DD233965A1

DD233965A1 - METHOD AND DEVICE FOR FLEXIBLE CHAINING OF MACHINING MACHINES

Info

Publication number: DD233965A1
Application number: DD27275685A
Authority: DD
Inventors: Wolfgang Herfort; Eckhard Bruder; Wilfried Tetzlaff; Horst Wagner
Original assignee: Berliner Bremsenwerk Veb
Priority date: 1985-01-25
Filing date: 1985-01-25
Publication date: 1986-03-19

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Vorrichtungen zur flexiblen, vorzugsweise linearen Verkettung von unterschiedlichen Bearbeitungsmaschinen zur vollstaendigen mechanischen Bearbeitung unterschiedlicher, vorzugsweise prismatischer Werkstuecke von mehreren Seiten in mehreren Arbeitsgaengen. Ziel ist die Erarbeitung einer Loesung mit optimalen Produktionsbedingungen zur Realisierung einer durchgehenden Bearbeitung von Werkstuecken entsprechend der jeweils erforderlichen Arbeitsgangfolge. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass fuer die Verkettung der vom Werkstueck abhaengigen Zahl und Bauart von Bearbeitungsmaschinen mehrarmige Manipulatoren und Uebergabetische in spezieller Ausfuehrung verwendet werden und unterschiedliche Fertigungseinheiten bilden, die miteinander steuerungstechnisch verknuepft sind. Fig. 1The invention relates to a method and apparatus for flexible, preferably linear concatenation of different processing machines for the complete mechanical processing of different, preferably prismatic workpieces from several sides in several Arbeitsgaengen. The goal is the development of a solution with optimal production conditions for the realization of a continuous processing of workpieces according to the required sequence of operations. According to the invention, the object is achieved by using, for the linking of the number and type of processing machines dependent on the workpiece, multi-arm manipulators and transfer tables in a special design and forming different production units that are linked to one another by control technology. Fig. 1

Description

von einer geordneten Bereitstellung über die mehrarmigen Manipulatoren, speziellen Übergabetische und unterschiedlichen Bearbeitungsmaschinen in vorzugsweise linear versetzter Richtung erfolgt, wobei jeder Manipulatorarm jeweils nur das Roh- oder Fertigteil handhabt und die einzelnen Bearbeitungsmaschinen mit dem ihnen zugeordneten Manipulator eine technologische Einheit bilden, welche über die Übergabetische miteinander verkettet sind.from an orderly provision on the multi-arm manipulators, special transfer tables and different processing machines in preferably linearly offset direction, each manipulator handles only the raw or finished part and the individual processing machines with their associated manipulator form a technological unit, which via the transfer tables are linked together.

Weitere Merkmale des Verfahrens sind, daß die Verkettung von unterschiedlichen Bearbeitungsmaschinen mit verschiedenen Arbeitstischhöhen durch die speziellen Übergabetische ermöglicht wird und daß die Beschickung der Bearbeitungsmaschinen durch eine bestimmte Stellung der Manipulatorarme zueinander erfolgt. Des weiteren ermöglicht das Verfahren die Verkettung parallel arbeitender Bearbeitungsmaschinen und damit die Beseitigung der sonst durch längere Arbeitsgänge in der Verkettung störender Produktivitätsengpäße.Further features of the method are that the chaining of different processing machines with different working table heights is made possible by the special transfer tables and that the feed of the processing machines by a certain position of the manipulator arms to each other. Furthermore, the method allows the concatenation of parallel processing machines and thus the elimination of otherwise disruptive by lengthy operations in the concatenation productivity bottlenecks.

Die Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens sind dadurch gekennzeichnet, daß die mehrarmigen Manipulatoren bevorzugt als zweiarmige Manipulatoren, mit im rechten Winkel fest zueinander stehenden Manipulatorarme und daß die mehrarmigen Manipulatoren für die Beschickung von parallel arbeitenden Bearbeitungsmaschinen bevorzugt als zweiarmige Manipulatoren mit entgegen gesetzt feststehenden Manipulatorarmen ausgeführt sind.The apparatuses for carrying out the method are characterized in that the multi-arm manipulators are preferably designed as two-armed manipulators, with right-angled mutually fixed manipulator arms and that the multi-arm manipulators for the loading of parallel processing machines preferably as two-armed manipulators with oppositely fixed manipulator arms ,

Des weiteren sind die Vorrichtungen dadurch gekennzeichnet, daß die zur Verkettung der technologischen Einheiten dienenden speziellen Übergabetische austauschbare entsprechend der Kontur des Werkstückes gestaltete Werkstückbestimmelemente aufweisen und zum Ausgleich der unterschiedlichen Arbeitstischhöhen der Bearbeitungsmaschinen gesteuerte Dreh- und Hubbewegungen in definiert einstellbaren Schaltstufen ausführt.Furthermore, the devices are characterized in that serving for linking the technological units special transfer tables have replaceable according to the contour of the workpiece designed workpiece determining elements and to compensate for the different working table heights of the processing machines controlled rotational and lifting movements in defined adjustable switching stages executes.

Die Verlagerung der Wendehandhabung und des Höhenausgleiches vom Manipulator in den Übergabetisch vereinfacht und verbilligt den Manipulatur beträchtlich und kann mit sehr einfachen Mitteln von den nun als Übergabetisch ausgebildeten, sonst auch als Zwischenablagetisch benötigten, ausgeführt werden. Das vereinfacht den Handhabeprozeß beträchtlich und bringt neben den sich daraus ergebenden bereits dargelegten Vorteilen für die Verkettung einen nicht unbeträchtlichen ökonomischen Vorteil.The displacement of the reversal handling and the height compensation from the manipulator into the transfer table simplifies and reduces the manipulation considerably and can be carried out with very simple means of the now designed as a transfer table, otherwise also required as Zwischenablagetisch. This considerably simplifies the handling process and, in addition to the consequent advantages for the linking already described, brings about a not inconsiderable economic advantage.

embodiment

Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Die dazu gehörigen Zeichnungen zeigen in Figur 1: Draufsicht einer möglichen Variante der Verkettung von Bearbeitungsmaschinen nach der in der Erfindung beschriebenen WeiseThe invention is illustrated below using an exemplary embodiment. The accompanying drawings show in Figure 1: Top view of a possible variant of the concatenation of processing machines according to the manner described in the invention

Figur 2: die schematische Darstellung des Übergabetisches Es zeigt sich folgende Anordnung:Figure 2: the schematic representation of the transfer table It shows the following arrangement:

Die in Figur 1 dargestellte Ausführungsform stellt nur eine mögliche Variante der Verkettung von Bearbeitungsmaschinen zur vollständigen Bearbeitung von Werkstücken dar.The embodiment shown in Figure 1 represents only one possible variant of the concatenation of processing machines for complete processing of workpieces.

Jeweils eine verschiedenartige Bearbeitungsmaschine (3, 6,13) bildet zusammen mit jeweils einem Manipulator 2, 5,12 eine Fertigungseinheit A oder B oder D, wobei deren Anzahl von der Zahl der Arbeitsoperationen am Werkstück bestimmt wird wie ihre Anordnung zueinander oder zu einer Fertigungseinheit C, die aus zwei oder mehreren gleichartigen Bearbeitungsmaschinen 9,11 und zwei oder mehreren Manipulatoren 8,10 besteht.In each case, a different type of processing machine (3, 6, 13) forms, together with a respective manipulator 2, 5, 12, a production unit A or B or D, the number of which is determined by the number of working operations on the workpiece, such as their arrangement relative to one another or to a production unit C, which consists of two or more similar processing machines 9,11 and two or more manipulators 8,10.

Alle Bearbeitungsmaschinen der einzelnen Fertigungseinheiten A, B, C, D können unterschiedliche Höhen der Arbeitstische und damit korrespondierende Arbeitshöhen der Manipulatoren 2, 5, 8,10,12 aufweisen. Zur Verkettung zwischen den Fertigungseinheiten A, B, C, D sind Übergabetische 4, 7 vorgesehen, die mit Elementen 16 zur Lagebestimmung eines Werkstückes 15 entsprechend Figur 2 versehen, sowohl in der Arbeitsebene als auch in der Arbeitshöhe definiert positionierbar ausgeführt sind. Dazu dient die am Übergabetisch 4 oder 7 vorgesehene, den jeweiligen Arbeitsaufgaben angepaßbare Hubeinrichtung, Schwenkeinrichtung 18 und jeweils verstellbaren Anschlägen 19, 20.All processing machines of the individual production units A, B, C, D may have different heights of the work tables and thus corresponding working heights of the manipulators 2, 5, 8, 10, 12. For linking between the production units A, B, C, D transfer tables 4, 7 are provided, which are provided with elements 16 for determining the position of a workpiece 15 according to Figure 2, both defined in the working plane and in the working height positionable. Serves provided at the transfer table 4 or 7, the respective work tasks adapted lifting device, pivoting device 18 and each adjustable stops 19, 20th

Die Anordnung der Arme 2.1 bis 10.2 der Manipulatoren 2, 5, 8, 10 erfolgt bei linearer Verkettung innerhalb des Bearbeitungssystems E vorzugsweise 90° zueinander versetzt bei den Fertigungseinheiten A, B, D, mit verschiedenartigen Bearbeitungsmaschinen bzw. 180° zueinander versetzt bei den Fertigungseinheiten C mit mehreren gleichartigen Bearbeitungsmaschinen. Eine veränderte, speziellen räumlichen Bedingungen entsprechende Anordnung der Fertigungseinheiten A, B, C, D wird dadurch möglich, daß die Anordnung der Arme der Manipulatoren in einem anderen Winkel zueinander erfolgt. Je nach Bedarf werden einzelne oder alle Fertigungseinheiten A, B, C, D ergänzt durch Reinigungseinrichtungen 21 und/oder Kontrolleinrichtungen 22. Es ergibt sich folgende Funktion:The arrangement of the arms 2.1 to 10.2 of the manipulators 2, 5, 8, 10 takes place at linear concatenation within the processing system E preferably 90 ° offset from each other in the production units A, B, D, with different types of processing machines or 180 ° offset from each other in the manufacturing units C with several similar processing machines. An altered, special spatial conditions corresponding arrangement of the production units A, B, C, D is possible in that the arrangement of the arms of the manipulators takes place at a different angle to each other. Depending on requirements, individual or all production units A, B, C, D are supplemented by cleaning devices 21 and / or control devices 22. The following function results:

Aus dem Rohteilspeicher 1 entnimmt der Manipulator 2 mit seinem Arm 2.1 ein Rohteil während gleichzeitig der Arm 2.2 das auf der Bearbeitungsmaschine 3 fertig bearbeitete Werkstück ergreift. Nach einer Drehung der beiden, unter 90° fest verbundenen Arme und 2.2 um die C-Achse des Manipulators um 90°, kommt der Arm 2.1 vor der Bearbeitungsmaschine 3 und der Arm 2.2 vor dem Übergabetisch 4 zum stehen. Nun legt der Manipulator jeweils das Rohteil in der Maschine 3 und das Fertigteil auf dem Übergabetisch 4 ab und dreht sich zurück in die dargestellte Ausgangsstellung. Das Werkstück auf dem Übergabetisch 4 wird nach erfolgter Drehung und Hub vom Manipulator 5 mit dem Arm 5.1 ergriffen, während der Arm 5.2 das fertige Werkstück aus der Bearbeitungsmaschine 6 ergreift. Nach vollzogener Drehung des Manipulators um die C-Achse, wird das im Arm 5.1 befindliche Werkstück in die Bearbeitungsmaschine 6 eingelegt, während das Fertigteil auf den Übergabetisch 7 abgelegt wird. Der nun folgende 3. Arbeitstakt ist zeitlich langer als die anderen vor- bzw. nachgelagerten. Aus diesem Grund wird nun auf mehreren gleichartigen Bearbeitungsmaschinen 9, 11 dieser Arbeitsgang parallel abgearbeitet, so daß keine ökonomisch nachteilige Arbeitstaktveränderung der gesamten Verkettung eintritt. Das Werkstück wird auf dem Übergabetisch 7 je nachdem, welcher Manipulator 8 oder 10 als erster bereit ist, ein Rohteil zu ergreifen, in die Positionierrichtung 7.1 oder 7.2 nach erfolgtem Hub geschwenkt. Dabei wird das vom jeweiligen Manipulator 8 bzw. 10 bereits auf dem Übergabetisch 7 abgelegte Fertigteil von den Bearbeitungsmaschinen 9 oder 11 vor den Arm 12.1 gebraucht und kann nun vom Manipulator 12 nach Entnahme des Fertigteiles aus der Bearbeitungsmaschine 13 dieser zugeführt werden. Das Fertigteil aus Maschine 13 wird gleichzeitig in den Fertigteilspeicher 14 abgelegt.From the stock store 1, the manipulator 2 with its arm 2.1 removes a blank while at the same time the arm 2.2 grips the workpiece 3 finished on the machine 3. After a rotation of the two, at 90 ° firmly connected arms and 2.2 to the C-axis of the manipulator by 90 °, the arm 2.1 comes before the machine 3 and the arm 2.2 in front of the transfer table 4 to stand. Now, the manipulator places each of the blank in the machine 3 and the finished part on the transfer table 4 and turns back into the initial position shown. The workpiece on the transfer table 4 is taken by the manipulator 5 with the arm 5.1 after rotation and stroke, while the arm 5.2 engages the finished workpiece from the machine tool 6. After completed rotation of the manipulator about the C-axis, the workpiece located in the arm 5.1 is inserted into the processing machine 6, while the finished part is placed on the transfer table 7. The following 3rd work cycle is longer in time than the other upstream or downstream work. For this reason, this process is now carried out in parallel on a plurality of similar processing machines 9, 11, so that no economically disadvantageous change in working stroke of the entire chaining occurs. Depending on which manipulator 8 or 10 is the first to be ready to grasp a blank, the workpiece is pivoted on the transfer table 7 into the positioning direction 7.1 or 7.2 after the stroke has been completed. The finished by the respective manipulator 8 or 10 already stored on the transfer table 7 finished part of the processing machines 9 or 11 in front of the arm 12.1 is needed and can now be supplied by the manipulator 12 after removal of the finished part of the processing machine 13 of this. The finished part of machine 13 is simultaneously stored in the precast store 14.

Der jeweilige Manipulator 8 oder 10 ergreift das auf dem Übergabetisch 7 liegende Rohteil und schwenkt um 180°. Danach legt er das Rohteil in die Bearbeitungsmaschine 9 oder 11 ein und das Fertigteil nach erfolgter Rückdrehung des Übergabetisches 7 auf diesem ab.The respective manipulator 8 or 10 grips the blank lying on the transfer table 7 and pivots through 180 °. He then places the blank in the processing machine 9 or 11 and the finished part after the return of the transfer table 7 on this from.

Werden einer Fertigungseinheit Reinigungs- und/oder Kontrolleinrichtungen 21, 22 zugeordnet, ergibt sich eine Veränderung der Arbeitstakte.If a production unit cleaning and / or control devices 21, 22 assigned, results in a change in the power strokes.

Dargestellt am Beispiel der Fertigungseinheit B ergibt sich: Der Arm 5.1 ergreift das auf dem Übergabetisch 4 liegende Rohteil, gleichzeitig wird durch den Arm 5.2 das Fertigteil der Bearbeitungsmaschine 6 entnommen. Der Manipulator 5 schwenkt in einem ersten Takt um 45° mit dem Rohteil zur Reinigungseinrichtung 21 und mit dem Fertigteil zur Kontrolleinrichtung 22 und legt sie dort ab. Nach erfolgter Reinigung bzw. Kontrolle werden die Teile erneut ergriffen und der Bearbeitungsmaschine 6 bzw. dem Übergabetisch 7 zugeführt.Shown on the example of the production unit B results: The arm 5.1 grips the lying on the transfer table 4 blank, at the same time the finished part of the processing machine 6 is removed by the arm 5.2. The manipulator 5 pivots in a first cycle by 45 ° with the blank to the cleaning device 21 and with the finished part to the control device 22 and puts it there. After cleaning or inspection, the parts are taken again and fed to the processing machine 6 or the transfer table 7.

Der Arbeitsablauf für das Bearbeitungssystem E wird als Folgeschaltung, beeinflußt durch das Werkstück, gesteuert, wobei die einzelnen Fertigungseinheiten A, B, C, D jeweils programmierte elektronische Schaltkreise bilden, die, untereinander gekoppelt, zu einer elektronisch gesteuerten Einheit verbunden sind.The operation of the processing system E is controlled as a sequential circuit influenced by the workpiece, the individual production units A, B, C, D respectively forming programmed electronic circuits which, coupled together, are connected to an electronically controlled unit.

Der in Figur 2 schematisch dargestellte Übergabetisch 4 oder 7 sichert einmal durch die vorgesehenen, den konkreten Bedingungen anpaßbaren und speziell anzuordnenden Elemente 16 zur Werkstück- und Lagebestimmung eine den folgenden Arbeitsschritt entsprechende Ablage der Werkstücke, die damit gleichzeitig Kontrollfunktionen erfüllen.The transfer table 4 or 7 shown schematically in Figure 2 secures once by the provided, the concrete conditions adaptable and specially to be arranged elements 16 for workpiece and position determination a the following operation corresponding storage of workpieces, which thus simultaneously fulfill control functions.

Außerdem besteht die Möglichkeit, unter Nutzung der definiert einstellbaren und in der, den konkreten Arbeitsanforderungen entsprechend gewährten Anzahl vorgesehenen Anschlägen 19, 20 den Übergabetisch, in Übereinstimmung mit der Steuerung, sowohl in der Höhe als auch in der Ebene in jeder beliebigen, vorbestimmbaren Stellung, schrittweise, abgestuft, im Takt wiederholbar zu positionieren.It is also possible, using the defined adjustable and provided in accordance with the specific working requirements provided number of stops 19, 20, the transfer table, in accordance with the control, both in height and in the plane in any predeterminable position, step by step, stepped, repeatable to the beat.

Claims

Invention claim:

1. A method and apparatus for flexible, preferably linear concatenation of processing machines, in particular for processing different prismatic workpieces from several sides in different operations on different machines with multi-arm manipulators, rotary transfer tables and workpiece storage, characterized in that production units (A, B, D) consisting respectively of a different processing machine (3, 6, 13) and a multi-armed, preferably two-armed manipulator (2, 5, 12), whose arms (2.1, 2.2, 5.1, 5.2, and 12.1, 12.2, respectively) are at right angles to each other , fixed, and manufacturing units (C), consisting of two or more similar processing machines (9,11) and a plurality of multi-armed, preferably two-armed manipulators (8,10) with opposite to each other, fixedly arranged arms (8.1, 8.2 and 10.1, 10.2), a processing system (E) form, offset from each other angeo rdnet, and are determined in their number and arrangement to each other by the number of operations to be performed on the workpiece (15) that within the respective manufacturing unit (A or B or C or D) between the processing machines and the associated manipulators match in a working plane X exists, but this between the production levels (A, B, C, D) may be different, that for balancing the different working levels X between the production units (A, B, C, D) and for linking together transfer tables (4, 7) are provided are formed rotatable and adjustable in height, the work processes defined adaptable, formed that at the beginning of the processing system (E) a stock store (1) and at its completion a precast store (14) is arranged and that the control as a sequential circuit, influenced by the workpiece (15) via in each case the production units (A, B, C, D) to be assigned programmed electronic n circuits are connected to each other to an electronically controlled unit.

2. Method and device according to item 1, characterized in that in the manipulators (2, 5, 8, 10, 12) one arm (2.1, 5, 8, 1, 10, 1, 12, 1) constantly holds the blank of the processing machine (3, 6, 9,11,13), while the other arm (2.2, 5.2, 8.2, 10.2, 12.2) is reserved for the removal of the finished parts.

3. The method and apparatus according to item 1, characterized in that serving for concatenating transfer tables (4, 7) interchangeable elements (16) whose configuration and arrangement corresponds to the contours of the workpiece (15) in the respectively provided work postion.

4. The method and apparatus according to item 1, characterized in that the transfer tables (4, 7) stops (19, 20) whose number and defined arrangement allows horizontal and vertical movements of the transfer tables (4, 7) in defined switching stages.

For this 2 pages drawings

Field of application of the invention

The invention relates to a method and apparatus for flexible, preferably linear processing units, cleaning and control devices, in particular for complete mechanical processing preferably different prismatic workpieces from several sides in several operations.

Characteristic of known technical solutions

In practice, a variety of methods for linking machine tools and devices used therefor are known. Thus, in DE 2 209 233 for a press line extensive and complicated and therefore associated with high costs conveyor and each press a separate feed and a discharge device proposed. Other solutions place special conditions on the processing machines. Thus, DE 1 627 278 requires that the worktables of the processing machines are arranged at a uniform height or DE 3,146,630 proposes a special design with a passage in the middle of the processing machine. However, these conditions considerably limit the linking options of different processing machines. And a concatenation on special workpiece carrier and workpiece carrier conveyors as in DE 2 814 046 is very costly and advantageous only for rigid links for large series. The method proposed in DD 155 309 for the flexible linking of processing machines is based on its own geometry limits with regard to the ability to expand the chaining set. The DD 213 159 describes a solution of an automatic Wechselfließreihe using processing machines, pallet storage, cleaning equipment and robots with one arm, combined to form an electronically controlled unit in which the balance of individual working heights economically complicated by the use of pallet storage and by the type the robot is done. The workpiece influence is interrupted by the memory.

Object of the invention

The aim of the invention is to avoid the disadvantages of the known chaining and to provide methods and devices to an economically viable solution for the flexible chaining of different working machines, preferably for the complete machining of prismatic workpieces from several sides and in several elaboration * ^c 'Sngen.

Explanation of the essence of the invention

The invention has for its object to provide for the processing of preferably prismatic workpieces from different sides in a plurality of operations using conventional and / or specially designed machine tools with work tables at different heights a solution that a, the specificity of the workpiece corresponding number of machining operations analogous number of processing machines combined with specially designed manipulators and transfer tables provides, thereby allowing controlled from the workpiece to the complete processing workpiece flow and flexible possibilities of arrangement, combined with other facilities permitted. According to the invention the object is achieved in that are provided for the concatenation of the workpiece-dependent number and type of processing machines multi-arm manipulators with transfer tables special type that the workpiece flow