EP4126447A1 - Haltevorrichtung für, insbesondere hinterleuchtbare transparente oder transluzente, wandelemente von wandverkleidungen - Google Patents

Haltevorrichtung für, insbesondere hinterleuchtbare transparente oder transluzente, wandelemente von wandverkleidungen

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Publication number
EP4126447A1
EP4126447A1 EP21717996.9A EP21717996A EP4126447A1 EP 4126447 A1 EP4126447 A1 EP 4126447A1 EP 21717996 A EP21717996 A EP 21717996A EP 4126447 A1 EP4126447 A1 EP 4126447A1
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EP
European Patent Office
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workpiece
carriage
return
conveyor
manufacturing cell
Prior art date
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Pending
Application number
EP21717996.9A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Martin Zimmer
Günther Zimmer
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Individual
Original Assignee
Individual
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Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP4126447A1 publication Critical patent/EP4126447A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q7/00—Arrangements for handling work specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools, e.g. for conveying, loading, positioning, discharging, sorting
    • B23Q7/16—Loading work on to conveyors; Arranging work on conveyors, e.g. varying spacing between individual workpieces
    • B23Q7/165—Turning devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q41/00—Combinations or associations of metal-working machines not directed to a particular result according to classes B21, B23, or B24
    • B23Q41/02—Features relating to transfer of work between machines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B23Q7/1405—Arrangements for handling work specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools, e.g. for conveying, loading, positioning, discharging, sorting co-ordinated in production lines with a series disposition of similar working devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23Q7/14—Arrangements for handling work specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools, e.g. for conveying, loading, positioning, discharging, sorting co-ordinated in production lines
    • B23Q7/1426—Arrangements for handling work specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools, e.g. for conveying, loading, positioning, discharging, sorting co-ordinated in production lines with work holders not rigidly fixed to the transport devices
    • B23Q7/1436—Arrangements for handling work specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools, e.g. for conveying, loading, positioning, discharging, sorting co-ordinated in production lines with work holders not rigidly fixed to the transport devices using self-propelled work holders

Definitions

  • the invention relates to a production cell with a workpiece conveyor device having at least one workpiece carriage, with at least one workpiece processing device and with a workpiece transfer station, a workpiece being provided by means of the workpiece carriage to the workpiece processing station and from there to the workpiece transfer station, as well as a method for processing a workpiece in such a production cell.
  • Such a production cell is known from DE 102017 012 077 A1, with which a workpiece can be machined.
  • the present invention is based on the problem of expanding the possible uses of a production cell.
  • the production cell has a workpiece tilting device arranged at the workpiece transfer station and has a workpiece return device with a workpiece buffer.
  • a workpiece can be transferred to the workpiece return device by means of the workpiece tilting device and this workpiece can be conveyed into the workpiece buffer.
  • the workpiece can be removed from the workpiece buffer and can be made available to the workpiece conveying device.
  • the workpiece When machining, the workpiece is processed after the first stand ready on its workpiece top. After removal from the workpiece buffer and a second provision, the workpiece is processed on its workpiece underside.
  • the manufacturing cell described enables a two-sided machining of, for example, a plate-shaped workpiece.
  • the raw part of the workpiece initially removed from the magazine is transferred to the workpiece conveying device by means of the workpiece feeding device.
  • the workpiece conveying device conveys the workpiece to at least one processing station and from there to the workpiece transfer station.
  • the workpiece conveying device has workpiece trolleys which take up the workpiece by means of a workpiece clamping device. The workpiece trolleys then move the workpiece in the conveying direction, individually or in groups.
  • the at least partially processed workpiece can either be removed from the production cell or returned for further processing.
  • a workpiece tilting device is arranged at the workpiece transfer station.
  • the workpiece tilting device tilts the workpiece so that its underside can be grasped.
  • the workpiece is taken over by the workpiece return device and conveyed to the workpiece buffer.
  • the workpiece feed device grips the workpiece in the workpiece buffer store and transfers it to the workpiece conveyor device.
  • the underside of the workpiece can then be processed at the processing stations mentioned.
  • FIG. 1 manufacturing cell
  • FIG. 2 detail of the preparation of the workpiece
  • FIG. 3 cross section of the production cell
  • FIG. 4 detail of the workpiece transfer station
  • FIG. 5 workpiece tilting device in the basic state
  • FIG. 6 workpiece tilting device in the tilted state
  • FIG. 7 workpiece trolley
  • FIG. 8 workpiece return device
  • FIG. 9 detail of the workpiece return device
  • Figures 1-9 show a production cell (10).
  • Such manufacturing cells (10) are used for partial processing or for complete processing of workpieces (1; 2).
  • the individual, unprocessed workpiece (1; 2) is removed from a magazine (11) and, after processing, is deposited at a pick-up station (101) of a tool transfer station (100).
  • the pick-up station (101) is spatially separated from the magazine (11) in the embodiment. However, it is also conceivable to arrange the pick-up station (101) next to the magazine (11).
  • the workpiece (1; 2) to be machined is removed from the magazine (11) as a blank by means of a workpiece feed device (20) and made available for machining, see FIGS -
  • the magazine (11) can have one or more workpiece stacks.
  • the workpiece feed device (20) has a handling robot (21). This handling robot (21) can be pivoted about a vertically oriented axis (22), for example.
  • the gripping arm (23) that can be pivoted about at least two axes and a pivoting head (24) that can be pivoted relative thereto.
  • the gripping device (25) arranged on the swivel head (24) has four suction bars (26) for gripping the workpiece (1; 2). To accommodate a workpiece (1; 2) these suction bars (26) are subjected to negative pressure. You take the workpiece (1; 2) on the top of the workpiece (3). To put down the workpiece (1; 2), the pressure is adjusted to the ambient pressure again.
  • Manual or semi-manual workpiece feeding is also conceivable.
  • an operator lifts a workpiece to be processed (1; 2) from a stack and places it on the workpiece table (32) in the staging area (12). This can be done without or with the help of a hoist.
  • the individual workpiece (1; 2) is designed like a plate in this gamestedsbei. For example, it is a wooden panel for furniture construction. It has, for example, a length between one meter and three meters, a width between 0.5 meters and 1.5 meters and a thickness between 0.01 meters and 0.05 meters.
  • the workpiece (1; 2) can, however, also consist of another material. This can be a composite material, aluminum, steel or another material that can be machined by machining.
  • the production cell (10) comprises a machine tool (30).
  • This has a frame (31) with a machine table (32), a workpiece conveying device (41) and, for example, two workpiece processing devices (81, 91).
  • the frame (31) is a steel support structure standing on the hall floor.
  • the flat machine table (32) is arranged on the frame (31).
  • the machine table (32) consists of a slide track (33) and an adjoining roller track (34).
  • the roller conveyor (34) can have driven rollers. If necessary, the entire machine table (32) can also be designed as a roller conveyor or as a brush conveyor.
  • the length of the machine table (32) in the longitudinal direction (5) corresponds to the length of the frame (31).
  • a guide (42) of the workpiece conveying device (41) is arranged on a longitudinal side of the frame (31).
  • the guide (42) comprises two parallel guide groups (43, 47) offset from one another both in the transverse direction (6) and in the vertical direction (7).
  • Each of the guide groups (43; 47) has a workpiece carriage guide rail (44) oriented in the longitudinal direction (5) and one parallel thereto electrical conductor track group (45).
  • the respective workpiece carriage guide rail (44) has an overhead support profile.
  • a toothed rack (46) is arranged on the frame (31) parallel to the workpiece carriage guide rail (44).
  • Hubvor devices 51; 57 are arranged. These each have a lifting carriage (52) which can be moved between the upper guide group (43) and the lower guide group (47).
  • the lifting slide (42) is moved, for example, by means of a lifting spindle driven by an electric motor, for example. It moves along a lifting ramp (53).
  • the individual lifting carriage (52) has a guide rail section (54), a rack section (56) and a section of the electrical conductor track group (55).
  • the guide rail section (54), the rack section (56) and the section of the electrical conductor tracks (55) are each designed as the corresponding components of the guide groups (43, 47).
  • the workpiece conveyor device (41) further comprises a plurality of workpiece carriages (61). These workpiece trolleys (61) are constructed identically to one another, for example. Each of these workpiece carriages (61) can be moved along each of the guide groups (43; 47) and the workpiece carriage lifting devices (51; 57). Each individual workpiece trolley (61) can be controlled individually. It can move in the longitudinal direction (5) both in the conveying direction (15) and in the return direction (16) oriented against the conveying direction (15).
  • the individual workpiece carriage (61), see FIG. 7, has a guide unit (62), a drive unit (64) and a gripping unit (71). These mentioned units (62, 64, 71) are arranged in a common housing (75).
  • the guide unit (62) comprises a recirculating ball shoe (63) which, when the workpiece carriage (61) is mounted on the machine tool (30), engages around the workpiece carriage guide rail (44; 54).
  • the drive unit (64) has an energy and signal supply (65). When the workpiece carriage (61) is used on the machine tool (30), this is spring-loaded against the respective electrical conductor track group (45; 55) on the frame.
  • a drive motor (66) arranged in the workpiece carriage (61) drives a drive wheel (67). This drive wheel (67) meshes with the rack (46; 56) when the workpiece carriage (61) is inserted on the machine tool (30).
  • the gripping unit (71) is arranged above the guide unit (62). It comprises a parallel gripping device (72) with two clamping jaws (73, 74) which can be moved relative to one another. In the exemplary embodiment, both clamping jaws (73, 74) can be moved relative to the housing (75) of the workpiece carriage (61).
  • the opening and closing direction of the parallel gripping device (72) is oriented in the height direction (7).
  • Both clamping jaws (73, 74) can be individually driven and adjustable in height.
  • the gripping unit (71) can also be designed asymmetrically. For example, the lower clamping jaw (73) can have a smaller stroke than the upper clamping jaw (74).
  • the two tool processing devices (81, 91) of the machine tool (30) is provided in the longitudinal direction (5) one behind the other arranged workpiece machining devices (81, 91).
  • each of the workpiece processing devices (81; 91) has a portal (82) standing on the hall floor.
  • the individual portal (82) has a U-shaped portal support (83) oriented in the transverse direction (6), cf. 92, 93).
  • the central beam (84) has support and guide rails (85) running in the transverse direction (6).
  • Each of the tool units (92; 93) shown is mounted on the support and guide rails (85) by means of a cross slide (94).
  • the individual tool unit (92; 93) can thus be moved in the transverse direction (6) and in the vertical direction (7) oriented normal to the conveying plane. It is also conceivable to move the individual tool unit (92; 93) relative to the central bar (84) in the longitudinal direction (5).
  • the tool units shown in the exemplary embodiment each carry a plurality of tools (95). These are, for example, drilling, milling and sawing tools of various nominal dimensions. At least one tool changer is used to exchange tools.
  • the tool unit has at least one tool drive motor.
  • the workpiece transfer station (100) is located at the end of the machine tool (30) facing away from the workpiece feed device (20).
  • the workpiece transfer station (100) comprises a tool tilting device (111) and the pick-up station (101) downstream of it in the conveying direction (15).
  • the workpiece tilting device (111) is arranged on the side of the machine tool (30) facing away from the workpiece conveying device (41).
  • the workpiece tilting device (111) has a support frame (112) with a swiveling device (113), which is arranged next to the frame (31), see FIGS Machine tool (30) be attached.
  • a cross slide (114) which can be moved in the transverse direction (6) is mounted on the support frame (112).
  • This cross slide (114) is driven by means of a positioning cylinder (115) which can be positioned continuously, for example.
  • the cross slide (114) carries a pivot bearing (116) and a pivot cylinder (117).
  • the pivot cylinder (117) is pivotable in a pivot pin (118) on the cross slide (114).
  • the swivel cylinder (117), which is actuated hydraulically, for example, has a piston rod (119) which is mounted on a swivel arm (121) of the swivel bearing (116).
  • Another formation of the swivel drive is also conceivable.
  • an electric motor can be used.
  • the pivot axis (122) of the pivot bearing (116) is oriented in the longitudinal direction (5).
  • the pivot bearing (116) carries a pivot frame (131). This is structured like a computer. He has normal to the pivot axis (122) cantilevered prongs (132), which are ver in the area of the pivot bearing (116) by means of a tine carrier (133) connected.
  • the tine carrier (133) forms a stop bar (134) oriented in the longitudinal direction (5).
  • the prongs (132) lie between the rollers (35) of the roller conveyor (34).
  • the pivoted end position (124) shown in FIGS. 1, 3, 4 and 6 the pivot frame (131) is pivoted, for example, through an angle of 110 degrees about the pivot axis (122).
  • the swivel frame (131) can have a transverse conveyor device. This is, for example, a conveyor belt that, for example, at a central prong (132) is arranged. It is also conceivable, for example, to arrange driven conveyor rollers on one or more prongs (132). The axes of rotation of these conveyor rollers are then oriented in the longitudinal direction (5). It is also conceivable to arrange a workpiece slide acting in the direction of the pivot axis (122) on the prongs (132).
  • the pivot frame (131) can also have a pivotable stop bar (134). Two on the cross slide (114) attached stop support zen (125) limit the pivoting movement of the Schwenkrah mens (131) in the horizontal end position (123). Two more stops (126) limit the pivoted end position (124) of the pivot frame (131).
  • a workpiece return device (140) is arranged parallel to the frame (31).
  • the workpiece return device (140) is connected to the workpiece transfer station (100) in terms of material flow.
  • the workpiece return device (140) has a support frame (141) and at least two belt conveyors (151; 157) arranged one behind the other.
  • the support frame (141) is inclined at an angle of 10 degrees to the vertical, see FIGS.
  • Proximity switches (143) are also arranged in the support frame (141), which are damped, for example, when the workpiece return device (140) is loaded.
  • the individual belt conveyor (151; 157) has a drive motor (152) which drives a drive drum (153). This is, for example, a toothed belt pulley (153).
  • a conveyor belt (154) in the form of a toothed belt (154) loops around the drive drum (153) and a tensioning current mel (155).
  • support and / or tension rollers can be arranged.
  • the individual belt conveyor (151; 157) has a path and / or angle measuring system. This allows, for example, workpiece-dependent positioning of the toothed belt (154).
  • the individual belt conveyor (151; 157) can thus be used for discontinuous conveying.
  • guide strips (156) are arranged on both sides of the individual belt conveyor (151; 157). These protrude over the upper run by 5 millimeters, for example.
  • the conveyor belt (154) can also be trough-shaped.
  • the trough is designed as a longitudinal channel oriented in the longitudinal direction (5).
  • the upper run of the conveyor belt (154) is guided as a trough.
  • the troughing takes place in the upper run shortly before reaching the tensioning drum (155).
  • the inside of this conveyor belt (154) can have a toothing which is interrupted in the transverse direction.
  • the area of the thickest depression is designed without teeth. It is also conceivable to design a belt conveyor (151; 157) with two conveyor belts (154) arranged in a V-shape.
  • the individual workpiece (1; 2) When the individual workpiece (1; 2) is made available, it is placed on one or more workpiece trolleys (61) in such a way that it lies above the lower clamping jaws (73).
  • the parallel gripping device (72) is closed.
  • the position of the workpiece (1; 2) in the longitudinal direction (5) can be determined or checked, e.g. using a test device. This results in the position of the workpiece (1; 2) relative to the workpiece carriage (61).
  • the workpiece carriage (s) (61) move the workpiece (1;
  • the workpiece (1; 2) can be moved in the longitudinal directions (5) by means of the workpiece carriage (61).
  • the individual tool unit (92; 93) can be moved in the transverse direction (6) and in the height direction (7) relative to the workpiece (1; 2).
  • the depth of penetration of the tool into the workpiece (1; 2) is limited to 60% of the workpiece thickness. It is also conceivable to use a counter holder or a lost plate for drilling under the workpiece.
  • a next workpiece (2; 1) can be provided.
  • This second work piece (2; 1) is received and promoted by further workpiece trolleys (61).
  • the second workpiece (2; 1) can have different dimensions than the first workpiece (1; 2).
  • the anticipated workpiece-specific machining operations can also differ from those of the first workpiece (1; 2).
  • the workpiece (1; 2) is conveyed to the second machining device (91) by means of the workpiece carriage (61) in the conveying direction (15).
  • the processing on the second processing device (91) takes place analogously to the processing on the first processing device (81).
  • the production cell (10) can also be equipped with one or more than two workpiece machining devices (81; 91). Instead of the portals (82) shown, the tool units (92; 93) can also be arranged on industrial robots. As soon as the first workpiece (1; 2) has left the working space of the first workpiece processing device (81), the second workpiece (2; 1) can be conveyed into the working space of the first workpiece processing device (81).
  • the workpiece (1; 2) is conveyed to the workpiece transfer station (100). If the work piece (1; 2) has already been completely processed, it is deposited at the pick-up station (101). To deposit the workpiece, the parallel gripping devices (72) of the workpiece trolleys (61) open. The empty workpiece carriage (61) now move in the conveying direction (15) further into the guide rail section (54) of the workpiece carriage lifting device (51).
  • the workpiece (1; 2) can be removed from the production cell (10) using a handling device, for example. This handling device can for example be a handling robot. Manual removal or removal by means of a hoist is also conceivable.
  • the workpiece (1; 2) can, for example, be processed further at a further production station, e.g. at a further production cell (10).
  • the workpiece (1; 2) is deposited in the area of the workpiece tilting device (111).
  • the empty workpiece carriage (61) move to the workpiece carriage lifting device (51) as described above.
  • the lifting carriage (52) is lowered.
  • the guide rail section (52) is aligned with the workpiece carriage guide rail (44) of the lower guide group (47).
  • the workpiece carriage (61) can be along the Move the lower guide rail (44) to prepare the workpiece (12).
  • the workpiece trolleys (61) are raised again to the level of the workpiece trolley guide rail (44) of the upper guide group (43) by means of the second workpiece trolley lifting device (57).
  • the returned workpiece trolleys (61) can now be used to transport further workpieces (1; 2).
  • this workpiece (1; 2) is returned.
  • the workpiece tilting device (111) is initially in the horizontal end position (123) shown in FIG.
  • the workpiece tilting device (111) is moved, for example, by means of the positioning cylinder (115) in the direction of the transverse direction (6) facing away from the workpiece carriage (61).
  • the swivel cylinder (117) is actuated, the swivel frame (131) with the workpiece (1; 2) lying thereon is tilted into the swiveled end position (124) shown in FIG.
  • the workpiece (1; 2) slides along the swivel frame (131) in the direction of the workpiece return device (140). This can be done under the control of gravity. If necessary, the movement of the workpiece (1; 2) can also be controlled by means of the aforementioned Querför dervorraum.
  • the tilted workpiece (1; 2) is placed on the conveyor belt (154).
  • the workpiece (1; 2) now shows its unprocessed underside of the workpiece (4) in the direction of the workpiece wagon (61).
  • the pivoting device (131) continues the tilting movement until the workpiece (1; 2) rests against the support rollers (142) of the support frame (141). For example, the maximum swivel angle of the workpiece tilting device (111) is achieved.
  • the workpiece (1; 2) is now taken over by the workpiece return device (140).
  • the workpiece tilting device (111) can can now be pivoted back into their, for example, flat starting position.
  • the workpiece return device (140) then conveys the first work piece (1; 2) by means of the first belt conveyor (151) by at least the amount of the length of the subsequent workpiece (2; 1) in the return direction (16). For example, as soon as the next workpiece (2; 1) is placed on the first belt conveyor (151), the first belt conveyor (151) conveys the two first-mentioned workpieces (1, 2) by at least the amount of the length of the following workpiece in the return direction (16).
  • Belt conveyor (157) can take place when the second belt conveyor (157) is not carrying a workpiece (1; 2).
  • the area of the second belt conveyor (157) adjacent to the staging area (12) forms an intermediate workpiece store (158) in the exemplary embodiment.
  • the handling robot (21) can remove the workpiece (1; 2) from this intermediate workpiece storage (158).
  • the handling robot (21) grabs the workpiece (1; 2) on its underside (4) and places it in the staging area (12) on the machine table (32) with the upper side (3) facing down.
  • the machined workpiece (1; 2) can also be removed from the intermediate workpiece storage (158) by the operator or by means of a hoist and stored in the preparation area (12). It is also conceivable to remove the machined workpiece (1, 2) at the work piece intermediate storage (158) from the production cell (10). This can be done by means of the handling robot (21), by hand or with the aid of a hoist.
  • the workpiece buffer (158) can also be designed differently than is provided.
  • the workpiece (1; 2) intended to be provided can be lifted off the second belt conveyor (157) or discharged.
  • more than one workpiece (1; 2) can be temporarily stored in the workpiece buffer (158).
  • the workpiece (1; 2) provided is picked up by the workpiece carriage (61) and conveyed in the conveying direction (15) towards the workpiece processing devices (81, 91).
  • the underside (4) of the workpiece (1; 2) is processed.
  • through-bores of the workpiece (1; 2) are also completed here.
  • FIG. 10 shows a variant of a workpiece return device (140).
  • This workpiece return device (140) has a multi-lane structure in some areas. In the exemplary embodiment, it has six parallel tracks (161-166). For workpieces (1; 2) that are conveyed at the workpiece transfer station (100) in the direction of the workpiece return device (140), this workpiece return device (140) is connected downstream of the workpiece transfer station (100) in the material flow.
  • the workpiece return device (140) has a transfer device (171) on the input side.
  • This has a transfer slide (172) which can be moved along transfer rails (173) in a transfer direction (17) oriented in the transverse direction (6).
  • the transfer pusher (172) has a Stitzge alternate (174) and a belt conveyor (175), the example, are designed as the units described in connection with the first embodiment.
  • a transfer drive is used to move the transfer pusher (172) along a transfer rail (173). This transfer drive is locked against a conveyor drive of the belt conveyor (175). This means that the belt conveyor can only be put into operation when the transfer drive has come to a standstill and vice versa.
  • the individual tracks (161-166) are constructed identically to one another in the exemplary embodiment.
  • Each of the tracks (161-166) has, for example, two belt conveyors (167, 168) arranged one behind the other in the return direction (16) and a continuous or multi-part support frame (169). These assemblies are constructed, for example, as described in connection with the first exemplary embodiment. If necessary, the individual track (161-166) can have only one or more than two belt conveyor (167; 168).
  • the tracks (161-166) end in the return direction (16) at a return transfer device (181).
  • This output-side return transfer device (181) is constructed, for example, in a mirror image of the input-side transfer device (171).
  • the individual workpiece (1; 2) can be conveyed in a return transfer direction (18) by means of a return transfer pusher (182) which can be moved along return transfer rails (183).
  • the workpiece (1; 2) is transferred from the tilting device (111) to the transfer pusher (172) at the workpiece transfer station (100).
  • the transfer pusher (172) is in the position closest to the workpiece transfer station (100).
  • the transfer pusher (172) moves along the transfer rails (173) until its belt conveyor (175) is flush with the first belt conveyor (167) in one of the tracks (161-166). In this position of the transfer pusher (172) the support frame (174) of the transfer pusher (172) is aligned with the support frame (169) of the track (161-166).
  • the belt conveyor (175) conveys the workpiece (1; 2) into the second track (162) in the illustration in FIG.
  • the multi-lane area of the workpiece return device (140) forms a workpiece buffer (160).
  • the return transfer pusher (182) moves to the corresponding track (161 - 166).
  • the return transfer slide (182) is in the extension of the fourth track (164).
  • the second belt conveyor (168) of the fourth track (164) conveys the workpiece (1; 2) onto the return transfer pusher (182).
  • This return transfer pusher (182) is part of the workpiece buffer (158).
  • the return transfer slide (182) moves in the return transfer direction (18) in the direction of the preparation position (12). The further processing and / or the removal of the workpiece (1; 2) take place as described above.
  • central beam 85 support and guide rails

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Fertigungszelle mit einer mindestens einen Werkstückwagen aufweisenden Werkstückfördervorrichtung, mit mindestens einer Werkstückbearbeitungsvorrichtung und mit einer Werkstückübergabestation, wobei ein bereitgestelltes Werkstück mittels des Werkstückwagens zu der Werkstückbearbeitungsstation und von dort an die Werkstückübergabestation förderbar ist sowie ein Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstücks in einer derartigen Fertigungszelle. Die Fertigungszelle hat eine an der Werkstückübergabestation angeordnete Werkstückkippvorrichtung und weist eine Werkstückrückführvorrichtung mit einem Werkstückzwischenspeicher auf. An der Werkstückübergabestation ist ein Werkstück mittels der Werkstückkippvorrichtung an die Werkstückrückführvorrichtung übergebbar und dieses Werkstück ist in den Werkstückzwischenspeicher förderbar. Das Werkstück ist aus dem Werkstückzwischenspeicher entnehmbar und der Werkstückfördervorrichtung bereitsteilbar. Mit der vorliegenden Erfindung werden die Einsatzmöglichkeiten einer Fertigungszelle erweitert.

Description

Fertigungszelle mit Werkstückrückführung
Beschreibung :
Die Erfindung betrifft eine Fertigungszelle mit einer mindes tens einen Werkstückwagen aufweisenden Werkstückfördervorrich tung, mit mindestens einer Werkstückbearbeitungsvorrichtung und mit einer Werkstückübergabestation, wobei ein bereitge stelltes Werkstück mittels des Werkstückwagens zu der Werk stückbearbeitungsstation und von dort an die Werkstücküberga bestation förderbar ist sowie ein Verfahren zum Bearbeiten ei nes Werkstücks in einer derartigen Fertigungszelle.
Aus der DE 102017 012 077 Al ist eine derartige Fertigungs zelle bekannt, mit der ein Werkstück bearbeitbar ist.
Bestätigungskopie Der vorliegenden Erfindung liegt die Problemstellung zugrunde, die Einsatzmöglichkeiten einer Fertigungszelle zu erweitern.
Diese Problemstellung wird mit den Merkmalen des Hauptanspru ches gelöst. Dazu hat die Fertigungszelle eine an der Werk stückübergabestation angeordnete Werkstückkippvorrichtung und weist eine Werkstückrückführvorrichtung mit einem Werkstück- Zwischenspeicher auf. An der Werkstückübergabestation ist ein Werkstück mittels der Werkstückkippvorrichtung an die Werk stückrückführvorrichtung übergebbar und dieses Werkstück ist in den Werkstückzwischenspeicher förderbar. Das Werkstück ist aus dem Werkstückzwischenspeicher entnehmbar und der Werk- Stückfördervorrichtung bereitstellbar.
Bei der Bearbeitung wird das Werkstück nach dem ersten Bereit stellen auf seiner Werkstückoberseite bearbeitet. Nach der Entnahme aus dem Werkstückzwischenspeicher und einem zweiten Bereitstellen wird das Werkstück auf seiner Werkstückunter seite bearbeitet.
Die beschriebene Fertigungszelle ermöglicht eine beidseitige Bearbeitung eines z.B. plattenförmigen Werkstücks. Das zu- nächst aus dem Magazin entnommene Rohteil des Werkstücks wird mittels der Werkstückzuführvorrichtung an die Werkstückförder vorrichtung übergeben. Die Werkstückfördervorrichtung fördert das Werkstück zu mindestens einer Bearbeitungsstation und von dort zur Werkstückübergabestation. Die Werkstückfördervorrich- tung hat hierfür Werkstückwagen, die das Werkstück mittels ei ner Werkstückspannvorrichtung aufnehmen. Anschließend verfah ren die Werkstückwagen einzeln oder in Gruppen gesteuert das Werkstück in der Förderrichtung. In der Werkstückübergabestation kann das zumindest teilweise bearbeitete Werkstück entweder aus der Fertigungszelle entnom men werden oder zur weiteren Bearbeitung zurückgeführt werden. Für den letztgenannten Vorgang ist an der Werkstückübergabe- Station eine Werkstückkippvorrichtung angeordnet. Die Werk stückkippvorrichtung kippt das Werkstück, sodass seine Unter seite greifbar ist. Das Werkstück wird von der Werkstückrück führvorrichtung übernommen und in den Werkstückzwischenspei cher gefördert. Die Werkstückzuführvorrichtung greift das im Werkstückzwischenspeicher stehende Werkstück und übergibt es an die Werkstückfördervorrichtung. Anschließend kann die Un terseite des Werkstücks an den genannten Bearbeitungsstationen bearbeitet werden.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unter ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung schematisch dar gestellter Ausführungsformen.
Figur 1 Fertigungszelle; Figur 2 Detail der Werkstückbereitstellung; Figur 3 Querschnitt der Fertigungszelle; Figur 4 Detail der Werkstückübergabestation; Figur 5 Werkstückkippvorrichtung im Grundzustand; Figur 6 Werkstückkippvorrichtung im gekippten Zustand; Figur 7 Werkstückwagen ; Figur 8 Werkstückrückführvorr ichtung; Figur 9 Detail der Werkstückrückführvorrichtung; Figur 10 Variante der Werkstückrückführvorrichtung. Die Figuren 1 - 9 zeigen eine Fertigungszelle (10). Derartige Fertigungszellen (10) werden eingesetzt zur teilweisen Bear beitung oder zur Komplettbearbeitung von Werkstücken (1; 2). Das einzelne, unbearbeitete Werkstück (1; 2) wird einem Maga- zin (11) entnommen und nach erfolgter Bearbeitung an einer Ab holstation (101) einer Werkzeugübergabestation (100) abgelegt. Die Abholstation (101) ist im Ausführungsbeispiel räumlich ge trennt vom Magazin (11) angeordnet. Es ist aber auch denkbar, die Abholstation (101) neben dem Magazin (11) anzuordnen.
In der dargestellten Fertigungszelle (10) wird das zu bearbei tende Werkstück (1; 2) als Rohteil mittels einer Werkstückzu- führvorrichtung (20) aus dem Magazin (11) entnommen und zur Bearbeitung bereitgestellt, vgl. die Figuren 1 und 2. Das Ma- gazin (11) kann einen oder mehrere Werkstückstapel aufweisen. Die Werkstückzuführvorrichtung (20) hat im Ausführungsbeispiel einen Handhabungsroboter (21). Dieser Handhabungsroboter (21) ist z.B. um eine vertikal orientierte Achse (22) schwenkbar.
Er hat einen um mindestens zwei Achsen schwenkbaren Greif- arm (23) sowie einen relativ hierzu schwenkbaren Schwenk kopf (24). Die am Schwenkkopf (24) angeordnete Greifvorrich- tung (25) hat im Ausführungsbeispiel vier Saugbalken (26) zum Greifen des Werkstücks (1; 2). Zur Aufnahme eines Werk stücks (1; 2) werden diese Saugbalken (26) mit Unterdrück be- aufschlagt. Sie nehmen das Werkstück (1; 2) an der Werkstücko berseite (3) auf. Zum Ablegen des Werkstücks (1; 2) wird der Druck wieder an den Umgebungsdruck angepasst.
Auch eine manuelle oder halbmanuelle Werkstückzuführung ist denkbar. Hierbei hebt ein Bediener ein zu bearbeitendes Werk stück (1; 2) von einem Stapel auf und legt es auf dem Werk stücktisch (32) im Bereitstellungsbereich (12) ab. Dies kann ohne oder mit Hilfe eines Hebezeugs erfolgen. Das einzelne Werkstück (1; 2) ist in diesem Ausführungsbei spiel plattenartig ausgebildet. Beispielsweise ist es eine Holzplatte für den Möbelbau. Sie hat z.B. eine Länge zwischen einem Meter und drei Metern, eine Breite zwischen 0,5 Metern und 1,5 Metern und eine Dicke zwischen 0,01 Metern und 0,05 Metern. Das Werkstück (1; 2) kann jedoch auch aus einem ande ren Werkstoff bestehen. Dies kann ein Verbundwerkstoff, Alumi nium, Stahl oder ein anderer mittels spanender Bearbeitung be arbeitbarer Werkstoff sein.
Die Fertigungszelle (10) umfasst eine Werkzeugmaschine (30). Diese hat ein Gestell (31) mit einem Maschinentisch (32), eine Werkstückfördervorrichtung (41) und z.B. zwei Werkstückbear beitungsvorrichtungen (81, 91). Auch eine Ausführung mit einer oder mit mehr als zwei Werkstückbearbeitungsvorrichtungen (81; 91) ist denkbar. Das Gestell (31) ist im Ausführungsbeispiel eine auf dem Hallenboden stehende Stahlstützkonstruktion. Auf dem Gestell (31) ist der ebene Maschinentisch (32) angeordnet. Im Ausführungsbeispiel besteht der Maschinentisch (32) aus ei- ner Gleitbahn (33) und einer an diese anschließende Rollen bahn (34). Die Rollenbahn (34) kann angetriebene Rollen auf- weisen. Gegebenenfalls kann der gesamte Maschinentisch (32) auch als Rollenbahn oder als Bürstenbahn ausgebildet sein. Die Länge des Maschinentischs (32) in der Längsrichtung (5) ent- spricht der Länge des Gestells (31).
An einer Längsseite des Gestells (31) ist eine Führung (42) der Werkstückfördervorrichtung (41) angeordnet. Die Füh rung (42) umfasst zwei zueinander parallele, sowohl in der Querrichtung (6) als auch in der Höhenrichtung (7) zueinander versetzte Führungsgruppen (43, 47). Jede der Führungsgrup pen (43; 47) hat eine in der Längsrichtung (5) orientierte Werkstückwagen-Führungsschiene (44) und parallel hierzu eine elektrische Leiterbahnengruppe (45). Die jeweilige Werkstück wagen-Führungsschiene (44) hat ein obenliegendes Tragprofil. Parallel zur Werkstückwagen-Führungsschiene (44) ist jeweils eine Zahnstange (46) am Gestell (31) angeordnet.
An beiden Enden der Führung (42) sind Werkstückwagen-Hubvor richtungen (51; 57) angeordnet. Diese haben jeweils einen Hub schlitten (52), der zwischen der oberen Führungsgruppe (43) und der unteren Führungsgruppe (47) verfahrbar ist. Der Hub- schlitten (42) wird beispielsweise mittels einer z.B. elektro motorisch angetriebenen Hubspindel verfahren. Er verfährt hierbei entlang einer Hubrampe (53).
Der einzelne Hubschlitten (52) hat einen Führungsschienenab- schnitt (54), einen Zahnstangenabschnitt (56) und einen Ab schnitt der elektrischen Leiterbahngruppe (55). Die Länge der jeweiligen Abschnitte (54 - 56) betragen im Ausführungsbei spiel jeweils 2,5 % der Länge der Führung (42). Der Führungs schienenabschnitt (54), der Zahnstangenabschnitt (56) und der Abschnitt der elektrischen Leiterbahnen (55) sind jeweils so ausgebildet wie die entsprechenden Bauteile der Führungsgrup pen (43, 47).
Die Werkstückfördervorrichtung (41) umfasst weiterhin eine Vielzahl von Werkstückwagen (61). Diese Werkstückwagen (61) sind beispielsweise einander identisch aufgebaut. Jeder dieser Werkstückwagen (61) ist entlang jeder der Führungsgruppen (43; 47) und der Werkstückwagen-Hubvorrichtungen (51; 57) verfahr bar. Jeder einzelne Werkstückwagen (61) ist einzeln ansteuer- bar. Er kann in der Längsrichtung (5) sowohl in der Förder richtung (15) als auch in die entgegen der Förderrichtung (15) orientierte Rückführrichtung (16) verfahren. Der einzelne Werkstückwagen (61), vgl. Figur 7, verfügt über eine Führungseinheit (62), eine Antriebseinheit (64) und eine Greifeinheit (71). Diese genannten Einheiten (62, 64, 71) sind in einem gemeinsamen Gehäuse (75) angeordnet. Die Führungsein- heit (62) umfasst einen Kugelumlaufschuh (63), der bei an der Werkzeugmaschine (30) montiertem Werkstückwagen (61) die Werk stückwagen—Führungsschiene (44; 54) umgreift.
Die Antriebseinheit (64) verfügt über eine Energie- und Sig- nalversorgung (65). Diese liegt bei an der Werkzeugma schine (30) eingesetzten Werkstückwagen (61) federbelastet an der jeweiligen gestellseitigen elektrischen Leiterbahn gruppe (45; 55) an. Ein im Werkstückwagen (61) angeordneter Antriebsmotor (66) treibt ein Antriebsrad (67) an. Dieses An- triebsrad (67) kämmt bei an der Werkzeugmaschine (30) einge setztem Werkstückwagen (61) mit der Zahnstange (46; 56).
Die Greifeinheit (71) ist oberhalb der Führungseinheit (62) angeordnet. Sie umfasst eine Parallelgreifvorrichtung (72) mit zwei relativ zueinander beweglichen Klemmbacken (73, 74). Im Ausführungsbeispiel sind beide Klemmbacken (73, 74) relativ zum Gehäuse (75) des Werkstückwagens (61) verfahrbar. Die Öff- nungs- und Schließrichtung der Parallelgreifvorrichtung (72) ist in der Höhenrichtung (7) orientiert. Auch eine Höhenver- Stellung der gesamten Greifeinheit (71) relativ zur Führungs einheit (62) ist denkbar. Hierbei können auch beide Klemmba cken (73, 74) einzeln angetrieben höhenverstellbar sein. Die Greifeinheit (71) kann auch asymmetrisch ausgebildet sein. So kann beispielsweise die untere Klemmbacke (73) einen geringe- ren Hub aufweisen als die obere Klemmbacke (74).
Die beiden Werkzeugbearbeitungsvorrichtungen (81, 91) der dar gestellten Werkzeugmaschine (30) sind in der Längsrichtung (5) hintereinander angeordnete Werkstückbearbeitungsvorrichtun gen (81, 91). Jede der Werkstückbearbeitungsvorrichtungen (81; 91) hat im Ausführungsbeispiel ein auf dem Hallenboden stehen des Portal (82). Das einzelne Portal (82) hat einen in Quer- richtung (6) orientierten u-förmigen Portalträger (83), vgl. Figur 3. Der jeweilige Portalträger (83) hat einen obenliegen den Zentralbalken (84), der beispielsweise zwei Werkzeugein heiten (92, 93) trägt. Hierfür hat der Zentralbalken (84) in Querrichtung (6) verlaufende Trag- und Führungsschienen (85). Jede der dargestellten Werkzeugeinheiten (92; 93) ist auf die sen Trag- und Führungsschienen (85) mittels eines Kreuzschlit tens (94) gelagert. Die einzelne Werkzeugeinheit (92; 93) ist damit in Querrichtung (6) und in der normal zur Förderebene orientierten Höhenrichtung (7) verfahrbar. Es ist auch denk- bar, die einzelne Werkzeugeinheit (92; 93) relativ zum Zent ralbalken (84) in der Längsrichtung (5) zu verfahren.
Die im Ausführungsbeispiel dargestellten Werkzeugeinhei ten (92; 93) tragen jeweils eine Vielzahl von Werkzeugen (95). Dies sind beispielsweise Bohr-, Fräs- und Sägewerkzeuge ver schiedener Nennabmessungen. Mindestens ein Werkzeugwechsler dient zum Werkzeugaustausch. Zum rotatorischen und/oder axial orientierten Werkzeugantrieb verfügt die Werkzeugeinheit über mindestens einen Werkzeugantriebsmotor.
An dem der Werkstückzuführvorrichtung (20) abgewandten Ende der Werkzeugmaschine (30) befindet sich in den Darstellungen der Figuren 1 und 4 die Werkstückübergabestation (100). Die Werkstückübergabestation (100) umfasst eine Werkzeugkippvor- richtung (111) und die ihr in der Förderrichtung (15) nachge schaltete Abholstation (101). Die Werkstückkippvorrich tung (111) ist auf der der Werkstückfördervorrichtung (41) ab gewandten Seite der Werkzeugmaschine (30) angeordnet. Die Werkstückkippvorrichtung (111) weist einen neben dem Ge stell (31) angeordneten Tragrahmen (112) mit einer Schwenkvor richtung (113) auf, vgl. die Figuren 5 und 6. Der Tragrah men (112) kann auch am Gestell (31) der Werkzeugmaschine (30) befestigt sein. Auf dem Tragrahmen (112) ist ein in der Quer richtung (6) verfahrbarer Querschlitten (114) gelagert. Dieser Querschlitten (114) wird mittels eines z.B. stufenlos positio nierbaren Positionierzylinders (115) angetrieben. Der Quer schlitten (114) trägt eine Schwenklagerung (116) und einen Schwenkzylinder (117). Der Schwenkzylinder (117) ist in einem Schwenkzapfen (118) am Querschlitten (114) schwenkbar gela gert. Der z.B. hydraulisch betätigte Schwenkzylinder (117) hat eine Kolbenstange (119), die an einem Schwenkarm (121) der Schwenklagerung (116) gelagert ist. Auch eine andere Ausbil dung des Schwenkantriebs ist denkbar. Beispielsweise kann ein Elektromotor eingesetzt werden. Die Schwenkachse (122) der Schwenklagerung (116) ist in der Längsrichtung (5) orientiert.
Die Schwenklagerung (116) trägt einen Schwenkrahmen (131). Dieser ist rechenartig aufgebaut. Er hat normal zur Schwenk achse (122) auskragende Zinken (132), die im Bereich der Schwenklagerung (116) mittels eines Zinkenträgers (133) ver bunden sind. Der Zinkenträger (133) bildet eine in der Längs richtung (5) orientierte Anschlagsleiste (134). In einer waa gerechten Endlage (123) des Schwenkrahmens (131), vgl. Fi gur 5, liegen die Zinken (132) zwischen den Rollen (35) der Rollenbahn (34). In der in den Figuren 1, 3, 4, und 6 darge stellten geschwenkten Endlage (124) ist der Schwenkrah men (131) z.B. um einen Winkel von 110 Grad um die Schwenk achse (122) geschwenkt.
Der Schwenkrahmen (131) kann eine Querfördervorrichtung auf- weisen. Dies ist z.B. ein Fördergurt, der beispielsweise an einer zentralen Zinke (132) angeordnet ist. Auch ist es denk bar, z.B. an einer oder mehreren Zinken (132) angetriebene Förderrollen anzuordnen. Die Drehachsen dieser Förderrollen sind dann in der Längsrichtung (5) orientiert. Es ist auch denkbar, an den Zinken (132) einen in Richtung der Schwenk achse (122) wirkenden Werkstückschieber anzuordnen. Auch kann der Schwenkrahmen (131) eine abschwenkbare Anschlag leiste (134) haben. Zwei auf dem Querschlitten (114) befestigte Anschlagstüt zen (125) begrenzen die Schwenkbewegung des Schwenkrah mens (131) in der waagerechten Endlage (123). Zwei weitere An schläge (126) begrenzen die geschwenkte Endlage (124) des Schwenkrahmens (131).
Parallel zum Gestell (31) ist eine Werkstückrückführvorrich tung (140) angeordnet. Die Werkstückrückführvorrichtung (140) ist materialflussmäßig an die Werkstückübergabestation (100) angeschlossen. Die Werkstückrückführvorrichtung (140) hat ein Stützgestell (141) und mindestens zwei hintereinander angeord nete Gurtbandförderer (151; 157). Das Stützgestell (141) ist im Ausführungsbeispiel um einen Winkel von 10 Grad zur Verti kalen geneigt, vgl. die Figuren 8 und 9. Es hat eine Vielzahl von Stützrollen (142), deren Drehachsen in dem genannten Win- kel zur Vertikalen geneigt sind. Im Stützgestell (141) sind weiterhin Näherungsschalter (143) angeordnet, die z.B. bei be ladener Werkstückrückführvorrichtung (140) bedämpft sind.
Der einzelne Gurtbandförderer (151; 157) hat einen Antriebsmo- tor (152), der eine Antriebstrommel (153) antreibt. Dies ist beispielsweise eine Zahnriemenscheibe (153). Ein Förder gurt (154) in der Bauform eines Zahnriemengurts (154) um schlingt die Antriebstrommel (153) und eine Spanntrom- mel (155). Zusätzlich können Stütz- und/oder Spannrollen ange ordnet sein. Der einzelne Gurtbandförderer (151; 157) hat im Ausführungsbeispiel ein Weg- und/oder Winkelmesssystem. Dies erlaubt beispielsweise eine werkstückabhängige Positionierung des Zahnriemengurts (154). Der einzelne Gurtbandförderer (151; 157) ist damit für unstetiges Fördern einsetzbar. An beiden Seiten des einzelnen Gurtbandförderers (151; 157) sind im Aus führungsbeispiel Führungsleisten (156) angeordnet. Diese über ragen den Obertrum beispielsweise um 5 Millimeter.
Der Fördergurt (154) kann auch muldenförmig geführt sein. Hierbei ist die Mulde als in der Längsrichtung (5) orientierte Längsrinne ausgebildet. Im Bereich der Antriebstrommel (153) ist der Obertrum des Fördergurtes (154) als Einmuldung ge- führt. Die Ausmuldung erfolgt im Obertrum kurz vor dem Errei chen der Spanntrommel (155). Die Innenseite dieses Förder gurts (154) kann eine in Querrichtung unterbrochene Verzahnung aufweisen. Beispielsweise ist der Bereich der stärksten Mul- dung verzahnungsfrei ausgebildet. Es ist auch denkbar, einen Gurtbandförderer (151; 157) mit zwei V-förmig angeordneten Fördergurten (154) auszubilden.
Bei der Bereitstellung des einzelnen Werkstücks (1; 2) wird dieses so an einen oder mehrere Werkstückwagen (61) platziert, dass es oberhalb der unteren Klemmbacken (73) liegt. Die Pa rallelgreifvorrichtung (72) wird geschlossen. Hierbei kann die Lage des Werkstücks (1; 2) in der Längsrichtung (5) z.B. mit tels einer Prüfvorrichtung ermittelt oder kontrolliert werden. Hieraus ergibt sich die Lage des Werkstücks (1; 2) relativ zu den Werkstückwagen (61).
Der oder die Werkstückwagen (61) verfahren das Werkstück (1;
2) in der in der Längsrichtung (5) orientierten Förderrich- tung (15) z.B. zur ersten Werkstückbearbeitungsvorrich tung (81). Hier werden beispielsweise werkstückspezifische Fräs- und Bohrbearbeitungen durchgeführt. Während der Bearbei tung kann das Werkstück (1; 2) mittels der Werkstückwagen (61) in den Längsrichtungen (5) verfahren werden. Die einzelne Werkzeugeinheit (92; 93) ist in der Querrichtung (6) und in der Höhenrichtung (7) relativ zum Werkstück (1; 2) verfahrbar. Beispielsweise bei einer Bohrbearbeitung wird die Eindring tiefe des Werkzeugs in das Werkstück (1; 2) auf 60 % der Werk- stückdicke begrenzt. Auch ist es denkbar, für eine Bohrbear beitung unter dem Werkstück einen Gegenhalter oder eine verlo rene Platte einzusetzen.
Sobald das erste Werkstück (1; 2) im Arbeitsbereich der ersten Werkstückbearbeitungsvorrichtung (81) ist, kann ein nächstes Werkstück (2; 1) bereitgestellt werden. Dieses zweite Werk stück (2; 1) wird von weiteren Werkstückwagen (61) aufgenommen und gefördert. Das zweite Werkstück (2; 1) kann andere Abmes sungen haben als das erste Werkstück (1; 2). Auch die vorher- gesehenen werkstückspezifischen Bearbeitungen können sich von denen des ersten Werkstücks (1; 2) unterscheiden.
Nach Beendigung der Bearbeitung an der ersten Bearbeitungssta tion, also an der ersten Werkstückbearbeitungsvorrichtung (81) wird das Werkstück (1; 2) mittels der Werkstückwagen (61) in der Förderrichtung (15) an die zweite Bearbeitungsvorrich tung (91) gefördert. Die Bearbeitung an der zweiten Bearbei tungsvorrichtung (91) erfolgt analog zur Bearbeitung an der ersten Bearbeitungsvorrichtung (81). Die Fertigungszelle (10) kann auch mit einer oder mit mehr als zwei Werkstückbearbei tungsvorrichtungen (81; 91) ausgerüstet sein. Anstatt an den dargestellten Portalen (82) können die Werkzeugeinheiten (92; 93) auch an Industrierobotern angeordnet sein. Sobald das erste Werkstück (1; 2) den Arbeitsraum der ersten Werkstückbearbeitungsvorrichtung (81) verlassen hat, kann das zweite Werkstück (2; 1) in den Arbeitsraum der ersten Werk stückbearbeitungsvorrichtung (81) gefördert werden.
Nach Abschluss der Bearbeitung an der zweiten Werkstückbear beitungsvorrichtung (91) wird das Werkstück (1; 2) an die Werkstückübergabestation (100) gefördert. Falls das Werk stück (1; 2) bereits vollständig bearbeitet ist, wird es an der Abholstation (101) abgelegt. Zum Ablegen des Werkstücks öffnen die Parallelgreifvorrichtungen (72) der Werkstückwa gen (61). Die leeren Werkstückwagen (61) verfahren nun in der Förderrichtung (15) weiter in den Führungsschienenab schnitt (54) der Werkstückwagen-Hubvorrichtung (51). Das Werk- stück (1; 2) kann z.B. mittels einer Handhabungsvorrichtung aus der Fertigungszelle (10) entnommen werden. Diese Handha bungsvorrichtung kann beispielsweise ein Handhabungsroboter sein. Auch eine manuelle Entnahme oder eine Entnahme mittels eines Hebezeugs ist denkbar. Das Werkstück (1; 2) kann bei- spielsweise an einer weiteren Fertigungsstation, z.B. an einer weiteren Fertigungszelle (10), weiterbearbeitet werden.
Falls am Werkstück (1; 2) in der Fertigungszelle (10) weitere Bearbeitungsvorgänge vorgesehen sind, wird das Werkstück (1; 2) im Bereich der Werkstückkippvorrichtung (111) abgelegt. Die leeren Werkstückwagen (61) verfahren zur Werkstückwagen-Hub vorrichtung (51), wie oben beschrieben.
Sobald beispielsweise drei Werkstückwagen (61) auf dem Füh- rungsschienenabschnitt (54) der Werkstückwagen-Hubvorrich tung (51) stehen, wird der Hubschlitten (52) abgesenkt. Nach dem Absenken fluchtet der Führungsschienenabschnitt (52) mit der Werkstückwagen-Führungsschiene (44) der unteren Führungs gruppe (47). Nun können die Werkstückwagen (61) entlang der unteren Führungsschiene (44) zur Werkstückbereitstellung (12) verfahren. Hier werden die Werkstückwagen (61) mittels der zweiten Werkstückwagen-Hubvorrichtung (57) wieder auf das Ni veau der Werkstückwagen-Führungsschiene (44) der oberen Füh- rungsgruppe (43) gehoben. Die zurückgeförderten Werkstückwa gen (61) können nun für den Transport weiterer Werkstücke (1; 2) eingesetzt werden.
Wurde das Werkstück (1; 2) auf der Werkstückkippvorrich- tung (111) abgelegt, wird dieses Werkstück (1; 2) zurückge führt. Die Werkstückkippvorrichtung (111) steht zunächst in der in der Figur 5 dargestellten waagerechten Endlage (123). Die Werkstückkippvorrichtung (111) wird beispielsweise mittels des Positionierzylinders (115) in der von den Werkstückwa- gen (61) abgewandten Richtung der Querrichtung (6) verfahren. Bei Betätigung des Schwenkzylinders (117) wird der Schwenkrah men (131) mit dem darauf liegenden Werkstück (1; 2) in die in der Figur 6 dargestellte geschwenkte Endlage (124) gekippt.
Das Werkstück (1; 2) gleitet entlang des Schwenkrahmens (131) in Richtung der Werkstückrückführvorrichtung (140). Dies kann schwerkraftgesteuert erfolgen. Gegebenenfalls kann die Bewe gung des Werkstücks (1; 2) auch mittels der erwähnten Querför dervorrichtung gesteuert werden. Das gekippte Werkstück (1; 2) wird auf dem Fördergurt (154) abgesetzt. Das Werkstück (1; 2) zeigt jetzt mit seiner unbear beiteten Werkstückunterseite (4) in Richtung der Werkstückwa gen (61). Die Schwenkvorrichtung (131) setzt die Kippbewegung fort, bis das Werkstück (1; 2) an den Stützrollen (142) des Stützgestells (141) anliegt. Beispielsweise wird der maximale Schwenkwinkel der Werkstückkippvorrichtung (111) erreicht. Das Werkstück (1; 2) ist nun von der Werkstückrückführvorrich tung (140) übernommen. Die Werkstückkippvorrichtung (111) kann nun wieder in ihre z.B. ebene Ausgangsstellung zurückge schwenkt werden.
Die Werkstückrückführvorrichtung (140) fördert anschließend mittels des ersten Gurtbandförderers (151) das erste Werk stück (1; 2) zumindest um den Betrag der Länge des nachfolgen den Werkstücks (2; 1) in der Rückförderrichtung (16). Bei spielsweise sobald das nächste Werkstück (2; 1) auf dem ersten Gurtbandförderer (151) aufgesetzt ist, fördert der erste Gurt- bandförderer (151) die beiden erstgenannten Werkstücke (1, 2) mindestens um den Betrag der Länge des nachfolgenden Werk stücks in der Rückförderrichtung (16).
Sobald das erste Werkstück (1; 2) den zweiten Gurtbandförde- rer (157) erreicht, übernimmt dieser das erste Werkstück (1;
2) und fördert es an das neben der Werkstückbereitstel lung (12) liegende Ende der Förderstrecke. Sobald das Werk stück (1; 2) diese Position erreicht, bleibt der zweite Gurt bandförderer (157) stehen. Die Übergabe eines Werkstücks (1; 2) zwischen dem ersten Gurtbandförderer (151) und dem zweiten
Gurtbandförderer (157) kann bereits erfolgen, wenn der zweite Gurtbandförderer (157) kein Werkstück (1; 2) trägt.
Der dem Bereitstellungsbereich (12) benachbarte Bereich des zweiten Gurtbandförderers (157) bildet im Ausführungsbeispiel einen Werkstückzwischenspeicher (158). Aus diesem Werkstück zwischenspeicher (158) kann der Handhabungsroboter (21) das Werkstück (1; 2) entnehmen. Der Handhabungsroboter (21) greift das Werkstück (1; 2) auf seiner Unterseite (4) und legt es im Bereitstellungsbereich (12) auf dem Maschinentisch (32) mit der Oberseite (3) nach unten ab. Das bearbeitete Werkstück (1; 2) kann auch vom Bediener von Hand oder mittels eines Hebe zeugs aus dem Werkstückzwischenspeicher (158) entnommen werden und im Bereitstellungsbereich (12) abgelegt werden. Es ist auch denkbar, das bearbeitete Werkstück (1, 2) am Werk stückzwischenspeicher (158) aus der Fertigungszelle (10) zu entnehmen. Dies kann mittels des Handhabungsroboters (21), von Hand oder mit Hilfe eines Hebezeugs erfolgen.
Der Werkstückzwischenspeicher (158) kann auch anders als dar gestellt ausgebildet sein. So kann beispielsweise das zur Be reitstellung vorgesehene Werkstück (1; 2) vom zweiten Gurt- bandförderer (157) abgehoben oder ausgeschleust werden. Bei einer derartigen Ausführung kann mehr als ein Werkstück (1; 2) im Werkstückzwischenspeicher (158) zeitweise gelagert werden.
Das bereitgestellte Werkstück (1; 2) wird von den Werkstückwa- gen (61) aufgenommen und in der Förderrichtung (15) in Rich tung der Werkstückbearbeitungsvorrichtungen (81, 91) geför dert. Hier wird die Unterseite (4) des Werkstücks (1; 2) bear beitet. Beispielsweise werden hierbei auch Durchbohrungen des Werkstücks (1; 2) fertiggestellt.
Nach Beendigung der Bearbeitung wird das Werkstück (1; 2) bei spielsweise an der Abholstation (101) der Werkstückübergabe station (100) abgelegt. Die Figur 10 zeigt eine Variante einer Werkstückrückführvor richtung (140). Diese Werkstückrückführvorrichtung (140) ist bereichsweise mehrspurig aufgebaut. Im Ausführungsbeispiel hat sie sechs zueinander parallel Spuren (161 - 166). Für Werkstü cke (1; 2), die an der Werkstückübergabestation (100) in Rich- tung der Werkstückrückführvorrichtung (140) gefördert werden, ist diese Werkstückrückführvorrichtung (140) der Werkstück übergabestation (100) im Materialfluss nachgeschaltet. Die Werkstückrückführvorrichtung (140) hat eingangsseitig eine Transfervorrichtung (171). Diese hat einen Transferschie ber (172), der entlang von Transferschienen (173) in einer in der Querrichtung (6) orientierten Transferrichtung (17) ver fahrbar ist. Der Transferschieber (172) hat ein Stützge stell (174) und einen Gurtbandförderer (175), die beispiels weise so ausgebildet sind wie die im Zusammenhang mit dem ers ten Ausführungsbeispiel beschriebenen Einheiten. Zum Verfahren des Transferschiebers (172) entlang ein Transferschienen (173) dient ein Transferantrieb. Dieser Transferantrieb ist gegen einen Förderantrieb des Gurtbandförderers (175) verriegelt. Somit kann der Gurtbandförderer erst in Betrieb gesetzt wer den, wenn der Transferantrieb stillsteht und umgekehrt.
Die einzelnen Spuren (161 - 166) sind im Ausführungsbeispiel identisch zueinander aufgebaut. Jede der Spuren (161 - 166) hat beispielsweise zwei in der Rückführrichtung (16) hinterei nander angeordnete Gurtbandförderer (167, 168) und ein durch gehendes oder mehrteiliges Stützgestell (169). Diese Baugrup pen sind z.B. so aufgebaut, wie im Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben. Gegebenenfalls kann die ein zelne Spur (161 - 166) nur einen oder mehr als zwei Gurtband förderer (167; 168) aufweisen.
Die Spuren (161 - 166) enden in der Rückführrichtung (16) an einer Rücktransfervorrichtung (181). Diese ausgangsseitige Rücktransfervorrichtung (181) ist beispielsweise spiegelbild lich aufgebaut zur eingangsseitigen Transfervorrichtung (171). Das einzelne Werkstück (1; 2) ist mittels eines entlang von Rücktransferschienen (183) verfahrbaren Rücktransferschie bers (182) in einer Rücktransferrichtung (18) förderbar. Beim Betrieb der in der Figur 10 dargestellte Werkstückrück führvorrichtung (140) wird das Werkstück (1; 2) an der Werk stückübergabestation (100) von der Kippvorrichtung (111) an den Transferschieber (172) übergeben. Der Transferschie- ber (172) steht hierbei in der der Werkstückübergabesta tion (100) nächstliegenden Position. Nach der Aufnahme des Werkstücks (1; 2) verfährt der Transferschieber (172) entlang der Transferschienen (173), bis sein Gurtbandförderer (175) bündig mit dem ersten Gurtbandförderer (167) einer der Spu- ren (161 - 166) ist. In dieser Lage des Transferschie bers (172) fluchtet das Stützgestell (174) des Transferschie bers (172) mit dem Stützgestell (169) der Spur (161 - 166). Beim Stillstand des Transferschiebers (172) fördert der Gurt bandförderer (175) das Werkstück (1; 2) in der Darstellung der Figur 10 in die zweite Spur (162). Der mehrspurige Bereich der Werkstückrückführvorrichtung (140) bildet einen Werkstückpuf fer (160).
Um aus dem Werkstückpuffer (160) ein Werkstück (1; 2) zu ent- nehmen, verfährt der Rücktransferschieber (182) an die ent sprechende Spur (161 - 166). In der Darstellung der Figur 10 steht der Rücktransferschieber (182) in der Verlängerung der vierten Spur (164). Der z.B. zweite Gurtbandförderer (168) der vierten Spur (164) fördert das Werkstück (1; 2) auf den Rück- transferschieber (182). Dieser Rücktransferschieber (182) ist Teil des Werkstückzwischenspeichers (158). Nach der Übernahme des Werkstücks (1; 2) verfährt der Rücktransferschieber (182) in der Rücktransferrichtung (18) in Richtung der Werkstückbe reitstellung (12). Die weitere Bearbeitung und/oder die Ent- nähme des Werkstücks (1; 2) erfolgen, wie oben beschrieben.
Auch Kombinationen der einzelnen Ausführungsbeispiele sind denkbar . Bezugszeichenliste :
1 Werkstück, erstes Werkstück
2 Werkstück, zweites Werkstück
3 Werkstückoberseite
4 Werkstückunterseite
5 Längsrichtung
6 Querrichtung
7 Höhenrichtung
10 Fertigungszelle
11 Magazin
12 Werkstückbereitstellung, Bereitstellungsbereich
15 Förderrichtung
16 Rückführrichtung
17 Transferrichtung
18 Rücktransferrichtung
20 Werkstückzuführvorrichtung
21 Handhabungsroboter
22 vertikal orientierte Achse
23 Greifarm
24 Schwenkkopf
25 Greifvorrichtung
26 Saugbalken
30 Werkzeugmaschine
31 Gestell
32 Werkstücktisch, Maschinentisch
33 Gleitbahn
34 Rollenbahn
35 Rollen 41 Werkstückfördervorrichtung
42 Führung
43 Führungsgruppe, obere Führungsgruppe
44 Werkstückwagen-Führungsschiene 45 elektrische Leiterbahngruppe
46 Zahnstange
47 Führungsgruppe, untere Führungsgruppe
51 Werkstückwagen-Hubvorrichtung 52 Hubschlitten
53 Hubrampe
54 Führungsschienenabschni11
55 Abschnitt der elektrischen Leiterbahngruppe
56 Zahnstangenabschnitt 57 Werkstückwagen-Hubvorrichtung
61 Werkstückwagen
62 Führungseinheit
63 Kugelumlaufschuh 64 Antriebseinheit
65 Energie- und Signalversorgung
66 Antriebsmotor 67 Antriebsrad 71 Greifeinheit
72 ParallelgreifVorrichtung
73 Klemmbacke, unten
74 Klemmbacke, oben
75 Gehäuse
81 WerkstückbearbeitungsVorrichtung
82 Portal
83 Portalträger
84 Zentralbalken 85 Trag- und Führungsschienen
91 Werkstückbearbeitungsvorrichtung
92 Werkzeugeinheit
93 Werkzeugeinheit
94 Kreuzschlitten
95 Werkzeuge
100 Werkstückübergabestation
101 Abholstation
111 Werkstückkippvorrichtung 112 Tragrahmen 113 Schwenkvorrichtung 114 Querschlitten
115 Positionierzylinder
116 Schwenklagerung
117 Schwenkzylinder
118 Schwenkzapfen 119 Kolbenstange
121 Schwenkarm 122 Schwenkachse 123 Endlage, waagerecht 124 Endlage, geschwenkt
125 Anschlagstützen
126 Anschläge
131 Schwenkrahmen, Kipprahmen 132 Zinken
133 Zinkenträger
134 Anschlagleiste
140 Werkstückrückführvorrichtung 141 Stützgestell
142 Stützrollen
143 Näherungsschalter
151 Gurtbandförderer, erster Gurtbandförderer
152 Antriebsmotor
153 Antriebstrommel, Zahnriemenscheibe
154 Fördergurt, Zahnriemengurt
155 Spanntrommel
156 Führungsleisten
157 Gurtbandförderer, zweiter Gurtbandförderer
158 Werkstückzwischenspeicher
160 Werkstückpuffer
161 erste Spur von (140)
162 zweite Spur von (140)
163 dritte Spur von (140)
164 vierte Spur von (140)
165 fünfte Spur von (140)
166 sechste Spur von (140)
167 Gurtbandförderer
168 Gurtbandförderer 169 Stützgestell
171 Transfervorrichtung
172 Transferschieber
173 Transferschienen
174 Stützgestell
175 Gurtbandförderer
181 Rücktransfervorrichtung
182 RücktransferSchieber
183 Rücktransferschienen

Claims

Patentansprüche :
1. Fertigungszelle (10) mit einer mindestens einen Werkstück wagen (61) aufweisenden Werkstückfördervorrichtung (41), mit mindestens einer WerkstückbearbeitungsVorrichtung (81; 91) und mit einer Werkstückübergabestation (100), wobei ein bereitge stelltes Werkstück (1; 2) mittels des Werkstückwagens (61) zu der Werkstückbearbeitungsstation (81; 91) und von dort an die Werkstückübergabestation (100) förderbar ist, dadurch gekenn zeichnet , - dass die Fertigungszelle (10) eine an der Werkstücküber gabestation (100) angeordnete Werkstückkippvorrich tung (111) hat und eine Werkstückrückführvorrich tung (140) mit einem Werkstückzwischenspeicher (158) auf- weist, - dass an der Werkstückübergabestation (100) ein Werk stück (1; 2) mittels der Werkstückkippvorrichtung (111) an die Werkstückrückführvorrichtung (140) übergebbar ist und dieses Werkstück (1; 2) in den Werkstückzwischenspei cher (158) förderbar ist und - dass das Werkstück (1; 2) aus dem Werkstückzwischenspei cher (158) entnehmbar und der Werkstückfördervorrich tung (41) bereitstellbar ist.
2. Fertigungszelle (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass sie eine Werkstückzuführvorrichtung (20) umfasst, wobei das Werkstück (1; 2) mittels der Werkstückzuführvorrich- tung (20) der Werkstückfördervorrichtung (41) bereitstellbar ist und mittels der Werkstückzuführvorrichtung (20) aus dem Werkstückzwischenspeicher (158) entnehmbar ist.
3. Fertigungszelle (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich net, dass die Werkstückzuführvorrichtung (20) einen Handha bungsroboter (21) umfasst.
4. Fertigungszelle (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass jeder einzelne Werkstückwagen (61) schienengebunden ist und individuell ansteuerbar ist.
5. Fertigungszelle (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass die Werkstückfördervorrichtung (41) eine obere Füh rungsgruppe (43) und eine untere Führungsgruppe (47) aufweist
6. Fertigungszelle (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich net, dass der einzelne Werkstückwagen (61) mittels mindestens einer Werkstückwagen-Hubvorrichtung (51; 57) zwischen der obe ren Führungsgruppe (43) und der unteren Führungsgruppe (47) verfahrbar ist.
7. Fertigungszelle (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass die Werkstückkippvorrichtung (111) einen Schwenkrah men (131) mit einem Schwenkwinkel größer als 90 Grad und klei ner als 150 Grad aufweist.
8. Fertigungszelle (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass die Werkstückrückführvorrichtung (140) mindestens zwei unstetig fördernde Gurtbandförderer (151, 157; 175, 167; 167, 168) aufweist.
9. Fertigungszelle (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass die Werkstückrückführvorrichtung (140) zumindest be reichsweise mehrspurig ausgebildet ist.
10. Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstücks (1; 2) in einer
Fertigungszelle (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
- dass das Werkstück (1; 2) nach dem ersten Bereitstellen auf seiner Werkstückoberseite (3) bearbeitet wird und
- dass das Werkstück (1; 2) nach der Entnahme aus dem Werk- Stückzwischenspeicher (158) und einem zweiten Bereitstel len auf seiner Werkstückunterseite (4) bearbeitet wird.
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