DE4328983A1 - Anlage für die Bearbeitung und/oder Montage von auf einem Werkstückträger angeordneten Werkstücken - Google Patents
Anlage für die Bearbeitung und/oder Montage von auf einem Werkstückträger angeordneten WerkstückenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Anlage für die Bearbeitung
und/oder Montage von auf einem Werkstückträger angeord
neten Werkstücken in einer Transferstraße, die zumindest
eine Arbeitsstation sowie eine Beschickstation für die
Werkstückträger, eine Entleerstation für die Werkstück
träger und eine Rückführeinrichtung für die Werkstück
träger aufweist, welche die Beschickstation und die
Entleerstation für die Werkstückträger verbindet. - Be
arbeitung meint im Rahmen der Erfindung Arbeitsvorgänge an
den von den Werkstückträgern aufgenommenen Werkstücken,
wie sie z. B. von Werkzeugmaschinen durchgeführt werden.
Montage meint die Zusammensetzung und ggf. Verbindung von
mehreren Werkstücken, deren eines von dem zugeordneten
Werkstückträger bereits aufgenommenen ist und von diesem
in die Arbeitsstation eingeführt wurde, - während im
übrigen bei der Montage die zugeordnete Arbeitsmaschine
tätig wird.
Anlagen des eingangs beschriebenen grundsätzlichen Aufbaus
sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt. Zumeist
werden die Werkstückträger mit Hilfe von besonderen
Förderern bewegt (vgl. DE 41 12 446 A1, EP 0 417 475 A1).
Das gilt auch für die Rückführung. Die Positionierung der
Werkstückträger und damit der Werkstücke erfolgt über mehr
oder weniger aufwendige Hilfsvorrichtungen und je nach dem
Aufwand mehr oder weniger genau.
Bei der Anlage, von der die Erfindung ausgeht (DE-AS
14 81 170), sind die Werkstückträger zu einem Plattenband
vereinigt, welches von einer Schrittschaltwalze angetrie
ben wird, während die Arbeitsmaschinen, mit denen die
Bearbeitung oder eine Montage durchgeführt werden, von
sekundären Schrittschaltwalzen gesteuert werden, die an
die erstgenannten Schrittschaltwalzen angekoppelt sind.
Über diese Ankopplung ist insoweit für die Schrittschalt
walzen nur ein einziger Antriebsmotor verwirklicht. Auch
diese bekannte Ausführungsform ist baulich und in
steuerungstechnischer Hinsicht aufwendig. Sie ist darüber
hinaus wenig flexibel, wenn es sich darum handelt,
einerseits die Kinematik für den Transport und die
Positionierung, andererseits die Kinematik in bezug auf
die Arbeitsmaschinen zu verändern, um sie unterschied
lichen betrieblichen Verhältnissen anzupassen.
Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, eine
Anlage des eingangs beschriebenen Aufbaus zu schaffen, die
sich gegenüber der bekannten Anlage, von der die Erfindung
ausgeht, durch Einfachheit und hohe Positioniergenauigkeit
bei einfachem Transport und einfacher Rückführung der
Werkstückträger auszeichnet. Darüber hinaus soll die
Flexibilität in bezug auf Anpassung an unterschiedliche
betriebliche Verhältnisse verbessert werden.
Zur Lösung dieses Problems ist Gegenstand der Erfindung
primär eine Anlage für die Bearbeitung und/oder Montage
von auf einem Werkstückträger angeordneten Werkstücken in
einer Transferstraße, die zumindest eine Arbeitsstation
sowie eine Beschickstation für die Werkstückträger, eine
Entleerstation für die Werkstückträger und eine Rück
führeinrichtung für die Werkstückträger aufweist, welche
die Beschickstation und die Entleerstation für die Werk
stückträger verbindet,
- a) die Arbeitsstation weist zumindest eine Vorrichtung für den Transport und die Positionierung von Werk stückträgern auf, die als Lineareinheit ausgeführt ist und eine Antriebswelle, ein räumliches Kurven getriebe mit Stegkurve auf der Antriebswelle und eine Werkstückträgerführungseinrichtung besitzt, wobei die Stegkurve die Werkstückträger form schlüssig bewegt,
- b) das räumliche Kurvengetriebe besteht aus einem Transportabschnitt mit schraubenwendelförmiger Steigung und einem steigungsfreien Positionier- und Ruheabschnitt,
- c) die Arbeitsstation weist eine Arbeitsmaschine für die Bearbeitung und/oder Montage der auf den Werkstückträgern angeordneten Werkstücke auf, die dem Positionier- und Ruheabschnitt des räumlichen Kurvengetriebes zugeordnet ist,
- d) für die Beschickstation und die Entleerstation sind für diese Manipulationen eingerichtete Arbeitsmaschinen und jeweils eine der Vorrichtung der Arbeitsstation entsprechende Vorrichtung für den Transport und die Positionierung der Werk stückträger angeordnet,
- e) die Rückführeinrichtung für die Werkstückträger ist als Überkopfrückführeinrichtung mit als schiefe Ebene abwärtsführendem, antriebsfreien Rücklauftrum ausgebildet, der Werkstückträgerauslauf der Transferstraße ist mit einem antriebsfreien Überführungsbogen an den Rücklauftrum angeschlossen und der Rücklauftrum ist an den Werkstückträgereinlauf der Montagestraße über ein angetriebenes Überführungszahnrad angeschlossen,
wobei die Vorrichtungen für den Transport und die Posi
tionierung der Werkstückträger einerseits, die Arbeits
maschine andererseits über unterschiedliche Getriebe an
den gleichen Antriebsmotor oder an das gleiche Motor/Ge
triebe-Aggregat angeschlossen sind. Durch die Kombination
der Merkmale a), b) und c) erreicht die Erfindung eine
hohe Positioniergenauigkeit, und zwar mit in baulicher und
steuerungstechnischer Hinsicht einfachen Mitteln. Im
allgemeinen wird die Antriebswelle kontinuierlich mit
konstanter Winkelgeschwindigkeit angetrieben. Die Verein
fachung wird durch die Kombination der Merkmale a) bis d)
noch weiter fortgeführt, weil insgesamt mit den gleichen
Bauteilen gearbeitet werden kann, wobei durch die weitere
Kombination mit dem Merkmal e) auch die Rückführung der
Werkstückträger und damit deren Umlaufführung insgesamt
einfach und funktionssicher erfolgen. Auch das
Überführungszahnrad ist zweckmäßigerweise an den gleichen
Antriebsmotor bzw. das gleiche Motor/Getriebe-Aggregat
angeschlossen wie die Vorrichtungen für den Transport und
die Positionierung der Werkstückträger einerseits und der
Arbeitsmaschinen andererseits. Die Maßnahme, daß die
Vorrichtungen für den Transport und die Positionierung der
Werkstückträger und die Arbeitsmaschine über unter
schiedliche Getriebe an den gleichen Antriebsmotor oder an
das gleiche Motor/Getriebe-Aggregat angeschlossen sind,
erlaubt es, Getriebe einzusetzen, die leicht auswechselbar
sind. Auf diese Weise wird die angestrebte Flexibilität
erreicht. Die Rückführung erfolgt weitergehend
antriebsfrei unter dem Einfluß der Schwerkraft. Besonders
funktionssicher bei einfachem Gesamtaufbau ist die
erfindungsgemäße Maschine, wenn die Vorrichtungen für den
Transport und die Positionierung der Werkstückträger sowie
das Überführungszahnrad mit Hilfe von Zahnriemen- und/oder
Kettengetrieben, die Arbeitsmaschine über Steuerscheiben
und Zug/Druck-Aggregate an den Antriebsmotor bzw. das
Motor/Getriebe-Aggregat angeschlossen sind. Es versteht
sich, daß die Arbeitsmaschinen zusätzlich einen eigenen
Antrieb, z. B. für die Bearbeitungsaggregate, aufweisen
können.
Es versteht sich, daß man mehrere Arbeitsstationen des
beschriebenen Aufbaus reihen kann. Dann wird man zwischen
diesen Übergabeförderer für die Werkstückträger anordnen,
wobei die einzelnen Arbeitsstationen an den gleichen
Antriebsmotor und/oder an das gleiche Motor/Ge
triebe-Aggregat angeschlossen sind. Sind mehrere
Arbeitsstationen gereiht, zwischen denen Übergabeförderer
für die Werkstückträger angeordnet sind, so können die
einzelnen Arbeitsstationen auch an selbständige Antriebs
motoren und/oder selbständige Motor/Getriebe-Aggregate
angeschlossen sein, die über eine Steuereinrichtung ge
koppelt sind. In beiden Fällen besteht die Möglichkeit,
mit Verzweigungen in bezug auf die Transportwege zu
arbeiten, beispielsweise in einer solchen Anlage eine
Mehrzahl von Arbeitsstationen auch parallel zueinander
anzuordnen und/oder sog. Puffer zwischenzuschalten. Ent
sprechende Weichen und sog. Puffereinrichtungen, die in
diesem Zusammenhang erforderlich sein könnten, sind an
sich bekannt.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind
die Werkstückträger als Wagen ausgeführt, deren Laufrollen
an und/oder in Führungsschienen der Werkstückträger
führungseinrichtung und der Rückführeinrichtung geführt
sind. Man kann aber auch die Werkstückträger als Schlitten
ausführen, die mit Führungsleisten an und/oder in Rollen
führungsschienen geführt sind.
Im folgenden werden die beschriebenen und weitere Merkmale
der Erfindung, die Gegenstand der Patentansprüche 11 bis
20 sind, ausführlicher erläutert. Es zeigen in
schematischer Darstellung
Fig. 1 in der Seitenansicht das Schema einer erfindungs
gemäßen Anlage,
Fig. 2 in gegenüber der Fig. 1 vergrößertem Maßstab den
Ausschnitt A aus dem Gegenstand der Fig. 1,
Fig. 3 im Maßstab der Fig. 2 einen Schnitt in Richtung B-B
durch den Gegenstand der Fig. 1,
Fig. 4 im Maßstab der Fig. 2 den Ausschnitt C aus dem
Gegenstand der Fig. 1,
Fig. 5 einen Schnitt in Richtung D-D durch den Gegenstand
der Fig. 1,
Fig. 6 ein einzelnes Modul aus dem Gegenstand nach Fig. 4,
Fig. 7 einen Schnitt in Richtung E-E durch den Gegenstand
nach Fig. 4 und
Fig. 8 einen Schnitt in Richtung F-F durch den Gegenstand
nach Fig. 7.
Die in den Figuren dargestellte Anlage dient für die
Bearbeitung und/oder Montage von auf einem Werkstückträger
1 angeordneten, nicht gezeichneten Werkstücken in einer
Transferstraße, die zumindest eine Arbeitsstation 2 sowie
eine Beschickstation für die Werkstückträger 1, eine
Entleerstation für die Werkstückträger 1 und eine
Rückführeinrichtung 3 für die Werkstückträger 1 aufweist.
Die Rückführeinrichtung 3 verbindet die Beschickstation
und die Entleerstation für die Werkstückträger 1. Die
Arbeitsstation 2 weist zumindest eine Vorrichtung 4 für
den Transport und die Positionierung der Werkstückträger 1
auf, die als Lineareinheit ausgeführt ist und eine
Antriebswelle 5, ein räumliches Kurvengetriebe 6 mit
Stegkurve 7 auf der Antriebswelle 5 und eine
Werkstückträgerführungseinrichtung 8 besitzt, wobei die
Stegkurve 7 die Werkstückträger 1 formschlüssig bewegt. Die
Stegkurve 7 des räumlichen Kurvengetriebes 6 besteht aus
einem Transportabschnitt 7a mit schraubenwendelförmiger
Steigung und einem steigungsfreien Positionier- und
Ruheabschnitt 7b. Die Arbeitsstation 2 weist eine
Arbeitsmaschine M für die Bearbeitung und/oder Montage der
auf den Werkstückträgern 1 angeordneten Werkstücke auf,
die dem Positionier- und Ruheabschnitt 7b des räumlichen
Kurvengetriebes 6 zugeordnet sind. Die Arbeitsmaschine M
wurde nur schematisch dargestellt. Für die Beschickstation
und die Entleerstation sind für diese Manipulationen
eingerichtete Arbeitsmaschinen und jeweils eine der
Vorrichtung der Arbeitsstation entsprechende Vorrichtung
für den Transport und die Positionierung der
Werkstückträger vorgesehen.
Die Rückführeinrichtung 3 für die Werkstückträger 1 ist
als Überkopfrückführeinrichtung mit als schiefe Ebene
abwärtsführendem antriebsfreien Rücklauftrum 9 ausge
bildet. Der Werkstückträgerauslauf der Transferstraße ist
mit einem antriebsfreien Überführungsbogen 10 an den
Rücklauftrum 9 angeschlossen. Der Rücklauftrum 9 ist an
den Werkstückträgereinlauf der Transferstraße über ein
angetriebenes Überführungszahnrad angeschlossen. Im
Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführungsform
greift dieses Überführungszahnrad 11 an jedem Werk
stückträger 1 mit zwei Zähnen 12, jeweils hinter zwei auf
"einer Achse" befestigten Laufrollen 20, an. Die Vorrich
tungen für den Transport und die Positionierung der Werk
stückträger 1 einerseits, die Arbeitsmaschinen 8 anderer
seits sind über unterschiedliche Getriebe 13 bzw. 14 an
den gleichen Antriebsmotor 15 oder das gleiche Motor/Ge
triebe-Aggregat angeschlossen. Das Überführungszahnrad 11
ist über ein Getriebe 16 an den gleichen Antriebsmotor 15
bzw. das gleiche Motor/Getriebe-Aggregat angeschlossen wie
die Vorrichtung 4 für den Transport und die Positionierung
der Werkstückträger 1 bzw. die Arbeitsmaschinen 8. Die
Vorrichtungen 4 für den Transport und die Positionierung
der Werkstückträger 1 sowie für das Überführungszahnrad 11
sind mit Hilfe von Zahnriemen- und/oder Kettengetrieben
17, die Arbeitsmaschine 8 über Steuerscheiben 18 und
Zug/Druck-Aggregate 19 an den Antriebsmotor 15 bzw. das
Motorgetriebeaggregat angeschlossen. Die Werkstückträger 1
sind im Ausführungsbeispiel als Wagen ausgeführt, deren
Laufrollen 20 an und/oder in Führungsschienen 21 der Füh
rungseinrichtung 8 und der Rückführeinrichtung 3 geführt
sind. Die Werkstückträger 1 könnten auch als Schlitten
ausgeführt sein.
Um eine sehr hohe Positioniergenauigkeit zu erreichen und
um sicherzustellen, daß auch bei schneller Taktfolge stö
rende Vibrationen oder Schwingungen nicht auftreten, sind
im Rahmen der Erfindung besondere Maßnahmen verwirklicht.
Dazu wird auf die Fig. 6 bis 8 verwiesen. Hier beginnt die
Numerierung mit 101. Zum grundsätzlichen Aufbau gehören
eine Antriebswelle 102, ein räumliches Kurvengetriebe 103
mit Stegkurve 104 auf der Antriebswelle 102 und eine
Werkstückträgerführungseinrichtung 105. Im übrigen
besitzen die Werkstückträger 101 kurvengetriebeseitig zwei
an der Stegkurve 104 geführte Rollen 106.
Die Stegkurve 104 des räumlichen Kurvengetriebes 103
besteht aus einem Transportabschnitt 104a mit schrauben
wendelförmiger Steigung und einem steigungsfreien Posi
tionier- und Ruheabschnitt 104b. Der Transportabschnitt
104a sowie der Positionier- und Ruheabschnitt 104b sind
mit einem gekrümmten Übergangsstegabschnitt 104c aneinan
der angeschlossen. Man erkennt, daß die Stegkurve 104 des
räumlichen Kurvengetriebes 103 auf einer Mehrzahl von
hohlwellenförmigen Modulen 107 angeordnet ist, deren jedes
einen vollen Positionier- und Ruheabschnitt 104b sowie
beidseits an den Positionier- und Ruheabschnitt 104b
anschließend ein Teilstück des Transportabschnittes 104a
aufweist. Vorzugsweise ist der Transportabschnitt 104a
hälftig geteilt, wie es auch die Figuren andeuten. Die
Module 107 sind drehfest auf die Antriebswelle 102
aufgeschoben und mit stoßenden Teilstücken der Transport
abschnitte 104a auf dieser befestigt. Den drehfesten
Verbund der Module 107 auf der Antriebswelle 102 erkennt
man in der Fig. 7.
In der Fig. 8 wurde angedeutet, daß von den beiden Rollen
106 des Werkstückträgers 101 eine als Führungsrolle 106a
mit fester Achse 108 ausgeführt ist, während die andere
als Vorspannrolle 106b mit Vorspannfeder 109 ausgeführt
ist. Die Vorspannkraft wirkt in Richtung des eingezeich
neten Pfeiles. Die Vorspannrolle 106b drückt die Füh
rungsrolle 106a an die zugeordnete Führungsfläche 110 der
Stegkurve 104.
Wie bereits erwähnt erfolgt eine besondere Abstimmung. Die
Krümmung der Übergangsstegabschnitte 104c und die
Anschlußbereiche der Übergangsstegabschnitte 104c an die
zugeordneten Teile der Stegkurve 104 sowie die Vorspann
kraft der Vorspannfeder 109 sind so aufeinander abge
stimmt, daß die Bewegung der Werkstückträger 101 ausrei
chend vibrationsfrei erfolgt und daß die erste zeitliche
Ableitung der Bewegungskurve der Werkstückträger 101 in
diesem Bereich praktisch stetig verläuft. Die Abstimmung
erfolgt selbstverständlich unter Berücksichtigung der
bewegten Masse und der Transportgeschwindigkeit. Die
Abstimmung kann rechnerisch mit den Hilfsmitteln der
modernen technischen Mechanik oder im Labor durchgeführt
werden.
Im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführungs
form der Erfindung besitzen die Transportabschnitte 104a
eine konstante Steigung S. Der Fachmann erkennt in den
Figuren, daß die Teilstücke von aneinander stoßenden
Modulen 107 Transportabschnitte 104a bilden, die auch von
Modulpaar zu Modulpaar eine unterschiedliche Steigung S
aufweisen könnten. Außerdem könnten die Positionier- und
Ruheabschnitte 104b von aneinander stoßenden Modulen von
Modul 107 zu Modul 107 eine unterschiedliche Länge
aufweisen. Die Figuren lassen fernerhin erkennen, daß die
Module 107 leicht ausgetauscht werden können, das gilt
auch für die Vorspannfedern 109, die außerdem einstellbar
sein können. Die Führungsflächen 110 der Stegkurve 104
sind mit besonders geringen Toleranzen sowie besonderer
Oberflächenqualität bearbeitet.
In der Fig. 8 wurde angedeutet, daß die Führungsrolle 106a
mit fester Achse 108 einen Achsbolzen 111 aufweist, der in
eine Bohrung des zugeordneten Werkstückträgers 101
eingesetzt ist sowie die Bohrung durchfaßt, wobei der
Achsbolzen 111 auf dem Werkstückträger 101 den Positio
nierungsfestpunkt für ein auf dem Werkstückträger ange
ordnetes Werkstücknest bildet. Die gegeneinandergesetzten
Module 107 sind stirnseitig plangeschliffen sowie gegen
einander verspannt.
Claims (6)
1. Anlage für die Bearbeitung und/oder Montage von auf
einem Werkstückträger angeordneten Werkstücken in einer
Transferstraße, die zumindest eine Arbeitsstation sowie
eine Beschickstation für die Werkstückträger, eine
Entleerstation für die Werkstückträger und eine
Rückführeinrichtung für die Werkstückträger aufweist,
welche die Beschickstation und die Entleerstation für die
Werkstückträger verbindet,
- a) die Arbeitsstation weist zumindest eine Vorrichtung für den Transport und die Positionierung von Werkstückträgern auf, die als Lineareinheit aus geführt ist und eine Antriebswelle, ein räumliches Kurvengetriebe mit Stegkurve auf der Antriebswelle und eine Werkstückträgerführungseinrichtung be sitzt, wobei die Stegkurve die Werkstückträger formschlüssig bewegt,
- b) das räumliche Kurvengetriebe besteht aus einem Transportabschnitt mit schraubenwendelförmiger Steigung und einem steigungsfreien Positionier- und Ruheabschnitt,
- c) die Arbeitsstation weist eine Arbeitsmaschine für die Bearbeitung und/oder Montage der auf den Werkstückträgern angeordneten Werkstücke auf, die dem Positionier- und Ruheabschnitt des räumlichen Kurvengetriebes zugeordnet ist,
- d) für die Beschickstation und die Entleerstation sind für diese Manipulationen eingerichtete Ar beitsmaschinen und jeweils eine der Vorrichtung der Arbeitsstation entsprechende Vorrichtung für den Transport und die Positionierung der Werk stückträger angeordnet,
- e) die Rückführeinrichtung für die Werkstückträger ist als Überkopfrückführeinrichtung mit als schiefe Ebene abwärtsführendem, antriebsfreien Rücklauftrum ausgebildet, der Werkstückträgerauslauf der Transferstraße ist mit einem antriebsfreien Überführungsbogen an den Rücklauftrum angeschlossen und der Rücklauftrum ist an den Werk stückträgereinlauf der Montagestraße über ein angetriebenes Überführungszahnrad angeschlossen,
wobei die Vorrichtungen für den Transport und die Posi
tionierung der Werkstückträger einerseits, die Arbeits
maschinen andererseits über unterschiedliche Getriebe an
den gleichen Antriebsmotor oder an das gleiche Motor/Ge
triebe-Aggregat angeschlossen sind.
2. Anlage nach Anspruch 1, wobei das Überführungszahnrad
über ein Getriebe an den gleichen Antriebsmotor bzw. das
gleiche Motor/Getriebe-Aggregat angeschlossen ist wie die
Vorrichtungen für den Transport und die Positionierung der
Werkstückträger und die Arbeitsmaschinen.
3. Anlage nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die
Vorrichtungen für den Transport und die Positionierung der
Werkstückträger sowie das Überführungszahnrad mit Hilfe
von Zahnriemen- und/oder Kettengetrieben, die
Arbeitsmaschine über Steuerscheiben und Zug/Druck-Aggre
gate an den Antriebsmotor bzw. das Motor/Getriebe-Aggregat
angeschlossen sind.
4. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die
Werkstückträger als Wagen ausgeführt sind, deren
Laufrollen an und/oder in Führungsschienen der
Werkstückträgerführungseinrichtung und der Rückführ
einrichtung geführt sind.
5. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die
Werkstückträger als Schlitten ausgeführt sind, die mit
Führungsleisten an und/oder in Rollenführungsschienen der
Werkstückträgerführungseinrichtung bzw. der Rückführein
richtung geführt sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19934328983 DE4328983C2 (de) | 1993-08-28 | 1993-08-28 | Anlage für die Bearbeitung und/oder Montage von auf einem Werkstückträger angeordneten Werkstücken |
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DE19934328983 DE4328983C2 (de) | 1993-08-28 | 1993-08-28 | Anlage für die Bearbeitung und/oder Montage von auf einem Werkstückträger angeordneten Werkstücken |
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DE (1) | DE4328983C2 (de) |
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