DE3741590A1 - Transportvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Transportvorrichtung, der eine Transportstange eingegliedert ist, und insbesonde­ re auf eine Transportvorrichtung, die imstande ist, Spann­ vorrichtungspaletten, auf denen Werkstücke angeordnet und gehalten sind, zu transportieren.

Es sind Montage- oder Fertigungsstraßen, wie eine Automo­ bil-Montagestraße bekannt, in denen Werkstücke, wie ein Bo­ den-, Seitenteil usw., auf Spannvorrichtungspaletten gela­ gert und befestigt sind, welche in geeigneter Weise in eine Montagestation verbracht werden, in welcher die Montage unter Verwendung der Spannvorrichtungspaletten als Montage­ paletten durchgeführt wird. Eine solche Art einer Montage­ straße ist beispielsweise aus der US-PS 46 67 866 bekannt. Es stehen verschiedene Systeme zum Transport der Spannvor­ richtungspaletten, die im folgenden als Spannpaletten be­ zeichnet werden, zur Verfügung, wie ein Pendel-, Förder­ wagen-, Hängeketten- und Gliederbandtransportsystem. Von diesen Transportsystemen wird das Pendeltransportsystem am meisten bevorzugt, weil dieses eine hohe Präzision in der Positionierung der Spannpaletten mit Bezug zur Montage­ station wie auch eine stetige und gleichförmige Bewegung der Spannpaletten gewährleistet.

Im allgemeinen umfaßt das Pendeltransportsystem eine Mehr­ zahl von - in typischer Weise zwei - Transportschienen, die dazu bestimmt sind, eine kastenförmige Bewegung mit einem Aufwärts-, Vorwärts-, Abwärts- und Rückwärtshub auszuführen. Diese Transportschienen sind imstande, die Spannpalette zu tragen, so daß diese in eine vorbestimmte Position in der Montagestation verbracht wird.

Das Pendeltransportsystem weist jedoch ein Problem insofern auf, als die Taktzeit auf Grund der Notwendigkeit der verti­ kalen Auf- und Abwärtshübe zusätzlich zu der horizontalen Bewegung verlängert wird, was Schwierigkeiten in bezug auf eine Steigerung in der Produktionsleistung hervorruft. Dar­ über hinaus erfordern die vertikalen Auf- und Abwärtshübe notwendigerweise einen speziellen Gelenkmechanismus wie auch Stütz- und Führungsmechanismen, was zum Ergebnis hat, daß die Abmessungen der Transportvorrichtung groß werden und deren Konstruktion kompliziert wird.

Es ist im Hinblick auf den Stand der Technik die Aufgabe der Erfindung, eine Transportvorrichtung zu schaffen, die imstande ist, von Spannpaletten getragene Werkstücke zu einer Montagestation ohne die Anwendung irgendeiner vertikalen Bewegungskomponente, d. h. lediglich also durch eine Linear­ bewegung, zu überführen.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß eine Trans­ portvorrichtung geschaffen, die umfaßt: ein Paar von eine Mehrzahl von Spannvorrichtungspaletten, von denen je ein zu bearbeitendes Werkstück trägt, in deren Längsrichtung beweglich lagernden und führenden Transportschienen, eine zwischen den Transportschienen angeordnet sowie längs dieser sich erstreckende Transport- oder Taktstange, die längs der Transportschienen hin- und herbewegbar ist, eine durch jede Spannvorrichtungspalette sich abwärts erstreckende, von die­ ser nach unten vorstehende Mitnehmerklaue, eine an jeder Spannvorrichtungspalette angebrachte, die Mitnehmerklaue vertikal bewegende Antriebsvorrichtung und einen an der Transportstange einstückig ausgebildeten Mitnehmerblock, der mit der Mitnehmerklaue in Eingriff zu bringen ist.

Bei dieser Transportvorrichtung kann die Antriebsvorrich­ tung für die Vertikalbewegung der Mitnehmerklaue irgendeine geeignete Konstruktion aufweisen. Beispielsweise kann die Antriebsvorrichtung von einem Stellzylindersystem, einem von einem Motor angetriebenen Zahnstangen-/Ritzelsystem oder von einem Kugelspindelmechanismus gebildet werden. Als von der Mitnehmerklaue zu erfassender Mitnehmerblock können meh­ rere solcher vorgesehen sein. Vorzugsweise sind diese Sätze mit einer Teilung angeordnet, die der Teilung der Montage- oder Bearbeitungsstationen längs der Fertigungsstraße entspricht.

Bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung wird durch eine Auf- oder Abwärtsbewegung der Mitnehmerklaue an jeder Spannpalet­ te die Möglichkeit geboten, die Spannpalette und die Trans­ portstange miteinander zu verbinden und voneinander zu lö­ sen, so daß die Spannpalette allein durch die Linearbewegung der Transportstange fortbewegt werden kann. Da die Bewegung der Transportstange keinerlei vertikale Hubkomponente ein­ schließt, wird die Taktzeit verkürzt, so daß eine höhere Produktionsleistung gewährleistet wird. Weil darüber hinaus die Bewegung der Transportstange vereinfacht wird, kann die Vorrichtung eine einfachere konstruktive Ausgestaltung er­ halten und können die Investitionskosten in vorteilhafter Weise vermindert werden.

Die Aufgabe und die Ziele wie auch die Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden, auf die Zeichnungen Bezug nehmenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungs­ form einer Transportvorrichtung deutlich. Es zeigen

Fig. 1 und 2 eine Drauf- bzw. Seitenansicht eines größeren Teils einer Transportvorrichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 3 eine Draufsicht auf eine Spannpalette, die durch die Transportvorrichtung fortbewegt werden kann;

Fig. 4 eine teilweise geschnittene Darstellung eines An­ triebsteils einer Transportvorrichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 5 eine Seitenansicht des Antriebsteils;

Fig. 6 eine Frontansicht einer Stützvorrichtung des An­ triebsteils;

Fig. 7 eine Frontansicht einer stützenden Führung für eine Transportstange, die der Transportvorrichtung gemäß der Erfindung eingegliedert ist;

Fig. 8 und Fig. 9 eine Frontansicht einer Vorrichtung zur Kopplung der Transportstange und der Spannpalette.

Gemäß den Fig. 1 und 2 ist ein Paar von Transportschienen 3 auf einer Mehrzahl von Stützen 1, die auf einem Boden 2 längs einer Montagestraße angeordnet sind, abgestützt und auf beiden Seiten der Montagestraße vorgesehen. Eine Spann­ palette 4 kann mit Hilfe von Rädern 5 längs der Schienen 3 laufen. Ein Werkstück W, das in diesem Fall ein Bodenteil eines Automobils ist, ist auf der Spannpalette 4 angebracht und wird von dieser zum Transport getragen. Entweder die Transportschienen 3 oder die zugehörigen Räder 5 an der Spannpalette haben V-förmige Stirnflächen, die mit ebenen Flächen an den Rädern 5 oder an den Schienen 3 zusammenpas­ sen, so daß die Spannpalette 4 standsicher längs der Schie­ nen 3 laufen kann. Eine aus einem Hohlkörper mit einem im wesentlichen rechteckigen oder quadratischen Querschnitt gebildete Transport- oder Taktstange 6 verläuft parallel zu den Transportschienen 3 und in einer zwischen diesen be­ findlichen Position längs der Montagestraße. Die Transport­ stange 6 wird von mehreren stützenden Führungen 7 so abge­ stützt, daß sie eine Linearbewegung längs der Transportschie­ nen ausführungen und durch die Antriebskraft einer Antriebs­ quelle 8 eine Hin- und Herbewegung längs dieser Schienen ausführen kann. Eine Mehrzahl von Sätzen von lösbaren Kopp­ lungsvorrichtungen, die jeweils aus einer Mitnehmervorrich­ tung 9 und einem Mitnehmerblock 10 gebildet werden, sind an der Spannpalette 4 bzw. an der Transportstange 6 angeordnet, um die Spannpaletten 4 mit der Transportstange 6 lösbar zu koppeln. Die Anordnung ist so getroffen, daß die Kopplungsvorrichtung in ausgewähl­ ter Weise die jeweilige Spannpalette 4 mit der Transport­ stange 6 verbindet, so daß die Spannpaletten 4 als Folge der Bewegung der Transportstange 6 längs der Transportschie­ nen 3 bewegt werden können.

Die Montagestraße weist eine Mehrzahl von Montagestationen ST 1, ST 2 und ST 3 auf, die mit verschiedenen Vorrichtungen, wie einem Schweißroboter und Positioniervorrichtungen, ver­ sehen sind. Die Spannpaletten 4 wie auch die Kopplungsvor­ richtungen 9, 10 sind mit einer Teilung oder einem Abstand, die bzw. der der Teilung der Montagestationen ST 1, ST 2 sowie ST 3 entspricht, angeordnet. Zufolge dieser Anordnung sind die Spannpaletten 4 zu einer Bewegung in der Richtung des Pfeils A längs der Transportschienen 3 durch das Arbeiten der Kopplungsvorrichtungen imstande, so daß sie aufeinander­ folgend in den Montagestationen ST 1, ST 2 und ST 3 positio­ niert werden.

Wie die Fig. 3 zeigt, hat die Spannpalette 4 einen übli­ cher Weise ausgebildeten Rahmen 11, der an eine Vielzahl von Typen und Modellen von Automobilen angepaßt werden kann, und eine Mehrzahl von am Rahmen 11 angebrachten Bezugsglie­ dern 12, von denen ebenfalls jedes einem bestimmten Typ oder Modell eines Automobils anzupassen ist. Der Rahmen 11 trägt des weiteren eine (nicht gezeigte) Klemmvorrichtung. Die Anordnung ist so getroffen, daß das Unterteil W auf den Be­ zugsgliedern 12 abgelegt und gehalten werden kann. Die Spannpalette 4 weist ferner einen Fixierblock 13 auf, der jeweils an einem vorderen und rückwärtigen Teil vorgesehen ist und Bezugsbohrungen 13 a hat. Der Fixierblock 13 kann in jeder Montagestation ST 1, ST 2 oder ST 3 positioniert wer­ den, da die an den Montagestationen vorhandenen (nicht ge­ zeigten) Positionierzapfen jeweils in den Bezugsbohrungen 13 a aufgenommen werden.

Wie den Fig. 4-6 zu entnehmen ist, besteht die Antriebs­ quelle 8 in der Hauptsache aus einer Antriebsvorrichtung 15 zum Antrieb der Transportstange 6 und aus einer Stützvor­ richtung 16, die die Transportstange 6 abstützt und führt. Die Antriebsvorrichtung 15 umfaßt einen am Boden 2 festen Unterbau 17, ein auf diesem gehaltenes Gehäuse 18, einen mit dem einen Ende dieses Gehäuses 18 verbundenen Antriebs­ motor 19, ein einstückig auf der Abtriebswelle 19 a des Mo­ tors 19 innerhalb des Gehäuses 18 befestigtes Ritzel 20 und eine mit der Transportstange 6 einstückige Zahnstange 6 a, die mit dem Ritzel 20 kämmt.

Die Stützvorrichtung 16 hat Tragarme 22, die an der Front- und Rückseite von auf dem Unterbau 17 aufrecht stehenden Stützpfosten 21 angebracht sind, und eine Mehrzahl von an den Tragarmen 22 befindlichen Führungsrollen 23, die mit der Ober-, Unterseite und mit den Seitenteilen der Transport­ stange 6 in Anlage sind. Im Betrieb wird die Drehbewegung des Antriebsmotors 19 durch den Zahnstangen-/Ritzelmechanis­ mus 6 a, 20 in eine Linearbewegung der Transportstange 6 um­ gesetzt, so daß diese unter Führung durch die Führungsrol­ len 23 sich linear bewegt. Die von der Transportstange 6 durchlaufene Strecke wird durch einen in der Antriebsvor­ richtung 15 enthaltenen Tachogenerator 24 ermittelt.

Die stützenden Führungen 7 haben eine Konstruktion, die weit­ gehend derjenigen der Stützvorrichtung 16 der Antriebsquel­ le 8 gleichartig ist. Im einzelnen weist eine stützende Füh­ rung 7, wie die Fig. 7 zeigt, eine Mehrzahl von Führungsrol­ len 27 auf, die über Tragarme 26 an auf dem Boden 2 stehen­ den Stützen 25 angebracht sind. Diese Führungsrollen 27 lie­ gen an der unteren Fläche sowie den seitlichen Flächen der Transportstange 6 an, so daß für diese eine gleichförmige, ruhige Bewegung gewährleistet wird.

Wie die Fig. 8 und 9 zeigen, umfaßt die Mitnehmervorrich­ tung 9, die ein Teil der Kopplungsvorrichtung zur Verbindung der Transportstange 6 und der Spannpaletten 4 bildet, eine Mitnehmerklaue 29, die in einer am Rahmen 11 der Spannpalet­ te 4 befestigten Buchse 28 verschiebbar aufgenommen ist, und einen an einem Tragständer 30, der auf dem Rahmen 11 aufrechtsteht, befestigten Zylinder 31. Eine Kolbenstange 31 a des Zylinders 31 ist über ein Gelenk 32 mit der Mitneh­ merklaue 29 verbunden, so daß die Mitnehmerklaue 29 durch den Rahmen 11 hindurch als Folge der Betätigung des Zylin­ ders 31 auf- und abbewegt werden kann. Die Mitnehmervorrich­ tung 9 weist ferner eine auf einem Kragarm 33, der sich von der Mitnehmerklaue 29 seitwärts erstreckt, stehende Schalt­ stange 34, ein Paar von an der Schaltstange 34 mit einem geeigneten Abstand angeordneten Schaltringen 35 und ein Paar von Endschaltern 36, die an einer Befestigungsplatte 38 in der Bahn der Schaltringe 35 an jeweils einem der Endschal­ ter 36 wird das Erreichen der oberen oder unteren Hublage der Mitnehmerklaue 29 ermittelt.

Wie den Fig. 8 und 9 zu entnehmen ist, hat der Mitnehmer­ block 10, der ein Teil der Kopplungsvorrichtung bildet, einen Eingriffsschlitz 37, um die Mitnehmerklaue 29 aufzunehmen, der sich in einer zur Bewegungsrichtung der Transportstange rechtwinkligen Richtung erstreckt, so daß bei einem Eingriff der Mitnehmerklaue 29 in den Eingriffsschlitz 37 die Spann­ palette 4 und die Transportstange 6 an einer Relativbewe­ gung zueinander in der Transportrichtung gehindert sind. Signale von den Endschaltern 36 und das Signal vom Tachogene­ rator 24 der Antriebsquelle 8 werden einem getrennt ange­ ordneten, programmierbaren Steuergerät PC zugeführt, das im großen und ganzen die erfindungsgemäße Transportvorrich­ tung steuert.

Eine Mehrzahl von Spannpaletten 4, von denen jede ein Boden­ teil W lagert und positioniert, wird auf die Transportschie­ nen 3 aufgebracht, worauf der Zylinder 31 an jeder Spannpa­ lette 4 betätigt wird, um die Mitnehmerklaue 29 abzusenken, so daß diese mit dem zugeordneten Mitnehmerblock 10 an der Transportstange 6 zum Eingriff kommt, wodurch jede Spannpa­ lette 4 mit der Transportstange verbunden wird, wie die Fig. 8 und 9 zeigen. Wenn dann die Transportstange 6 durch das Arbeiten des Antriebsmotors 19 vorwärts bewegt wird, wer­ den die Spannpaletten 4 durch die Transportstange 6 gezogen, so daß sie sich längs der Transportschienen 3 bewegen und in die jeweilige Montagestation ST 1, ST 2 und ST 3 gebracht werden. Im einzelnen wird die jeder Montagestation ST 1, ST 2 und ST 3 zugeordnete Mitnehmervorrichtung 9 betätigt, d. h., es werden die Zylinder 31 betätigt, so daß die Spannpaletten 4 in die jeweilige Montagestation verbracht werden, wie die Fig. 1 und 2 zeigen.

Die Vorwärtsbewegung der Transportstange 6 wird unterbrochen, wenn die Spannpaletten 4 in den jeweiligen Montagestationen ST 1, ST 2 und ST 3 ihre korrekten Positionen erreicht haben. Anschließend werden die Mitnehmerklauen 29 durch die Tätig­ keit der Zylinder 31 aufwärts bewegt, so daß sie die Spann­ paletten 4 von der Transportstange 6 lösen. Unmittelbar nach dem Lösen wird der Antriebsmotor 19 betrieben, um lediglich die Transportstange 6 in die Ausgangslage zurückzuführen. Zwischenzeitlich werden in jeder der Montagestationen ST 1, ST 2 und ST 3 Positionierzapfen in die Bezugsbohrungen 13 a in den Fixierblöcken 13 eingeführt, so daß die Spannpalette 4 mit Bezug zur Montagestation positioniert und festgelegt wird, worauf die notwendige Montagearbeit, z. B. ein Schwei­ ßen durch einen Roboter, an dem von der Spannpalette 4 getra­ genen Werkstück W ausgeführt werden kann. Nach der Beendi­ gung der Montagearbeiten in den jeweiligen Montagestationen werden die Zylinder 31 betätigt und der Antriebsmotor 19 wieder in Betrieb gesetzt, so daß die Spannpaletten in die nächste Montagestation ST 1, ST 2 und ST 3 transportiert werden. Die beschriebenen Arbeitsvorgänge werden wiederholt, womit jedes Werkstück W, das im Fall der beschriebenen Ausführungs­ form ein Bodenteil ist, einer Reihe von Montagevorgängen unterworfen wird.

Bei der beschriebenen Ausführungsform ist für jede der Mon­ tagestationen ST 1, ST 2 und ST 3 eine Kopplungsvorrichtung 9, 10 vorgesehen, um in ausgewählter Weise die Spannpalet­ te 4 mit der Transportstange 6 zu verbinden, so daß die Über­ führung der Spannpaletten 4 lediglich zwischen den Montage­ stationen, welche eine derartige Überführung von Werkstü­ cken erfordern, ausgeführt werden kann. Die Montagestraße kann jedoch auch in zufriedenstellender Weise arbeiten, selbst wenn beispielsweise eine der Spannpaletten aus dem Zugverband dieser herausgenommen wird.

Eine Vorrichtung zum Transport einer Mehrzahl von Werkstü­ cken, die jeweils auf einer Spannvorrichtungspalette gela­ gert sind, umfaßt ein Paar von Transportschienen, längs wel­ cher sich die Spannvorrichtungspaletten bewegen. Zwischen dem Transportschienenpaar ist eine in deren Längsrichtung hin- und herbewegbare Transportstange angeordnet. Eine durch eine Antriebsvorrichtung auf- und abbewegbare Mitnehmer­ klaue ist an der Spannvorrichtungspalette angebracht, wäh­ rend an der Transportstange Mitnehmerblöcke, mit denen die Mitnehmerklauen zum Eingriff zu bringen sind, einstückig angeordnet sind. Die Mitnehmerklauen werden mit jeweils zu­ geordneten Mitnehmerblöcken in und außer Eingriff gebracht, um die Spannvorrichtungspaletten sowie die Transportstange miteinander zu verbinden und voneinander zu lösen, so daß die Spannvorrichtungspaletten allein durch eine Linearbewe­ gung der Transportstange weitertransportiert werden.

Claims (3)

1. Transportvorrichtung, gekennzeichnet durch ein Paar von wenigstens eine Spannvorrichtungs­ palette (4), von denen jede ein zu bearbeitendes Werkstück (W) trägt, längsbeweglich lagernden Trans­ portschienen (3),
durch eine zwischen den Transportschienen angeordnete sowie längs dieser sich erstreckende Transportstange (6), die längs der Transportschienen hin- und herbeweg­ bar ist,
durch eine vertikal die Spannvorrichtungspalette (4) durchsetzende, von dieser abwärts ragende Mitnehmer­ klaue (29)
durch eine an der Spannvorrichtungspalette (4) ange­ brachte, die Mitnehmerklaue auf- sowie abwärts bewegen­ de Antriebsvorrichtung (9) und
durch wenigstens einen an der Transportstange (6) ein­ stückig angebrachten Mitnehmerblock (10), mit dem die Mitnehmerklaue (29) zum Eingriff zu bringen ist.

2. Transportvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Mitnehmerblö­ cken (10) in der Längsrichtung der Transportstange (6) an dieser angebracht sind.

3. Transportvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß längs einer Fertigungsstraße Mit­ nehmerblöcke (10) in einer Mehrzahl mit der gleichen Teilung wie diejenige einer Mehrzahl von Montage- oder Bearbeitungsstationen (ST 1, ST 2, ST 3, . .·) in der Fer­ tigungsstraße angeordnet sind.