DD153796A1

DD153796A1 - DEVICE FOR A FLEXIBLE AUTOMATIC WORKPIECE FEEDER

Info

Publication number: DD153796A1
Application number: DD22380980A
Authority: DD
Inventors: Eberhard Schubert
Original assignee: Eberhard Schubert
Priority date: 1980-09-10
Filing date: 1980-09-10
Publication date: 1982-02-03

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung fuer eine flexible automatische Werkstueckzufuehrung, die bevorzugt beim in der Klein- und Mittelserienfertigung erforderlichen oftmaligen Umruesten von Werkstuecken anwendbar ist. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, die Vorrichtung in Form eines komplexen Baugruppensystems mit hoher Foerderleistung zu schaffen. Erfindungsgemaess wird eine besonders ausgebildete Sensoreinheit ueber eine universelle Rinne mit einem an sich bekannten Rotorfoerderer verbunden. Die als inkohaerent- optischer Korrelator aufgebaute Sensoreinheit ist gekennzeichnet durch eine in einem konstanten Drehwinkel schrittweise verstellbare Maskenscheibe, deren transparente Masken im Drehwinkel entlang eines Teilkreises tangential am Teilkreis angebracht sind. Die Maskenscheibe ist auf ihrer Drehachse in starrer Verbindung zu einer Teilscheibe angeordnet, ueber die mittels einer zugeordneten Ratsche die Verstellung der Maskenscheibe und damit die Umruestung auf ein anderes Werkstueck vorgenommen werden kann.The invention relates to a device for a flexible automatic Werkstueckzufuehrung, which is preferably applicable to the required in small and medium series production frequent remodeling of workpieces. It is the object of the invention to provide the device in the form of a complex assembly system with high Foerderleistung. According to the invention, a specially designed sensor unit is connected via a universal channel to a rotor conveyor known per se. The sensor unit constructed as an incoherent-optical correlator is characterized by a mask disk, which can be progressively adjusted at a constant angle of rotation and whose transparent masks are mounted tangentially to the pitch circle along a pitch circle in the rotation angle. The mask disk is arranged on its axis of rotation in rigid connection to a part disc, over which by means of an associated ratchet the adjustment of the mask disk and thus the conversion to another workpiece can be made.

Description

017/80/tn/zei/li017/80 / tn / zei / li

A-A-

Titel der ErfindungTitle of the invention

Vorrichtung für eine flexible automatische WerkstückzuführungDevice for a flexible automatic workpiece feed

Anwendungsgebietfield of use

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung für eine flexible automatische Werkstückzuführung, die bevorzugt beim oftmaligen Umrüsten von Werkstücken anwendbar ist.The invention relates to a device for a flexible automatic workpiece feed, which is preferably applicable to the repeated retooling of workpieces.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

In der Großserienfertigung ist für die automatische Zuführung von Werkstücken die Anwendung von Vibrationswendelförderern, die mit werkstückspezifischen Schikanen ausgerü- . stet sind, üblich. Ihre Verwendung in der Klein- und Mittelserienfertigung ist im allgemeinen aus mehreren Gründen nicht vorteilhaft. Die Anfertigung werkstückspezifischer Vibratoraufsätze ist nicht problemlos und sehr aufwendig. Vibrationswendelförderer sind bezüglich der Förderleistung, des förderbaren Werkstücksortiments sowie der Ordnungswahrscheinlichkeit begrenzt. Sie sind als starres Fördersystem in dem Bereich der Klein- und MittelSerienfertigung ökonomisch nicht sinnvoll einsetzbar.In mass production, the automatic feeding of workpieces requires the use of vibratory feeders equipped with workpiece-specific baffles. are steady, usual. Their use in small and medium batch production is generally not advantageous for several reasons. The preparation of workpiece-specific vibrator attachments is not easy and very expensive. Vibratory spiral conveyors are limited with regard to the conveying capacity, the conveyable workpiece assortment and the order probability. They are not economically useful as a rigid conveyor system in the field of small and medium batch production.

In der DS-OS 25 13 331 wird eine flexible Fördervorrichtung bestehend aus einem. Rotorförderer mit austauschbaren werkstückspezifischen Fangelementen und einer austauschbaren Abführrinne mit werkstückspezifischen Ordnungseinrichtungen beschrieben. Diese Fördervorrichtung ist insoweit flexibel, als wesentliche Teile des Systems universell sind, während v/erkstückspezifische Elemente leicht austauschbar sind. Nachteilig ist insbesondere, daß eineIn DS-OS 25 13 331 a flexible conveyor device consisting of a. Rotor conveyor with interchangeable workpiece-specific catching elements and a replaceable discharge chute with workpiece-specific ordering devices. This conveyor is flexible in that substantial parts of the system are universal, while body-specific elements are easily interchangeable. A particular disadvantage is that a

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hohe Ordnungswahrscheinlichkeit, nur für ein begrenztes Werkstücksortiment gegeben ist und mechanische werkstückspezifische Baugruppen bei der Umrüstung auf andere Werkstücke ausgetäuscht werden müssen. Damit ist eine Anwendung in der Klein- und MittelSerienfertigung nur begrenzt möglich, wobei der Aufwand durch die Verwendung werkstückspezifischer mechanischer Bauteile immer noch erheblich ist.high order probability, is given only for a limited range of workpieces and mechanical workpiece-specific assemblies must be replaced when upgrading to other workpieces. Thus, an application in the small and medium series production is limited, the effort by the use of workpiece-specific mechanical components is still significant.

Ferner ist eine Zuführeinrichtung für die automatische Beschickung einer Bohrmaschine bekannt (Laboraufbau;. Weiss, K.; Fachtagung 24./25. 4. 79 zur Hannover-Messe, Vortrag D.; Kraussskopf-Verlag), die auf der Kopplung von mechanischen Förder- und Vereinzelungselementen mit opto-elektronischen Erkennungselementen beruht. Diese Einrichtung ordnet die durch einen Schrägförderer bzw. Vibrationswendelförderer geförderten Werkstücke bezüglich der bei Rotationsteilen im allgemeinen auftretenden 2 Lageklassen. Insbesondere durch die Verwendung von Fernsehsensor und Mikrorechner ist die Einrichtung sehr kostenaufwendig. Bekannt sind auch Einzellösungen für Sensoren. In der DE-OS 23 47 810 ist ein der Schriftzeichenerkennung bei der Umsetzung von Normal- in Blindenschrift dienender Sensor beschrieben, der als inkohärent-optischer Korrelator aufgebaut ist. Für die Zwecke der Erkennung von Werkstücken ist er jedoch wenig geeignet. Insbesondere entsprechen Förderleistung und Positionierungsverfahren nicht den Anforderungen. Die Fehlerraten des verwendeten Auswerteverfahrens sind mit 3 % zu hoch.Furthermore, a feeding device for the automatic feeding of a drilling machine is known (Laboratory construction, Weiss, K .;, Conference 24/25/4 79 to the Hanover Fair, lecture D, Kraussskopf-Verlag), based on the coupling of mechanical conveyor - And separating elements with opto-electronic detection elements based. This device orders the workpieces conveyed by an inclined conveyor or vibrating conveyor with respect to the 2 position classes which generally occur in the case of rotary parts. In particular, by the use of television sensor and microcomputer, the device is very expensive. Also known are individual solutions for sensors. In DE-OS 23 47 810 a character recognition in the implementation of normal in Braille serving sensor is described, which is constructed as an incoherent-optical correlator. However, for the purposes of recognizing workpieces, it is not very suitable. In particular, conveying capacity and positioning methods do not meet the requirements. The error rates of the evaluation method used are too high at 3%.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Es ist das Ziel der Erfindung, die Werkstückförderung und Werkstückerkennung in für die"Klein- und Mittelserienfertigung notwendiger flexibler Umrüstbarkeit für eine Vielzahl unterschiedlicher Werkstücke mit angemessenem Aufwand zu realisieren.It is the object of the invention to realize the workpiece conveyance and workpiece recognition in the "small and medium batch production necessary flexible convertibility for a variety of different workpieces with reasonable effort.

Wesen der ErfindungEssence of the invention

- Die technische Aufgabe, die durch die Erfindung gelöst wird- The technical problem which is solved by the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung für eine flexible automatische Werkstückzuführung in Porm eines komplexen Baugruppensystems für die Werkstückförderung- und erkennung mit hoher Förderleistung für ein unterschiedliches Werkstücksortiment zu entwickeln.The invention has for its object to develop a device for a flexible automatic workpiece feed in Porm a complex assembly system for Werkstückförderung- and detection with high capacity for a different range of workpieces.

- Merkmale der ErfindungFeatures of the invention

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß eine besonders ausgebildete Sensoreinheit über eine universelle Rinne mit einem an sich bekannten Rotorförderer verbunden ist. Die als inkohärent-optischer Korrelator aufgebaute Sensoreinheit ist gekennzeichnet durch eine in einem konstanten Drehwinkel schrittweise verstellbare Maskenscheibe, deren transparente Masken im Drehwinkel entlang eines Teilkreises tangential am Teilkreis angebracht sind. Die durch die optische Achse und die Drehachse definierte Ebene steht sowohl auf der Rinne als auch auf der Gleitkante senkrecht. Die Maskenscheibe ist auf ihrer Drehachse in starrer Verbindung zu einer Teilscheibe angeordnet, über die mittels einer zugeordneten Ratsche die Verstellung der Maskenscheibe und damit die Umrüstung auf ein anderes Werkstück vorgenommen werden kann. Der Abstand zwischen der optischen Achse der Optik und der Drehachse der Maskenscheibe entspricht dem durch die Mitte der Maskenspur gehenden Radius. Der Abstand der Gleitkante von der optischen Achse entspricht in der Abbildung der halben Breite der Maskenspur, so daß die GIeitkante tangential auf den Teilkreis abgebildet wird.According to the invention the object is achieved in that a specially designed sensor unit is connected via a universal channel with a known rotor conveyor. The sensor unit constructed as an incoherent-optical correlator is characterized by a mask disk which can be progressively adjusted at a constant angle of rotation and whose transparent masks are mounted tangentially to the pitch circle along a pitch circle in the rotation angle. The plane defined by the optical axis and the axis of rotation is perpendicular both on the channel and on the sliding edge. The mask disk is arranged on its axis of rotation in a rigid connection to a dividing disk, via which the adjustment of the mask disk and thus the conversion to another workpiece can be carried out by means of an associated ratchet. The distance between the optical axis of the optic and the axis of rotation of the mask disc corresponds to the radius passing through the center of the mask track. The distance of the sliding edge from the optical axis corresponds in the figure half the width of the mask track, so that the GIeitkante is imaged tangentially to the pitch circle.

Die Rinne besteht aus einem ersten Rinnenstück und einem zweiten Rinnenstück und beginnt innerhalb des Rotorförderers in einem Auffangblech. Das erste Rinnenstück enthält die an die Werkstückdicke- anpaßbare Gleitkante. In Höhe der Gleitkante ist ein Abwerfer angeordnet, der Werkstücke in unerwünschten Laseklassen in den Rotor-The gutter consists of a first gutter piece and a second gutter piece and begins within the rotor conveyor in a collecting tray. The first gutter piece contains the sliding edge adaptable to the workpiece thickness. At the level of the sliding edge, a ejector is arranged, the workpieces in unwanted lasing classes in the rotor

förderer zurück befördert. . Ausführungsbeispielpromoted back. , embodiment

Ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt. Es wird im folgenden näher beschrieben. Die Zeichnung zeigt inAn embodiment of the device is shown schematically in the drawing. It will be described in more detail below. The drawing shows in

Pig. 1: die schematische Gesamtansicht der Vorrichtung, Pig. 2: die Darstellung des Correlators, Pig. 3ϊ die Prinzipdarstellung der Anordnung der Masken auf der Maskenscheibe.Pig. 1: the schematic overall view of the device, Pig. 2: the representation of the correlator, Pig. 3ϊ the schematic representation of the arrangement of the masks on the mask disk.

Die in die Trommel 1 eines universellen Rotorförderers gefüllten Werkstücke werden durch Mitnehmer, die verstellbar am Umfang der Trommel angeordnet sind, während der Rotationsbewegung der Trommel 1 um die Drehachse 2 bis zum oberen Punkt mitgenommen und fallen dort auf eine um 2 Achsen geneigte Rinne 3· Diese Rinne 3 besteht aus einem ersten Rinnenstück 23 und einem zweiten Rinnenstück 24. Vom ersten RinnenstUck 23, das innerhalb des Rotorförderers in einem Auffangblech beginnt, werden die herabfallenden Werkstücke aufgefangen. Die "Werkstücke rutschen dabei an eine auf die Werkstückdicke einstellbare schmale GIe it kante 22, wo doppelt übereinanderliegende Werkstücke vereinzelt werden. Das dabei zuoberst liegende Werkstück fällt in die Trommel 1 zurück. Die so vororientierten und vereinzelten Werkstücke gleiten die Rinne 3 herunter aus der Trommel 1 heraus und gleiten dabei an dem zweiten Rinnenstiick 24 vorbei, welches optisch transparent ist (Erkennungsstrecke). Dieses; transparente Rinnenstück befindet sich zwischen der Lichtquelle 4 und dem Korrelator 5, die gemeinsam einen inkohärent-optischen Korrelator bilden. Während des Gleitens in der Erkennungsstrecke wird die Silhouette des Werkstückes mit Hilfe der Optik 6 des Korrelators 5 auf die Maskenscheibe abgebildet. Die Korrelatoranordnung ist gemeinsam mit der Trommel 1 des Rotorförderers an einem Ständer 8 befestigt. Sie ist so über einem Trichter 9 angebracht, daß eine auf der Rinne 3 unmittelbar an die Erkennungsstrecke anschliessende Abwurfzone nochüber der öffnung des Trichters 9 liegt.The filled into the drum 1 of a universal rotor conveyor workpieces are driven by drivers which are adjustably arranged on the circumference of the drum, during the rotational movement of the drum 1 about the rotation axis 2 to the upper point and there fall on a 2 axes inclined groove 3 · This channel 3 consists of a first channel piece 23 and a second channel piece 24. The first piece of gutter 23, which begins inside the rotor conveyor in a collecting tray, the falling workpieces are collected. The "workpieces slip thereby to a small gap edge 22 which can be set to the workpiece thickness, where workpieces lying twice one above another are separated, the workpiece lying at the top falling back into the drum 1. The workpieces thus preoriented and separated glide down the channel 3 from the drum 1 and thereby glide past the second channel piece 24, which is optically transparent (detection path) .This transparent channel piece is located between the light source 4 and the correlator 5, which together form an incoherent-optical correlator During the sliding in the detection path the silhouette of the workpiece is imaged on the mask disk by means of the optics 6 of the correlator 5. The correlator assembly is mounted together with the drum 1 of the rotor conveyor on a stand 8. It is mounted above a funnel 9 so that one on the groove 3 immediately subsequent to the detection path Drop zone is still above the opening of the funnel 9.

Die Maskenscheibe 7 ist drehbar auf der Drehachse 10 gelagert und starr mit der Teilscheibe 11 verbunden und kann mit dieser um den Drehwinkel Alpha schrittweise verstellt werden (Figi 2). Die Drehachse 10 hat von der optischen Achse 12 der Optik 6 einen Abstand a derartig im Gehäuse 13j daß die optische Achse 12 genau durch die Mitte der Maskenspur 14 verläuft. Auf der Maskenspur 14 sind jeweils im Abstand des Drehwinkels Alpha die verkleinerten Silhouetten der Werkstücke als transparente Masken 15 gespeichert (Pig. 3). Die Masken 15 auf der Maskenscheibe 7 sind derartig' angeordnet, daß sie tangential an einem Teilkreis anliegen. In der Abbildung entspricht dieser Tangente die Gleitkante 22 der Rinne 3.The mask disk 7 is rotatably mounted on the axis of rotation 10 and rigidly connected to the indexing disk 11 and can be adjusted stepwise with this by the rotational angle alpha (Figi 2). The axis of rotation 10 has a distance a from the optical axis 12 of the optical system 6 in the housing 13j such that the optical axis 12 extends exactly through the center of the mask track 14. On the mask track 14, the reduced silhouettes of the workpieces are stored as transparent masks 15 at intervals of the angle of rotation alpha (Pig. 3). The masks 15 on the mask disk 7 are arranged 'such that they rest tangentially on a pitch circle. In the figure, this tangent corresponds to the sliding edge 22 of the channel 3.

Während der Abbildung des Werkstückes auf die Maske 15 wird diese teilweise oder ganz verdeckt. Die auf einem hinter der Maske 15 angeordneten Fotoempfänger 16 auffallende Lichtintensität ist dann als Maß für die Identifizierung der Werkstücke und ihrer Lage elektronisch über eine Schwellwertlogik eines Steuergerätes 17 auswertbar. Die Justierung der Maskenscheibe 7 vor dein Fotoempfänger 16 bezüglich des Drehwinkels (Hulleinstellung) erfolgt einmalig unter Auswertung optischer und elektrischer Signale, wobei für die Justierung die starre Verbindung zwischen Maskenscheibe 7 und Teilscheibe 11 gelöst wird. Mach der Justierung bezüglich des Drehwinkels wird wieder eine feste Verbindung hergestellt. Da sowohl die Masken 15 auf der Maskenscheibe 7 als auch die Einkerbungen auf der Teilscheibe 11 im konstanten Drehv/inkel Alpha angeordnet sind, kann im weiteren eine Verdrehung der Maskenscheibe 7, z. B. beim Wechsel des Werkstücksortiments, um den Winkel n. Alpha erfolgen, wobei jeweils im Drehv/inkel Alpha eine Arretierung der Teilscheibe 11 durch eine Ratsche 18 möglich ist. Eine Umrüstung auf andere Werkstücke besteht damit im wesentlichen in einer Verdrehung der Teilscheibe 11. Erfolgt durch die Logik des Steuergerätes 17 die Erkennung eines Werkstückes in einer erwünschten Lageklasse, gleitet das Werkstück bis zu einem Rinnenendstück 19, in dem esDuring the imaging of the workpiece on the mask 15, this is partially or completely hidden. The incident on a behind the mask 15 photoreceptor 16 incident light intensity is then evaluated as a measure of the identification of the workpieces and their position electronically via a threshold logic of a controller 17. The adjustment of the mask disk 7 in front of your photoreceptor 16 with respect to the angle of rotation (Hulleinstellung) takes place once under evaluation of optical and electrical signals, for the adjustment, the rigid connection between the mask disk 7 and part plate 11 is released. Make the adjustment with respect to the angle of rotation is again made a firm connection. Since both the masks 15 are arranged on the mask disk 7 and the notches on the indexing disk 11 in a constant Drehv / inkel Alpha, in a further rotation of the mask disk 7, z. B. when changing the workpiece range, by the angle n. Alpha done, each in Drehv / inkel alpha locking the indexing disk 11 by a ratchet 18 is possible. A conversion to other workpieces is thus essentially in a rotation of the indexing disk 11. If the logic of the control unit 17, the detection of a workpiece in a desired position class, the workpiece slides up to a gutter end piece 19 in which it

lagegerecht und positioniert von einem Manipulator abgenommen v/erden kann. Wird eine unerwünschte Lageklasse festgestellt, sorgt ein von Steuergerät 7 angesteuerter Abwerfer 20 dafür, daß das Werkstück von der Rinne 3 in den Trichter 9 und damit in die Trommel 1 zurückgeworfen'wird. Dieser Abv/erfer 20 ist ein Elektromagnet, der im Abstand der dreifachen Werkstückdicke in Höhe der Gleitkante 22 der Rinne 3 angeordnet ist und der stromlos ist, wenn ein Werkstück in einer erwünschten Lageklasse die Erkennungsstrecke passiert, so daß diese unbeeinflußt durch die Abwurfzone gelangt. Werden unerwünschte Lageklassen erkannt, zieht der Elektromagnet an und entfernt das Werkstück von der Rinne 3> welches in den Trichter 9 fällt.correctly positioned and removed from a manipulator can be removed. If an undesirable class of position is detected, an ejector 20 controlled by the control device 7 ensures that the workpiece is thrown back from the channel 3 into the hopper 9 and thus into the drum 1. This Abv / erfer 20 is an electromagnet which is arranged at a distance of three times the workpiece thickness at the level of the sliding edge 22 of the channel 3 and which is de-energized when a workpiece in a desired location class passes the recognition distance, so that it passes unaffected by the discharge zone. If undesirable classes of position are detected, the electromagnet attracts and removes the workpiece from the channel 3> which falls into the funnel 9.

Claims

ί - claim for invention

1. A device for a flexible automatic workpiece feed, "consisting of a workpiece conveyor preferably in the form of a rotor conveyor, a gutter with a transparent center piece, constructed as an incoherent-optical correlator sensor unit and an ejector, characterized in that the sensor unit at a constant angle of rotation (alpha ) contains stepwise adjustable Llaskenscheibe (7) whose transparent masks (15) in the rotation angle (alpha) along a pitch circle (21) tangentially to the pitch circle (21) are mounted and defined by the optical axis (12) and the axis of rotation (10) Plane is arranged perpendicular to both the groove (3) and to the sliding edge (22).

2. Device according to item 1, characterized in that the distance (a) between the optical axis (12) of the optics (β) and the axis of rotation (10) of the mask disc (7) passing through the center of the mask track (14) radius equivalent.

3 · Device according to item 1, characterized in that on the axis of rotation (10) the mask disc (7) is arranged in rigid connection to a part disc (11).

4. Device according to item 1 and 3 », characterized in that the dividing disk (11) is associated with a ratchet (18).

5. The device according to item 1, characterized in that the channel (3) consists of a first gutter piece (23) and a second gutter piece (24), within the rotor conveyor in a collecting tray begins and the first gutter piece (23) with a to the Workpiece thickness adaptable GIeitkante (22).

β. Device according to point 1 and 5, characterized in that the distance of the sliding edge (22) in the figure corresponds to half the width of the mask track (14).

Drawings Drawings