CN112809411A - 处理装置和用于处理工件载体的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及处理装置和用于处理工件载体的方法，处理装置(1)包括工件载体(2)、操纵器结构组件(3)和保持框架(4)，其中，‑工件载体(2)具有居中的定心系统(7)以及包围定心系统(7)的第一组夹紧部件(10)，‑操纵器结构组件具有被设置成用于与工件载体侧的定心系统(7)协同作用的操纵器侧的定心系统(5)以及具有第二组夹紧部件(11)，第二组夹紧部件被设置成用于与第一组夹紧部件(10)协同作用，‑工件载体(2)在周边上具有至少一个保持轮廓(14)，‑所述保持框架(4)具有唯一的在内侧的引导装置(18)，该引导装置被设置成用于容纳在保持轮廓(14)中。

Description

处理装置和用于处理工件载体的方法

技术领域

本发明涉及一种包括工件载体的处理装置，该处理装置被设置成应用在制造设施中。本发明还涉及一种用于处理工件载体的方法。

背景技术

由文献DE 10 2006 018 590 A1和DE 10 2007 050 905 B4公知有不同处理装置，其能被用于在制造设施之内进行零件处理。

EP 2 363 234 B1公开了具有工件载体的加工机器，该工件载体具有驱动轴并可以与夹紧装置或车床卡盘连接。

由DE 41 09 828 C1公知有用于布置在工件载体上的工件的加工站。在此，工件载体能经由运输器具运输，并能停留在加工站的区域中。

发明内容

本发明的任务是，能够实现在制造设施之内对要保持在工件载体上的工件进行特别简单且过程可靠、也能自动化的处理。

根据本发明，该任务通过具有权利要求1的特征的处理装置来解决。该任务也通过根据权利要求8的用于处理工件载体的方法来实现。下面将结合利用处理方法阐述的本发明的设计方案和优点也相应适用于处理装置并且反之亦然。

该处理装置包括工件载体、操纵器结构组件和保持框架，其中，

-工件载体具有居中的定心系统以及包围该定心系统的第一组夹紧部件，

-操纵器结构组件具有被设置成用于与工件载体侧的定心系统协同作用的操纵器侧的定心系统以及具有第二组夹紧部件，第二组夹紧部件被设置成用于与第一组夹紧部件协同作用，

-工件载体在周边上具有至少一个保持轮廓，

-保持框架具有唯一的在内侧的引导装置，该引导装置被设置成用于容纳在所述的保持轮廓中。

这样的保持框架通常本身就是一种工件载体。尤其地，保持框架在水平方向上、即相对于操纵器结构组件的对接运动成90°地具有平移自由度。

操纵器结构组件尤其适合于安装到机械手臂上。优选地，定心销被设置作为操纵器结构组件侧上的定心系统，该定心销能在工件载体中定心。在定心过程期间，尚未明确工件载体围绕工件载体和操纵器结构组件的共同的中轴线的角度位置。在最简单的情况下，在工件载体侧上的定心系统是在基本上呈板状的工件载体之内的居中的开口。

根据有利的改进方案，分配给定心系统的工件载体的中央的开口被多个定心滚子、例如三个或四个滚子包围，这便于定心过程并且能够进行滚动或滑动支承。

在操纵器侧的定心系统的第一变型方案设置的是，定心销借助于定心滚子被输送给布置在工件载体之内的定心开口，并且最终仅通过定心开口被保持在所设置的经定心的定位中。

替选的变型方案设置的是，定心销即使在其最终定位中也仅与工件载体侧的定心系统的定心滚子接触，也就是说，不与工件载体的不能运动的部分接触。

无论定心系统的设计方案如何，工件载体的夹紧部件和操纵器结构组件的夹紧部件例如都布置成多边形的样式，尤其是布置成矩形样式、特别优选地布置成正方形的图案。第一组夹紧部件、也就是说布置在工件载体上的夹紧部件优选被构造为夹紧栓。相反，被分配给操纵器结构组件的夹紧部件优选是分别容纳夹紧栓的夹头。

所有夹紧部件例如均布置在工件载体的或操纵器结构组件的边缘处，尤其是在拐角处。即使工件载体和操纵器结构组件具有非矩形的基本形状，夹紧部件也优选布置成尽可能远离工件载体和操纵器结构组件的共同的中轴线。

在工件载体的周边上的唯一的保持轮廓已经足以使处理装置正常工作。优选地，在工件载体的周边上均匀地分布有总共偶数n≥4个保持轮廓。工件载体的外轮廓在此通过等边的n角形描绘接。在n＝4的情况下，这能够实现使保持在工件载体上的工件有选择地定位在四个分别彼此扭转90度的角度布置方案之中的一个角度布置方案中。

保持框架的引导装置优选是单个滚子，其轴线以垂直于保持框架和要嵌入到该保持框架中的工件载体所在的平面的方式取向。该滚子可以要么借助于滚动支承部支承，要么借助于滑动支承部支承。

总的来说，处理方法包括以下特征：

-提供工件载体，该工件载体具有载体板，该载体板具有居中的定心开口，该定心开口被定心滚子包围，这些定心滚子的轴线位于载体板中，以及该工件载体具有第一组夹紧部件和在该载体板的周边上形成的保持轮廓，

-提供操纵器结构组件，该操纵器结构组件具有定心销以及第二组夹紧组件，

-提供呈U形的保持框架，在该保持框架的中间区段上布置有与保持轮廓相对应的引导装置，

-将定心销移入到定心开口中，并借助夹紧部件将操纵器结构组件固定在工件载体上，

-将包括操纵器结构组件和工件载体的系统置入到保持框架中，其中，使工件载体在由保持框架展开的平面之内运动，并借助引导装置以及保持轮廓引导工件载体。

在优选的设计方案中，工件载体在置入到保持框架中期间与整体呈U形的、典型地向上敞开的保持框架的两个侧向的侧边保持间隔。因此消除了工件载体在保持框架中倾斜的风险。尤其地，保持框架在水平方向上、相对操纵器结构组件的对接运动成90°地具有平移自由度。

附图说明

下面根据附图详细阐述本发明的实施例。其中，分别以示意图方式：

图1至3示出将操纵器结构组件置入到工件载体中的不同阶段；

图4示出置入到呈U形的保持框架中的工件载体作为处理装置的部件。

具体实施方式

总体上以附图标记1标注的处理装置包括工件载体2、操纵器结构组件3以及呈U形的保持框架4。在工件载体2上紧固有未示出的工件，例如是车辆的、尤其是电动车辆的部件。操纵器结构组件3例如能被紧固在工业机器人的手臂上。保持框架4可以方位固定地或以能调节的方式布置在制造设施中。

图1至3清楚示出了操纵器结构组件3和工件载体2的组合方式。在操纵器结构组件3上存在有由定心销形成的定心系统5。在定心销5的尖端上能看到锥形肩部6。被分配给操纵器结构组件3的定心系统5被确定用于与工件载体侧的定心系统7协同作用。

构建得比操纵器侧的定心系统5更复杂的工件载体侧的定心系统7在实施例中包括四个规格一致的定心滚子8，它们的几何轴线位于工件载体2的以9标记的载体板上。由全部四个定心滚子8形成的工件载体侧的定心系统7构成为使得置入到该定心系统7中的定心销5仅接触定心滚子8，而不接触载体板9。

通过定心滚子8与具有锥形肩部6的定心销5的直接的协同作用，在工件载体2与操纵器结构组件3之间最初存在轴线偏移而且在所述的部件2、3之间存在角度误差的情况下也能够实现定心。各个定心滚子8探伸进入到载体板9中的在所示示例中呈正方形的中央的开口12中。

除了定心系统7、5之外，工件载体2和操纵器结构组件3具有不同的夹紧部件10、11，以用于在工件载体2与操纵器结构组件3之间进行牢固连接。在此，在工件载体2的载体板9上布置有第一组夹紧部件10，该第一组夹紧部件是夹紧栓。夹紧栓10能置入到夹头11中，这些夹头形成被分配给操纵器结构组件3的第二组夹紧部件。如从图1至3得知，夹紧栓10的头部13被倒圆塑造，以便于置入到夹头11中。为了清楚起见，未示出将头部13固定到夹头11中的机构。

总共四个夹紧部件10布置于在实施例中呈正方形的载体板9的拐角处。这相应适用于夹紧部件11在同样具有正方形的基本形状的操纵器结构组件3上的布置，与所示的实施例不同地，操纵器结构组件3也可以具有不同于载体板9的基本形状的横截面形状，例如，与载体板9相比占据更大的面积。

从图4得知，载体板9在其四个侧面上分别具有经倒圆的留空部，该留空部被用作保持轮廓14。鉴于根据图4的布置，将工件载体2从上方置入到保持框架4中。呈U形的保持框架4具有在根据图4的布置中是水平的中间区段15和与该中间区段邻接并且彼此平行的两个U形侧边16、17。U形侧边16、17之间的净间距大于载体板9的宽度。因此，在将承载板9置入到保持框架4中时，在载体板9的两侧分别在载体板9与U形侧边16、17的内轮廓之间保留有间隙20、21。

只有在将工件载体2几乎完全降低到呈U形的保持框架4之内之后，才使用到引导装置18，该引导装置被分配给保持框架4。在实施例中，引导装置18包括唯一的滚子19，该滚子的几何轴线呈现相对于保持框架4所展开的并且其中布置有载体板9的那个平面的面法线。在载体板9借助引导装置18取向之后，工件载体2被放置在保持框架4的中间区段15上。在该定位中，可以通过未示出的紧固器件来将工件载体2最终固定在保持框架4上。由于位于载体板9的周边上的总共四个保持轮廓，使得工件载体2可以有选择地在四个不同的分别彼此偏移90度的角度位置中置入到保持框架4中。

附图标记列表

1 处理装置

2 工件载体

3 操纵器结构组件

4 保持框架

5 操纵器侧的定心系统、定心销

6 锥形肩部

7 工件载体侧的定心系统

8 定心滚子

9 载体板

10 第一夹紧部件、夹紧栓

11 第二夹紧组件、夹头

12 开口

13 头部

14 保持轮廓

15 中间区段

16 U形侧边

17 U形侧边

18 引导装置

19 滚子

20 间隙

21 间隙

Claims (9)

1.处理装置(1)，其包括工件载体(2)、操纵器结构组件(3)和保持框架(4)，其中，

-所述工件载体(2)具有居中的定心系统(7)以及包围所述定心系统(7)的第一组夹紧部件(10)，

-所述操纵器结构组件(3)具有被设置成用于与工件载体侧的定心系统(7)协同作用的操纵器侧的定心系统(5)以及具有第二组夹紧部件(11)，所述第二组夹紧部件被设置成用于与所述第一组夹紧部件(10)协同作用，

-所述工件载体(2)在周边上具有至少一个保持轮廓(14)，

-所述保持框架(4)具有唯一的在内侧的引导装置(18)，所述引导装置被设置成用于容纳在所述保持轮廓(14)中。

2.根据权利要求1所述的处理装置(1)，其特征在于，所述操纵器侧的定心系统(5)被构造为定心销，所述定心销与所述工件载体(2)的中央的开口(12)以及与所述中央的开口(12)一起形成所述工件载体侧的定心系统(7)的多个定心滚子(8)协同作用。

3.根据权利要求1或2所述的处理装置(1)，其特征在于，所述工件载体(2)的夹紧部件(10)以及所述操纵器结构组件(3)的夹紧部件(11)分别布置成多边形的样式，尤其是布置成矩形样式。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的处理装置(1)，其特征在于，所述第一组夹紧部件(10)构造为夹紧栓，而所述第二组夹紧部件(11)构造为夹头。

5.根据权利要求2所述的处理装置(1)，其特征在于，所有夹紧部件(10、11)均布置在所述工件载体(2)的或所述操纵器结构组件(3)的边缘处，尤其是拐角处。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的处理装置(1)，其特征在于，在所述工件载体(2)的周边上均匀地分布有总共偶数n≥4个保持轮廓(14)。

7.根据权利要求6所述的处理装置(1)，其特征在于，所述保持框架(4)的引导装置(18)具有单个滚子(19)，所述单个滚子的轴线以垂直于所述保持框架(4)以及要嵌入到所述保持框架中的工件载体(2)所在的平面的方式取向。

8.用于处理工件载体(2)的方法，其具有以下特征：

-提供工件载体(2)，所述工件载体具有载体板(9)，所述载体板具有居中的开口(12)，所述开口被定心滚子(8)包围，所述定心滚子的轴线位于所述载体板(9)中，以及所述工件载体具有第一组夹紧部件(10)和至少一个在所述载体板(9)的周边上形成的保持轮廓(14)，

-提供操纵器结构组件(3)，所述操纵器结构组件具有定心销(5)以及第二组夹紧部件(11)，

-提供呈U形的保持框架(4)，在所述保持框架的中间区段(15)上布置有与所述保持轮廓(14)相对应的引导装置(18)，

-将所述定心销移入到所述开口(12)中，并借助所述夹紧部件(10、11)将所述操纵器结构组件(3)固定在所述工件载体(2)上，

-将包括所述操纵器结构组件(3)以及所述工件载体(2)的系统置入到所述保持框架(4)中，其中，使所述工件载体(2)在由所述保持框架(4)展开的平面之内运动，并借助所述引导装置(18)以及所述保持轮廓(14)引导所述工件载体。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述工件载体(2)在置入到所述保持框架(4)中期间与所述保持框架(4)的两个U形侧边(16、17)保持间隔。

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