DE19524485A1 - Transportsystem - Google Patents
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K41/00—Propulsion systems in which a rigid body is moved along a path due to dynamo-electric interaction between the body and a magnetic field travelling along the path
- H02K41/02—Linear motors; Sectional motors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
- B65G54/00—Non-mechanical conveyors not otherwise provided for
- B65G54/02—Non-mechanical conveyors not otherwise provided for electrostatic, electric, or magnetic
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Transportsystem zur Verwendung bei einer Montage
und/oder Bearbeitungsanlage für Bauteile oder Baugruppen und dabei insbesondere für
Klein- und Kleinstbauteile oder -baugruppen gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1.
Unter "Klein- oder Kleinstbauteile oder -baugruppen" sind im Sinne der Erfindung
insbesondere mechanische und/oder elektrische Bauelemente oder Baugruppen mit
geringen Abmessungen zu verstehen, die aus Einzelteilen mit ebenfalls kleinen
Abmessungen montiert oder zusammengebaut werden.
Montageanlagen für derartige Bauelemente oder Baugruppen sind in unterschiedlichen
Ausführungen bekannt. Bekannt sind insbesondere auch Montageanlagen, bei denen
Aufnahmen auf einer geschlossenen Förderstrecke an mehreren Arbeitsstationen
vorbeibewegt werden, an denen die Fertigung bzw. Montage der Bauelemente oder
Baugruppen dann in mehreren Arbeitsschritten erfolgt, und zwar auf diesen Aufnahmen,
die hierfür jeweils mit hoher Präzision an jeder Arbeitsstation positioniert werden müssen.
Bekannt ist hierbei auch, die Förderstrecke aus mehreren aneinander anschließenden
Förderern aufzubauen, und zwar aus Hilfsförderern, die jeweils lediglich der
Weiterbewegung der Aufnahmen dienen, und aus Hauptförderern, die an den
Arbeitsstationen vorgesehen sind und dort u. a. auch die Positionierung der Aufnahmen 2
mit der erforderlichen Präzision durch gesteuertes Anfahren vorgegebener Positionen
ermöglichen.
Bei bekannten Transportsystemen ist der hierfür vorgesehene Antrieb oder
Zahnriemenantrieb. Nachteile dieser mechanischen Antriebe sind u. a. unvermeidbares
Spiel, Verschleiß, zusätzliche Trägheitsmassen und Elastizitäten, die die
Positioniergenauigkeit, die Verfahrgeschwindigkeit sowie das Beschleunigungsvermögen
beeinträchtigen.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Transportsystem aufzuzeigen, welches diese Nachteile
vermeidet.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Transportsystem entsprechend dem kennzeichnenden
Teil des Patentanspruches 1 ausgebildet.
Bei der Erfindung ist der Antrieb an dem jeweiligen Hauptförderer als elektrischer Linear-
Motor ausgebildet, der als Schrittmotor arbeitet bzw. steuerbar ist, und zwar bevorzugt als
Reluktanz-Motor. Die Aufnahmen bilden jeweils einen Teil dieses Motors, so daß ein
Direktantrieb ohne mechanische Zwischenglieder erfolgt. Hierdurch entfallen die
vorstehend angegebenen Nachteile mechanischer Antriebe. Weiterhin ergibt sich ein
kompakter, im Aufbau einfacher und wartungsfreier Antrieb mit hoher Genauigkeit.
Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an einem Ausführungsbeispiel
näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 in sehr vereinfachter schematischer Darstellung und in Draufsicht eine die
erfindungsgemäße Fördereinrichtung aufweisende Montageanlage zur Montage
kleiner Bauteile;
Fig. 2 in vereinfachter Darstellung und im Querschnitt einen an einer Arbeitsstation
vorgesehenen Hauptförderer zusammen mit einer Werkstückaufnahme;
Fig. 3 in vereinfachter Darstellung und in Draufsicht den Hauptförderer und eine sich im
Bereich des Hauptförderers befindliche Werkstückaufnahme sowie zwei dem
Hauptförderer unmittelbar benachbarte Hilfsförderer.
In der Fig. 1 ist eine Montageanlage dargestellt, die zur Montage von kleinen Bauteilen,
beispielsweise zur maschinellen Montage von elektrischen Mikro-Schaltern dient und
hierfür mehrere Arbeits- und Montagestationen 1 aufweist, die den unterschiedlichen
Montage- und/oder Arbeitsvorgängen entsprechend ausgeführt sind. Die Montage des
jeweiligen Produktes erfolgt aus Aufnahmen 2, die auf einer in sich geschlossenen
Förderstrecke 3 an den Arbeitsstationen 1 gesteuert vorbeibewegt werden, und zwar in
Richtung des Pfeiles A.
Wenigstens eine der Arbeitsstationen 1 ist zur Entnahme des fertigen Produktes von den
Aufnahmen 2 ausgebildet. In Abhängigkeit von der Art des herzustellenden Produktes
weisen einige Arbeitsstationen 1 Zuführungen zum Zuführen von Einzelteilen auf, die
dann auf die Aufnahmen 2 bzw. in dort gebildete Nester oder Halterungen 16 aufgesetzt
und/oder an auf den Aufnahmen 2 bereits vorhandenen Bauteilen montiert werden.
Einige Arbeitsstationen 1 können auch Prüfstationen usw. sein. Für die Arbeitsstationen 1
sind aber generell in Abhängigkeit von dem jeweiligen Produkt die unterschiedlichsten
Funktionen denkbar.
Die Förderstrecke 3 besteht bei der dargestellten Ausführungsform aus mehreren in
Förderrichtung A aneinander anschließenden Förderern, und zwar aus den geradlinigen
und gekrümmten Hilfsförderern 4 und 5 sowie aus geradlinigen Hauptförderern 6, wobei
an jeder Arbeitsstation 1 der dortige Teil der Förderstrecke von wenigstens einem solchen
Hauptförderer 6 gebildet ist.
Die Hilfsförderer 4 und 5 sowie Hauptförderer 6 sind bei der dargestellten
Ausführungsform jeweils voll funktionsfähige Einheiten mit eigenem Antrieb. Sie werden
aber über eine zentrale Steuereinheit 7 und an der Förderstrecke 3 vorgesehene Sensoren
8 so gesteuert, daß immer dann, wenn eine Aufnahme 2 eine Arbeitsstation 1 nach der
Durchführung der dortigen Arbeiten verläßt, sich möglichst sofort eine neue Aufnahme 2
in dieser Station 1 hineinbewegt. Die Hilfsförderer 4 und 5, die auch als Puffer dienen
können, besitzen beispielsweise eine konstante Fördergeschwindigkeit und sind gesteuert
ein- und ausschaltbar.
Im einfachsten Fall sind die geradlinigen Hilfsförderer 4 von endlos umlaufenden und von
dem Antrieb des jeweiligen Hilfsförderers 4 angetriebenen Transportbändern 9, auf denen
die Aufnahmen 2 mit ihrer Unterseite 13 aufliegen, sowie von seitlichen Führungen 10
gebildet. Dementsprechend bestehen die gekrümmten Hilfsförderer 5 jeweils aus einem
endlos umlaufenden kurvengängigen Transportband, welches eine Auflage für die
Unterseite 13 der Aufnahmen 2 bildet, sowie aus seitlichen Führungen für diese
Aufnahmen.
Während die Hilfsförderer 4 und 5 im wesentlichen nur dem Weitertransport der
Aufnahmen 2 dienen, sind die Hauptförderer 6 so ausgeführt, daß sie eine exakte
Positionierung der einzelnen Aufnahmen 2 an der jeweiligen Arbeitsstation 1 auch in
Transportrichtung ermöglichen.
Jede Aufnahme 2 besteht aus einem quader- oder plattenförmigen Grundkörper mit einer
rechteckförmigen Oberseite 12 und einer rechteckförmigen Unterseite 13, mit zwei
Längsseiten 14, mit denen jede Aufnahme 2 in Transportrichtung A angeordnet ist, sowie
mit zwei senkrecht zur Transportrichtung liegenden Stirnseiten 15. Der Grundkörper 11
ist dabei aus einem nichtmagnetischen Werkstoff, beispielsweise aus faserverstärktem
Kunststoff und einem diamagnetischen Metall hergestellt.
An der Oberseite besitzt jede Aufnahme 2 einen Werkstückträger 16, in welchem die
Bauelemente oder Werkstücke während der Montage und/oder Bearbeitung vorgesehen
oder gehalten sind.
Im Bereich jeder Ecke besitzt jede Aufnahme 2 weiterhin eine Führungsrolle 17, die um
eine Achse senkrecht zur Ebene der Oberseite 12 oder Unterseite 13 frei drehbar gelagert
ist und beispielsweise von einem Kugellager gebildet ist. Die Führungsrollen 17 stehen
dabei jeweils über die Längsseiten 14 vor, wobei die Führungsrollen 17 bezogen auf die
Transportrichtung A an der vorderen und hinteren Stirnseite 15 in unterschiedlicher Höhe
vorgesehen sind, d. h. beispielsweise die Führungsrollen 17 an der vorderen Stirnseite 15
der Oberseite 12 näher liegen als die Führungsrollen im Bereich der rückwärtigen
Stirnseite 15.
Jeder Hauptförderer 6 besitzt weiterhin an einer Seite eine Führungsleiste 18, die Anlage
oder Führungsflächen für die beiden Führungsrollen 17 bilden, die an der dieser
Führungsleiste 18 benachbarten Längsseite der Aufnahmen 2 vorgesehen sind. Bei der
dargestellten Ausführungsform sind diese Führungsflächen jeweils von einer oberen und
einer unteren Führungsnut 19 bzw. 20 bzw. deren Boden gebildet, in die die
Führungsrollen 17 hineinreichen. Die Führungsleiste 30 bzw. der Boden der
Führungsnuten 19 und 20 bilden die Bezugsebene für die Positionierung der Aufnahmen
2 an dem jeweiligen Hauptförderer 6 bzw. an der Arbeitsstation in horizontaler Richtung
senkrecht zur Transportrichtung A. Dadurch, daß die Führungsrollen 17 in Nuten
eingreifen, sind die Aufnahmen an dem jeweiligen Hauptförderer 6 auch in vertikaler
Richtung senkrecht zur Förderrichtung A gesichert.
An der der Führungsleiste 18 gegenüberliegenden Seite ist eine weitere Führungsleiste 21
vorgesehen, die zwei gefederte Führungen aufweist, und zwar die obere Führung 22 für
die vordere Führungsrolle 17 und die untere Führung 23 für die hintere Führungsrolle 17
an der der Führungsleiste 21 benachbarten Längsseite 14 der Aufnahmen 2. Mit den
beiden federnden Führungen 22 und 23 wird jede Aufnahme 2 gegen die Führungsleiste
18 angedrückt. Durch die unterschiedliche Höhenanordnung der Führungsrollen 17 und
durch die entsprechend unterschiedliche Höhenanordnung der zugehörigen Führungen
läßt sich erreichen, daß beim Einlaufen jeder Aufnahme in einen Hauptförderer 6 das
federnde Anpressen dieser Aufnahme gegen die Führungsleiste 18 am vorderen und am
hinteren Ende gleichzeitig erfolgt, so daß eine einwandfreie Positionierung der Aufnahme
im Hauptförderer 6 über die gesamte Länge dieses Förderers möglich ist und somit eine
große Wegstrecke in Transportrichtung A zur Verfügung steht, innerhalb der ein
lagegenaues Positionieren der jeweiligen Aufnahme 2 möglich ist.
Jeder Hauptförderer 6 besitzt weiterhin einen eigenen Antrieb für die Aufnahmen. Dieser
Antrieb ist als elektrischer Linear-Motor und dabei speziell als Reluktanz-Motor
ausgebildet und von einer Ansteuerstufe 24 entsprechend einem Linear-Schrittschalt-
Motor derart ansteuerbar, daß sehr genau und in einer Vielzahl von präzisen kleinen
Schritten jede beliebige Position mit der Aufnahme 2 angefahren werden kann, und zwar
gesteuert durch die Ansteuereinrichtung 24 entsprechend einem Sollwert-Istwert-
Vergleich. Der Sollwert ist dabei für die betreffende Arbeitsstation 1 entweder fest
vorgegeben oder wird von der zentralen Steuereinheit 7 geliefert. Der Istwert liegt in
Form eines Meßsignals eines mit der betreffenden Aufnahme 2 zusammenwirkenden
Signalgebers 25 vor.
Im einzelnen besteht der Antrieb aus einem Stator 26, der an jedem Hauptförderer 6
vorgesehen ist und mehrere in Transportrichtung A aufeinanderfolgende Magnetpole 27
mit mehreren, diesen zugeordneten Wicklungen aufweist, die zeitlich phasenverschoben
von der Ansteuereinrichtung 24 angesteuert werden. Bei der dargestellten
Ausführungsform befindet sich der Stator 26 unterhalb der Bewegungsbahn der
Aufnahmen 2, und zwar derart, daß die Magnetpole 27 der Unterseite 13 der jeweiligen
Aufnahme 2 benachbart liegen. In jede Aufnahme ist bei der dargestellten
Ausführungsform ein mit dem Stator 26 bzw. mit den Magnetpolen 27
zusammenwirkendes Gitter 28 aus einem ferromagnetischen Material, nämlich aus
weichmagnetischem Material vorgesehen, so daß jede Aufnahme synchron mit dem
zwischen den Polen 27 auftretenden magnetischen Wanderfeld in Förderrichtung A
bewegt wird.
Der Stator 26 besitzt eine ausreichende Länge derart, daß einerseits mit Hilfe des von
dem Stator 26 und dem Gitter 28 an der jeweiligen Aufnahme 2 gebildeten Linear-Motors
ein Hineinbewegen der betreffenden Aufnahme 2 von einem vorausgehenden
Hilfsförderer 4 in den Hauptförderer 6 sowie ein Herausbewegen der Aufnahme 2 aus
dem Hauptförderer 6 an einen anschließenden Hilfsförderer 4 möglich ist und
gleichzeitig auch eine ausreichend große Strecke innerhalb des Hauptförderers 6
verbleibt, in der unabhängig von dem vorausgehenden und anschließenden
Hilfsförderern 4 eine gesteuerte Positionierung der betreffenden Aufnahme möglich ist.
Grundsätzlich ist es weiterhin auch denkbar, daß für den Antrieb mehrere Statorelemente
26 in Förderrichtung A aneinander anschließend an jedem Hauptförderer 6 vorgesehen
sind, wobei dann beispielsweise zwei Statorelemente am Eingang bzw. Ausgang des
Hauptförderers 6 zum Hineinbewegen bzw. Herausbewegen einer Aufnahme in bzw. aus
dem Hauptförderer 6 und wenigstens ein dazwischenliegendes Statorelement 26 zum
Positionieren der betreffenden Aufnahme 2 dienen.
Der besondere Vorteil des beschriebenen Antriebes besteht darin, daß dieser
berührungslos und sehr genau und mit einer hohen Reproduzierbarkeit bzw.
Wiederholungsgenauigkeit arbeitet. Insbesondere entfallen auch die Nachteile
mechanischer Antriebe, wie z. B. Spiel, Verschleiß, zusätzliche Trägheitsmassen,
Elastizitäten usw.
Der Signalgeber 25 arbeitet mit dem gleichen Gitter 28 zusammen wie der Stator 26 bzw.
die Statorelemente. Der Signalgeber 25 ist dabei beispielsweise ein induktiver Sensor, mit
welchem die Anzahl der Gitterelemente der sich vorbei bewegenden Aufnahme 2 zur
Bildung des Ist-Signals gezählt werden.
Die Erfindung wurde voranstehend an einem Ausführungsbeispiel beschrieben. Es
versteht sich, daß zahlreiche Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind, ohne daß
dadurch der der Erfindung zugrundeliegende Erfindungsgedanke verlassen wird.
Bezugszeichenliste
1 Arbeitsstation
2 Aufnahme
3 Förderstrecke
4, 5 Hilfsförderer
6 Hauptförderer
7 Steuereinrichtung
8 Sensor
9 Transportband
10 Führung
11 Grundkörper
12 Oberseite
13 Unterseite
14 Längsseite
15 Stirnseite
16 Werkstückaufnahme
17 Führungsrolle
18 Führungsleiste
19, 20 Führungsnut
21 Führungsleiste
22, 23 Führung
24 Ansteuereinrichtung
25 Signalgeber
26 Stator
27 Magnetpol
28 Gitter
2 Aufnahme
3 Förderstrecke
4, 5 Hilfsförderer
6 Hauptförderer
7 Steuereinrichtung
8 Sensor
9 Transportband
10 Führung
11 Grundkörper
12 Oberseite
13 Unterseite
14 Längsseite
15 Stirnseite
16 Werkstückaufnahme
17 Führungsrolle
18 Führungsleiste
19, 20 Führungsnut
21 Führungsleiste
22, 23 Führung
24 Ansteuereinrichtung
25 Signalgeber
26 Stator
27 Magnetpol
28 Gitter
Claims (7)
1. Transportsystem für eine Montage- und/oder Bearbeitungsanlage für Bauteile oder
Baugruppen, insbesondere für Klein- und Kleinstbauteile oder -baugruppen, mit
mehreren Aufnahmen (2) für Werkstücke oder Werkstückteile, die (Aufnahmen) auf
einer Transportstrecke (3) des Transportsystems in einer Transportrichtung (A)
aufeinanderfolgend weiterbewegt werden, wobei die Transportstrecke (3) wenigstens
einen Hauptförderer (6), der eine Führung (18, 21) für die Aufnahmen (2) bildet,
sowie wenigstens einen Antrieb (26, 28) aufweist, mit dem die jeweilige Aufnahme
(2) an dem Hauptförderer (6) in Förderrichtung (A) bewegbar und positionierbar ist,
dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb als elektrischer Linear-Motor mit
wenigstens zwei relativ zueinander bewegbaren und zwischen sich einen
Magnetspalt bildenden Motorelementen (26, 28) ausgebildet ist, von denen eines als
Stator (26) an dem Hauptförderer (6) und das andere Element (28) Bestandteil jeder
Aufnahme (2) ist.
2. Transportsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb mehrere
in Transportrichtung (A) oder in Längsrichtung jeder Aufnahme (2)
aufeinanderfolgende Magnet-Pole (27) mit zugehörigen Wicklungen an einem ersten
Motorelement und mehrere mit den Magnetpolen (27) bzw. deren Magnetfeldern
zusammenwirke Gegenelementen (28) an einem zweiten Motorelement aufweist.
3. Transportsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb
wenigstens einen mit Markierungen an den Aufnahmen zusammenwirkenden Sensor
(25) aufweist, vorzugsweise einen Sensor (25), der mit den magnetischen
Gegenelementen (28) zusammenwirkt.
4. Transportsystem nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die
Gegenelemente von einem Gitter oder von Elementen eines Gitters (28) aus einem
ferromagnetischen oder weich magnetischen Werkstoff gebildet sind.
5. Transportsystem nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß das
erste, die Magnetpole und zugehörigen Wicklungen aufweisende Motorelement den
an dem Hauptförderer 6 vorgesehenen Stator (26) bildet.
6. Transportsystem nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß der
Antrieb als Reluktanz-Motor ausgeführt ist.
7. Transportsystem nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß in
Transportrichtung (A) mehrere erste Motorelemente aufeinanderfolgend vorgesehen
sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1995124485 DE19524485A1 (de) | 1995-07-05 | 1995-07-05 | Transportsystem |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1995124485 DE19524485A1 (de) | 1995-07-05 | 1995-07-05 | Transportsystem |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19524485A1 true DE19524485A1 (de) | 1997-01-09 |
Family
ID=7766074
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1995124485 Withdrawn DE19524485A1 (de) | 1995-07-05 | 1995-07-05 | Transportsystem |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19524485A1 (de) |
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---|---|---|---|---|
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-
1995
- 1995-07-05 DE DE1995124485 patent/DE19524485A1/de not_active Withdrawn
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CN106516758B (zh) * | 2015-07-13 | 2018-08-10 | 南通大学 | 拓展应用领域的自驱式磁悬浮曲直复合循环型传送单元 |
CN106348022B (zh) * | 2015-07-13 | 2018-08-10 | 南通大学 | 结构合理、可靠的自驱式磁悬浮曲直复合循环型传送单元 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |