DE3714057A1 - Verfahren und vorrichtung zum palettieren von kreuzspulen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Palettieren von Kreuzspulen auf einen Palettenrahmen mittels einer programmierbaren Palettiervorrichtung, welche die Kreuzspulen von einer Zuführstelle, zum Beispiel einer Entnahmestelle an einer Textilmaschine aufnimmt und sie einer Absetzstelle auf dem Palettierrahmen zuführt, sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Beim Palettieren von Kreuzspulen müssen die Spulen nach einem dem Spulendurchmesser angepaßten Ablegemuster auf einen Palettenrahmen abgesetzt werden. Nach Ablegen einer Lage von Kreuzspulen wird auf die Spulen eine Zwischenlage aus Wellpappe oder Kunststoff aufgelegt, die sich auf den Spulenhülsen oder Spulenflanken zentriert. Auf die Zwischenlage wird die nächste Lage der Spulen abgesetzt. Dieser Vorgang wiederholt sich, bis die gewünschte Höhe des Spulenstapels erreicht ist. Bisher wurde das Palettieren im allgemeinen in Handarbeit ausgeführt. Diese Arbeit ist monoton und teuer.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, das Absetzen der Spulen durch Einsatz eines programmierbaren Handhabungsgerätes zu automatisieren. Dabei nimmt das Handhabungsgerät jeweils eine Spule an einer Entnahmestelle der Spulenherstellungsmaschine auf und setzt sie entsprechend dem Ablegemuster ab. Der Greifer des Handhabungsgerätes bewegt sich dabei bei jedem Arbeitsvorgang von der Entnahmestelle bis zur Absetzstelle. Da der Greifer alle Punkte der Palette erreichen muß, kann die Entnahmestelle nur außerhalb der Palette liegen. Der Weg, den der Greifer für jeden Absetzvorgang ausführen muß, ist daher weit und die Taktzeit pro Spule lang. Zur Verkürzung der Taktzeit wurde auch schon vorgeschlagen, das Handhabungsgerät mit mehreren Greifern auszurüsten, welche gleichzeitig mehrere Spulen erfassen. Da die Greifer aber kompliziert sind, wird die Vorrichtung sehr teuer. Außerdem muß die Stellung der Greifer zueinander jedem Ablegemuster angepaßt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Palettieren von Kreuzspulen dahingehend zu verbessern, daß beim automatischen Palettieren eine möglichst kurze Taktzeit pro Spule erzielt werden kann, ohne ein kompliziertes und damit teueres Handhabungsgerät verwenden zu müssen. Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß mehrere Kreuzspulen gleichzeitig aber hintereinander in mehreren Schritten von der Zuführstelle der Absetzstelle zugeführt werden. Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann eine Palettiervorrichtung dienen, die ein Transportband aufweist, dessen Anfang eine Zuführvorrichtung und dessen Ende eine Absetzvorrichtung fest und derart zugeordnet ist, daß die linear angelieferten Spulen mittels der Absetzvorrichtung von dem Transportband abnehmbar und an der Absetzstelle absenkbar sind.

Bevorzugt kann das Transportband derartig mit der Palettiervorrichtung schwenkbar und längsverschiebbar verbunden sein, daß es unabhängig von der Stellung der Absetzvorrichtung stets unter dem Abgabepunkt der Zuführeinrichtung liegt. Zu dem Zweck kann die Führung des Transportbandes einerseits mit der Absetzvorrichtung durch ein Drehgelenk verbunden und andererseits mit dem Gestell der Palettiervorrichtung über ein Dreh-Schiebgelenk 19 verbunden sein.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung kann die Absetzvorrichtung aus einer Greifvorrichtung mit mindestens zwei um eine vertikale Achse schwenkbaren Greifern bestehen. Dabei kann die Achse als Hubstange ausgebildet sein.

Weitere Erfindungsmerkmale der erfindungsgemäßen Palettiervorrichtung sind in den Patentansprüchen genannt. Anhand des in den Figuren dargestellten schematischen Ausführungsbeispieles sei die Erfindung näher erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht und

Fig. 2 eine Draufsicht.

Von der Spulenherstellungsmaschine 1 zum Beispiel einer automatischen Kreuzspulmaschine oder einer OE-Rotorspinnmaschine werden Kreuzspulen 2 von einem Transportband 3 abgeliefert. Vom Transportband 3 werden die Spulen 2 auf eine Rutsche oder Rollenbahn 4 überführt. Die Rollenbahn 4 ist prismatisch ausgeführt, so daß die Spulen sich darauf mittig führen.

Die fahrbare Palettiervorrichtung 5 hat sich vor dem Transportband 3 der Spulenherstellungsmaschine 1 so positioniert, daß die Zuführeinrichtung 6 der Rollenbahn 4 gegenübersteht. Mit dem Preßluftzylinder 7 kann die Zuführeinrichtung in die strichpunktiert gezeichnete Stellung 6 a angehoben werden. Die Zuführeinrichtung hat an ihrem Ende rotierbare Übernahmegabeln 8. Wie in Fig. 2 zu erkennen ist, greifen sie an der Rollenbahn 4 seitlich vorbei. Es sind drei Übernahmegabeln 8 mit einer Teilung von 120 Grad angeordnet. Die Übernahmegabeln 8 sind mit der Welle 8 a verbunden, die über den Zahnriementrieb 9 mit dem Getriebemotor 10 verbunden ist. Der Getriebemotor 10 dreht die Gabeln jeweils um 120 Grad. An der Zuführeinrichtung 6 ist ein Lichttaster 11 befestigt. Er gibt das Startsignal an den Getriebemotor 10, wenn eine Spule auf den Gabeln 8 liegt. Nach einer 120-Grad-Drehung der Gabeln 8 wird die Spule mit ihrer Flankenseite auf die Rutsche 12 abgelegt. Die Rutsche 12 besteht aus zwei polierten Stangen zwischen die das aus der Spule hervorstehende Hülsenende 2 a ragt, so daß die Spule geführt ist. Die Spule rutscht auf der Rutsche 12 bis zu ihrem Ende hinunter. Hier kommt sie auf das Förderband 13. Das Förderband besteht aus zwei parallellaufenden Riemen 13 a und 13 b. Vom Getriebemotor 14 und den Zahnrädern 15 und 16 werden die Riemen so angetrieben, daß die inneren Trumme gleichlaufend sind und die Spule, die auf dem Riemen liegt, von der Rutsche wegfördert. Die äußeren Trumme der Riemen 13 a und 13 b sind so geführt, daß sie etwas tiefer liegen als die inneren, so daß sie die Spulenflanke nicht berühren. Die Führung der Transportriemen ist mit der als Drehgreifer ausgebildeten Greifvorrichtung 17 unter der Abnahmestelle durch das Drehgelenk 18 verbunden. Die andere Seite des Förderbandes ist mit dem Gestell der Palettiervorrichtung über das Dreh-Schubgelenk 19 verbunden. Dieses Gelenk liegt genau unter dem Abgabepunkt der Rutsche 12. Durch das Dreh-Schubgelenk 19 wird erreicht, daß sich die inneren Trumme der Riemen 13 a und 13 b bei den verschiedensten Absetzpositionen der Greifvorrichtung 17 stets genau unter dem Abgabepunkt der Rutsche 12 befinden.

Die Greifvorrichtung 17 hat zwei gleichwirkende Greifer 17 a und 17 b, die in die Hülse greifen und sie von innen halten.

Die Greiferkrallen werden durch einen Preßluftzylinder 20 aus- und eingefahren. Die Greifer 17 a und 17 b sind axial verschiebbar, damit die unterschiedliche Höhe der Abnahmestelle und der Absetzstelle ausgeglichen wird. Die Greifvorrichtung 17 wird vom Getriebemotor 21, dessen Ritzel 22 in den Zahnkranz 23 eingreift, jeweils in Schritten von 180 Grad gedreht. Nach jeder 180-Grad-Drehung wird die Greifvorrichtung 17 durch den Preßluftzylinder 20 abgesenkt. Die Hubstange 24 ist mit dem Kolben des Zylinders 20 verbunden. Damit die Greifvorrichtung genau positioniert ist, zentriert sie sich auf dem Stift 25. Die Greifvorrichtung dreht sich um das Rohr 26, welches am Träger 27 befestigt ist. Der Träger 27 ist mit dem Fahrschlitten einer Linearachse 28 verschraubt. Die Linearachse 28 wird vom Servomotor 29 angetrieben. Die Linearachse 28 ist mit der dazu rechtwinklig angeordneten Linearachse 30 verbunden. Sie wird vom Servomotor 31 angetrieben. Von einer elektronischen Steuerung werden die Servomotoren 29 und 31 so gesteuert, daß der die Spule absetzende Greifer 17 a jeweils die richtige Absetzposition nach dem Ablegemuster einnimmt.

Die Greifvorrichtung transportiert die Spulen in einer horizontalen Ebene. Wenn eine Lage Spulen abgelegt ist, muß die Palette um eine Spulenhöhe abgesenkt werden, damit die nächste Lage aufgelegt werden kann. Dafür hat die Palettiervorrichtung ein Hubwerk mit Palettengreifern. Die Palettiervorrichtung kann die Palettenrahmen 32 entweder von einem zentralen Speicherplatz aufnehmen und zur Beladestelle mitnehmen. Der Palettenrahmen kann aber auch an der Spulenherstellungsmaschine auf einem vorgegebenen Platz bereitgestellt werden. In Fig. 2 kann man die Palettengreifer 33 a und 33 b erkennen. Sie sind um die Drehpunkte 34 a und 34 b um 90 Grad durch Preßluftzylinder 35 a und 35 b schwenkbar. Im strichpunktiert gezeichneten, aufgeschwenkten Zustand der Palettengreifer 33 a und 33 b kann die Palettiervorrichtung an einer bereitstehenden oder abgesetzten Palette vorbeifahren. Durch das Einschwenken der Palettengreifer 33 a und 33 b wird der Palettenrahmen 32 in einer Richtung bereits genau positioniert. Um ihn in der anderen Richtung auch genau zu positionieren, haben die Palettengreifer 33 a und 33 b Leitkonturen 36, die zwischen die Distanzklötze 37 des Palettenrahmens 32 greifen und so diesen zentrieren. Die Maße der Dinstanzklötze 37 sind genormt, so daß sich einheitliche Abstandsmaße für diese Klötze ergeben. Die Palettengreifer können aber auch Leitkonturen haben, die den Palettenrahmen außen zentrieren. Die Palettengreifer 33 a und 33 b sind an Führungsträgern 38 a und 38 b angelenkt. Die Führungsträger 38 a, 38 b werden mit Rollen in den senkrechten Schienen 39 a bis 39 d geführt. Sie sind mit Seilen 40 anzuheben, welche auf die Trommeln 41 aufgewickelt werden. Die Trommeln 41 sitzen auf der Welle 42, welche vom Getriebemotor 43 gedreht wird. Schalter 44 an der Schiene 39 a geben die einzelnen Höhenpositionen für die Palette an.

Nachdem eine Lage Spulen abgelegt und die Palette um eine Spulenhöhe abgesenkt ist, muß eine Zwischenlage auf die Spulen aufgelegt werden. Ein Vorrat von Zwischenlagen 45 ist auf einem zweiten Hubwerk 46 in der Palettiervorrichtung gestapelt. Das Hubwerk 46 wird mit Rollen in den Schienen 47 a und 47 b geführt. Es wird mit Seilen 48 angehoben, die auf Trommeln 49 gewickelt werden. Die Trommeln 49 sitzen auf der Welle 50, die vom Getriebemotor 51 angetrieben wird. Der Lichttaster 52 steuert das Hubwerk 46 so, daß die oberste Zwischenlage immer die gleiche Höhe hat. Am Träger 27 sind zwei Sauggreifer 53 a und 53 b angebracht, mit denen die Zwischenlagen aufgenommen und zur Palette getragen werden. Die Sauggreifer 53 a und 53 b werden von zwei hintereinander geschalteten Preßluftzylindern 54 a und 54 b in drei unterschiedliche Positionen gebracht. Die oberste Position ist notwendig, damit das Förderband 13 unter den Sauggreifern 53 a, 53 b hindurchschwenken kann. Die unterste Position ist das Aufnehmen und Ablegen einer Zwischenlage, die mittlere Position ist die Höhe der angesaugten Zwischenlage beim Transport zur Palette.

Die Palettiervorrichtung 5 hat ein Fahrwerk mit zwei lenkbaren Rädern 55 und 56, wobei mindestens eines dieser Räder einen Antrieb hat. Eine dritte starre Rolle 57 stützt das Gestell der Palettiervorrichtung in der Mitte ab. Das Fahrwerk kann durch Schienen oder durch eine induktiv abgetastete Führung gesteuert werden. Die Energieversorgung geschieht zum Beispiel über die Schleifleitung 58 oder durch Batterien.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat eine elektronische Steuerung mit einem Programmspeicher für die verschiedenen Ablegemuster entsprechend dem Spulendurchmesser. Die Spulenherstellungsmaschinen liefern alle Spulen mit demselben Durchmesser ab. Von Maschine zu Maschine kann jedoch der Spulendurchmesser unterschiedlich sein. Deshalb haben die Maschinen eine Kennung, die die Palettiervorrichtung lesen kann, damit die Steuerung das entsprechende Ablegeprogramm zuordnen kann. Die Steuerung kann aber auch so ausgelegt sein, daß ein Leitrechner die einzelnen Spulenherstellungsmaschinen und die Palettiervorrichtung überwacht und so jeweils das richtige Ablegeprogramm zuordnet.

Das Palettieren einer Palette läuft wie folgt ab:

Wenn auf der Spulenherstellungsmaschine 1 auf dem Transportband 3 die volle Spulenzahl bereitstellt oder ein bestimmter Bruchteil, zum Beispiel die Anzahl von drei Lagen Spulen, wird die Palettiervorrichtung von der Spulenherstellungsmaschine angefordert. Sie fährt zu dieser Maschine und positioniert sich. Einen Palettenrahmen hat sie entweder von einem Speicher entnommen oder sie findet ihn vor der Maschine bereitgestellt. Der Palettenrahmen wird von den Palettengreifern 33 a und 33 b gehalten und in die oberste Stellung angehoben. Die Linearachse 30 fährt den Träger 27 in die Mitte und die Linearachse 28 fährt die Sauggreifer 53 a und 53 b über den Stapel der Zwischenlagen 45, eine Zwischenlage wird aufgehoben und die Linearachse 29 fährt nun die Zwischenlage über den Palettenrahmen 32, wo sie abgelegt wird. Dann fahren die Linearachsen 28 und 30 den Träger in die erste Absetzposition. Die Zuführeinrichtung 6 ist inzwischen aus der strichpunktierten Stellung 6 a nach unten vor die Rollenbahn 4 der Spulenherstellungsmaschine 1 geschwenkt. Nach dem Auflegen der ersten Zwischenlage 45 auf den Palettenrahmen 32 läuft das Transportband 3 der Spulenherstellungsmaschine an, bis eine Spule am Ende der Rollenbahn 4 an der Gabel 8 anliegt. Das Transportband stoppt jetzt und die Übernahmegabel 8 schwenkt um 180 Grad, so daß die Spule mit der Flanke auf der Rutsche 12 aufliegt und abrutscht. Das Transportband 3 läuft nun wieder an, bis die nächste Spule an der Übernahmegabel 8 anliegt. Am Ende der Rutsche 12 wird die Spule von den Riemen 13 a und 13 b weitertransportiert, bis das aus der Spule ragende Hülsenende an einen Schalter stößt. Dies ist das Signal, daß die Spule genau unter den Greifern 17 a und 17 b der Greifvorrichtung 17 angekommen ist. Die Riemen 13 a und 13 b stoppen und die Greifvorrichtung 17 wird durch den Preßluftzylinder 20 abgesenkt. Der Greifer 17 b klammert sich in der Hülse der Spule fest. Danach hebt sich die Drehvorrichtung. Der Getriebemotor 21 dreht die Greifvorrichtung um. Die Riemen 13 a und 13 b laufen wieder an und bringen die nächste Spule in die Abnahmeposition. Ist eine weitere Spule unter der Abnahmeposition angekommen, senkt sich die Greifvorrichtung. Sie erfaßt mit ihrem zweiten Greifer 17 a die bereitstehende Spule und setzt mit dem ersten Greifer 17 b die Spule auf der Palette ab. Die Greifvorrichtung hebt sich und dreht sich dann wieder um 180 Grad. Dabei fährt die Linearachse 30 die nächste Ablegeposition an. Ist eine Reihe von Spulen abgelegt, so fährt die Linearachse 28 die nächste Reihe an. Die Dreheinrichtung der Greifvorrichtung muß für diese Reihe in entgegengesetzter Richtung drehen, damit die am Greifer hängende Spule nicht mit den bereits abgelegten Spulen zusammenstößt. So wird eine Reihe nach der anderen abgesetzt, bis eine ganze Lage aufgelegt ist. Dann fährt die Linearachse 30 in die Mitte und mit den Sauggreifern 53 a und 53 b wird eine neue Zwischenlage aufgelegt, wenn das Palettenhubwerk die Palette um eine Spulenhöhe abgesenkt hat. So wird Lage auf Lage abgesetzt, bis alle Spulen abgenommen sind und eventuelle eine letzte Zwischenlage auf den Spulen aufgelegt ist. Dann setzt das Palettenhubwerk die Palette ab oder sie wird von der Palettiervorrichtung mitgenommen und an einem zentralen Speicher abgesetzt. Bevor die Palettiervorrichtung fährt, wird die Zuführeinrichtung 6 angehoben und die Greifvorrichtung 17 in eine Position gefahren, in der sie nicht über die Konturen des Palettiergestelles ragt.

Wie das in verschiedenen Einzelheiten variierbare Ausführungsbeispiel zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt, werden bei diesem Verfahren die zu palettierenden Spulen in mehreren Schritten von einer festen Entnahmestelle außerhalb der Palette der Absetzstelle auf der Palette zugeführt, so daß sich gleichzeitig mehrere Spulen auf dem Weg von der Entnahmestelle zur Absetzstelle befinden. Dabei werden die Spulen von der Entnahmestelle einer Fördervorrichtung zugeführt, die an einer Greifvorrichtung angelenkt ist. Die doppelarmige Greifvorrichtung nimmt eine Spule vom Ende der Fördervorrichtung ab und setzt gleichzeitig eine vorher aufgenommene Spule auf der Palette ab. Die doppelarmige Greifvorrichtung wird von zwei rechtwinklig zueinander stehenden Steuerachsen entsprechend dem Ablegemuster verfahren. Die Transportvorrichtung folgt dabei mit ihrem einen Ende der Greifvorrichtung während sie an der anderen Seite so geführt ist, daß sie unter der Zuführeinrichtung steht. Bei dieser Palettiervorrichtung befindet sich jeweils eine Spule an der Zuführeinrichtung, eine am Anfang des Transportbandes, eine weitere am Ende des Transportbandes und eine über der Absetzposition. Pro Arbeitstakt legen die Spulen nur kurze Wege zurück, so daß die Taktzeit kurz wird.

Der Palettierrahmen wird von einer Greif- und Hubvorrichtung erfaßt, angehoben und dann nach dem Absetzen einer vollen Spulenlagerung um das Maß der Spulenhöhe abgesenkt. Die Absetzvorrichtung für die Spulen arbeitet daher immer in derselben horizontalen Ebene so daß hier gesonderte Steuervorrichtungen nicht erforderlich sind. Mit einer zweiten Hubvorrichtung wird der Zwischenlagenstapel immer auf die gleiche Abnahmehöhe gebracht. Die gesamte Vorrichtung kann sowohl ortsfest einer einzelnen Spulenherstellungsmaschine zugeordnet sein als auch fahrbar ausgeführt werden, so daß wie bereits im Ausführungsbeispiel geschildert, mehrere Spulenherstellungsmaschinen von einer Vorrichtung bedient werden können.

Claims (13)

1. Verfahren zum Palettieren von Kreuzspulen auf einen Palettenrahmen mittels einer programmierbaren Palettiervorrichtung, welche die Kreuzspulen von einer Zuführstelle aufnimmt und sie einer Absetzstelle auf dem Palettierrahmen zuführt, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Kreuzspulen gleichzeitig aber hintereinander in mehreren Schritten von der Zuführstelle der Absetzstelle zugeführt werden.

2. Palettiervorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Transportband (13) aufweist, dessen Anfang eine Zuführeinrichtung (6) und dessen Ende eine Absetzvorrichtung (17) fest und derart zugeordnet ist, daß die linear angelieferten Spulen mittels der Absetzvorrichtung von dem Transportband abnehmbar und an der Absetzstelle absenkbar sind.

3. Palettiervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Transportband (13) derartig mit ihr schwenkbar und längsverschiebbar verbunden ist, daß es unabhängig von der Stellung der Absetzvorrichtung (17) steht unter dem Abgabepunkt der Zuführeinrichtung (6) liegt.

4. Palettiervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung des Transportbandes (13) einerseits mit der Absetzvorrichtung (17) durch ein Drehgelenk (18) verbunden und andererseits mit dem Gestell der Palettiervorrichtung über ein Dreh-Schiebgelenk (19) verbunden ist.

5. Palettiervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Absetzvorrichtung aus einer Greifvorrichtung mit mindestens zwei um eine vertikale Achse schwenkbaren Greifern (17 a, 17 b) besteht.

6. Palettiervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse als Hubstange (24) ausgebildet ist.

7. Palettiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Greifvorrichtung (17) mittels zweier rechtwinklig zueinander stehender Linearachsen (28, 30) in horizontaler Ebene verfahrbar ist.

8. Palettiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an der Entnahmestelle die Spulen mittels Übernahmegabeln (8) einer als lineare Transportvorrichtung ausgebildeten Zuführeinrichtung (6) zuführbar sind.

9. Palettiervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Greifvorrichtung zur Aufnahme und Ablage von Zwischenlagen (47) aufweist.

10. Palettiervorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Vorratsbehälter für Zwischenlagen aufweist.

11. Palettiervorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorratsbehälter heb- und senkbar in der Palettiervorrichtung gelagert ist.

12. Palettiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß sie Greifer (33 a, 33 b) zum Erfassen, Heben und Senken der Palettierrahmen (32) aufweist.

13. Palettiervorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Greifer (33 a, 33 b) mit Leitkonturen (36 a, 36 b) zum Positionieren der Palettenrahmen versehen sind.