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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Transport von Formteilen
zwischen den Bearbeitungsstufen einer Transferpressen-, Pressenstraßen-, Umformmaschinenanlage
oder dgl. nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Großflächige Blechformteile
und Platinen werden vor, zwischen und nach den Umformvorgängen üblicherweise
mit Hilfe von quer über
das Unterwerkzeug gefahrenen Traversen transportiert, wobei die
Werkstücke
mit Gummisaugern aufgenommen werden (z.B.
DE 44 08 449 A1 und
EP 06 21 093 ).
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Die
Saugertraversen sind an ihren Enden mit Tragschienen oder mit auf
Tragschienen laufenden Schlitten verbunden, wodurch die Verfahrbarkeit
der Traverse in Teiletransportrichtung erreicht wird. Gleichzeitig
können
die Tragschienen gehoben und gesenkt werden, um das Aufnehmen und
Ablegen der Teile zu gewährleisten.
Bedarfsweise wird zusätzlich
eine Schwenkbarkeit der Traverse um ihre Längsrichtung realisiert, um
die Neigung des transportierten Teils zwischen Aufnahme und Ablage
zu verändern.
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Der
Antrieb der Saugertraversen erfolgt entweder über zentral gesteuerte Kurven-
bzw. Servoantriebe oder über
elektrische Antriebe, die jeder Saugertraverse separat zugeordnet
sind.
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Nach
DE 100 100 79 ist eine
Einrichtung zum Transportieren von Werkstücken bekannt, bei der durch
Dreh- und Vertikalbewegung eines Schwenkarmes eine zweiachsige Transportbewegung
realisierbar ist. Zwei gegenüberliegende Schwenkarme sind
mit einer die Werkstücke
haltenden Saugerbrücke
verbunden.
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Eine
Verschiebung der Werkstücke
quer zur Transportrichtung ist nicht vorgesehen. Im Fall von Doppelteilen
wird vorgeschlagen, dass sich der jeweilige Saugerbalken nur einseitig
an einem Schwenkarm abstützt,
wodurch infolge der erhöhten Schwinganfälligkeit
die Transportbeschleunigung und damit Ausstoßleistung eingeschränkt wird. Nachteilig
sind weiterhin die Aufwände
für die
vertikale Linearführung
und die begrenzte Reichweite des einteiligen Schwenkarmes.
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Eine
vergleichbare Aufgabe wird mit einer Vorrichtung nach
DE 196 54 475 gelöst, bei der die Drehbewegung
des Schwenkarmes gegenüber
der vorstehend beschriebenen Vorrichtung durch einen zusätzlichen
vertikalen Linearantrieb gesteuert wird.
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Nach
EP 0435 417 ist eine Vorrichtung
zum Transport von Werkstücken
zwischen zwei Bearbeitungsstufen bekannt, bei der jeder der zwei
gelenkig miteinander verbundenen Arme einen unabhängig antreibbaren
Servomotor aufweist, die gemeinsam eine zweidimensionale Bewegung
(Transport/Heben) realisieren. Darüber hinaus enthält die Vorrichtung
weitere unabhängige
Antriebe zur Ausführung einer
zusätzlichen
Schwenk-, Kipp- und Verschiebebewegung quer zur Transportrichtung
für die
Werkstückaufnahmeelemente.
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Die
Haltemittel in Form von Saugern sind fliegend am oberen Arm angeordnet,
wodurch die Vorrichtung für
großflächige quer
zur Transportrichtung breite Formteile und Mehrfachformteile nicht
geeignet ist.
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Es
ist ein Nachteil, dass die durch die Schwenkbewegung der Arme hervorgerufene
Drehbewegung der Werkstückaufnahmeelemente
kompensiert werden muß.
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Ein
weiterer Nachteil sind die stark eingeschränkten kinematischen Möglichkeiten
der Vorrichtung. Da das Gelenk immer durch die Strecklage bewegt
wird, ergeben sich sehr geringe Variationsmöglichkeiten für die Hubbewegung.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Transport
von Formteilen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 so zugestalten,
dass sowohl großflächige, quer
zur Transportrichtung breite Formteile als auch Mehrfachformteile mehrdimensional
mit erhöhter
Variationsmöglicheit der
Hub bewegung von einer Stufe zur nächsten transportierbar sind,
ohne dass eine unbeabsichtigte Drehbewegung der Werkstückaufnahmeelemente kompensiert
werden muß und
dass durch Zusatzbewegungen eine Lageorientierung von Einfach- und Mehrfachformteilen
bis zu sechs Freiheitsgraden überlagerbar
ist.
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Erfindungsgemäß wird das
durch die im Patentanspruch 1 beschriebenen Merkmale erreicht. Die
Ansprüche
2 bis 18 betreffen die weitere Ausgestaltung der Vorrichtung. Durch
die Lösung
kann die gestellte Aufgabe sowohl durch Anwendung einzelner Merkmale
als auch in Kombination zur Beseitigung der Nachteile des Standes
der Technik beitragen.
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Der
Kerngedanke der Erfindung liegt darin, dass die Haltemittel zur
Aufnahme und zum Transport von Formteilen am Ende eines Doppelhebels oder
Doppelhebelpaares gelenkig gelagert sind, dessen erster Hebel oder
erstes Hebelpaar im Gestell gelenkig gelagert ist und dessen zweiter
Hebel oder zweites Hebelpaar mit dem ersten Hebel oder ersten Hebelpaar
gelenkig verbunden sind. Die Drehachsen verlaufen parallel zur Längsachse
der Haltemittel. Zur Bewegung der Haltemittel von einer Bearbeitungsstufe
zur nächsten
wird der erste Hebel oder das erstes Hebelpaar relativ zum Gestell
und der zweite Hebel oder das zweite Hebelpaar relativ zum ersten
Hebel oder zum ersten Hebelpaar im vorgegebenen Winkelbereich verdreht.
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Durch
das Gelenk zwischen Haltemittel und zweitem Hebel oder zweitem Hebelpaar
ist die Neigung des Haltemittels um die Achse quer zur Transportrichtung
unabhängig
von der Stellung des zweiten Hebels oder zweiten Hebelpaares einstellbar.
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Bei
Verwendung von in gemeinsamen Zwischenstücken gelagerten Doppelhebeln
wird insbesondere die Schwenkbewegung der Hebel kompensiert, so
dass keine aktive Drehkompensation für die Haltemittel erforderlich
ist. Die Drehbewegung braucht in diesem Fall nur bei gewünschter
Drehung der Formteile um die Achse quer zur Transportrichtung aktiviert
werden.
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Mit
Anwendung von räumlichen
Gelenken zwischen Haltemittel und zweitem Hebel oder zweitem Hebelpaar
können
die Haltemittel bei unterschiedlichem Bewegungsablauf der beiden
die Haltemittel tragenden Doppelhebel oder Doppelhebelpaare zusätzlich um
die Achse in Transportrichtung und/oder um die Vertikalachse geschwenkt
werden. Eine Verschiebung von Einfach- oder Mehrfachformteilen quer
zur Transportrichtung kann durch zusätzliche mit dem zweiten Hebel
oder zweiten Hebelpaar oder mit den Haltemitteln wirkverbundene
Linearantriebe realisiert werden. Für das unterschiedliche, vorzugsweise
gegensinnige Kippen von Mehrfachformteilen um die Achse in Transportrichtung
können die
mit einer Saugerbrücke
gelenkig verbundenen Haltemittelhälften von einem Zusatzantrieb
gekippt werden.
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Die
Doppelhebel oder Doppelhebelpaare sind senkrecht zur Transportrichtung
vor und hinter dem Werkzeugraum angeordnet und können somit im Freiraum zwischen
den Werkzeugen/Schiebetischen und den Pressenständern operieren.
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Der
Antrieb der Schwenkarme erfolgt vorzugsweise servoelektrisch, es
sind aber auch andere Antriebsmöglichkeiten
gegeben, wie z.B. hydraulischer oder servohydraulischer Antrieb.
Mit Hilfe pneumatischer Zylinder (z.B. Gasfedern) oder mechanischer
Federn an geeignet gewählten
Anlenkpunkten ist es möglich,
für einen
Gewichtsausgleich zu sorgen.
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Die
kinematischen Abmessungen können
so gewählt
werden, dass im Rahmen der bestehenden Räumlichkeiten die Bewegungsaufgabe
optimal erfüllt
werden kann. Insbesondere können
die Lagerpunkte für
die Doppelhebel oder Doppelhebelpaare am Gestell wahlweise unterhalb,
in der oder oberhalb der Transportebene der Werkstücke oder
auch alternierend jeweils oben und unten wechselnd von Stufe zu
Stufe angeordnet werden.
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Zur
Erzeugung der gewünschten
Bewegung sowohl in Transport- als auch in vertikaler Hubrichtung
werden die Antriebe so angesteuert, dass sich die gewünschte Bewegung
an den Haltemitteln für die
Formteile ergibt. Mit Hilfe mathematischer Beziehungen lassen sich
zu jeder geforderten Position zugehörige Antriebsstellungen ermitteln.
Diese Zuordnung leistet ein EDV-Programm, welches in die Servosteuerung
integriert oder ihr vorgeschaltet ist. Durch softwaremäßige Vorgaben
sind damit im vorgegebenen Arbeitsraum nahezu beliebige Bewegungsbahnen
möglich.
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So
ist das Entnehmen, schrittweise Weitergeben und Zuführen in
Verbindung mit der Lageorientierung der Formteile oder Mehrfachformteile
in bis zu 6 Freiheitsgraden sowohl zwischen zwei Bearbeitungsstufen
als auch zwischen Be arbeitungsstufen und Ablagestationen möglich. Neben
der Entnahme oder Zuführung
von Formteilen in die Unterwerkzeuge von Bearbeitungsstufen können mit
der Vorrichtung die Formteile alternativ auch aus den Oberwerkzeugen
entnommen oder in die Oberwerkzeuge transportiert werden. Während beim
Transport von Formteilen zwischen Bearbeitungsstufen und zwischenliegenden
Ablagestationen jeweils zwei Vorrichtungen mit jeweils zwei Doppelhebeln
oder Doppelhebelpaaren zwischen zwei benachbarten Pressen angeordnet
sind, ist bei Anwendung ohne Ablagestationen vorzugsweise nur eine
Vorrichtung zwischen zwei Pressen erforderlich.
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Es
ist aber ebenso denkbar, dass auch bei Anwendung ohne Ablagestationen
jeweils zwei Vorrichtungen zwischen zwei benachbarten Pressen angeordnet
sind und etwa in der Mitte eine Übergabe der
Formteile von einer Vorrichtung zur nächsten erfolgt, wobei dann
vorzugsweise eine alternierende Entnahme der Formteile aus dem Oberwerkzeug
der vorhergehenden und Übergabe
in das Unterwerkzeug der folgenden Presse erfolgt.
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Von
der Steuerungstechnik her ist sowohl der Einsatz handelsüblicher
Robotersteuerungen als auch spezieller Servosteuerungen mit elektronischer Kurvengetriebefunktion
in Bezug auf den Pressenantrieb möglich.
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Die
Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen näher erläutert.
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1:
Transportvorrichtung zwischen zwei Bearbeitungsstufen mit zwischenliegender
Ablagestation nach einem ersten Ausführungsbeispiel
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2:
Transportvorrichtung zwischen zwei Bearbeitungsstufen nach einem
zweiten Ausführungsbeispiel
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3:
Ausgestaltung der Transportvorrichtung nach einem dritten Ausführungsbeispiel
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4:
Eine erste Zusatzeinrichtung im Querschnitt nach einer ersten Ausgestaltung
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5:
Eine erste Zusatzeinrichtung im Querschnitt nach einer zweiten Ausgestaltung
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6:
Eine erste Zusatzeinrichtung im Querschnitt nach einer dritten Ausgestaltung
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7:
Eine zweite Zusatzeinrichtung im Querschnitt
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In 1 sind
die Werkzeugräume
mit zwei Bearbeitungsstufen 1 und 2 einer Pressenanlage
mit zwischenliegender Ablagestation 3 ersichtlich. Eine aus
der Bearbeitungsstufe 1 austragende Saugerbrücke 4 übergibt
das Einfach-Formteile 6 mit
seinen Haltemitteln 5 in Form von Saugern an die Teileablagestation 3.
Von dort übernimmt
die eintragende Saugerbrücke 7 das
Einfach-Formteil 6 zur Übergabe
an die Bearbeitungsstufe 2. Die Sauerbrücken 4 und 7 sind
jeweils an ihren Enden in zweiten Hebeln 8 eines Doppelhebels 9 gelagert.
Der zum Doppelhebel 9 gehörende erste Hebel 10 ist
am Gestell 11 gelenkig gelagert.
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Ein
erster Drehantrieb 29 dient zur Schwenkbewegung des ersten
Hebels 10. Ein weiterer am Ende des ersten Hebels 10 angeordneter
zweiter Drehantrieb 30 ermöglicht die Schwenkbewegung des
zweiten Hebels 8. Der Dreh-Stellantrieb 16 am Ende des
zweiten Hebels 8 ist mit der Saugerbrücke 4, 7 zur
Ausführung
einer Drehbewegung der Haltemittel um die Achse quer zur Transportrichtung
verbunden.
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Auf
der im Werkzeugraum gegenüberliegenden
Seite ist der Doppelhebel 9 spiegelbildlich aufgebaut,
wobei es möglich
ist, mit dem Antrieb 29 beide erste Hebel 10 anzutreiben
und den Dreh-Stellantrieb 16 nur einseitig an einem Doppelhebel 9 anzuordnen.
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2 beschreibt
ein weiteres Ausführungsbeispiel
mit in Reihe angeordneten Bearbeitungsstufen 1, 2 ohne
zwischenliegende Ablagestationen, bei der der Transport der Formteile 6 innerhalb
der Pressenanlage von einer Bearbeitungsstufe direkt zur nächsten erfolgt.
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Anstelle
der im vorangegangenen Beispiel aufgeführten Doppelhebel werden Doppelhebelpaare 12 eingesetzt,
deren Hebel 23 paarweise parallel nebenein ander angeordnet
sind. An den Koppelstellen zwischen erstem und zweitem Hebelpaar 21, 22 befinden
sich Zwischenkörper 24 zur
Lagerung der Gelenkpunkte 25 für die Hebel 23. Im
Zwischenkörper 24 ist
am oberen Ende des zweiten Hebelpaares 22 ein Dreh-Stellantrieb 16 zur
Schwenkung der Saugerbrücke 17 angeordnet.
Wenn keine Schwenkbewegung der Haltemittel 5 um die Achse
quer zur Transportrichtung beim Transport zwischen den Bearbeitungsstufen 1 und 2 erforderlich
ist, kann der Dreh-Stellantrieb 16 deaktiviert werden,
da eine Kompensation der Drehbewegung gegenüber dem vorangegangenen Beispiel
durch Parallelanordnung der Hebel 23 nicht erforderlich
ist.
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Der
Antrieb des ersten Hebelpaares 21 erfolgt durch den Drehantrieb 29,
der direkt auf einen oder beide Hebel 23 wirkt. Bei Antrieb
nur auf einen Hebel 23 kann dieser auch stärker dimensioniert
sein als der zweite, dem dann nur eine Stützfunktion zukommt. Im Gegensatz
zum ersten Hebelpaar 21 wurde für dieses Beispiel zum Antrieb
des zweiten Hebelpaares 22 ein Linearantrieb 31 gewählt, der über die
Gelenke 32 und 33 zwischen dem ersten 21 und dem
zweiten Hebelpaar 22 angeordnet ist und diese in ihrer
Stellung zueinander einstellt. Durch entsprechende Vorgaben für die Antriebe 29 und 31 läßt sich nun
das Doppelhebelpaar 12 so bewegen, dass ein Teiletransport
von der Bearbeitungsstufe 1 nach 2 zustande kommt
und während
der Schließphase
der Werkzeuge 26, 27 eine Raststellung zwischen
den Bearbeitungsstufen 1, 2 eingenommen wird.
Für den Werkzeugwechsel
lassen sich die Hebel bei Bedarf auch so verfahren, dass die Haltemittel 5 an
beliebiger Stelle im Arbeitsraum vom Hebelpaar getrennt und anderweitig
abgesteckt werden können.
Danach kann das Doppelhebelpaar 12 so eingestellt werden, dass
die Fahrt der Schiebetische 28 mit den Werkzeugen 26 und 27 nicht
behindern wird.
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Ein
räumliches
Gelenk zwischen der Saugerbrücke 17 und
dem oberen Zwischenkörper 24 ermöglicht eine
zusätzliche
Schwenkbewegung des Formteils 6 um die Transport- und um
die Vertikalachse, wenn der programmierte Bewegungsablauf für das vordere
Doppelhebelpaar entsprechend von denen für das hintere Doppelhebelpaar
abweicht.
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Eine
Verschiebung der Formteile 6, 15 quer zur Transportrichtung
wird beim Transport von der Bearbeitungsstufe 1 nach Bearbeitungsstufe 2 dadurch
ermöglicht,
dass das Gestell 11 zur Lagerung der ersten Hebelpaare 21 mit
dem ersten Drehantrieb 29 um die Vertikalachse dreh- und
einstellbar ist. Damit ist das Formteil 6, 15 beim
Transport in allen sechs Freiheitsgraden orientierbar.
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3 zeigt
ein Ausführungsbeispiel,
bei dem für
den Antrieb des zweiten Hebels 8 und die Schwenkbewegung
der Saugerbrücken 4, 7 jeweils Zahnriemen
zum Einsatz kommen. Der erste Hebel 10 wird wie in den
vorangegangenen Beispielen direkt von dem ersten Drehantrieb 29 nachgeschaltetem
Getriebe angetrieben. Der Antrieb 34 treibt mit dem Zahnriemen
R2 zunächst
ein doppeltes Zahnriemenrad 39, an dessen Drehachse mit
der des ersten Hebels 10 übereinstimmt. Von hier aus
wird mit dem weiteren Zahnriemen R2 das Zahnriemenrad 40 angetrieben,
deren Drehachse mit dem Lager des zweiten Hebels 8 im ersten
Hebel 10 übereinstimmt.
Der zweite Hebel 8 ist direkt oder über ein weiteres Getriebe mit
dem Zahnriemenrad 40 verbunden, so dass eine Bewegung des
Antriebes 34 eine Schwenkbewegung des zweiten Hebels 8 auslöst. In Analogie
dazu treibt eine Bewegung des Antriebes 35 über die
Zahnriemen R1 und die Zahnriemenräder 36, 37 und 38 die
Schwenkbewegung der Saugerbrücke 4, 7 an.
Auch für
diese Antriebsform gelten die gleichen Einsatzmöglichkeiten wie für die vorangegangenen
Beispiele..
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Aus 4 ist
eine Vorrichtung mit Doppelhebeln aus den vorangegangenen Ausführungsbeispielen
in einer Querschnittsdarstellung ersichtlich. Für eine Bewegung der Haltemittel 5 quer
zur Transportrichtung ist an einem der beiden zweiten Hebel 8 des Doppelhebels 9 ein
Linear-Stellantrieb 18 angeordnet, der die Saugerbrücke 17 in
einem vorgegebenen Programm während
des Transports der Formteile 6 verschieben kann.
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Der
auf der gegenüberliegenden
Seite befindliche Doppelhebel 9 enthält am Ende des zweiten Hebels 8 einen
Dreh-Stellantrieb, mit dem die Saugerbrücke 17 zusätzlich um
die Achse quer zur Transportrichtung geschwenkt werden kann.
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Zwecks
relativer Verschiebbarkeit von Haltemittelhälften 14 für Mehrfachformteile 15 quer
zur Transportrichtung sind nach 5 jeweils
Linear-Stellantriebe 19 auf der Saugerbrücke 17 angeordnet.
Es ist ebenso denkbar, dass nach 6 zwei mit
einem Schubgelenk 48 verbundene Saugerbrückenhälften 42 mittels
jeweils eines Linear-Stellantriebes 19 quer zur Transportrichtung
gleich und/oder gegensinnig verschiebbar sind.
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Durch
Ansteuerung der Linearantriebe 19 können in vorteilhafter Weise
die in der vorangegangenen Bearbeitungsstufe getrennte Mehrfachteile 15 gegensinnig
auseinandergefahren werden.
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Wenn
die Kippung von Mehrfachformteilen 15 um die Achse in Transportrichtung
erforderlich ist, kann nach 7 ein weiteres
Zusatzmodul in Form eines Schwenk-Stellantriebes 29 beispielsweise
auf der Saugerbrücke 17 angeordnet
werden, mit dem die auf der Saugerbrücke 17 gelenkig gelagerten
Haltemittelhälften 14 vorzugsweise
gegensinnig gekippt werden können.
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Beim
Umrüsten
der Haltemittel 5 oder Haltemittelhälften 14 während des
Wechsels der Werkzeuge 26, 27 werden die Saugerbrücken 17 in
eine Rüststellung
oberhalb der auf dem Schiebetisch 28 angeordneten Absteckmittel 44 gefahren.
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Die
Saugerbrücken 17 können dazu
mittels Dreh-Stellantrieb 16 vorzugsweise in eine zur Betriebsstellung
um 90° gedrehte
Lage geschwenkt werden. Nach der Lagefixierung der Saugerbrücke 17 mit
den zweiten Koppelstellen 43 auf dem Absteckmittel 44 wird
diese an den ersten Koppelstellen 41 von den Doppelhebeln 9 getrennt.
Es ist ebenso möglich
nur die Haltemittel 5 oder Haltemittelhälften 14 anstelle
der Saugerbrücke 17 mit
geeigneten Koppelstellen auf den Absteckmitteln 44 lagefixiert
abzulegen.
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Die
Schiebetische 28 können
mit den Werkzeugen 26, 27 und abgesteckten Saugerbrücken 17 oder
Haltemitteln 5 bzw. Haltemittelhälften 14 aus der Presse
quer zur Transportrichtung herausfahren. Mit den neuen Werkzeugen
gelangen die zugeordneten neuen Haltemittel in umgekehrter Reihenfolge
in die Presse.