WO2017182015A1

WO2017182015A1 - Verfahren zur handhabung von teile aufnehmenden, gestapelten teileträgern innerhalb einer automationszelle und automationszelle zur durchführung des verfahrens

Info

Publication number: WO2017182015A1
Application number: PCT/DE2017/000106
Authority: WO
Inventors: Stefan Morgenstern; Frank Gruschwitz
Original assignee: Maschinenbau Service Automatisierungstechnik Chemnitz GmbH
Current assignee: Maschinenbau Service Automatisierungstechnik Chemnitz GmbH
Priority date: 2016-04-18
Filing date: 2017-04-18
Publication date: 2017-10-26
Anticipated expiration: 2018-10-18
Also published as: CN109071132A; DE102016004532B4; CN109071132B; DE102016004532A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Handhabung von Teile aufnehmenden, gestapelten Teileträgern innerhalb einer Automationszelle. Während es Aufgabe der Erfindung ist, ein Verfahren und eine Automationszelle zur Durchführung des Verfahrens zur Handhabung von Teile aufnehmenden, gestapelten Teileträgern innerhalb einer Automationszelle vorzuschlagen, bei denen während des Transports der Teileträger vom ersten zum zweiten Schleusenplatz sowie in das Zwischenlager und zurück, sowohl auf das Verlassen der vertikalen Hauptachse des Gehäuses durch die Teileträger verzichtet, als auch eine zusätzliche Zwischenlagerung zumindest der bestückten Teileträger im Bereich zwischen dem ersten Schleusenplatz und dem zweiten Schleusenplatz nicht erforderlich ist, und dabei dennoch eine deutliche Reduzierung des Grundflächenbedarfs für die Automationszelle zu ermöglichen, wird diese verfahrenstechnisch dadurch gelöst, dass a) mehrere, auf einer Plattform (5) gestapelte und Teile aufnehmende Teileträger (6) über eine Öffnung (3) in der Automationszelle (1) an einem in der Automationszelle (1) befindlichen ersten Schleusenplatz (4) positioniert, der bodenseitiger Bestandteil eines vertikalen Schachtes (8) eines Gehäuses (2) ist, durch den eine vertikale Hauptachse (7) verläuft, wobei sich weiterhin die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruch 1 gemäß den Buchstaben b) bis f) anschließen.

Description

Verfahren zur Handhabung von Teile aufnehmenden, gestapelten Teileträgern innerhalb einer Automationszelle und Automationszelle zur Durchführung des Verfahrens

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Handhabung von Teile aufnehmenden, gestapelten Teileträgern innerhalb einer Automationszelle. Zusätzlich betrifft die Erfindung eine als Automationszelle ausgestaltete Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Anwendung findet die Erfindung vorzugsweise für Automationszellen in denen Teile aufnehmende, gestapelte Teileträger gehandhabt werden und es sich dabei um Teile wie Wellen, Stopfen, Drehteile und Stanzteile handelt, die einem Montageautomaten zur Herstellung gebauter Nockenwellen für Brennkraftmaschinen zugeführt werden.

Zur Automatisierung von Fertigungsprozessen ist es allgemein üblich, Teile, welche eine Bearbeitung, beispielweise eine spanende Bearbeitung, Montage o.ä. erfahren sollen, in gestapelten Teileträgern einer Automationszelle zuzuführen. Nachfolgend werden die Teileträger derartig gehandhabt, dass diese in den Zugriffsbereich einer Transfereinrichtung zur Entnahme der Teile überführt und durch die Transfereinrichtung beispielweise zur Realisierung einer spanenden Bearbeitung der als Werkstücke ausgestalteten Teile einer Werkzeugmaschine oder zur automatisierten Montage der als Montageteile ausgeführten Teile zugeführt werden. Danach besteht die Möglichkeit, die bearbeiteten Teile wieder mittels der Transfereinrichtung im Teileträger abzulegen oder die zu einem End- oder Halbfertigprodukt zusammengefügten Montageteile über eine entsprechende Transporteinrichtung aus der Automationszelle herauszuführen. Außerdem kann der Teileträger auch zur Aufnahme von Werkzeugen genutzt werden. Zusätzlich können auch Bearbeitungsteile (Werkstücke) und/oder Werkzeuge und/oder Montageteile gemeinsam in einem Teileträger integriert werden.

Ein solches Verfahren und eine danach arbeitende Vorrichtung sind beispielsweise aus der DE 10 2004 003 587 A1 bekannt.

Bei diesem Verfahren werden

- mehrere, auf einer wagenförmigen Plattform gestapelte und Teile aufnehmende Teileträger über eine Öffnung in der Automationszelle an einem in der Automationszelle befindlichen Schleusenplatz positioniert, durch den eine vertikale Hauptachse verläuft,

- mindestens einer der gestapelten Teileträger wird von einem Transfermittel von der wagenförmigen Plattform abgehoben und auf eine vertikal auf- und abwärts bewegbare erste Liftplattform einer Vertikalverfahreinheit überführt, deren vertikale Verfahrachse parallel zur vertikalen Hauptachse des Schleusenplatzes verläuft,

- nach der Aufwärtsbewegung der ersten Liftplattform wird über das Transfermittel der Teileträger in einem der Lagerplätze eines ersten Zwischenlagers abgelegt, die oberhalb des Schleusenplatzes angeordnet sind,

- über die Liftplattform in Verbindung mit dem Transfermittel wird ein einzelner Teileträger einem der weiteren Schleusenplätze zuführbar, die wiederum in vertikaler Richtung mit der ersten Lagerstation ausgerichtet sind, wobei jedem dieser beiden Schleusenplätze ein Übergabeplatz zugeordnet ist,

- mittels Transfermitteln wird der Teileträger auf dem zugehörigen Übergabeplatz positioniert, wobei der oberste Übergabeplatz in Form einer Schublade ausziehbar ausgestaltet ist,

- am Übergabeplatz liegend, werden die im Teileträger positionierten Teile mittels einer an einem Portal an der Automationszelle geführten Greifeinrichtung zur Realisierung der vorgesehener Bearbeitungsvorgänge entnommen oder nach deren Realisierung wieder im Teileträger abgelegt sowie die Teileträger für die Entnahme durch eine Öffnung in der Automationszelle auf die wagenförmige Plattform zurückgeführt. Nach der Zuführung weiterer gestapelter Teileträger mit zur Bearbeitung vorgesehenen Teilen an dem in der Automationszelle befindlichen Schleusenplatz wird der vorstehend beschriebene Vorgang erneut durchgeführt.

Um im Bedarfsfall unterschiedliche Ausgestaltungen von Teileträgern mit darin positionierten Teilen innerhalb der Automationszelle handhaben zu können, weist die Vertikalverfahreinheit auf ihrer dem ersten Zwischenlager gegenüberliegenden Seite ein zweites Zwischenlager mit Lagerplätzen auf, wobei diese Lagerplätze auf einer vertikal und parallel zur Hauptachse verlaufenden Lagerstationsachse ausgerichtet sind. Die Überführung auch dieser weiteren auf der wagenförmigen Plattform gestapelten und Teile aufnehmenden Teileträger über eine Öffnung in der Automationszelle von dem in der Automationszelle befindlichen Schleusenplatz zu den jeweiligen Lagerplätzen in dem zweiten Zwischenlager bzw. zum obersten Übergabeplatz für die Entnahme der Teile durch die Greifeinrichtung vollzieht sich mittels der Vertikalverfahreinheit, deren Liftplattform und dem Transfermittel im Wesentlichen analog der oben beschriebenen Verfahrensweise zu den Teileträgern der ersten Lagerstation. Die nach diesem Stand der Technik (DE 10 2004 003 587 A1) bekannte Vorrichtung zur Handhabung von Teile aufnehmenden gestapelten Teileträgern innerhalb einer Automationszelle besteht

- aus einem, in einem Schacht eines Gehäuses mit einer vertikalen Hauptachse vorgesehenen und an dieser Hauptachse ausgerichteten ersten Schleusenplatz zum Einschleusen und Ausschleusen der gestapelten Teileträger über eine im Gehäuse vorgesehenen Öffnung, wobei darüberliegend, aber in räumlicher Trennung vom ersten Schleusenplatz ein erstes vertikales Zwischenlager aus einer Mehrzahl von übereinander angeordneten Lagerplätzen angeordnet ist,

- parallel zur Hauptachse ist für die Teileträger ein zweites vertikales Zwischenlager aus einer Mehrzahl von übereinander angeordneten Lagerplätzen befindlich,

- zumindest über dem ersten Zwischenlager ist ein weiterer, in Form eines horizontal beweglichen Schiebers ausgestalteter zweiter Schleusenplatz befindlich und an der Außenseite des Gehäuses benachbart zu diesem Schleusenplatz ein Übergabeplatz angeordnet, auf den die Teileträger aus dem zweiten Schleusenplatz überführt werden, so dass die Teile von einer Handhabungseinrichtung aus dem auf dem Übergabeplatz befindlichen Teileträger einzeln entnommen bzw. darin abgelegt werden können,

- wobei zwischen dem ersten und dem zweiten Zwischenlager eine Vertikalverfahreinheit befindlich ist, um die in Verbindung mit Transfermitteln die Teileträger in horizontaler Richtung in die Lagerplätze des ersten und des zweiten Zwischenlagers einzulagern oder daraus auszulagern sowie in den zweiten und ersten Schleusenplatz einzuschleusen oder aus diesen auszuschleusen.

Die Nachteile dieser Lösung bestehen darin, dass die Teileträger auf dem Weg vom ersten Schleusenplatz zum zweiten Schleusenplatz mit dem zugeordneten Übergabeplatz und zurück, zusätzlichen Handhabungen unterzogen werden müssen, die insbesondere durch die Zwischenlager mit den zugehörigen, nur seitlich beschickbaren Lagerplätzen unvermeidlich sind. Dazu ist es erforderlich, dass die im ersten Schleusenplatz gestapelt bereitgestellten und nach der vertikalen Hauptachse des Schachtes ausgerichteten Teileträger für eine Verlagerung mit der Vertikalverfahreinheit, deren Verfahrachse parallel, aber beabstandet zur vertikalen Hauptachse des Schachts des Gehäuses verläuft, unter Nutzung des Transfermittels zunächst senkrecht zur Hauptachse, d.h., die Ausrichtung zur Hauptachse des Schachtes verlassend, auf die Liftplattform zu übergeben und nach der Aufwärtsbewegung der Teileträger beispielweise in einem der Lagerplätze des ersten Zwischenlagers einzulagern sind sowie im Bedarfsfall wieder mittels des Transfermittels aus dem Lagerplatz zu entnehmen und über die Liftplattform bis auf die Höhe des beispielweise auf dem zweiten, eine ausziehbare Schublade beinhaltenden Schleusenplatz zu überführen sind, um diese anschließend auf den an der Außenseite des Gehäuses und benachbart zum zweiten Schleusenplatz angeordneten Übergabeplatz transferieren zu können. Dadurch wird es für weiterhin beabsichtigte Arbeitsschritte mit den Teilen ermöglicht, diese dem Teileträger zu entnehmen bzw. nach Beendigung dieser Arbeitsschritte wieder im Teileträger abzulegen. Die Zurückführung der Teileträger erfolgt in umgekehrter Reihenfolge, so dass diese wieder zur gemeinsamen Stapelung an den ersten Stapelplatz übergeben werden. Außerdem beansprucht die nebeneinander erfolgende Anordnung des einerseits ersten Schleusenplatzes mit dem darüber befindlichen ersten vertikalen Zwischenlager und dem zweiten Schleusenplatz sowie andererseits der mit einer Liftplattform ausgestatteten Vertikalverfahreinheit einen großen Grundflächenbedarf innerhalb der Automationszelle. Dieser Grundflächenbedarf wird weiter dadurch erhöht, wenn auf der dem ersten vertikalen Zwischenlager gegenüberliegenden Seite der Vertikalverfahreinheit ein zweites Zwischenlager angeordnet wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Automationszelle zur Durchführung des Verfahrens zur Handhabung von Teile aufnehmenden, gestapelten Teileträgern innerhalb einer Automationszelle vorzuschlagen, bei denen während des Transports der Teileträger vom ersten zum zweiten Schleusenplatz sowie in das Zwischenlager und zurück, sowohl auf das Verlassen der vertikalen Hauptachse des Gehäuses durch die Teileträger verzichtet, als auch eine zusätzliche Zwischenlagerung zumindest der bestückten Teileträger im Bereich zwischen dem ersten Schleusenplatz und dem zweiten Schleusenplatz nicht erforderlich ist, und dabei dennoch eine deutliche Reduzierung des Grundflächenbedarfs für die Automationszelle ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem gattungsgemäßen Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus Patentanspruch 2 hervor.

Eine als Automationszelle ausgestaltete Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ergibt sich aus den Patentansprüchen 3 bis 14.

Die Vorteile der Erfindung bestehen darin, dass die Teileträger auf dem Weg vom ersten Schleusenplatz zum zweiten Schleusenplatz mit dem zugeordneten Zwischenlager bzw. dem Übergabeplatz und zurück, für eine Verlagerung mit der Vertikalverfahreinheit nicht in eine parallele und beabstandet zur vertikalen Hauptachse des Schachtes des Gehäuses verlaufende Verfahrachse horizontal überführt werden müssen, da die Verfahrachse der mit der Greifeinheit ausgestalteten Vertikalverfahreinheit koaxial zur Hauptachse des Schachtes des Gehäuses angeordnet ist. Dadurch wird die Handhabung der Teileträger deutlich vereinfacht, zeitlich optimiert und der grundflächenmäßige Platzbedarf der Automationszelle erheblich reduziert sowie im Bedarfsfall für weiterhin benötigte Automationszellen nutzbar.

Die Erfindung soll nachfolgend an Ausführungsbeispielen und zugehörigen Zeichnungen näher erläutert werden.

Es zeigen:

Fig. 1 bis 10 eine schematisierte Seitenansicht der erfindungsgemäßen

Automationszelle, wobei zur Darlegung des Vefahrensablaufes bei der Handhabung der Teileträger jeweils in mehreren Verfahrensschritten und zwar von der Einschleusung der Plattform mit

den gestapelten Teileträgern in den ersten Schleusenraum bis zur Ausschleusung des Stapels an abgearbeiteten und zwischengelagerten Teileträgern aus dem ersten Schleusenraum dargestellt ist

Fig. 11 eine schematische Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen

Automationszelle

Fig. 12 eine schematische Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen

Automationszelle entlang Linie A-A der Fig. 11

Fig. 13 eine Schnittdarstellung (Draufsicht) der erfindungsgemäßen

Automationszelle entlang Linie B-B der Fig. 12

Fig. 14 eine vereinfachte, vergrößerte Schnittdarstellung des Bereichs

- zweiter Schleusenplatz sowie Übergabeplatz mit Darstellung des horizontal beweglichen Schiebers im zusammengefahrenen

Zustand - sowie der - Einhängevorrichtung Fig. 15 eine vereinfachte, vergrößerte Schnittdarstellung des Bereichs - zweiter Schleusenplatz sowie Übergabeplatz mit Darstellung des horizontal beweglichen Schiebers in ausgefahrenem

Zustand sowie der - Einhängevorrichtung

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden zur Handhabung von Teile aufnehmenden, gestapelten Teileträgern innerhalb einer Automationszelle a) gemäß Fig. 1 mehrere, auf einer Plattform 5 gestapelte und Teile aufnehmende Teileträger 6 über eine Öffnung 3 in der Automationszelle 1 an einem in der Automationszelle 1 befindlichen ersten Schleusenplatz 4 positioniert, der bodenseitiger Bestandteil eines vertikalen Schachtes 8 eines Gehäuses 2 ist, durch den eine vertikale Hauptachse 7 verläuft, b) nach der Fig. 2 mindestens einer der gestapelten Teileträger 6 wird von der Plattform 5 mittels einer vertikal, entlang der Hauptachse 7 des Schachtes 8 auf- und abwärtsbewegbaren Greifeinheit 12 (Vertikalverfahreinheit) ergriffen, bis in einen über dem ersten Schleusenplatz 4 liegenden zweiten Schleusenplatz 23 höhenmäßig über eine horizontale Auslegerachse 33 eines verfahrbaren Schiebers 26 gemäß Pfeil a angehoben, der auf einen außerhalb des Schachtes 8 liegenden Übergabeplatz 25 positioniert ist, und nach dem gemäß Pfeil b erfolgten Einfahren des Schiebers 26 vom Übergabeplatz 25 in den zweiten Schleusenplatz 23 im Schacht 8 gemäß Pfeil a der Fig. 3 auf dem Schieber 26 abgelegt und anschließend nach Pfeil b mit dem Schieber 26 entlang Auslegerachse 33 aus dem Bereich des zweiten Schleusenplatzes 23 zum außerhalb des Schachtes 8 liegenden Übergabeplatz 25 bewegt, c) am Übergabeplatz 25 gemäß Fig. 3 liegend, werden die im Teileträger 6 positionierten Teile mittels einer Transfereinrichtung 28 (Fig. 11) zur Realisierung der vorgesehener Bearbeitungsvorgänge entnommen oder nach deren Realisierung wieder im Teileträger 6 abgelegt, d) anschließend fährt der Schieber 26 nach der Fig. 4 mit dem abgearbeiteten Teileträger 6 gemäß Pfeil a vom Übergabeplatz 25 und sich an der Hauptachse 7 des Schachtes 8 ausrichtend wieder in den zweiten Schleusenplatz 23 hinein, der Teileträger 6 wird von der Greifeinheit 12 ergriffen und gemäß Pfeil b vertikal aus dem Bereich des zweiten Schleusenplatzes 23 in einem als Zwischenlager 18 ausgestalteten und sich an der Hauptachse 7 des Schachtes 8 ausrichtenden Freiraum über diesen zweiten Schleusenplatz 23 im Schacht 8 bewegt sowie einer Lagefixierung unterzogen (Fig. 4), so dass der nächste Teileträger 6 der Plattform 5 in analoger Weise gehandhabt werden kann, e) nachdem der letzte der abzuarbeitenden Teileträger 6 gemäß Fig. 5 auf dem Übergabeplatz 25 positioniert worden ist, werden

entweder

die im als Zwischenlager 18 ausgestalteten Freiraum über dem zweiten Schleusenplatz 23 des Schachtes 8 gestapelten Teileträger 6 nach der Entkopplung der Einhängevorrichtung 17 einzeln oder als Stapel in Verbindung mit der sich abwärts bewegenden Greifeinheit 12 gemäß Pfeil a der Fig. 6 wieder auf der Plattform 5 am ersten Schleusenplatz 4 abgesetzt oder

nachdem gemäß Fig. 7 der letzte der abgearbeitete Teileträger 6 wieder nach Pfeil a in den zweiten Schleusenraum 23 verfahren worden ist, dieser Teileträger 6 separat von der Greifeinheit 12 erfasst und sofort durch deren Abwärtsbewegung gemäß Pfeil a auf der Plattform 5 am ersten Schleusenplatz 4 abgelegt (Fig. 8) und erst nachfolgend die im Freiraum des Zwischenlagers 18 befindlichen restlichen Teileträger 6 ihrerseits von der Greifeinheit 12 ergriffen (Fig. 9) und nach Entkopplung der Lagefixierung der gestapelten Teileträger 6 diese gemäß Pfeil a abwärtsbewegt sowie auf dem auf der Plattform 5 am ersten Schleusenplatz 4 bereit befindlichen Teileträger 6 stapelbildend abgelegt (Fig. 10) bzw.

dieser letzte Teileträger 6 zunächst ebenfalls einer nicht gezeigten gestapelten Lagefixierung in Verbindung mit den weiteren Teileträgern 6 im als Zwischenlager 18 ausgestalteten Freiraum über dem zweiten Schleusenplatz 23 des Schachtes 8 unterzogen und der derartig gebildete Stapel nach der Entkopplung der Lagefixierung der Teileträger 6, mit der sich abwärts bewegenden Greifeinheit 12 gemäß Fig. 10 auf der Plattform 5 am ersten Schleusenplatz 4 abgestellt, f) nach Fig. 11 die Plattform 5 mit den gestapelten Teileträgern 6 über die Öffnung 3 aus dem ersten Schleusenplatz 4 der Automationszelle 1 ausgeschleust und eine weitere Plattform 5¹ gestapelter Teileträger 6¹ mit nunmehr zur Bearbeitung vorgesehenen Teilen an dem in der Automationszelle 1 befindlichen ersten Schleusenplatz 4 eingeschleust, wobei der beschriebene Verfahrensablauf erneut durchgeführt wird. Mit Bezug auf die vorgenannte Verfahrensweise nach Buchstabe d) wird für die Überführung des zweiten und jeden weiteren Teileträgers 6 in den als Zwischenlager 18 ausgeführten Freiraum über dem zweiten Schleusenplatz 23 des Schachtes 8 der jeweilige Teileträger 6 von der Greifeinheit 12 ergriffen und vertikal aus dem Bereich der Auslegerachse 33 des zweiten Schleusenplatzen 23 in den als Zwischenlager 18 ausgestalteten Freiraum über dem zweiten Schleusenplatz 23 des Schachtes 8 bewegt, dessen Kontakt mit dem unteren bereits im Zwischenlager 18 befindlichen Teileträger 6 hergestellt, wobei die Lagefixierung des Letzteren aufgehoben und dafür die des anzufügenden Teileträgers 6 erfolgt, so dass immer eine gemeinsame Stapelung aller Teileträger 6 auf dem jeweils unteren Teileträger 6 vollzogen wird.

In den Fig. 11 bis 15 ist eine Vorrichtung in Form einer Automationszelle 1 zur Durchführung des Verfahrens dargestellt. Diese besteht aus einem Gehäuse 2, dem im bodenseitigen Bereich frontseitig als Zugangstür ausgestaltete Öffnung 3 zu einem ersten Schleusenplatz 4 für das Ein- und Ausschleusen von mehreren, auf einer Plattform 5, vorzugsweise einem Wagen, gestapelten und nicht dargestellten Teilen aufnehmenden Teileträgern 6 zugeordnet ist. Eine wagenförmige Plattform 5 wurde bereits im ersten Schleusenplatz 4 platziert und deren Teileträger 6 vorangehend einer unter näher erläuterten Handhabung unterzogen, während außerhalb der Automationszelle 1 die nach Abschluss der Handhabung als nächste einzuschleusende Plattform 5¹ mit den gestapelten Teileträgern 6¹ bereitgestellt worden ist.

Das Gehäuse 2 beinhaltet einen sich vertikal entlang einer Hauptachse 7 erstreckenden, durch das gesamte Gehäuse 2 verlaufenden Schacht 8, in dem die Plattform 5 mit den gestapelten und mit Teilen bestückten Teileträgern 6 an der Hauptachse 7 ausgerichtet, im ersten Schleusenplatz durch Führungen 9 und Anschläge 10 positioniert (siehe auch Fig.

12) und durch ein Arretierelement 11 lagefixiert ist. Vorteihafterweise kann das Arretierelement 11 als Kipphebel ausgebildet sein. Im Schacht 8 ist außerdem eine vertikal entlang der Hauptachse 7 verfahrbare, an die Teileträger 6 angepasste Greifeinheit 12 (Vertikalverfahreinheit) angeordnet, deren Kraftübertragung über zwei seitlich an der Innenwandung 13 des Gehäuses 2 angeordnete Kettentriebe 14 erfolgt (siehe auch Fig.

13) , die im oberen Bereich des Gehäuses 2 über eine Hauptwelle 15 an einem zentralen elektrischen Antrieb 16 gekoppelt sind. Dabei verfügt die Greifeinheit 12 über einen vertikalen Verfahrbereich, welcher sich von der Abholposition des unteren auf der Plattform befindlichen Teileträgers 6 bis zur Übergabeposition an eine Einhängevorrichtung 17 für ein Zwischenlager 18 erstreckt. Diese Einhängevorrichtung 17 besteht aus zumindest an zwei gegenüberliegenden Seiten des Schachtes 8 angeordneten, die vertikale Bewegungsbahn der Teileträger 6 freigebbaren bzw. blockierbaren Aktoren 19, die vorzugsweise als pneumatische Aktoren ausgebildet sind. Damit wird ermöglicht, dass die einzelnen Teileträger 6 von der Greifeinheit 12 über die Horizontalebene der Einhängevorrichtung 17 bewegt und nachfolgend die Teileträger 6 in diesem Zwischenlager 18 unter Bildung eines Stapels lagefixierend in die Einhängevorrichtung 17 eingehängt werden können. Hierbei wird immer nur der jeweils zuletzt der Stapelung zugeführte, also der untere der Teileträger 6 in die Einhängevorrichtung 17 eingehängt, und alle darüber befindlichen Teileträger 6 liegen auf diesem unteren Teileträger 6 auf. Um sicherzustellen, dass ein seitliches Verkippen des aus den Teileträgern 6 aufzubauenden Stapels vermieden wird, sind an zwei gegenüberliegenden Seiten, der front- und rückfrontseitigen Innenwandungen 20, 21 des Gehäuses 2 Führungsleisten 22 vorgesehen. Unterhalb der Einhängevorrichtung 17 ist im Schacht 8 ein zweiter Schleusenplatz 23 angeordnet, dem eine Öffnung 24 in der Rückfront des Gehäuses 2 mit einem außenseitig des Gehäuses 2 zugeordneten Übergabeplatz 25 befindlich ist. Dieser Übergabeplatz 25 weist einen horizontal verfahrbaren Schieber 26 zum Transport der Teileträger 6 vom zweiten Schleusenplatz 23 des Schachtes 8 in den Bereich einer Fertigungsanlage 27 (z.B. Werkzeugmaschine oder Montageautomaten) liegenden Übergabeplatz 25 und zurück auf, wobei die mittels des Teileträgers 6 am Übergabeplatz 25 bereitgestellten Teile für unterschiedliche Arbeitsvorgänge, wie beispielsweise einer spanenden Bearbeitung oder automatisierten Montage unterzogen bzw. auch der Bereitstellung bzw. Abführung von Werkzeugen, Verwendung finden können und dazu mittels Transfereinrichtung 28 an die Fertigungsanlage 27 überführt werden.

Dabei ist mit Bezug auf die Fig. 14 und 15 der verfahrbare und vorteilhafterweise mit einem pneumatischen Antrieb 29 ausgestattete Schieber 26 mit vorzugsweise zwei teleskopisch aus- und einfahrbaren Auslegern 30, 31 versehen, wodurch dieser Schieber 26 im zusammengefahrenen Zustand vollständig außerhalb des Schachtes 8 des Gehäuses 2 auf dem Übergabeplatz 25 einnehmen und damit eine ungehinderte vertikale Auf- und Abwärtsbewegung der Greifeinheit 12 mit den Teileträgern 6 im Schacht 8 absichern kann.

Im ausgefahrenen Zustand des Schiebers 26 stützt sich das freie Ende des äußeren Auslegers 31 des Schiebers 26 an einem Stützelement 32 ab, welches an der gegenüberliegenden, frontseitigen Innenwandung 20 des Gehäuses 2 angeordnet und vorteilhafterweise als Rolle ausgebildet ist. Dabei ist dem Schieber 26 eine sich horizontal erstreckende Auslegerachse 33 zugeordnet. Für die lagegenaue Positionierung der Teileträger 6 auf dem äußeren Ausleger 31 des Schiebers 26 ist dieser Ausleger 31 gemäß Fig. 13 mit einer Ausnehmung 34 versehen, die der damit korrespondieren äußeren Kontur des Teileträgers 6 entspricht.

Die Funktionsweise der als Automationszelle ausgebildeten Vorrichtung ist folgende:

Gemäß Fig. 11 ist zunächst die Plattform 5 mit den gestapelten Teileträgern in den ersten Schleusenraum 4 eingeschleust worden, wobei nach Fig. 1 der erste Teileträger 6 des Stapels von der Greifeinheit 12 erfasst und vertikal bis über die horizontale Auslegerachse 33 des Schiebers 26 bewegt, der Schieber 26 am zweiten Schleusenplatz 23 in den Schacht 8 des Gehäuses 2 eingefahren und der Teileträger 6 auf dem Schieber 26 abgelegt wird sowie mit Bezug auf die Fig. 3 der Schieber 26 nachfolgend mit dem Teileträger 6 am zweiten Schleusenplatz 23 aus dem Schacht 8 ausgefahren und damit die Positionierung des Teileträgers 6 am Übergabeplatz 25 erfolgt. Nach einer nicht dargestellten Handhabung der einzelnen im Teileträgers 6 aufgenommen Teile, fährt der Schieber 26 mit dem Teileträger 6 am zweiten Schleusenplatz 23 wieder in den Schacht 8 ein, wird von der Greifeinheit 12 ergriffen, vertikal angehoben und anschließend an der Einhängevorrichtung fixierend im Zwischenlager 18 gehalten (Fig. 4). Wenn zwischenzeitlich alle der Teileträger 6 aus dem ersten Schleusenraum 4 wie vorstehend beschrieben gehandhabt und in der Einhängevorrichtung 17 im Zwischenlager 18 positioniert worden sind, sowie sich lediglich der letzte der Teileträger 6 nach der Handhabung seiner Teile durch die Transfereinrichtung 28 gemäß Fig. 6 noch auf dem Schieber 26 am Übergabeplatz 25 befindet, so dass nunmehr auch dieser Teileträger 6 vom Schieber 26 wieder am zweiten Schleusenplatz 23 in den Schacht 8 eingefahren, von der Greifeinheit 12 erfasst und vertikal angehoben gegen den unteren der bereits gestapelten Teileträger 6 bewegt wird, wobei der unterste der eingehängten Teileträger vom letzten der Teileträger 6 verdrängt und damit dieser an der Einhängevorrichtung 12 fixiert und damit auch den gesamten darüber befindlichen Stapel hält. Mit Bezugnahme auf die Fig. 12 wird anschließend die Blockierung der Einhängevorrichtung 17 aufgehoben und die nach unten verlaufende vertikale Bewegungsbahn der Teileträger 6 freigegeben, so dass von der Greifeinheit 12 der abgearbeitete Stapel an zwischengelagerten Teileträgern 6 abwärts bewegt und auf der wagenförmigen Plattform 5 am ersten Schleusenplatz abgelegt, ausgeschleust und die nächste, bereits bereitgestellte Plattform 5¹ mit gestapelten und handzuhabenden Teilen versehenen Teileträgern 6¹ am ersten Schleusenplatz 4 in den Schacht 8 der Automationszelle 1 eingeschleust und sich der vorstehend beschriebene Funktionsablauf erneut vollziehen kann. In Abwandlung der vorstehend beschriebenen Funktionsweise besteht auch die Möglichkeit, dass nachdem der letzte der Teileträger 6 nach der Handhabung seiner Teile durch die Transfereinrichtung 28 durch den Schieber 26 vom Übergabeplatz 25 ebenfalls nach Fig. 11 wieder am zweiten Schleusenplatz in den Schacht 8 eingefahren wird, von der Greifeinheit 12 erfasst, der Schieber 26 aus dem Schacht 8 ausgefahren, der Teileträger 6 von der Greifeinheit 12 erfasst eine vertikale Abwärtsbewegung vollzieht und auf der wagenförmigen Plattform 5 am ersten Schleusenplatz abgelegt wird (Fig. 8). Anschließend bewegt sich die Greifeinheit 12 aufwärts und ergreift den untersten Teileträger 6 der mehreren zwischengestapelter Teileträger (Fig. 9). In der Folge wird die Blockierung der Einhängevorrichtung 17 aufgehoben und damit die vertikale Bewegungsbahn für die gestapelten Teileträger 6 freigegeben, so dass von der Greifeinheit 12 der abgearbeitete Stapel an zwischengelagerten Teileträgern 6 abwärts bewegt und an dem auf der wagenförmigen Plattform 5 am ersten Schleusenplatz 4 bereits abgelegten ersten Teileträger 6 abgelegt, mit der Plattform 5 aus dem Schacht 2 des Gehäuses 2 der Automationszelle 1 ausgeschleust und die nächste Plattform 5¹ mit gestapelten und handzuhabenden Teilen versehenen Teileträgern 6¹ eingeschleust werden sowie der vorstehend beschriebene Funktionsablauf erneut vollzogen werden kann.

Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen

1 Automationszelle

2 Gehäuse

3 Öffnung

4 ersten Schleusenplatz

5 Plattform

5¹ Plattform

6 Teileträger

6¹ Teileträger

7 Hauptachse

8 Schacht

9 Führungen

10 Anschläge

11 Arretierelement

12 Greifeinheit

13 Innenwandung

14 Kettentriebe

15 Hauptwelle

16 elektrischer Antrieb

17 Einhängevorrichtung

18 Zwischenlager

19 Aktoren

20 frontseitige Innenwandung

21 rückfrontseitige Innenwandung

22 Führungsleiste

23 zweiter Schleusenplatz

24 Öffnung

25 Übergabeplatz

26 Schieber

27 Fertigungsanlage

28 Transfereinrichtung

29 Antrieb

30 Ausleger

31 äußerer Ausleger Stützelement Auslegerachse Ausnehmung

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Handhabung von Teile aufnehmenden gestapelten Teileträgern innerhalb einer Automationszelle,

dadurch gekennzeichnet,

dass a) mehrere, auf einer Plattform (5) gestapelte und Teile aufnehmende Teileträger (6) über eine Öffnung (3) in der Automationszelle (1) an einem in der Automationszelle (1) befindlichen ersten Schleusenplatz (4) positioniert, der bodenseitiger Bestandteil eines vertikalen Schachtes (8) eines Gehäuses (2) ist, durch den eine vertikale Hauptachse (7) verläuft, b) mindestens einer der gestapelten Teileträger (6) wird von der Plattform (5) mittels einer vertikal, entlang der Hauptachse (7) des Schachtes (8) auf- und abwärtsbewegbaren als Vertikalverfahreinheit ausgestalteten Greifeinheit (12) ergriffen, bis in einen über dem ersten Schleusenplatz (4) liegenden zweiten Schleusenplatz (23) höhenmäßig über eine horizontale Auslegerachse (33) eines verfahrbaren Schiebers (26) angehoben, der auf einen außerhalb des Schachtes liegenden Übergabeplatz (25) positioniert ist, und nach dem erfolgten Einfahren des Schiebers (26) vom Übergabeplatz in den zweiten Schleusenplatz im Schacht auf dem Schieber (26) abgelegt und anschließend mit dem Schieber (26) entlang Auslegerachse (33) aus dem Bereich des zweiten Schleusenplatzes (23) zum außerhalb des Schachtes liegenden Übergabeplatz bewegt, c) am Übergabeplatz (25) liegend, werden die im Teileträger (6) positionierten Teile mittels einer Transfereinrichtung (28) zur Realisierung der vorgesehener Bearbeitungsvorgänge entnommen oder nach deren Realisierung wieder im Teileträger (6) abgelegt, d) anschließend fährt der Schieber (26) mit dem abgearbeiteten Teileträger (6) vom Übergabeplatz (25) und sich an der Hauptachse (7) des Schachtes (8) ausrichtend wieder in den zweiten Schleusenplatz (23) hinein, der Teileträger (6) wird von der Greifeinheit (12) erfasst und vertikal aus dem Bereich des zweiten Schleusenplatzes (23) in einem als Zwischenlager (18) ausgestalteten und sich an der Hauptachse (7) des Schachtes (8) ausrichtenden Freiraum über diesen zweiten Schleusenplatz (23) im Schacht (8) bewegt sowie einer Lagefixierung unterzogen, so dass der nächste Teileträger (6) Plattform (5) in analoger Weise gehandhabt werden kann, e) nachdem der letzte der abzuarbeitenden Teileträger (6) auf dem Übergabeplatz (25) positioniert worden ist, werden entweder die im als Zwischenlager (18) ausgestalteten Freiraum über dem zweiten Schleusenplatz (23) des Schachtes (8) gestapelten Teileträger (6) nach der Entkopplung der Einhängevorrichtung (17) einzeln oder als Stapel in Verbindung mit der sich abwärts bewegenden Greifeinheit (12) wieder auf der Plattform (5) am ersten Schleusenplatz (4) abgesetzt,

oder nachdem der letzte der abgearbeiteten Teileträger (6) wieder in den zweiten Schleusenraum (23) verfahren worden ist, dieser Teileträger (6) separat von der Greifeinheit (12) erfasst und sofort durch deren Abwärtsbewegung auf der Plattform (5) am ersten Schleusenplatz (4) abgelegt und erst nachfolgend die im Freiraum des Zwischenlagers (18) befindlichen restlichen Teileträger (6) ihrerseits von der Greifeinheit (12) ergriffen und nach Entkopplung der Lagefixierung der gestapelten Teileträger (6 diese abwärtsbewegt sowie auf dem auf der Plattform (5) am ersten Schleusenplatz (4) bereit befindlichen Teileträger (6) stapelbildend abgelegt, bzw. dieser letzte Teileträger (6) zunächst ebenfalls einer gestapelten Lagefixierung in Verbindung mit den weiteren Teileträgern (6) im als Zwischenlager (18) ausgestalteten Freiraum über dem zweiten Schleusenplatz (23) des Schachtes (8) unterzogen und der derartig gebildete Stapel nach der Entkopplung der Lagefixierung der Teileträger (6), mit der sich abwärts bewegenden Greifeinheit (12) auf der Plattform (5) am ersten Schleusenplatz (4) abgesetzt und f) die Plattform (5) mit den gestapelten Teileträgern (6) über die Öffnung (3) aus dem ersten Schleusenplatz (4) der Automationszelle (1) ausgeschleust und eine weitere Plattform (5¹) gestapelter Teileträger (6¹) mit nunmehr zur Bearbeitung vorgesehenen Teilen an dem in der Automationszelle (1) befindlichen ersten Schleusenplatz (4) eingeschleust, wobei der beschriebene Vorgang erneut durchgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet,

dass für die Überführung des zweiten und jeden weiteren Teileträgers (6) in den als Zwischenlager ausgeführten Freiraum über dem zweiten Schleusenplatz (23) des Schachtes (8) der jeweilige Teileträger (6) von der Greifeinheit (12) ergriffen und vertikal aus dem Bereich der Auslegerachse (33) des zweiten Schleusenplatzen (23) in den als Zwischenlager (18) ausgestalteten Freiraum über dem zweiten Schleusenplatz (23) des Schachtes (8) bewegt, dessen Kontakt mit dem unteren bereits im Zwischenlager (18) befindlichen Teileträger (6) hergestellt, wobei die Lagefixierung des Letzteren aufgehoben und dafür die des anzufügenden Teileträgers (6) erfolgt, so dass immer eine gemeinsame Stapelung aller Teileträger (6) auf dem jeweils unteren Teileträger (6) vollzogen wird.

3. Automationszelle zur Durchführung des Verfahrens zur Handhabung von Teile aufnehmenden, gestapelten Teileträgern innerhalb einer Automationszelle, bestehend aus einem Gehäuse mit einer frontseitigen Öffnung als Zugang zu einem ersten, in einem Schacht mit vertikal erstreckender Hauptachse vorgesehenen Schleusenplatz für das Ein- und Ausschleusen von mehreren, auf einer Plattform gestapelten Teileträgern, die mittels einer Vertikalverfahreinheit gehandhabt werden, wobei im Gehäuse weiterhin ein Zwischenlager und ein zweiter Schleusenplatz mit einer Öffnung im Gehäuse als Zugang zu einem außenseitig des Gehäuses liegenden und mit einem Schieber ausgestatteten Übergabeplatz vorgesehen sind,

dadurch gekennzeichnet,

dass sich der Schacht (8) entlang der vertikalen Hauptachse (7) durchgängig durch das gesamte Gehäuse (2) erstreckt, in diesem Schacht (8) sowohl eine als Vertikalverfahreinheit ausgestaltete vertikal verfahrbare Greifeinheit (12) als auch oberhalb des zweiten Schleusenplatzes (23) eine Einhängevorrichtung (17) und ein Zwischenlager (18) für die Teileträger (6) vorgesehen sind, wobei die vertikal verfahrbare Greifeinheit (12) den Verfahrbereich zwischen dem ersten Schleusenplatz (4), zweiten Schleusenplatz (23) und dem Zwischenlager (18) abdeckt und der erste Schleusenplatz (4), die Greifeinheit (12), der zweite Schleusenplatz (23) und das Zwischenlager (18) koaxial zur der Hauptachse (7) ausgerichtet sind, sowie der dem Übergabeplatz (25) zugeordnete verfahrbare Schieber (26) zwei angetriebene, teleskopisch aus- und einfahrbare, auch den Schacht (8) freigebende Ausleger (30, 31) aufweist.

4. Automationszelle nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet,

dass die vertikal verfahrbare und an die Teileträger (6) angepasste Greifeinheit (12) zur Kraftübertragung aus zwei seitlich an der Innenwandung (13) des Gehäuses (2) angeordneten Kettentrieben (14) besteht, die im oberen Bereich des Gehäuses (2) über eine Hauptwelle (15) an einen zentralen elektrischen Antrieb (16) gekoppelt sind.

5. Automationszelle nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Einhängevorrichtung (17) aus zumindest an zwei gegenüberliegenden Seiten des Schachtes (8) angeordneten, die vertikale Bewegungsbahn der Teileträger (6) freigebbaren bzw. blockierbaren Aktoren (19) besteht.

6. Automationszelle nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Aktoren (19) als pneumatische Aktoren ausgestaltet sind.

7. Automationszelle nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet,

dass im Bereich des Zwischenlagers (18) an zwei gegenüberliegenden Innenwandungen (20, 21) des Gehäuses (2) Führungsleisten (22) angeordnet sind.

8. Automationszelle nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Plattform (5) für die gestapelten Teileträger (6) Führungen (9) und Anschläge

(10) aufweist.

9. Automationszelle nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet,

dass der erste Schleusenplatz (4) zur Fixierung der Plattform (5) ein Arretierelement

(11) beinhaltet.

10. Automationszelle nach Anspruch 9,

dadurch gekennzeichnet,

dass das Arretierelement (11) als Kipphebel ausgestaltet ist.

11. Automationszelle nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet,

dass an der dem freien Ende des äußeren Auslegers (31) des Schiebers (26) zugewandten Seite der Innenwandung (20) des Gehäuses (2) ein Stützelement (32) angeordnet ist.

12. Automationszelle nach Anspruch 11 ,

dadurch gekennzeichnet,

dass das Stützelement (32) als Rolle ausgebildet ist.

13. Automationszelle nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet,

dass dem Schieber (26) eine sich horizontal erstreckende Auslegerachse (33) zugeordnet ist.

14. Automationszelle nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet,

dass der äußere Ausleger (31) des Schiebers (26) mit einer Ausnehmung (34) versehen ist, die der damit korrespondieren äußeren Kontur des Teileträgers (6) entspricht.