CH619170A5

CH619170A5 - Method of controlling an apparatus for treating small particles

Info

Publication number: CH619170A5
Application number: CH494577A
Authority: CH
Inventors: Herbert Dipl Phys Mayer
Original assignee: Censor Patent Versuch
Priority date: 1976-06-02
Filing date: 1977-04-21
Publication date: 1980-09-15
Also published as: DE2724704C2; DE2724704A1; ATA402576A; AT352013B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Steuerung einer Vorrichtung zur Behandlung kleiner Teilchen, mit einer beweglichen Aufnahmeeinrichtung, beispielsweise einem Schaltteiler, welche die Teilchen in schrittweisem Vorschub nacheinander an die vorgesehenen Behandlungsstationen heranführt, wobei mindestens einem Behandlungsvorgang bei Feststellung seines fehlerhaften Ablaufes ein Korrekturvorgang zugeordnet ist.

Die Durchführung von Arbeitsoperationen an kleinen Teilen ist zu einem wichtigen Teilbereich der Industrie geworden. Dies erklärt sich zunächst aus der Vielzahl von Arbeitsoperationen, deren Automatisierung sich als vorteilhaft herausgestellt hat. Beispielsweise handelt es sich hier um Zuführen, Vereinzelnen, Erkennung von Form und Lage; Wenden, Positionieren, Palettieren, Magazinieren, Transportieren, Sortieren, Dosieren, Zusammenstellen, Ablegen; Bearbeiten, insbesondere Verformen, Stanzen; Prägen, Verzieren, Ubergiessen, Brechen, Schneiden, Sägen, Markieren, Etikettieren, Fügen, Schweissen, Nieten, Zusammenbauen, Bestücken, Einlegen, Einfädeln, Kleben; mechanisch oder berührungslos Messen,

Prüfen; Abzählen, Sammeln bis zur Erreichung von Sollwerten, Überwachen, statistisch Auswerten, Verpacken und Stempeln. Die Anwendung dieser und anderer Operationen erfolgt wieder auf eine Vielzahl verschiedenartiger Teile, etwa auf mechanische Bestandteile, wie Stifte, Hülsen, Bolzen, Drehteile, Kappen, Ringe, Federn, Plättchen, Rädchen, Steine, Schrauben, Muttern oder Baugruppen und Elemente für Elektronik und Elektrotechnik, wie Kristalle, Scheiben, Körper aus Keramik oder Plastik, Bimetall-Teile, Schalter-Teile, Draht-Stücke, Lot-Plättchen, Print-Platten und Schalt-Elemente.

Diese Aufzählung ist keineswegs erschöpfend, da sich beispielsweise auch Nahrungs- und Genussmittelindustrie, Brillenerzeugung und optische Industrie, Schmuck-Erzeugung, Spielwaren-Industrie, Chemische Industrie u. a. mit Arbeitsoperationen an kleinen Teilen und deren Automatisierung befassen müssen.

Alle bisher bekanntgewordenen Verfahren der eingangs skizzierten Art weisen den Nachteil auf, dass die unvermeidlicherweise bei den einzelnen Verfahrensschritten auftretenden Fehler die Gesamtausbeute übermässig beeinträchtigen. Soweit keine Korrekturoperationen vorgesehen sind, nimmt mit der Zahl der vorgesehenen Operationen der Prozentsatz an Ausschussware in unwirtschaftlichem Ausmass zu. Sind anderseits den einzelnen Behandlungsstationen Korrekturprogramme zugeordnet, so hält die Durchführung des Korrekturvorganges die gesamte Einrichtung für einen vollen Arbeitstakt auf, wodurch der pro Zeiteinheit erreichte Ausstoss unzulässig gesenkt wird.

Die Erfindung vermeidet die aufgezeigten Nachteile dadurch, dass der bzw. mindestens einer der vorgesehenen Korrekturvorgänge unmittelbar nach Feststellung des ihn auslösenden Fehlers begonnen wird und die gemeinsame Weiterbewegung der Teilchen mittels der Aufnahmeeinrichtung nach Ablauf der anderen Behandlungsvorgänge nur bis zum Ende des Korrekturvorganges verzögert wird.

Als Kern der Erfindung kann somit das Abgehen vom Konzept des vorgegebenen Arbeitstaktes angesehen werden. Eine Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens hat also eine Taktzeit nur mehr in dem Sinne, als jeweils sämtliche Teilchen in einer der Behandlungsstationen verbleiben, bis auch das langsamste Teilsystem seine Operation beendet hat. Bei fehlerlosem Ablauf des gesamten Vorganges ergibt sich hiedurch noch kein sichtbarer Unterschied gegenüber den bisherigen Verfahren mit starrem Maschinentakt. Der Unterschied zeigt sich jedoch sofort, wenn ein unvollkommen durchgeführter Behandlungsschritt korrigiert werden soll. In diesem Falle gewinnt man beim erfindungsgemässen Vorgehen zunächst die Zeit, die zwischen der Fehlererkennung und dem Ablauf der normalen Operationsdauer der langsamsten Behandlungsstation liegt. Sehr häufig ist somit ein Fehler bereits korrigiert, wenn die anderen Behandlungsstationen ihre normale Routine durchlaufen haben, so dass durch die erfin-dungsgemässe Fehlerkorrektur gegenüber dem normalen Ver-. fahrensablauf überhaupt keine Verzögerung entsteht. Auf jeden Fall aber wird durch das erfindungsgemässe Abgehen vom starren Maschinentakt die durch die Fehlerkorrektur bedingte Stillstandszeit der Gesamtanlage minimal gehalten.

Das erfindungsgemässe Verfahren lässt sich auf jede Teiloperation anwenden, der eine Korrekturroutine zugeordnet ist. Die hier gegebene Vielfalt ist so gross wie die der denkbaren Behandlungsoperationen. Besonders auffällig ist das Abgehen vom starren Maschinentakt bei Zuführeinrichtungen, welche dazu dienen, die Teilchen einzeln in die Aufnahmeeinrichtung zu fügen.

Die Anwendung des erfindungsgemässen Grundgedankens auf derartige Einrichtungen besteht darin, dass der von der Zuführeinrichtung bewirkte Vorgang während seiner Durchführung überwacht wird und bei Feststellung eines Fehlers die

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normale Hin- und Herbewegung der Zuführeinrichtung sofort unterbrochen und durch den zur Beseitigung des betreffenden Fehlers geeigneten Vorgang abgelöst wird und dass die Stillstandszeit der Aufnahmevorrichtung beendet wird, sobald nach Beseitigung des Fehlers ein Teilchen eingefügt ist. Beispielsweise kann dabei dauernd die Anwesenheit des Teilchens durch einen Vakuumwächter überwacht und bei Abfallen des Teilchens unverzüglich die Zufuhr eines weiteren Teilchens veranlasst werden. Ausserdem kann vorgesehen werden, dass nicht ordnungsgemäss eingefügte Teilchen ausgeworfen und durch neue Teilchen ersetzt werden.

Die anschliessende Diskussion eines Ausführungsbeispieles soll eine konkrete Vorstellung von der praktischen Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens geben. Dabei zeigt Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel einer Einrichtung zur Behandlung kleiner Teilchen, Fig. 2 und 3 Seitenansicht und Draufsicht eines Details aus Fig. 1, Fig. 4 und 5 Details der Zuführeinrichtung nach Fig. 2 und 3 teilweise im Schnitt.

Die in Fig. 1 beispielsweise dargestellte Einrichtung dient zum Verschweissen von Plättchen, die von zwei als Vibrationsfördertöpfe ausgebildeten Wendelförderern 5 zugeführt werden, mittels eines Laser-Schweissgerätes 9. Sie besteht im wesentlichen aus einer Montageplatte 1, auf der ausser den erwähnten Vibrationsfördertöpfen 5 u. a. zwei als Hub-Schwenk-Übertrager ausgebildete Zuführeinrichtungen 13,13' vorgesehen sind, deren horizontal verlaufende Übertragerarme 6 um über die Montageplatte nach oben ragenden Wellen 3 schwenkbar sind. Die lotrecht verlaufenden Wellen 3 sind in Lagerhülsen, welche mit Flanschen 14 an der Oberseite der Montageplatte 1 befestigt sind, heb- und senkbar sowie drehbar gelagert. Durch die Ubertragerarme 6 kann Luft angesaugt werden, wodurch ein einzelnes Teilchen 16 erfasst wird, das anschliessend einem Aufnahmewerkzeug 7 im Schaltteller 8 zugeführt wird. Die übereinandergelegten Plättchen werden von dem Schaltteller 8 schrittweise dem Schweissgerät 9 zugeführt und dort miteinander verschweisst. In der Ablegestation 10 schliesslich werden die Teile abgenommen und in einen Behälter 11 abgelegt.

Grundsätzlich erfolgt die Bewegung der Schaltarme 6 und des Schalttellers 8 durch unterhalb der Montageplatte 1 angeordnete Antriebs- und Steueraggregate, doch ist es zur Justierung und Durchführung von Probeläufen günstig, wenn diese Elemente auch durch Handverstellknöpfe 12 bewegt werden können.

Das erfindungsgemässe Verfahren, das an sich bei jeder der Behandlungsstationen 13,13', 9,10 Anwendung finden kann, wird nun mit besonderer Ausführlichkeit im Beispiel einer Zuführeinrichtung 13 nach Fig. 2 bis 5 dargestellt.

Die zu transportierenden Teilchen 16 sollen vom Wendelförderer 5 mittels einer als Hub-Schwenk-Übertrager ausgebildeten Zuführeinrichtung 13 in die Aufnahmewerkzeuge 7 des Schalttellers 8 befördert werden. Die Teilchen (Werkstük-ke) 16 werden von der am Arm 6 befindlichen Pipette 4 mittels Vakuum aufgenommen und gehalten bzw. mit Druckluft abgeblasen.

Mit dem Vakuumwächter 17 wird während des gesamten Vorganges: Aufnehmen des Werkstückes 16 aus dem Wendelförderer 5, Hub-Schwenk- und Absenkbewegung - die Anwesenheit des Werkstückes 16 und die erfolgte Ablage des Werkstückes 16 in das Aufnahmewerkzeug überwacht.

Die Pipette 4 kann während der Absenkbewegung gegenüber dem Arm 6 einfedern. Das Mass der Einfederung wird mit dem Initiatoren 18', 18" und 18'" kontrolliert:

Initiator 18' überwacht, ob das Werkstück 16 korrekt auf den Zentrierbolzen 15 und in die Zentrierung des Aufnahmewerkzeuges 7 auf- bzw. eingesetzt wurde. Ist die Bohrung des

Werkstückes 16 kleiner als das Sollmass oder der Aussen-durchmesser des Werkstückes grösser als das Sollmass, oder ist die Position des Werkstückes 16 ungenau (z. B. durch seitliche Versetzung, verursacht durch ungenaue Entnahme aus dem s Wendelförderer 5), so federt die Pipette 4 bei der Absenkbewegung des Armes 6 gegen den Widerstand der Federn 2 zu stark ein, was vom Initiator 18' als Fehloperation erkannt wird. Die nun folgende Korrekturoperation kann nun je nach Programmierung eine Wiederholung des Absenk-(Füge-) Vorgan-10 ges oder/und (bei negativem Ergebnis) ein Rücktransport des Werkstückes, Abwerfen des Werkstückes während der Rücklaufbewegung in den Behälter 19 und ein Wiederholen des Übertragungs- und Fügevorganges mit einem neuen Werkstück sein.

15 Mit den Initiatoren 18" und 18'" wird beim Aufnehmen des Werkstückes aus dem Wendelförderer 5 kontrolliert (wiederum durch das Mass der Einfederung), ob die Dicke des Werkstückes innerhalb einer bestimmten Toleranz liegt.

Initiator 18'" erkennt zu dicke Werkstücke (die Pipette 4 20 senkt zu wenig ab, Initiator 8'" wird nicht aktiviert); Initiator 18" erkennt zu dünne Werkstücke (die Pipette 4 senkt zu viel ab, Initiator 18" wird aktiviert).

Zu dicke und zu dünne Werkstücke werden aus dem Wendelförderer 5 entnommen und in den Behälter 19 abgeworfen. 25 Der Kontroll- und Abwurfvorgang ist wesentlich kürzer (ca. 30-50%) als ein normaler Übertragungszyklus.

Mit den Initiatoren 18', 18" und 18'" kann also kontrolliert werden, ob das Werkstück vom Wendelförderer 5 in das Aufnahmewerkzeug 7 gelangt ist, ob der Fügevorgang, also das 30 Einsetzen des Werkstückes in das Aufnahmewerkzeug 7 korrekt verlaufen ist und ob die Dimensionen Aussendurchmes-ser, Bohrung und Dicke des Werkstückes innerhalb einer gewissen Toleranz liegen.

Bei negativem Ergebnis dieser Kontrollen kann durch ge-35 eignete Programmierung der Übertragungsvorgang wiederholt werden, schlechte Teile (nicht toleranzhaltig, nicht fügbar,

nicht genau positionierte Teile) können ausgeschieden werden.

Das System erlaubt also eine durchgehende Kontrolle der durchzuführenden Operation (Übertragen und Fügen) sowie 40 eine Behebung von Fehlern und ein Ausscheiden von fehlerhaften Werkstücken.

Die Anordnung, die Zahl und das Funktionsprinzip der Initiatoren oder Fühler richtet sich nach der Problemstellung und nach den Werkstückeigenschaften, die Steuerprogramme 45 (Korrekturprogramme) werden so festgelegt, dass aufgetretene Fehler in kürzester Zeit und ohne den Vorgang länger als nötig zu unterbrechen behoben werden.

Die Anwendung des erfindungsgemässen Prinzips, mit der Fehlerbeseitigung an einer bestimmten Bearbeitungsstation, so unabhängig von einem der ganzen Anlage gemeinsamen Arbeitstakt unverzüglich nach der Fehlererkennung zu beginnen, ist nicht auf den Zuführvorgang beschränkt. In der dargestellten Schweisseinrichtung 9 kann beispielsweise durch Kontrolle des Ausmasses der Hubbewegung des Schweisskopfes die kor-55rekte Lage der zu verschweissenden Plättchen kontrolliert werden. Wird eine Unregelmässigkeit festgestellt, kann zunächst das Absenken des Schweisskopfes wiederholt und bei Unbehebbarkeit des Fehlers von einer Durchführung des Schweissvorganges abgesehen werden, wodurch wenigstens die 60 Zerstörung der Plättchen vermieden wird.

Der Auswerfer 10 arbeitet vorzugsweise so, dass er zunächst die verschweissten Teilchen ansaugt und dann durch einen Pressluftstoss abwirft. Hier kann ein weiterer Pressluft-stoss vorgesehen werden, wenn an die zentrale Steuereinrich-65 tung die Meldung kommt, dass der erste Abwurfversuch erfolglos geblieben ist.

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2 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Verfahren zur Steuerung einer Vorrichtung zur Behandlung kleiner Teilchen (16), mit einer beweglichen Aufnahmeeinrichtung (8), welche die Teilchen in schrittweisem Vorschub nacheinander an die vorgesehenen Behandlungsstationen (9) heranführt, wobei mindestens einem Behandlungsvorgang bei Feststellung seines fehlerhaften Ablaufes ein Korrekturvorgang zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der bzw. mindestens einer der vorgesehenen Korrekturvorgänge unmittelbar nach Feststellung des ihn auslösenden Fehlers begonnen wird und die gemeinsame Weiterbewegung der Teilchen mittels der Aufnahmeeinrichtung nach Ablauf der anderen Behandlungsvorgänge nur bis zum Ende des Korrekturvorganges verzögert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 zur Steuerung einer Vorrichtung mit mindestens einer bei ungestörtem Betrieb periodisch hin und her gehenden Zuführeinrichtung (13), welche die Teilchen einzeln aufnimmt, zur Aufnahmeeinrichtung bewegt und in diese fügt, während die Aufnahmeeinrichtung stillsteht, dadurch gekennzeichnet, dass der von der Zuführeinrichtung bewirkte Vorgang während seiner Durchführung überwacht wird und bei Feststellung eines Fehlers die normale Hin- und Herbewegung der Zuführeinrichtung sofort unterbrochen und durch den zur Beseitigung des betreffenden Fehlers geeigneten Vorgang abgelöst wird und dass die Stillstandszeit der Aufnahmevorrichtung (8) beendet wird, sobald nach Beseitigung des Fehlers ein Teilchen eingefügt ist.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Verfahren nach Anspruch 2 zur Steuerung einer Zuführ-einrichtung (13), welche das Teilchen durch Unterdruck festhält, dadurch gekennzeichnet, dass dauernd die Anwesenheit des Teilchens durch einen Vakuumwächter (17) überwacht wird und bei Abfallen des Teilchens unverzüglich die Zufuhr eines weiteren Teilchens veranlasst wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Aufnahme der Teilchen das Mass der Absenkung der Zuführeinrichtung bei der Aufnahme und dadurch die Dicke der Teilchen kontrolliert, ein nicht entsprechendes Teilchen unverzüglich ausgeschieden und ein neues Teilchen aufgenommen wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass beim Einfügen des Teilchens in die Aufnahmeeinrichtung ein zu geringes Absenken der Zuführeinrichtung ein Signal zur unverzüglichen Fehlerbehebung auslöst.