Fügeelemente, die in den Durchbrüchen gefördert werden, durch die Schikane ausgeworfen werden.
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Die an die Trommelwand anschließende Förderstrecke kann ein Sperrmittel zur Sperrung von einem in die Förderstrecke eingeführten Fügeelement und ein Weiterfördermittel zur vereinzelten Weiterförderung eines einzelnen Fügeelements aufweisen.
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Das Sperrmittel kann insbesondere in und entgegen der Förderrichtung wirken.
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Das Weiterfördermittel kann einen Schieber mit einem Elementmitnahmebereich und einen Druckluftanschluss umfassen.
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Die Förderstrecke kann so ausgestaltet sein, dass eine Bevorratung von Fügeelementen in der Förderstrecke ermöglicht wird, also wenigstens zwei Fügeelemente, bevorzugt mehrere Fügeelemente, in der Förderstrecke aufgenommen werden können.
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Die Förderstrecke kann insbesondere dann, wenn sie zur Speicherung von lageorientierten Fügeelementen eingerichtet ist, eine Erfassungseinrichtung zur Erfassung der Anzahl der in der Förderstrecke bevorrateten Fügeelemente aufweisen.
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Die Förderstrecke, die insbesondere eine Anzahl von etwa zehn Fügeelementen umfassen kann, ist mit einem Ausbringmechanismus ausgestattet, der einzelne Fügeelemente aus der Förderstrecke in den Zulauf bringt.
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Durch den Speicher in der Förderstrecke kann über die gespeicherte Elementzahl in einer Arbeitslage gearbeitet werden, die eine Ausbringung aus dem Trommelförderer nicht ermöglicht.
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Bevorzugt kann zwischen dem Fördergrund und der Trommelwand ein Abstand oder Spalt vorgesehen sein, der wenigstens der Hälfte der Breite eines Durchbruchs entspricht. Alternativ kann im Bereich zwischen der Trommelwand und dem Fördergrund eine umlaufende Nut vorgesehen sein.
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Ferner kann eine Füllstandserfassungseinrichtung im Förderer vorgesehen sein. Die Füllstandserfassungseinrichtung kann insbesondere als induktiver Sensor ausgebildet sein.
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Die vorliegende Erfindung offenbart zudem ein Verfahren zum Betrieb des Systems, wie es oben beschrieben ist. Für den Befüll-Vorgang der Fördereinrichtung wird das Verschlusselement der Fördereinrichtung geöffnet und das Schüttgut wird über die Zuführöffnung in die Fördereinrichtung eingefüllt. Der Befüll-Vorgang findet erst statt, wenn die Zuführöffnung der Fördereinrichtung freigelegt wurde. Das ermöglicht, dass die Fügeelemente in der Fördereinrichtung aufgenommen werden.
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Die Fördereinrichtung nimmt Fügeelemente in der Form von Schüttgut auf. So kann die Fördereinrichtung eine kompakte Baugröße aufweisen, denn Schüttgut hat eine viel größere Packdichte als Fügeelemente, die lageorientiert einzeln gespeichert sind und somit zusätzlichen Platz für Haltestrukturen beanspruchen. In vorteilhafter Weise führt die begrenzte Baugröße der Fördereinrichtung zu einer geringen Störkontur während des Betriebs der Verarbeitungseinrichtung.
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Der Befüll-Vorgang findet statt, indem Fügeelemente in der Form von Schüttgut in die Fördereinrichtung geladen werden. Das Umladen des Schüttguts von der Beladestation an die Fördereinrichtung ist schnell und ermöglicht eine vorteilhaft kurze Stillstandzeit der Verarbeitungseinrichtung und eine hohe Effizienz der Beladestation. Für den Fall, dass mehrere Arbeitseinheiten an einer Beladestation beladen werden, kann auf Grund der kurzen Beladezeit eine höhere Beladefrequenz erreicht werden.
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Nach dem Befüll-Vorgang wird die Zuführöffnung wieder geschlossen. So werden Verluste von Fügeelementen während des Betriebs des Systems weitgehend vermieden.
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Die Fördereinrichtung vereinzelt aus dem Schüttgut die Fügeelemente lageorientiert während des Betriebs der Verarbeitungseinrichtung, wonach sie die Fügeelemente zur Verarbeitung an die Verarbeitungseinrichtung leitet. Die Vereinzelung der Fügeelemente findet zeitsparend während des Betriebs der Verarbeitungseinrichtung ohne Stillstandzeiten statt, was zu einer niedrigen Taktzeit der Verarbeitungseinrichtung führt.
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Insgesamt ermöglicht das Verfahren eine erhöhte Effizienz des gesamten Systems. Die Fördereinrichtung wird in einem schnellen Vorgang mit Schüttgut statt einzelnen Fügeelementen beladen. Das verhindert, dass die Beladestation die Fügeelemente zeitaufwändig vereinzelt. Hierdurch ist das Umladen der Fügeelemente ein sehr kurzer Arbeitsschritt und die Beladestation kann effizienter arbeiten. Die Effizienz der Verarbeitungseinrichtung wird gesteigert, weil der Befüll-Vorgang der Fördereinrichtung und somit auch die Stillstandzeit der Verarbeitungseinrichtung von kurzer Dauer sind. Die Vereinzelung der Fügeelemente findet in der Fördereinrichtung während des Betriebs der Verarbeitungseinrichtung statt, wobei sich die Taktzeit der Verarbeitungseinrichtung erhöht.
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In einer bevorzugten Ausführungsform verarbeitet die Verarbeitungseinrichtung ein Fügeelement und ein neues Fügeelement wird in die Beladestation eingefüllt. Der Nachfüll-Vorgang der Beladestation wird mit der Verarbeitung der Fügeelemente synchronisiert, so dass die Beladestation die gleiche Menge an Fügeelementen zur Verfügung stellt, wie verarbeitet wurde. So kann eine maximale Füllmenge festgelegt werden, die nicht überschritten wird.
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Vorzugsweise wird die Fördereinrichtung für den Befüll-Vorgang mit Fügeelementen in der Form von Schüttgut in eine Beladeposition zur Beladestation bewegt, so dass die Zuführöffnung der Fördereinrichtung und die Ausgabeöffnung der Beladestation sich gegenüberliegen. So verläuft das Umladen der Fügeelemente von der Ausgabeöffnung über die Zuführöffnung weitgehend verlustfrei.
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Bevorzugt werden für den Befüll-Vorgang der Fördereinrichtung alle Fügeelemente, die in der Beladestation bevorratet sind, entnommen. Die Füllmenge der Beladestation ist abgestimmt auf die Füllmenge der Fördereinrichtung.
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Die Fördereinrichtung erkennt, wann der Befüll-Vorgang abgeschlossen ist. So bleibt die Fördereinrichtung zeitsparend nur für die kurze Dauer des Befüll-Vorgangs an der Beladestation.
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Vorzugsweise ist die Fördereinrichtung für den Befüll-Vorgang derart ausgerichtet, dass die Achse der Zuführöffnung vertikal ausgerichtet ist. Das hat den Vorteil, dass der Befüll-Vorgang allein aufgrund von Schwerkraft ohne Antrieb stattfinden kann.
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Bevorzugt werden die von der Fördereinrichtung ausgegebenen Fügeelemente in einem Zwischenspeicher lageorientiert zwischengespeichert und dann der Verarbeitungseinrichtung zur Verfügung gestellt. Nach der Vereinzelung der Fügeelemente in der Fördereinrichtung werden diese in einem Zwischenspeicher aufgenommen, der mehrere Fügeelemente aufnehmen kann und es ermöglicht, dass Fügeelemente aufgestaut werden. Es ist denkbar, dass der Zwischenspeicher eine Förderstrecke in der Form einer Ausgabeschiene ist, die die vereinzelten, lageorientierten Fügeelemente der Verarbeitungseinrichtung zuführen kann. So kann die Fördereinrichtung auch in ungünstigen Arbeitslagen, in denen der Förderer keine Fügeelemente ausgibt, zwischengespeicherte Fügeelemente aus dem Zwischenspeicher der Verarbeitungseinrichtung zuführen.
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Vorzugsweise ist im Befüll-Vorgang die Menge der Fügeelemente bestimmt, die von der Beladestation in die Fördereinrichtung umgeladen werden. Insbesondere ist die Füllmenge der Beladestation abgestimmt auf die Füllmenge der Fördereinrichtung, und der Nachfüllvorgang der Beladestation ist mit der Verarbeitung der Fügeelemente synchronisiert. Beispielsweise, wenn die Verarbeitungseinrichtung ein Fügeelement verarbeitet, wird ein weiteres Fügeelement in die Beladestation eingefüllt, bis ein Befüll-Vorgang der Fördereinrichtung vorgesehen ist. Beim Befüll-Vorgang werden alle Fügeelemente, die sich in der Beladestation befinden, entnommen und in die Fördereinrichtung umgeladen.
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Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass die in der Fördereinrichtung befindliche Fügeelementmenge mit einer Soll-Menge verglichen wird. Wenn die Sollmenge unterschritten ist, werden die fehlenden Fügeelemente ergänzt. Wenn die Soll-Menge erreicht ist, gilt der Befüll-Vorgang als abgeschlossen. Für den Fall, dass die Soll-Menge durch Nachförderung einer vorbestimmten Restmenge nicht erreicht ist, wird eine Störung ausgegeben. So wird gewährleistet, dass die Fördereinrichtung zuverlässig mit einer vorbestimmten Anzahl von Fügeelementen beladen wird.
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Vorzugsweise ist dem Zwischenspeicher ein Mindestfüllstand zugeordnet. Bei Unterschreitung des Mindestfüllstands wird die Fördereinrichtung betätigt, insbesondere über die Betätigung des Antriebs der Fördereinrichtung, um den Zwischenspeicher mit Fügeelementen zu bestücken, bis der Mindestfüllstand wieder erreicht ist oder eine vorgegebene Maximaldauer überschritten ist. So sind Fügeelemente auch in fördertechnisch ungünstigen Lagen an die Verarbeitungseinrichtung zuführbar, da sie aus dem Zwischenspeicher entnommen werden können.
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Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass bei Überschreitung der Maximaldauer die Fördereinrichtung zur Befüllung an die Beladestation gefahren wird oder eine Fehlermeldung ausgelöst wird. Das ermöglicht, dass die Fördereinrichtung mit einer ausreichenden Menge an Fügeelementen bestückt wird, um den Zwischenspeicher zuverlässig zu füllen.
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Bevorzugt ist der Ausgabeschiene ein Maximalfüllstand zugeordnet und wenn dieser Maximalfüllstand erreicht wird oder eine vorgegebene Maximaldauer überschritten wird, schaltet die Fördereinrichtung aus, insbesondere der Antrieb der Fördereinrichtung schaltet aus, da er nicht verwendet wird. So kann die Fördereinrichtung energiesparend betrieben werden.
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Vorzugsweise ist eine Anzahl von zu verarbeitenden Fügeelementen, im Weiteren als Verarbeitungsmenge bezeichnet, vorgegeben und wenn diese verarbeitet wurden, fährt die Fördereinheit die Beladestation an. Das ermöglicht, dass die Fördereinrichtung sich bei Bedarf einem Befüll-Vorgang unterzieht, um fortwährend Fügeelemente an die Verarbeitungseinrichtung zu liefern.
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Die Verarbeitungsmenge ist kleiner oder gleich der Sollmenge, wobei sich die Verarbeitungsmenge und Sollmenge durch eine vorgegebene Restmenge unterscheiden. So wird sichergestellt, dass die Fördereinrichtung auch bei niedrigem Füllstand eine ausreichende Menge an Fügeelementen hat, um eine zuverlässig Ausbringung der Fügeelemente aus dem Förderer zu ermöglichen.
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Die Setzeinrichtung fordert ein Fügeelement aus dem Zwischenspeicher an und das Fügeelement wird nach seiner Vereinzelung mit Druckluft weiterbefördert. Die Fügeelemente werden bei Bedarf einzeln an die Setzeinrichtung mittels Luftstoß eingeblasen. So können die Fügeelemente sich nicht verkeilen und das Setzgerät wird zuverlässig mit Fügeelementen versorgt.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen.
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In der Zeichnung bedeutet:
- 1 ein System, umfassend eine ortsfeste Beladestation und eine Arbeitseinheit;
- 2 eine Seitenansicht, welche die Beladestation im gefüllten und die Fördereinrichtung im leeren Zustand darstellt;
- 3 eine Seitenansicht, welche das Zusammenwirken der Öffnungsmechaniken und des Befüllprinzips von der Beladestation zur Fördereinrichtung darstellt;
- 4 eine Seitenansicht, welche den beendeten Befüll-Vorgang von der Beladestation zur Fördereinrichtung darstellt;
- 5 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Arbeitseinheit zur Verarbeitung von Fügeelementen;
- 6a eine schematische Darstellung einer starren Anbindung einer Fördereinrichtung an einem Grundelement;
- 6b eine schematische Darstellung einer gelenkigen Anbindung einer Fördereinrichtung an einem Grundelement;
- 7 eine perspektivische Darstellung einer an einem Gelenkarmroboter angeordneten erfindungsgemäßen Arbeitseinheit;
- 8 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Systems mit einer Arbeitseinheit an einer Beladestation;
- 9 eine Anordnung aus einer Arbeitseinheit und einer Ladestation;
- 10 eine perspektivische Ansicht einer Fördereinrichtung bei geöffnetem Verschlussmittel;
- 11 eine perspektivische Ansicht einer Fördereinrichtung ohne Fördergrund;
- 12 eine Schnittdarstellung einer Fördereinrichtung während des Befüll-Vorgangs;
- 13a eine schematische Schnittansicht einer Fördereinrichtung;
- 13b eine schematische Ansicht gemäß 13a;
- 13c eine Draufsicht auf eine Fördereinrichtung gemäß 13a;
- 14a eine Stelleinrichtung in einer ersten Position;
- 14b eine Stelleinrichtung in einer zweiten Position;
- 14c eine Stelleinrichtung in einer dritten Position;
- 14d eine Stelleinrichtung in einer vierten Position;
- 15a ein Ablaufdiagramm für einen Belade-Prozess einer Fördereinrichtung;
- 15b ein Ablaufdiagramm für einen Prozess der Abgabe und Nachfüllung von Fügeelementen des Zwischenspeichers;
- 16 ein Ablaufdiagramm des gesamten Verfahrens der Zuführung von Fügeelementen an eine Verarbeitungseinrichtung; und
- 17 ein Ablaufdiagramm des Verfahrens zur Verarbeitung von Fügeelementen für ein konkretes System.
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1 ist eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Systems 1 mit einer ortsfesten Beladestation 2 und einer relativ dazu beweglichen Arbeitseinheit 10 zur Verarbeitung von Fügeelementen. Die Beladestation umfasst ein Speicherstück 7 zur Bevorratung von Fügeelementen 24. Eine Zuführeinrichtung 6 führt über eine Zuführleitung 11, insbesondere einem Zuführschlauch, dem Speicherstück 7 Fügeelemente 24 zu. Die Arbeitseinheit 10 ist an einem Gelenkarmroboter 15 befestigt und somit beweglich im Raum. Die Arbeitseinheit weist eine Fördereinrichtung 12 mit einem Förderer 20 auf, der an der Beladestation Fügeelemente 24 in der Form von Schüttgut aufnehmen kann. Die Fördereinrichtung 12 gibt die Fügeelemente 24 anschließend einzeln und lageorientiert an eine Verarbeitungseinrichtung 16 aus.
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Die in 2 dargestellte Seitenansicht des erfindungsgemäßen Systems 1 zeigt die Beladestation 2 im gefüllten und die Fördereinrichtung 12 im leeren Zustand. Die Fügeelemente 24 erreichen die Beladestation 2 über die Zuführleitung 11. Die Beladestation weist eine Einfüllöffnung 3 auf, über die das Speicherstück 7 mit Fügeelementen 24 befüllbar ist. Das Speicherstück 7 ist in Richtung Schwerkraft mit einer Ausgabeöffnung 8 begrenzt, die mit einem federbelasteten Boden 9 abgedeckt ist. Der Boden 9 wirkt mit der Öffnungsmechanik 4 der Fördereinrichtung 12 zusammen, um die Ausgabeöffnung 8 freizulegen. Die Öffnungsmechanik 4 ist als Anschlag ausgebildet. Eine Bewegung der Fördereinrichtung 12 zur Beladestation 2 in Richtung orthogonal zur Achse der Ausgabeöffnung 8 bewirkt, dass der Anschlag der Öffnungsmechanik 4 den Boden 9 in Bewegungsrichtung BR verschiebt und somit die Ausgabeöffnung 8 freigibt. Das Schüttgut ist über eine Zuführöffnung 34 in die Fördereinrichtung 12 einfüllbar. Die Zuführöffnung 34 ist mit einem federbelasteten Verschlusselement 36 abgedeckt. Um die Zuführöffnung 34 freizugeben, wirkt das Verschlusselement 36 mit der an der Beladestation 2 angeordneten Öffnungsmechanik 5 zusammen, die auch als Anschlag ausgebildet ist. Bei der Bewegung der Fördereinrichtung 12 in Richtung Beladestation verschiebt der Anschlag der Öffnungsmechanik 5 das Verschlusselement 36 und gibt somit die Zuführöffnung 34 frei.
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In 3 ist das Befüllprinzip von der Beladestation 2 zur Fördereinrichtung 12 mittels Zusammenwirken der Öffnungsmechaniken 4, 5 dargestellt. Die im Raum bewegliche Fördereinrichtung 12 fährt die ortsfeste Beladestation 2 an, wobei die Öffnungsmechanik 4 den Boden 9 der Beladestation 2 in Bewegungsrichtung BR verschiebt. Gleichzeitig verschiebt die Öffnungmechanik 5 der Beladestation 2 das Verschlusselement 36. Somit sind die Ausgabeöffnung 8 und die Zuführöffnung 34 freigegeben, wodurch das Umladen der Fügeelemente 24 von dem Speicherstück 7 in den Förderer 12 erfolgt.
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4 stellt den beendeten Befüll-Vorgang von der Beladestation 2 zur Fördereinrichtung 12 dar. Die mit Schüttgut bevorratete Fördereinrichtung 12 entfernt sich von der Beladestation 2, dabei bewegt sich das Verschlusselement 36 in die Schließstellung zurück und somit verschließt sich die Zuführöffnung 34. Gleichzeitig bewegt sich der Boden 9 über die Ausgabeöffnung 8 und verschließt das Speicherstück 7. Ein Nachfüll-Vorgang der Beladestation 2 ist nun möglich.
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5 zeigt eine schematische Darstellung einer im Raum bewegbaren Arbeitseinheit 10, die Fügeelemente 24 verarbeitet. Die Arbeitseinheit 10 umfasst eine Fördereinrichtung 12, ein Grundelement 14, eine Verarbeitungseinrichtung 16 und eine Setzeinrichtung 18 zur Verbindung von Werkstücken. Die Fördereinrichtung 12 umfasst einen Förderer 20 und ein Weiterfördermittel 22 zur Weiterleitung der vereinzelten Fügeelemente 24. Der Förderer 20 kann ungeordnete Fügeelemente 24 in der Form von Schüttgut aufnehmen. Dabei stellt er eine Speichereinheit für mehrere Fügeelemente 24 dar. Über den Förderer 20 sind die Fügeelemente 24 einzeln und lageorientiert an das Weiterfördermittel 22 zuführbar. Das Weiterfördermittel 22 transportiert die Fügeelemente 24 einzeln und in ihrer Verarbeitungsposition über eine Zuführstrecke 26 zur Setzeinrichtung 18, die die Fügeelemente 24 einzeln verarbeitet. Die Arbeitsrichtung AR der Setzeinrichtung 18 entspricht der axialen Fügeelementrichtung. Die Setzeinrichtung 18 hat die Funktion, ein Fügeelement 24 an ein Werkstück anzusetzen und es dort zu befestigen. Die Setzeinrichtung 18 kann handbetätigt oder vollautomatisch sein. Über die Verarbeitungseinrichtung 16 ist die Setzeinrichtung 18 mit dem Grundelement 14 verbunden. Die Fördereinrichtung 12 ist mittels eines Anbindungselementes 28 am Grundelement 14 angebracht, das entweder als Platte oder als Gehäuse ausgebildet sein kann. Hierdurch ist die Fördereinrichtung 12 nahe an der Verarbeitungsposition der Setzeinrichtung 18 angebracht und wird permanent zu den zu bearbeitenden Fügestellen mitbewegt.
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Wie in 6a dargestellt, steht die Fördereinrichtung 12 über das Grundelement 14 mit der Setzeinrichtung 18 in Verbindung, wobei es denkbar ist, dass das Grundelement 14 beispielsweise als eine Platte oder ein Gehäuse für die Setzeinrichtung 18 ausgebildet ist. Die Fördereinrichtung 12 kann über eine starre Anbindung 30 mit dem Grundelement 14 verbunden sein, z. B. kann die Fördereinrichtung 12 über einen Winkel am Grundelement 14 angeschraubt sein. Somit ist die Fördereinrichtung 12 relativ zum Grundelement 14 nicht beweglich. Auf Grund der Gestaltung des Grundelements 14 ist die Fördereinrichtung 12 flexibel am Grundelement 14 anordenbar, unter der Berücksichtigung eine möglichst geringe Störkontur zu bilden und die Zuführöffnung 34 immer zugänglich zu halten.
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In 6b ist eine Ausführungsform wie in 6a dargestellt, wobei die Fördereinrichtung 12 anstelle über eine starre Anbindung 30 über eine gelenkige Anbindung 32 mit dem Grundelement 14 verbunden ist. Die gelenkige Anbindung 32 mit einem Freiheitsgrad weist eine Schwenkachse auf, über die die Fördereinrichtung 12 relativ zum Grundelement 14 schwenkbar ist. Dadurch ist die Orientierung der Fördereinrichtung 12 ein Stück weit unabhängiger von der Position der Setzeinrichtung 18 als bei einer starren Anbindung 30 und somit sind die Fügeelemente 24 auch in förderungstechnisch ungünstigen Positionen der Setzeinrichtung 18 zuführbar. Auf Grund der gelenkigen Anbindung 30 ist es einfach, die Zuführöffnung 34 der Fördereinrichtung 12 zugänglich zu halten.
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7 stellt eine konkrete Ausführungsform der Arbeitseinheit 10 in einer Verarbeitungsposition dar. Vorliegend handelt es sich um eine automatische Setzeinrichtung 40, die über ein als C-Bügel 48 ausgebildetes Grundelement 44 an einem Gelenkarmroboter 46 befestigt ist. Der C-Bügel 48 weist ein erstes Ende 50 und ein zweites Ende 52 auf. Am ersten Ende 50 des C-Bügels 48 ist die Verarbeitungseinrichtung 54 mit der Setzeinrichtung 40 befestigt. Das der Setzeinrichtung 40 gegenüberliegende zweite Ende 52 des C-Bügels 48 ist als Gegenhalter 56 ausgebildet. Der Gegenhalter 56 und die Setzeinrichtung 40 sind koaxial zueinander ausgerichtet und bilden einander gegenüberliegende Enden 50, 52 beidseitig eines Werkstücks, das hier aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt ist. Die Kräfte, die beim Setzvorgang auf das Werkstück einwirken, sind auf der Gegenseite des Werkstücks vom Gegenhalter 56 des C-Bügels 48 aufnehmbar. Die Arbeitsrichtung AR der Setzeinrichtung 40 entspricht der axialen Fügeelementrichtung. Die Setzeinrichtung 40 erhält die lageorientierten Fügeelemente 24 über einen Zuführschlauch 58 von der Fördereinrichtung 60. Die Fördereinrichtung 60, umfassend einen Förderer 62, der die Fügeelemente 24 lageorientiert ordnet, sowie ein Weiterfördermittel 66, das die Fügeelemente 24 vereinzelt und sie lageorientiert über den Zuführschlauch 58 an die Setzeinrichtung 40 transportiert, ist über ein Anbindungselement, insbesondere einen Winkel 68, starr mit dem Grundelement 44 verbunden und wird über das Grundelement 44 zu den zu bedienenden Fügestellen mitbewegt. Die Anordnung der Fördereinrichtung 60 am Grundelement 44 ist flexibel. Dadurch ist die Fördereinrichtung 60 derart positionierbar, dass sie eine möglichst geringe Störkontur bei der Verarbeitung der Fügeelemente 24 aufweist, dass sie aus fast jeder Position Fügeelemente 24 an die Setzeinrichtung 40 zuführen kann und dass ihre Zuführöffnung 70 zur Wiederbeladung leicht zugänglich ist.
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Es ist denkbar, dass die Fördereinrichtung 60 über ein Anbindungselement mit einer dem Grundelement 44 in Richtung des Gelenkarmroboters 46 folgenden Haltevorrichtung, die beispielsweise eine Drehachse aufweist, verbunden sein kann. Des Weiteren ist die Fördereinrichtung 60 auch mittels einer gelenkigen Anbindung am Grundelement 44 befestigbar. Die Anbindung der Fördereinrichtung 60 erfolgt immer derart, dass die Zuführöffnung 70 zugänglich und nachfüllbar ist und eine möglichst geringe Störkontur aufweist.
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8 zeigt ein erfindungsgemäßes System 1 aus einer Kombination einer Beladestation 82 und einer Arbeitseinheit 38, umfassend ein Grundelement 44 in der Form eines C-Bügels 48, eine Verarbeitungseinrichtung 54 mit einer Setzeinrichtung 40 und eine Fördereinrichtung 60. Sobald der Förderer 62 leer ist, oder ein Befüll-Vorgang vorgesehen ist, fährt der Gelenkarmroboter 46 die Förderereinrichtung 60 derart an die Beladestation 82, dass das rohrförmige Speicherstück 84 direkt über der Zuführöffnung 70 des Förderers 62 liegt und somit das Umladen des Schüttguts vom Speicherstück 84 in den Förderer 62 ermöglicht.
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Wie in 9. dargestellt, ist die Fördereinrichtung 60 an einer Beladestation 82 mit Fügeelementen 24 beladbar. Die Beladestation 82 umfasst ein rohrförmiges Speicherstück 84, das durch einen Boden 86 begrenzt ist, wobei der Boden 86 vorliegend in einer Bewegungsrichtung BR geöffnet werden kann. Die Fördereinrichtung 60 weist einen mit einer Zuführöffnung 70 versehenen Fördergrund 87 auf. Auf den Fördergrund 87 ist ein Verschlusselement 88 aufgesetzt. Im vorliegend geschlossenen Zustand deckt das Verschlusselement 88 die Zuführöffnung 70 des Förderers 62 ab. Das Verschlusselement 88 umfasst ein Linearführungselement 90 und ein Schieberelement 92, das entlang dem Linearführungselement 90 verschiebbar ist. Das Schieberelement 92 ist über zwei Federn 94 am Linearführungselement 92 abgestützt. Durch die eingesetzten Federn 94 ist eine standardmäßig verschlossene Einstellung des Verschlusselements 88 gewährleistet, wobei dieses aktiv geöffnet werden muss.
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Das Linearführungselement 90 an der Förderereinrichtung 60 und die Beladestation 82 sind derart aufeinander abgestimmt, dass bei einer Relativbewegung zwischen der Förderereinrichtung 60 und der Beladestation 82 in Beladerichtung BR, sowohl der Boden 86 vom Linearführungselement 90 weggedrückt wird als auch das Schieberelement 92 des Verschlusselements 88 durch das rohrförmige Speicherstück 84 weggedrückt wird. So kommt am Ende das rohrförmige Speicherstück 84 direkt über der Zuführöffnung 70 zu liegen, wobei die Fügeelemente 24 als Schüttgut vom Speicherstück 84 in den Förderer 62 umgeladen werden können.
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10 zeigt eine Einstellung der Förderereinrichtung 60 bei geöffnetem Schieberelement 92, wodurch die Zuführöffnung 70 zu erkennen ist. Durch diese Zuführöffnung 70 können die Fügeelemente 24 als Schüttgut in den Förderer 62 eingefüllt werden. Dazu ist die Zuführöffnung 70 etwa doppelt so groß wie die zu verarbeitenden Fügeelemente 24. Der weitere Aufbau der Fördereinrichtung ist in den 11 und 12 näher beschrieben.
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11 zeigt eine perspektivische Ansicht der Fördereinrichtung 60 mit einem Förderer 62 ohne Fördergrund 87. Der Förderer 62 umfasst eine Trommel 96, die aus einem Trommelboden 98 und einer an den Trommelboden 98 anschließenden hohlzylindrischen Trommelwand 100 gebildet wird. In die Trommelwand 100 sind Durchbrüche 102 eingebracht, die durch die koaxial zur Trommelwand 100 liegende hohlzylindrische Außenwand 104 begrenzt sind. Auf diese Weise können Fügeelemente 24, die in den Durchbrüchen 102 durch die Drehung der Trommel 96 transportiert werden, rollend an der Außenwand 104 geführt werden. Ferner ist in der Außenwand 104 eine Ausgabeöffnung 106 vorgesehen, an die sich eine Förderstrecke 108, 202 in Form einer Ausgabeschiene 108 mit Zuführschlauch 58 anschließt. Befindet sich ein Durchbruch 102 in Deckung mit der Ausgabeöffnung 106, kann unter Einfluss der Schwerkraft ein in dem Durchbruch 102 gefördertes Fügeelement 24 durch die Ausgabeöffnung 106 in die an die Ausgabeöffnung 106 anschließende Ausgabeschiene 108 gelangen. Des Weiteren umfasst die Arbeitseinheit 10 Weiterfördermittel 66, die im vorliegenden Fall als Pressluftanschlüsse ausgebildet sind, so dass die Fügeelemente aus einer Bevorratungsposition in der Ausgabeschiene 108 über den Zuführschlauch 58 an die Verarbeitungseinrichtung 54 weitertransportiert werden können.
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12 zeigt eine Schnittdarstellung der Fördereinrichtung 60 während des Befüll-Vorgangs. Gut zu erkennen ist an dieser Darstellung, dass die Trommelwand 100 und die Außenwand 104 hohlzylindrisch ausgebildet sind. Die Trommelwand 100 gleitet unmittelbar über die Außenwand 104. Die Fügeelemente 24 werden in den Durchbrüchen 102, insbesondere rollend, über die hinter der Trommelwand 100 liegende Fläche der Außenwand 104 geführt. Der Fördergrund 87 begrenzt den Trommelraum 109 gegenüber dem Trommelboden 98. Zwischen dem Ende der Trommelwand 100 und dem Fördergrund 87 liegt ein Abstand vor, der sich im vorliegenden Fall auch auf einen Teil der Außenwand 104 in Form einer Nut erstreckt. In diesem Spalt kann der Kopf der Fügeelemente 24 geführt werden. Wie vorliegend dargestellt, können die Fügeelemente 24 bei geöffnetem Verschlusselement 88 durch die Zuführöffnung 70 in Form von Schüttgut schnell und einfach in den Trommelraum 109 eingefüllt werden. Der Trommelraum 109 wird gegenüber dem Trommelboden 98 durch den Fördergrund 87 begrenzt. Zum Befüllen ist es daher vorteilhaft, wenn der Trommelboden 98 in Schwerkraftrichtung ausgerichtet ist, wohingegen die Normale des Fördergrunds 87 im Betrieb eine Vektorkomponente in Schwerkraftrichtung besitzt.
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Die Trommel 96 wird mittels eines Antriebs 112, insbesondere eines Schwenkantriebs, bewegt, der drehfest mit dem Trommelboden 98 und der Trommelwand 100 verbunden ist.
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13a zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Förderers 180. Der Förderer 180 umfasst eine Trommelwand 182 und einen verschiebbaren Trommelboden 184. Ein Fördergrund 186 schließt den Trommelraum ab. Ferner weist der Fördergrund 186 eine Zuführöffnung 188 auf, die über ein Verschlusselement 190, das eine Feder 191 umfasst, so abgeschlossen werden kann, dass im Trommelraum befindliche Fügeelemente 110 nicht unbeabsichtigt herausfallen können.
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Die Trommelwand 182 und der Trommelboden 184 sind mit einem Antrieb 192 drehfest verbunden. Zudem umfasst der Förderer 180 einen Axialsteller 194, der mit dem Trommelboden 184 verbunden ist und der den Trommelboden 184 relativ zur Trommelwand 182 in Richtung des Fördergrunds 186 verschieben kann.
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Auf diese Weise können die Fügeelemente 110 auch bei niedrigem Füllstand in die Nähe der Ausgabeöffnung 196 gebracht werden, so dass auch bei ungünstiger Füllstandsituation und ungünstiger Förderlage eine zuverlässige Ausbringung der Fügeelemente 110 aus dem Förderer 180 möglich ist.
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Ferner ist ein Füllstandsensor 200 in den Förderer 180 integriert, so dass abhängig von der Menge der im Trommelraum befindlichen Fügeelemente 110 ein Verfahren des Trommelbodens 184 möglich ist.
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13b zeigt einen Zustand des Förderers 180 bei maximal ausgefahrenem Trommelboden 184 und bei geöffnetem Verschlusselement 190, so dass die Zuführöffnung 188 zugänglich ist. 13c zeigt einen Förderer 180 gemäß 13a, 13b in Draufsicht ohne Fördergrund 186. Die in den Durchbrüchen der Trommelwand 182 geförderten Fügeelemente 110 werden durch Schwenken der Trommel an die Ausgabeöffnung 196 verbracht, wo sie in einer Ausgabeschiene 202 aufgenommen werden. An der Ausgabeschiene 202 ist ein Fügeelementsensor 204 montiert, der den Füllstand der Fügeelemente 110 in der Ausgabeschiene 202 überwachen kann. Auf diese Weise kann bei einer Arbeitslage des Förderers 180, in der eine zuverlässige Ausbringung nicht möglich ist und der Vorrat in der Ausgabeschiene 202 aufgebraucht ist, der Förderer 180 in eine günstigere Förderposition gebracht werden, so dass die Fügeelemente 110 wieder in die Ausgabeschiene 202 nachgebracht werden können. Ein Sperrelement 198 verhindert das Zurückfallen von bereits in der Ausgabeschiene 202 aufgenommenen Fügeelementen 110 in den Trommelraum 185. Im Anschluss an die Ausgabeschiene 202 ist ein Schieber 206 angeordnet, dessen Funktion in den nachfolgenden 14a bis 14d näher beschrieben ist.
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14a zeigt den Schieber 206 in einer Sperrstellung, die ein Weiterfördern der in der Ausgabeschiene 202 vorhandenen Fügeelemente 110 verhindert und so ein Aufstauen von Fügeelementen 110 in der Ausgabeschiene 202 ermöglicht. 14b zeigt den Schieber 206 in einer Vereinzelungsstellung. In der Vereinzelungsstellung wird ein einzelnes Fügeelement 110 zwischen den seitlich am Fügeelement 110 liegenden Schieberbacken 208 aufgenommen, wobei der Weg für das Fügeelement 110 in Förderrichtung durch einen Anschlag 210 begrenzt ist. Die Weiterförderstrecke 212 ist versetzt zur Ausgabeschiene 202 angeordnet. In 14c ist eine Zwischenstellung von der Vereinzelungsstellung zur Ausgabestellung dargestellt, die zeigt, dass ein einzelnes Fügeelement 110 aus den in der Ausgabeschiene 202 gestauten Fügeelementen 110 sozusagen abgetrennt wird. 14d zeigt die Ausgabe eines einzelnen Fügeelementes 110 in der Weiterförderstrecke 212.
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Die in 15a, 15b und 16 beschriebenen Verfahren beziehen sich insbesondere auf die in 1 und 5 beschriebenen Ausführungsformen und die entsprechenden Bezugszeichen.
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15a stellt den Belade-Prozess der Fördereinrichtung 12, 60 dar. Als erster Schritt des Belade-Prozesses wird die Fördereinrichtung 12, 60 in eine Beladeposition an die Beladestation 2, 82 gefahren und das Verschlusselement 36, 88, 190 der Fördereinrichtung 12, 60 wird geöffnet, damit die Zuführöffnung 34, 70, 188 der Fördereinrichtung 12, 60 freigelegt wird. Die Fügeelemente 24, 110 werden dann in einem Befüll-Vorgang in der Form von Schüttgut von der Beladestation 2, 82 über die Zuführöffnung 34, 70, 188 in die Fördereinrichtung 12, 60 umgeladen. Dabei wird der Füllstand des Förderers 62, 180, beispielsweise mittels eines Sensors, erfasst, um festzustellen ob der Befüll-Vorgang abgeschlossen ist. Für den Fall, dass der Befüll-Vorgang nicht abgeschlossen ist, verbleibt die Fördereinrichtung 12, 60 so lange in der Beladeposition, bis der Befüll-Vorgang abgeschlossen ist. Dann verlässt die befüllte Fördereinrichtung 12, 60 die Beladestation 2, 82 und das Verschlusselement 36, 88, 190 der Fördereinrichtung 12, 60 wird insbesondere gleichzeitig geschlossen.
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15b zeigt einen Prozess, in welchem ein Zwischenspeicher 108, 202 der Fördereinrichtung 12, 60 Fügeelemente 24, 110 an die Verarbeitungseinrichtung 16, 54 abgibt, wobei der Zwischenspeicher 108, 202 nachgefüllt wird.
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Die Verarbeitungseinrichtung 16, 54 fordert die Zuführung eines Fügeelements 24, 110 aus dem Zwischenspeicher 108, 202 der Fördereinrichtung 12, 60 an. Es ist denkbar, dass der Zwischenspeicher 108, 202 eine Förderstrecke in der Form einer Ausgabeschiene ist.
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Dem Zwischenspeicher 108, 202 ist ein Mindestfüllstand zugeordnet. Solange die Anzahl der gespeicherten Fügeelemente 24, 110 im Zwischenspeicher 108, 202 den Mindestfüllstand nicht unterschreitet, gibt die Fördereinrichtung 12, 60 Fügeelemente 24, 110 einzeln an die Verarbeitungseinrichtung 16, 54 aus. Die Verarbeitung eines Fügeelements 24, 110 mittels Verarbeitungseinrichtung 16, 54 ist mit der Zuführung eines Fügeelements 24, 110 an die Beladestation 2, 82 synchronisiert. Das kann beispielsweise über eine zentrale Steuereinrichtung, die mit der Verarbeitungseinrichtung 16, 54, der Beladestation 2, 82, der Fördereinrichtung 12, 60 und dem Zwischenspeicher 108, 202 verbunden ist, koordiniert werden.
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Wenn der Zwischenspeicher 108, 202 ein Fügeelement 24, 110 ausgegeben hat, wird die Fördereinrichtung 12, 60, insbesondere der Antrieb 112, 192 der Fördereinrichtung 12, 60 betätigt, um Fügeelemente 24, 110 aus dem aufgenommenen Schüttgut zu vereinzeln. Die vereinzelten und lageorientierten Fügeelemente 24, 110 werden einzeln an den Zwischenspeicher 108, 202 der Fördereinrichtung 12, 60 ausgegeben. So wird der Zwischenspeicher 108, 202 nach der Abgabe eines Fügeelements 24, 110 fortwährend nachgefüllt bis ein Maximalfüllstand im Zwischenspeicher 108, 202 erreicht ist.
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Es ist möglich, dass der Mindestfüllstand des Zwischenspeichers 108, 202 erreicht wird, insbesondere weil die Lage der Fördereinrichtung 12, 60 eine Zuführung von Fügeelementen 24, 110 an den Zwischenspeicher 108, 202 verhindert, wobei trotzdem Fügeelemente 24, 110 aus dem Zwischenspeicher 108, 202 an die Verarbeitungseinrichtung 16, 54 abgegeben werden. In diesem Fall wird die Position der Fördereinrichtung 12, 60 derart verändert, dass sie eine Zwischenspeicherfüllposition einnimmt, bei der der Förderer 20, 62, 180 zuverlässig Fügeelemente 24, 110 an den Zwischenspeicher 108, 202 ausgeben kann, um diesen wieder zu befüllen. Beispielsweise bei der in 8 bis 12 beschriebenen Fördereinrichtung 60 weist der Fördergrund 87 in der Zwischenspeicherfüllposition bevorzugt einen Horizontalwinkel von etwa 35° auf.
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Für den Fall, dass die Fördereinrichtung 12, 60 eine Zwischenspeicherfüllposition eingenommen hat und der Mindestfüllstand des Zwischenspeichers 108, 202 jedoch nicht innerhalb einer vordefinierten Maximaldauer überschritten wird, obwohl noch förderbare Fügeelemente 24, 110 in der Fördereinrichtung 12, 60 vorhanden sind, ist eine Fehlermeldung vorgesehen.
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Wenn der Zwischenspeicher 108, 202 innerhalb einer vordefinierten Maximaldauer befüllt wird, fährt die Fördereinrichtung 12, 60 zurück in eine Arbeitsposition, in der die Verarbeitungseinrichtung 16, 54 Fügeelemente 24, 110 an zu bedienenden Fügestellen verarbeitet. Die Fügeelemente 24, 110 aus dem Zwischenspeicher werden von der Verarbeitungseinrichtung 16, 54 zur Verarbeitung angefordert und einzelne Fügeelemente 24, 110 werden aus dem Zwischenspeicher 108, 202 an die Verarbeitungseinrichtung 16, 54 zur Verarbeitung ausgegeben. Um dann den Zwischenspeicher 108, 202 wieder mit einzelnen Fügeelementen 24, 110 zu befüllen, wird die Fördereinrichtung 12, 60 zur Vereinzelung der Fügeelemente 24, 110 aus Schüttgut wieder betätigt und ein neues Fügeelement 24, 110 wird dem Zwischenspeicher zugeführt.
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Nachdem das neue Fügeelement 24, 110 dem Zwischenspeicher zugeführt wurde, wird eine Füllstandsmessung des Förderers 20, 62, 180 durchgeführt, die ergibt, ob dieser noch mit einer ausreichenden Anzahl von Fügeelementen 24, 110 befüllt ist. Sollte der Mindestfüllstand des Förderers 20, 62, 180 erreicht sein, wird eine entsprechende Nachricht an die Steuereinheit übermittelt und der Befüll-Vorgang kann eingeleitet werden.
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16 stellt das gesamte Verfahren der Zuführung von Fügeelementen 24, 110 an die Verarbeitungseinrichtung 16, 54 dar. Die Fördereinrichtung 12, 60 wird, wie beispielsweise in 15a beschrieben, an der Beladestation 2, 82 mit Fügeelementen 24, 110 in der Form von Schüttgut befüllt. Die Fördereinrichtung 12, 60 erkennt z. B. mittels eines Füllstandsensors 200, ob der Befüll-Vorgang abgeschlossen ist und verbleibt bis zum Abschluss des Befüll-Vorgangs an der Beladestation 2, 82. Nach dem abgeschlossenen Befüll-Vorgang entfernt sich die Fördereinrichtung 12, 60 von der Beladestation, insbesondere durch die Betätigung eines Gelenkarmroboters von der Beladestation 2, 82, um eine Arbeitsposition an den zu bedienenden Fügestellen einzunehmen.
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Zur Befüllung des Zwischenspeichers 108, 202 vereinzelt die Fördereinrichtung 12, 60 die Fügeelemente 24, 110 und gibt sie einzeln und lageorientiert an den Zwischenspeicher 108, 202 aus.
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Dem Zwischenspeicher 108, 202 ist, wie in 15b beschrieben, ein Mindestfüllstand zugeordnet, der beispielsweise mittels eines Fügeelementsensors 204 ermittelt wird. Solange der Mindestfüllstand der gespeicherten Fügeelemente 24, 110 im Zwischenspeicher 108, 202 überschitten ist, werden Fügeelemente 24, 110 einzeln an die Verarbeitungseinrichtung 16, 54 ausgegeben.
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Wenn der Zwischenspeicher 108, 202 Fügeelemente 24, 110 an die Verarbeitungseinrichtung 16, 54 ausgibt, obwohl die Fördereinrichtung 12, 60 nicht in der Lage ist den Zwischenspeicher 108, 202 nachzufüllen, wird der Mindestfüllstand des Zwischenspeichers erreicht. Nachdem ein Fügeelement 24, 110 an den Zwischenspeicher 108, 202 ausgegeben wurde, wird eine Füllstandsüberprüfung des Förderers 20, 62, 180 dahingehend ausgeführt, ob eine ausreichende Menge an Fügeelementen 24, 110 im Förderer 20, 62, 180 vorhanden ist.
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Für den Fall, dass der Förderer 20, 62, 180 einen Mindestfüllstand erreicht, wird er zur Beladestation 2, 82 gefahren, um mit Fügeelementen 24, 110 in der Form von Schüttgut befüllt zu werden.
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Für den Fall, dass genügend Fügeelemente 24, 110 im Förderer 20, 62, 180 vorhanden sind, wird die Fördereinrichtung 12, 60, insbesondere der Antrieb 112, 192 der Fördereinrichtung 12, 60, betätigt, um die an die Verarbeitungseinrichtung 16, 54 ausgegebenen Fügeelemente 24, 110 des Zwischenspeichers 108, 202 zu ersetzen.
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17 ist eine Darstellung des Verfahrens zur Verarbeitung von Fügeelementen 24 für eine konkrete Ausführungsform eines Systems 1 gemäß 8, umfassend eine Beladestation 82 und eine Arbeitseinheit 38, die ein Grundelement 44, eine Verarbeitungseinrichtung 54 und eine Fördereinrichtung 60 aufweist. Die Fördereinrichtung 60 ist so ausgebildet wie in den 8 bis 12 beschrieben und umfasst einen Förderer 62 in der Form eines Trommelförderers, einen Zwischenspeicher in der Form einer Förderstecke 108 und ein Weiterfördermittel 66.
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Der Belade-Prozess der Fördereinrichtung 60 wird eingeleitet, indem die Fördereinrichtung 60 in eine Beladeposition an die Beladestation 82 gefahren wird. In der Beladeposition ist die Fördereinrichtung 60 unterhalb des Speicherstücks 84 der Beladestation 82 angeordnet. Die Ausgabeöffnung 106 der Beladestation 82 und die Zuführöffnung 70 der Fördereinrichtung 60 sind beide mit Öffnungsmechaniken ausgebildet, die derart aufeinander abgestimmt sind, dass die Ausgabeöffnung 106 und die Zuführöffnung 70 sich gegenseitig wie in 9 beschrieben öffnen, wenn die Fördereinrichtung 60 in die Beladeposition fährt.
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Der Befüll-Vorgang der Fördereinrichtung 60 mit Schüttgut findet dann in Richtung Schwerkraft über die geöffnete Zuführöffnung 70 statt. Ein Füllstandsensor 200 kann die Füllstandmenge des Förderers 60 erfassen, um festzustellen ob der Befüll-Vorgang abgeschlossen ist. Während des Befüll-Vorgangs ist die Fördereinrichtung 60 an der Beladestation 82 positioniert. Nach dem Befüll-Vorgang entfernt sich die Fördereinrichtung 60 von der Beladestation 82, wobei das Verschlusselement 88 der Fördereinrichtung 60 geschlossen wird und die Zuführöffnung 70 abgedeckt wird. Danach wird die Fördereinrichtung 60 in eine Arbeitsposition gefahren, in der die Verarbeitungseinrichtung 54 Fügeelemente 24 an den zu bedienenden Fügestellen verarbeitet.
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Zur Befüllung der Förderstrecke 108, die einen Zwischenspeicher 108 für lageorientierte, vereinzelte Fügeelemente 24 darstellt, wird der Dreh-Antrieb 112 der Fördereinrichtung 60 betätigt, wodurch die Trommel 96 wenigstens abschnittsweise gedreht wird. So kann der Förderer 62 aus dem Schüttgut die Fügeelemente 24 lageorientiert in den Durchbrüchen 102 der Trommelwand 100 vereinzeln. Die in den Durchbrüchen 102 geförderten Fügeelemente 24 werden so, insbesondere durch Hin- und Herdrehen der Trommel 96, an die Ausgabeöffnung 106 verbracht, wo sie in dem Zwischenspeicher 108 aufgenommen werden.
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Der Zwischenspeicher 108 ist, wie in 13b beschrieben, in der Form einer Ausgabeschiene 108 ausgebildet und ein Sperrelement 198 verhindert das Zurückfallen von bereits in der Ausgabeschiene 108 aufgenommenen Fügeelementen 24.
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Die Fördereinrichtung 60 ermittelt über einen Füllstandsensor 200 die Menge der im Trommelraum 109 befindlichen Fügeelemente 24.
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Für den Fall, dass der Förderer 62 den Mindestfüllstand erreicht hat, wird ein Belade-Prozess der Fördereinrichtung 60 mit Schüttgut eingeleitet.
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Falls der Mindestfüllstand des Förderers 62 noch nicht erreicht ist, wird der Ausgabevorgang eines Fügeelements 24 vom Zwischenspeicher 108 fortgesetzt.
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Wie in den 13a und 13b beschrieben, weist der Förderer 62 einen axial verschiebbaren Trommelboden auf. Immer wenn eine vordefinierte Anzahl von Fügeelementen 24 entnommen wurde, wird der Trommelboden 98 mittels eines Axialstellers 194 um eine der Entnahmemenge zugeordneten Strecke in Axialrichtung verfahren, so dass die Fügeelemente 24 sich immer in der Nähe der Durchbrüche 102 befinden. So können die Fügeelemente 24 zuverlässiger vereinzelt werden und über die Ausgabeöffnung 106 an den Zwischenspeicher 108 verbracht werden.
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Bevor ein Fügeelement aus dem Zwischenspeicher an die Verarbeitungseinrichtung ausgegeben wird, wird der dem Zwischenspeicher 108 zugeordnete Mindestfüllstand mittels eines Fügeelementsensors 204 überprüft.
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Der Trommelraum 109 wird gegenüber dem verschiebbaren Trommelboden 98 durch den Fördergrund 87 begrenzt. Durch die abgeschlossene Gestaltung des Förderers 62 ist es möglich, dass der Förderer 62 ohne Verluste von Fügeelementen 24 verschiedene Arbeitslagen einnimmt. Sollte die Arbeitslage des Förderers 62 eine zuverlässige Ausbringung von Fügeelementen 24 an den Zwischenspeicher 108 verhindern, wobei trotzdem Fügeelemente 24 aus dem Zwischenspeicher an die Verarbeitungseinrichtung ausgegeben werden, ist es möglich, dass der Mindestfüllstand des Zwischenspeichers 108 erreicht wird. Dann wird der Förderer 62 wie in 15b beschrieben in eine Zwischenspeicherfüllposition gebracht, die vorliegt, wenn der Fördergrund 87 bevorzugt einen Horizontalwinkel von etwa 35° aufweist. So kann der Förderer 62 zuverlässiger Fügeelemente 24 an den Zwischenspeicher 108 ausgeben. Wenn der Zwischenspeicher 108 in dieser Position nicht innerhalb einer vordefinierten Maximaldauer befüllt ist, wird eine Fehlermeldung ausgegeben.
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Solange der Mindestfüllstand des Zwischenspeichers 108 überschritten ist, werden die im Zwischenspeicher 108 gespeicherten Fügeelemente 24 einzeln mittels eines an die Ausgabeschiene 108 angeordneten Schiebers 206 an die Verarbeitungseinrichtung 54 ausgegeben, wie dies in 14a bis 14d näher beschrieben ist.
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Die Ausgabe eines Fügeelements 24 vom Zwischenspeicher 108 an die Verarbeitungseinrichtung 54 ist mit der Zuführung eines Fügeelements 24 von der Zuführeinrichtung an die Beladestation 82 so synchronisiert, dass, wenn ein Fügeelement 24 aus dem Zwischenspeicher 108 ausgegeben wird, die Beladestation 82 ein Fügeelement 24 erhält.
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Sobald ein Fügeelement 24 an die Verarbeitungseinrichtung 54 ausgegeben wurde, wird der Dreh-Antrieb 112 der Fördereinrichtung 60 betätigt, um wieder Fügeelemente 24 aus dem aufgenommenen Schüttgut zu vereinzeln. Diese werden einzeln an den Zwischenspeicher 108 der Fördereinrichtung 60 ausgegeben, um dadurch den Zwischenspeicher 108 wieder zu befüllen.
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Gleichzeitig wird das an die Verarbeitungseinrichtung 54 ausgegebene Fügeelement 24 an einer Fügestelle verarbeitet und dann fährt die Verarbeitungseinrichtung 54 die nächste zu bedienende Fügestelle an, um dort ein weiteres Fügeelement 24 zu verarbeiten.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009040764 B4 [0002]
