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Die
Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Transport von Werkstücken durch
eine Folge von Bearbeitungsstationen oder Bearbeitungsstationen
und Teileablagestationen gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1.
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Nach
der
DE 196 45 793
A1 ist Transfereinrichtung mit einer oder zwei parallelen
Trag- bzw. Greiferschienen und Greifern zur Aufnahme der Werkstücke bekannt,
die mit Hilfe von vorzugsweise im Bereich der Tragschienen-Mitte kompakt angeordneten
Antriebsmodulen eine Transportbewegung in Pressen-Längsrichtung
sowie eine Hub- und eine Schließbewegung
ausführen.
Diese Einrichtung soll bei großer
Flexibilität
kostengünstig
ohne aufwendige Führungselemente
aus einer geringen Anzahl mechanischer Bauelemente herstellbar sein.
Für die Verstellbewegungen
in den einzelnen Achsen soll nur eine geringe Masse beschleunigt
werden. Dazu sind zwischen Tragschiene und Maschinenkörper mehrere
längenveränderliche
Streben angeordnet, die an beiden Enden Lager oder Gelenke besitzen, und
die durch aktive Längenänderungen
in Verbindung mit passiven Schwenkbewegungen die gewünschte Tragschienenbewegung
erzeugen.
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Die
Streben besitzen einen begrenzten Hubweg, wodurch das Bewegungs spektrum
der Einrichtung begrenzt ist. Alternative lange Streben sind durch
ihr dynamisches Verhalten nur eingeschränkt einsetzbar.
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Nach
der
DE 195 06 079
A1 ist eine Vorrichtung zum Transfer von Werkstücken durch
eine Folge von Bearbeitungsstationen einer Presse, eines Simulators
oder dergleichen Bearbeitungs- und Einrichtmaschine bekannt, die
zwei parallel im Abstand zueinander, sich in Transportrichtung erstreckende, längsgeteilte
Transportschienen aufweist. An den Transportschienen sind Aufnahmeeinrichtungen
für die
zu transportierenden Teile angeordnet. Die Transportschienen sind
insgesamt mittels jeweils paarweise angeordneten Linearmotoren in
vertikaler Richtung und horizontal aufeinander zu bewegbar. Die Antriebseinrichtungen
für die
Bewegungen in den drei Bewegungsachsen sind als paarweise angeordnete
Linearmotoren ausgeführt,
wobei die sich bezüglich
der Mittelachse der Presse oder der anderen Maschinen gegenüberliegenden
Linearmotoren synchron ansteuerbar sind.
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Weiterhin
ist nach der
DE 195
06 078 A1 ebenfalls eine Vorrichtung zum Transfer von Werkstücken durch
eine Folge von Bearbeitungsstationen mit einzelnen Antrieben für die dreidimensionalen Bewegungen
bekannt, bei der für
die Horizontalbewegung der Transportschienen ein zusätzlicher Querantrieb
am Längsantrieb
angeordnet ist.
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Diese
beiden Lösungen
weigen eine Masse der bewegten Teil auf, da die Antriebe für die einzelnen
Bewegungsachsen übereinander
angeordnet sind und bei jeder Bewegung mitbewegt bzw. zusätzliche
Elemente für
die Bewegungsentkopplung eingeführt
werden müssen.
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Eine
Umsetzeinrichtung zum Transfer für Werkstücke durch
Bearbeitungsmaschinen mittels Greiferschienen ist aus der gattungsbildenen
DE 197 21 61 A1 bekannt,
bei der in den Schließkästen ein Antrieb
für die Öffnungs-
und Schließ-
sowie Hubbewegung angeordnet ist. Dieser Antrieb besteht, wie grundlegend
aus der
EP 0 760 272 bekannt,
aus zwei in gleicher Ebene angeordnete, horizontal verfahrbare Schlitten,
wobei der erste Schlitten mit den Enden eines Stabelementenpaares
verbunden ist und die anderen Enden über ein Trägerteil die Greiferschienen
tragen. Ein Stabelement jedes Stabelementenpaares ist zwischen seinen
Anlenkpunkten mit einem Ende eines weiteren Stabelements verbunden
ist, wobei dessen anderes Ende an einem zweiten Schlitten angelenkt
ist.
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Die
geometrische Gestaltung des Antriebssystems und die dadurch notwendig
langen Tragschienen erfordern für
ein stabiles Heben und Senken sowie Öffnen und Schließen zwei
Antriebsbaugruppen je Tragschiene. Durch den geschlossenen Aufbau
zwischen rechter und linker Antriebsbaugruppe entstehen Störkonturen,
die den freien Werkstücktransport
behindern können.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine gattungsbildende Transporteinrichtung
zu schaffen, die bei geringer Anzahl von im Kraftfluss liegender
Teile große
Einstellhübe
bei hohen Taktzahlen zulässt.
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Erfindungsgemäß wird die
Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 erreicht. Weitere
Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 4 beschrieben.
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Da
für den
mindestens einen ersten Schlitten eine erste Antriebseinheit und
für den
mindestens einen zweiten Schlitten eine zweite Antriebseinheit vorliegt,
wirken zur Erzeugung der Öffnungs-
und Schließbewegung
der Transporteinrichtung die zweite Antriebseinheit mit einem rechten
und die erste Antriebseinheit mit einem linken Drehsinn oder beide umgekehrt
und mit gleicher Bewegungscharakteristik auf erste und zweite Schlitten.
Zur Erzeugung der Hubbewegung der Transporteinrichtung wirkt die zweite
und die erste Antriebseinheit mit einem linken Drehsinn oder umgekehrt
und mit ungleicher Bewegungscharakteristik auf erste und zweite
Schlitten, wodurch zwischen den ersten und den zweiten Schlitten
ein Differenzhub erzeugt wird.
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Diese
Lösung
ermöglicht
eine vereinfachte Integration in das Pressensystem ohne Beeinträchtigung
des Teiledurchlaufs und gewährleistet
auch ein einfaches Nachrüsten
derartiger Transporteinrichtungen in bereits bestehende Pressenanlagen.
Weiterhin wird eine leichte Integration des Transportantriebs an
die Antriebsbaugruppen für
Heben und Senken sowie Öffnen
und Schließen
erreicht.
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Die
vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele
mit einer ersten und zweiten Antriebseinheit beschränkt. Es
kann auch eine einzelne Antriebseinheit zur Erfüllung der Aufgabenstellung
ausreichend sein. Ebenso kann auch eine andere Anzahl an Antriebseinrichtungen miteinander
kombiniert werden.
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Anstelle
der Antriebseinheiten mit Zahnriemen-Riemenscheibe-Motor-Kombination, einem
Linearmotor oder einer Gewindemutter-Gewindespindel-Motor-Kombination
sind auch andere Antriebe, wie z.B. hydraulische oder servohydraulische
Antriebe, möglich.
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Die
Erfindung wird nachstehend an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die
dazugehörigen Zeichnungen
zeigen:
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1:
Perspektivische Darstellung eines möglichen ersten Ausführungsbeispiels
mit einer ersten und zweiten Antriebseinheit 1 und 2,
die vorzugsweise parallel zueinander ausgerichtet sind.
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2:
Perspektivische Seitendarstellung einer Antriebseinheit 1 des
ersten Ausführungsbeispiels
von vorn
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3:
Perspektivische Seitendarstellung einer Antriebseinheit 1 des
ersten Ausführungsbeispiels
ohne Gestellstreben von hinten
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4:
Perspektivische Rückansicht
einer Antriebseinheit 1 des ersten Ausführungsbeispiels
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5:
Seitenansicht einer Antriebseinheit 1 des zweiten Ausführungsbeispiels, in
dem Linearantriebe eingesetzt sind
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6:
Seitenansicht einer Antriebseinheit 1 des zweiten Ausführungsbeispiels
von vorn
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7:
Seitenansicht einer Antriebseinheit 1 des dritten Ausführungsbeispiels,
in dem Gewindemutter-Gewindespindel-Motor-Kombinationen eingesetzt
sind.
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8:
Seitenansicht einer Antriebseinheit 1 des dritten Ausführungsbeispiels
von vorn Die Einrichtung zum Transport von Werkstücken durch
eine Folge von Bearbeitungsstationen oder Bearbeitungsstationen
und Teileablagestationen, die insbesondere in Pressenanlagen, Pressenlinien,
Transferpressen oder dergleichen eingesetzt wird, weist eine oder zwei
im Abstand zueinander parallele Tragschienen 3 und Greiferschienen
auf, an denen auswechselbare Greif- oder Halteelementen zur Aufnahme
der Werkstücke
angeordnet sind. Jede Tragschiene 3 und Greiferschienen
ist über
eine Konsole 4 mit einer Antriebsbaugruppe 1, 2 für die Hub-
und/oder Schließbewegung
wirkverbunden. Eine weiterer, nicht dargestellter Antrieb für die Transportbewegung in
Pressen-Längsrichtung
ist an oder in den in Führungen
gelagerten und horizontal bewegbaren Tragschienen 3 und
Greiferschienen angeordnet und kann beispielsweise als ein Zahnriementrieb,
eine Zahnstangen-Ritzel-Kombinationen,
ein Spindelantrieb oder ein Linearantrieb ausgeführt sein.
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Die
Antriebsbaugruppen 1 und 2 für die Hub- und/oder Schließbewegung
sind außerhalb
des Bereiches der Transporteinrichtung sowie zwischen der jeweiligen
Tragschiene 3 und dem Maschinenkörper angeordnet. Da die Antriebsbaugruppen 1 und 2 mit dem
Antrieb für
die Transportbewegung baugleich gestaltet sind und gleich oder spiegelbildlich,
wie in 1 dargestellt, anordenbar sind, bezieht sich die weitere
Beschreibung nur auf die Antriebsbaugruppe 1. Die Tragschiene 3 wird
gehalten und geführt
durch Stabelementenpaare. Dazu ist die Tragschiene 3 über eine
Konsole 4 mit den Enden der zwei zueinander beabstandet
angeordneten Stabelementenpaaren beweglich verbunden, wobei die
Stabelemente 9, 10 und 11, 12 der
Stabelementenpaare parallel übereinander
angeordnet sind. Die Verbindung der Stabelemente 9, 10 bzw. 11, 12 mit
der Konsole 4 erfolgt über
Scharniergelenke 5, 6 bzw. 7, 8.
Die anderen Enden der Stabelemente 9, 10 bzw. 11, 12 sind über Scharniergelenke 13, 14 bzw. 15, 16 mit
geführten ersten
Schlitten 17 bzw. 18 beweglich verbunden. Weiterhin
stehen die ersten Schlitten 17 und 18, die auf
einer gemeinsamen oder einer eigenen Führung 19 bzw. 20 horizontal
verfahrbar sind, mit mindestens einem oder mehreren zueinander synchronisierten und
mit am Pressengestell fest verbundenen Antrieben, vorzugsweise mit
einer als Servomotor ausgebildeten Antriebseinheit 21 in
Wirkverbindung.
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Jedes
der oberen Stabelemente 10 und 12 ist zwischen
den Anlenkpunkten mit einem Ende eines weiteren Stabelements 22 bzw. 23 beweglich über Scharniergelenke 24 bzw. 26 verbunden.
Das andere Ende des weiteren Stabelements 22 und 23 ist über Scharniergelenke 25 bzw. 27 mit
einem geführten
zweiten Schlitten 28 bzw. 30, die auf einer gemeinsamen
oder einer eigenen Führung 29 bzw. 31 horizontal
verfahrbar sind, beweglich verbunden, wobei diese zweiten Schlitten 28, 30 mit
mindestens einem oder mehreren zueinander synchronisierten und mit
am Pressengestell fest verbundenen Antriebseinheiten in Wirkverbindung
stehen. Die ersten Schlitten 17 und 18 bzw. die
zweiten Schlitten 28 und 30 sind jeweils über eine
Konsole verbindbar. Der Antrieb der ersten Schlitten 17 und 18 bzw.
der zweiten Schlitten 28 und 30 erfolgt vorzugsweise über einen
gemeinsamen Zahnriemenantrieb mit einem Motor. Dazu sind die jeweiligen
ersten und zweiten Schlitten 17, 18, 28, 30 mit
einem Zahnriemen 33, 34, 35, 36 fest verbunden.
Jeder dieser Zahnriemen 33, 34. 35, 36 läuft über beidseitig
der Schlittenanbindung angeordnete Riemenscheiben 37 und 38 bzw. 39 und 40 bzw. 41 und 42 bzw. 43 und 44,
wobei jeweils eine Riemenscheiben 38 und 40, 42 und 44 vorzugsweise
mit einer als Servomotor ausgebildeten ersten Antriebseinheit 21 bzw.
mit einer als Servomotor ausgebildeten zweiten Antriebseinheit 32 wirkverbunden
ist.
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Zur
Erzeugung der Öffnungs-
und Schließbewegung
der Transporteinrichtung wird die als Servomotor ausgebildete zweite
Antriebseinheit 32 mit einem rechten und die als Servomotor
ausgebildete erste Antriebseinheit 21 mit einem linken
Drehsinn und mit gleicher Bewegungscharakteristik angetrieben. Diese
Bewegungscharakteristik wird über
die jeweiligen Zahnriemen 33, 34, 35, 36 und
die ersten Schlitten 17, 18 und die zweiten Schlitten 28, 30 übertragen.
Somit werden die ersten und zweiten Schlitten 17, 18, 28, 30 gemeinsam
in gleiche Richtung angetrieben und es erfolgt eine Verlagerung
der Konsole 4 mit der Tragschiene 3 und deren
Antrieb, gehalten durch die Stabelemente 9, 10, 11, 12, 22 und 23,
quer zur Längserstreckung
der Tragschiene 3 (quer zur Transportrichtung durch die
Pressenanlage oder dergleichen), d.h. zum Werkstücktransport beschreiben die
Greif- oder Halteelemente mit der Tragschiene 3 eine Öffnungs-
und Schließbewegung. Zur
Erzeugung der Hubbewegung der Transporteinrichtung werden die als
Servomotor ausgebildete zweite Antriebseinheit 32 und die
als Servomotor ausgebildete erste Antriebseinheit 21 mit
einem linken Drehsinn und mit ungleicher Bewegungscharakteristik
angetrieben. Die auf die ersten und zweiten Schlitten 17, 18, 28, 30 übertragene
Bewegungscharakteristik erzeugt zwischen den ersten Schlitten 17, 18 und
den zweiten Schlitten 28, 30 einen Differenzhub.
Folglich werden die ersten Schlitten 17, 18 zu den
zweiten Schlitten 28, 30 in entgegengesetzter Richtung
angetrieben, wodurch sich die Winkellage der Stabelemente 9, 10 und 11, 12 zu
den Stabelementen 22, 23 verändert. Somit erfolgt eine Verlagerung
der Konsole 4 mit der Tragschiene 3 vertikal zur Längserstreckung
der Tragschiene, d.h. zum Werkstücktransport
beschreiben die Greif- oder Halteelemente mit der Tragschiene 3 eine
Hub- und Senkbewegung.
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Wird
die Trageschiene 3 in ihre Längenveränderung versetzt, erfolgt eine
Verlagerung des Werkstückes
in Transportrichtung, d.h. zum Werkstücktransport beschreiben die
Greif- oder Halteelemente mit der Tragschiene 3 und der
Greiferschiene eine Vorlauf- und Rücklaufbewegung.
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Die
Positionen der ersten Schlitten 17, 18 und der
zweiten Schlitten 22, 23 und der Tragschiene 3 mit
der Antriebseinrichtung werden vorteilhafterweise über Messsysteme
erfasst und einer entsprechenden, nicht dargestellten Steuereinrichtung
weitergeleitet.
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Durch
die programmierbare Ansteuereinrichtung der beschriebenen Antriebsvorrichtungen
wird eine hohe Anpassbarkeit der Transfereinrichtung zum mehrachsigen
Transport von Werkstücken
an einzelne auszuführende
Bewegungsabläufe
ermöglicht,
ohne dass ein mechanischer Eingriff in das Antriebssystem notwendig
wird.
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Eine Überlagerung
der linearen Bewegungen und damit die Abbildung beliebiger Bewegungskurven
ist durch entsprechende programmierbare Ansteuerung der Antriebe
möglich.
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Zwei
weitere Ausführungsbeispiele
sind gegenüber
dem ersten Ausführungsbeispiel
grundsätzlich
gleich aufgebaut und besitzen jeweils eine analoge Funktionsweise.
Somit werden nachfolgend nur die unterschiedlichen Ausgestaltungen
dargestellt.
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Bei
einem zweiten Ausführungsbeispiel
ist anstelle einer Zahnriemen-Riemenscheibe-Motor-Kombination ein
Linearmotor eingesetzt. Dazu sind die jeweilig geführten ersten
Schlitten 17, 18 und zweiten Schlitten 28, 30 über eine
Konsole 45 bzw. 46 verbunden. Auf den Konsolen 45, 46 ist
jeweils mindestens ein Primärteil 48, 49 angeordnet,
das jeweils mit einem fest im Gestell 47 angeordnetem Sekundärteil 50, 51 wirkverbunden
ist. Über
eine Steuerung ist ein aufeinander abgestimmtes Bewegungsverhalten
des Primärteils 48, 49 und
des Sekundärteils 50, 51 vom
Linearmotor erzeugbar.
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Zur
Erzeugung der Öffnungs-
und Schließbewegung
der Transporteinrichtung werden die Linearmotoren mit gleicher Bewegungscharakteristik
angetrieben, d.h. die ersten und zweiten Schlitten 17, 18, 28, 30 verfahren
mit gleicher Geschwindigkeit und gleichem Weg. Dadurch wird eine
Verlagerung der Konsole 4 mit der Tragschiene 3 und
dessen Antrieb quer zur Transportrichtung durch die Pressenanlage oder
dergleichen erreicht, d.h. zum Werkstücktransport beschreiben die
Greif- oder Halteelemente mit der Tragschiene 3 eine Öffnungs-
und Schließbewegung.
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Zur
Erzeugung der Hubbewegung der Transporteinrichtung werden die Linearmotoren
mit ungleicher Bewegungscharakteristik angetrieben, d.h. die ersten
Schlitten 17, 18 und die zweiten Schlitten 28, 30 verfahren
mit gleicher und/oder ungleicher Geschwindigkeit einen gleichen
und/oder ungleichen Weg. Diese Bewegungscharakteristik erzeugt zwischen
den ersten Schlitten 17, 18 und den zweiten Schlitten 28, 30 einen
Differenzhub. Folglich werden die ersten Schlitten 17, 18 zu
den zweiten Schlitten 28, 30 in entgegengesetzter
Richtung angetrieben, wodurch eine Hub- und Senkbewegung der Konsole 4 mit
der Tragschiene 3 vertikal zur Längserstreckung der Tragschiene 3 erfolgt.
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Beim
dritten Ausführungsbeispiel
ist anstelle einer Zahnriemen-Riemenscheibe-Motor-Kombination jeweils eine Gewindemutter-Gewindespindel-Motor-Kombination eingesetzt.
Dazu sind die jeweilig geführten
ersten Schlitten 17, 18 und die jeweilig geführten zweiten
Schlitten 28, 30 über eine Konsole 45, 46 verbunden.
In der jeweiligen Konsole 45, 46 ist eine Gewindemutter 52, 53 fest
angeordnet, in der jeweils eine im Gestell 47 gelagerte
Gewindespindel 54, 55 läuft. Jede Gewindespindel 54, 55 ist
von einem Motor 56, 57 antreibbar, wobei die Motoren 56, 57 in
ihrem Bewegungsverhalten aufeinander abgestimmt sind. Zur Erzeugung
der Öffnungs-
und Schließbewegung
der Transporteinrichtung werden die Gewindespindeln 54, 55 durch
den jeweils zugeordneten Motor 56, 57 mit gleicher
Bewegungscharakteristik bewegt und zur Erzeugung der Hubbewegung
werden die Gewindespindeln mit ungleicher Bewegungscharakteristik
analog den vorherigen Ausführungen
bewegt.
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- 1
- Antriebsbaugruppe
- 2
- Antriebsbaugruppe
- 3
- Tragschiene
- 4
- Konsole
- 5
- Scharniergelenk
- 6
- Scharniergelenk
- 7
- Scharniergelenk
- 8
- Scharniergelenk
- 9
- Stabelement
- 10
- Stabelement
- 11
- Stabelement
- 12
- Stabelement
- 13
- Scharniergelenk
- 14
- Scharniergelenk
- 15
- Scharniergelenk
- 16
- Scharniergelenk
- 17
- erster
Schlitten
- 18
- erster
Schlitten
- 19
- Führung
- 20
- Führung
- 21
- erste
Antriebseinheit
- 22
- Stabelement
- 23
- Stabelement
- 24
- Scharniergelenk
- 25
- Scharniergelenk
- 26
- Scharniergelenk
- 27
- Scharniergelenk
- 28
- zweiter
Schlitten
- 29
- Führung
- 30
- zweiter
Schlitten
- 31
- Führung
- 32
- zweite
Antriebseinheit
- 33
- Zahnriemen
- 34
- Zahnriemen
- 35
- Zahnriemen
- 36
- Zahnriemen
- 37
- Riemenscheibe
- 38
- Riemenscheibe
- 39
- Riemenscheibe
- 40
- Riemenscheibe
- 41
- Riemenscheibe
- 42
- Riemenscheibe
- 43
- Riemenscheibe
- 44
- Riemenscheibe
- 45
- Konsole
- 46
- Konsole
- 47
- Gestell
- 48
- Primärteil
- 49
- Primärteil
- 50
- Sekundärteil
- 51
- Sekundärteil
- 52
- Gewindemutter
- 53
- Gewindemutter
- 54
- Gewindespindel
- 55
- Gewindespindel
- 56
- Motor
- 57
- Motor