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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Werkstücktransportvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des
Patentanspruchs 1.
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In
bekannter Ausführung
werden bei einer solchen Werkstücktransportvorrichtung
die Werkstückträger schrittweise
vorgeschoben. Somit stehen während
der Transportpause der Werkstückträger die
darauf aufgenommenen Werkstücke
still, um daran Bearbeitungen mittels entsprechender Aggregate und/oder
Werkzeuge vorzunehmen. Insbesondere geht es bei einer Werkstücktransportvorrichtung
der in Rede stehenden Art um die Beförderung von Bauteilen auf dem
Gebiet der Elektrotechnik und der Elektronik, also um Bauteile,
die relativ kleine Dimensionen aufweisen und deshalb in Bezug auf
die Bearbeitungsaggregate und -werkzeuge exakt positioniert werden
müssen.
Bei derartigen Bauteilen handelt es sich beispielsweise um Klemmen,
in die Stifte, Buchsen oder andere Kontakt- und Funktionselemente eingeschossen
werden.
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Für die Beförderung
solcher Bauteile hat man bislang die Werkstückträger auf sich fortbewegenden,
angetriebenen Transportmitteln, wie Ketten oder Segmentbändern, angeordnet.
Solche Transportmittel sind elastisch. Dies stört insbesondere beim intermittierenden
Vorschub, weil sich mit jedem Anfahren die Kette dehnt und mit jedem
Anhalten wieder zusammenzieht. Wenn auch mit entsprechendem Bauaufwand
der Ketten und geeigneter Vorspannung dieser Effekt vermindert werden
kann, ist er insbesondere über
längere
Transportwege hinweg nicht in ausreichender Weise zu beseitigen,
um Bearbeitungsvorgänge
der vorgenannten Art störungsfrei ausführen zu
können.
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Aus
dem Dokument
DD 297893
A7 ist eine Werkstücktransportvor richtung
bekannt, die in einer ersten Transportrichtung schrittweise vor-
und zurückfahrbare
Werkstückträger aufweist,
die in einer zweiten Transportrichtung quer zur ersten geradlinig vor- und zurückverfahren
werden können.
Für das Querverfahren
sind an den Werkstückträgern quer zur
Transportrichtung offene Mitnehmeraufnahmen vorgesehen, und der
zugehörige
Vorschubantrieb weist darin in der Transportrichtung formschlüssig in Eingriff
bringbare Mitnehmer auf, die an umlaufenden Ketten angeordnet sind.
So können
die Werkstückträger von
Parkpositionen, die seitlich neben der Hauptfördervorrichtung angeordnet
sind, an Anschlußstellen
der Querfördervorrichtung übernommen,
zu einer Bearbeitungsstation hin- und rückgefördert werden, um sie wieder
in die Parkposition zurückzuführen. Die
Anordnung der Mitnehmer an umlaufenden Ketten ermöglicht den
Transport der Werkstückträger in einander
entgegengesetzten Transportrichtungen entsprechend der Gegenläufigkeit
der parallel in der Transportrichtung sich erstreckenden Kettentrumme.
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Aus
dem Dokument
DE 100
48 255 B4 ist eine Transportvorrichtung bekannt, um Werkstücke in einer
Vorschubrichtung zwischen aufeinanderfolgenden Stationen zu bewegen.
Hierbei werden die Werkstücke
zum Teil gemeinsam, zum Teil einander abwechselnd von Vorschubmitteln
hintergriffen, von denen das jeweils nicht die Werkstücke hintergreifende
Vorschubmittel entgegen der Transportrichtung in seine Ausgangslage
zurückfährt.
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Aus
dem Dokument
DE 89
12 348.4 U1 ist eine Schlitten-Transportvorrichtung bekannt,
um zwei parallel miteinander verfahrbare Schlitten einander abwechselnd
um eine vorgegebene Wegstrecke vor- und zurückfahren zu können. Dazu
ist entlang dem Verfahrweg zwischen den beiden Schlitten eine langgestreckte
Zylinderwalze angeordnet, die um die Zylinderachse drehend antreibbar
ist. In den Umfang dieser Zylinderwalze sind zwei Steuernuten in
Wendelform eingearbeitet, und jeder der Schlitten greift in die
ihm zugeordnete Steuernut mittels eines Mitnehmers ein.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Transportvorrichtung
der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der ein intermittierender
Vorschub der Werkstückträger in der
einzigen Transportrichtung mit hoher Positioniergenauigkeit an den
Bearbeitungsstationen erreicht wird.
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Diese
Aufgabe wird einer Werkstücktransportvorrichtung
der oben genannten Art nach der Erfindung durch die kennzeichnenden
Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Für die Genauigkeit
der Werkstücktransportvorrichtung
ist wesentlich, daß der
Eingriff der Mitnehmer in die Mitnehmeraufnahmen der Werkstückträger nahezu
spielfrei erfolgt. Hierzu werden die Mitnehmer an die Mitnehmeraufnahme
der Werkstückträger in geeigneter
Weise angepaßt.
Neben den in den Unteransprüchen
hierzu angegebenen Merkmalen kann der in der Transportrichtung der
Werkstückträger notwendige
Formschluß auch
zwischen federnd gelagerten und/oder konischen und/oder keilförmigen Mitnehmern
und entsprechend konturierten Mitnehmeraufnahmen erzielt werden,
je nachdem erreicht man einen nahezu spielfreien oder sogar einen spielfreien
Formschluß in
der Transportrichtung. Wichtig ist weiter, die Mitnehmer in ihrem
Vorlauf und Rücklauf über eine
begrenzte Wegstrecke exakt steuern und positionieren zu können, was
sich gleichwirkend mit dem Ziel auf die Werkstückträger überträgt, den jeweiligen Hub des
intermittierenden Vorschubs genau einzuhalten und die Werkstückträger für den Bearbeitungsvorgang
der darauf angeordneten Werkstücke
zeit genau anhalten und weiterbewegen zu können, was die Synchronisation
mit den Bearbeitungsvorgängen
vereinfacht.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung noch näher erläutert. Dabei
zeigen:
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1 in
perspektivischer Darstellung einen Abschnitt der Werkstücktransportvorrichtung
mit teilweise weggeschnittenen bzw. -gebrochenen Bauteilen zwecks
Wiedergabe der verdeckt liegenden Bauteile,
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2 eine
perspektivische Unteransicht eines der Werkstückträger der Transportvorrichtung nach 1,
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3 eine
Teil-Seitansicht des Werkstückträger-Mitnahmebereichs
der Transportvorrichtung nach 1,
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4 eine
Stirnansicht der Werkstücktransportvorrichtung
nach 1,
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5 eine
Seitansicht des Bereichs des Vorschubantriebs der Werkstücktransportvorrichtung nach 1 und
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6 eine
der 5 entsprechende Seitansicht unter Weglassen der
Verkleidungen der Gewindespindel des Vorschubantriebs.
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Im
einzelnen zeigt 1 zwei Werkstückträger 1,
von denen grundsätzlich
eine Vielzahl vorhanden ist. Die Werkstückträger 1 werden in ununterbrochener
Folge auf einer Führungsbahn 2 befördert, wobei
die Werkstückträger 1 entweder
lückenlos
aneinander anschließen
oder mit gleichbleibenden Lücken
zwischen sich aufeinanderfolgen.
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Die
Führungsbahn 2 gliedert
sich in zwei Bahnabschnitte, die quer zur Transportrichtung zueinander
beabstandet angeordnet sind. Diese Bahnabschnitte sind durch die
obenliegenden Seiten 3.1 zweier Führungsschienen 3 gebildet,
deren einander gegenüberliegende
Innenseiten 3.2, welche von den obenliegenden Seiten 3.1 rechtwinklig
abgewinkelt sind, die Führung
der Werkstückträger 1 übernehmen.
Die Werkstückträger 1 weisen
dazu an ihren Längsseiten
eine Führungskontur 4 auf,
deren Einzelheiten sich aus 2 ergeben.
Unterhalb der Randbereiche der Werkstückträger 1 findet sich
dazu eine Auflagefläche 4.1,
mit der die Werkstückträger 1 auf
der horizontalen Führungsbahn 2 gleiten.
Rechtwinklig dazu steht jeweils eine Führungsfläche 4.2, über die
die Werkstückträger 1 an
den vertikalen Innenseiten 3.2 der Führungsschienen 3 geführt werden.
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Beim
dargestellten Ausführungsbeispiel
sind die obenliegenden Seiten 3.1 der beiden Führungsschienen 3 höhengleich
angeordnet, dementsprechend liegen die beiden Abschnitte der Führungsbahn 2 auf
demselben Niveau. Es kann auch vorgesehen werden, die beiden obenliegenden
Seiten 3.1 der Führungsschienen 3 in
voneinander abweichender Höhenlage
anzuordnen, hierbei sind dann auch die Führungskonturen 4 an
den beiden Längsseiten der
Werkstückträger 1 in
unterschiedlicher Höhenlage
vorgesehen. Dadurch wird erreicht, die Werkstückträger 1 nur in einer
einzigen Ausrichtung auf die Förderbahn 2 aufsetzen
zu können.
Dies kann für die
exakte Positionierung der Werkstückträger 1 im Hinblick
auf die Gestaltungsfreiheiten für
die Übertragung
der Transportbewegung von Vorteil sein.
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An
den Unterseiten der Werkstückträger 1 sind
Mitnehmeraufnahmen 5 vorhanden, die schlitz- oder nutförmig sind
und sich mit ihrer Längsrichtung quer
zur Transportrichtung erstrecken. In diese Mitnehmeraufnahmen greifen
Mitnehmer 6 und 8 von einander gegenüberliegenden
Seiten quer zur Transportrichtung wechselweise ein. Die Schlitzweite
der Mitnehmeraufnahmen 5 an den Werkstückträgern 1 ist exakt an
den Durchmesser der Mitnehmer 6, 8 angepaßt, deshalb
ist von der Unterseite her ein aus gehärtetem Stahl bestehendes Einsatzteil 5.1 in
die Werkstückträger 1 eingelassen,
wie 2 veranschaulicht. Dieses Einsatzteil 5.1 ist
mit einem den Aufnahmeschlitz 5.2 exakt begrenzenden Flanken versehen,
zwischen denen jeweils einer der Mitnehmer 6 oder 8 in
Transportrichtung gesehen so gut wie spielfrei aufgenommen werden
kann.
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Sowohl
die Mitnehmer 6 als auch die Mitnehmer 8 sind
je in einer Reihe in der Transportrichtung bzw. parallel dazu angeordnet,
und da jede dieser Reihen je nach der Länge der Transportstrecke eine unterschiedliche
Anzahl von Mitnehmern 6 oder 8 aufweist, sind
die Mitnehmerreihen mit 6n und 8n bezeichnet. Mit sämtlichen Werkstückträgern 1 steht
jeweils nur eine der Mitnehmerreihen 6n oder 8n in Eingriff, und zwar diejenige, die – wie nachstehend
noch erläutert
werden wird – sich
in der Transportrichtung bewegt. In der Darstellung von 1 sind
dies die Mitnehmer 6 der Mitnehmerreihe 6n .
Die zweite Mitnehmerreihe 8n wird
gleichzeitig entgegen der Transportrichtung verfahren. Da der Vorschub
der Werkstückträger 1 intermittierend
erfolgt, wechselt während
des Stillstandes der Werkstückträger 1 der
Mitnehmereingriff, es schwenken die Mitnehmer 6 aus den
Mitnehmeraufnahmen 5 der Werkstückträger 1 heraus und gleichzeitig
werden die Mitnehmer 8 in die Mitnehmeraufnahmen 5 eingeschwenkt.
Man richtet dies zweckmäßig so ein,
daß die
Mitnehmer 8 bereits in Eingriff mit den Mitnehmeraufnahmen 5 stehen,
solange die Mitnehmer 6 aus den Mitnehmeraufnahmen 5 der
Werkstückträger 1 noch
nicht herausgefahren sind. So bleiben die Werkstückträger 1 nicht unkontrolliert
sich selbst überlassen,
und man benötigt
für ihre
exakte Positionierung während
des Stillstandes nicht noch zusätzliche
Arretiervorrichtungen. Nachdem die Mitnehmer 6 außer Eingriff
mit den Mitnehmeraufnahmen 5 der Werkstückträger 1 sind, wird die
Mitnehmerreihe 8n in Vorschubrichtung
verfahren, und es fährt
zu gleicher Zeit die Mitnehmerreihe 6n in
ihre Ausgangslage zur Mitnahme der Werkstückträger 1 zurück. Entsprechend
umgekehrt spielt sich der Vorgang ab, wenn die Mitnehmer 8 der
Mitnehmerreihe 8n außer Eingriff
mit den Mitnehmeraufnahmen 5 der Werkstückträger 1 gebracht werden und
die Mitnehmer 6 der Mitnehmerreihe 6n in
Eingriff mit den Mitnehmeraufnahmen 5 kommen.
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Die
Mitnehmerreihe 6n ist auf einer
Mitnehmerleiste 7 angeordnet, in gleicher Weise finden
sich die Mitnehmer 8 an einer Mitnehmerleiste 9.
Die Mitnehmer 6, 8 sind an den Mitnehmerleisten 7, 9 als nach
oben vorstehende, zylindrische Zapfen ausgebildet. Für den Eingriff
in die Mitnehmeraufnahmen 5 der Werkstückträger 1 werden die Mitnehmer 6, 8 entlang
einer Kreisbahn bewegt, deren Radialebene quer zur Transportrichtung
steht. Es versteht sich, daß in
Richtung dieser Kreisbahn, im wesentlichen also quer zur Transportrichtung
die unterseitigen Mitnehmeraufnahmen 5 an den Werkstückträgern 1 beidendig
offen sind. So können
die Mitnehmer 6, 8 einander abwechselnd von unterschiedlichen
Seiten in die Mitnehmeraufnahmen 5 der Werkstückträger 1 eintauchen.
Dies setzt weiter voraus, daß die
Teilung der Mitnehmer 6 der Mitnehmerreihe 6n und die der Mitnehmer 8 der
Mitnehmerreihe 8n gleich ist, und der
Abstand der Mitnehmeraufnahmen 5 unterseitig an den Werkstückträgern 1 entspricht
dieser Teilung. Wie dazu auch 3 veranschaulicht,
steht während des
Vorschubs nur einer der Mitnehmer 6, 8 in Eingriff mit
den Werkstückträgern 1,
die jeweils nur eine einzige Mitnehmeraufnahme 5 aufweisen.
Wie erwähnt, kann
sich während
des Stillstandes der Werkstückträger 1 der
Eingriff der Mitnehmer 6, 8 überlappen.
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Anders
als beim dargestellten Ausführungsbeispiel
können
die Mitnehmer 6, 8 als im Querschnitt quadratische
Stifte oder im Querschnitt rechteckige Stege ausgebildet sein, die
in gleicher Weise wie die zapfenförmigen Mitnehmer 6, 8 entlang
einer Kreisbahn bewegt werden. Um einerseits ein enges Spiel zwischen
den Mitnehmern 6, 8 und den schlitz- oder nutförmigen Mitnehmeraufnahmen 5 an
den Werkstückträgern 1 zu
realisieren, aber andererseits die Einführung der Mitnehmer 6, 8 in
die Mitnehmeraufnahmen 5 zu erleichtern, können die
Mitnehmer 6, 8 sich zu ihrer in Eingriffsrichtung
vornliegenden Seite verjüngen
und auch ballige Längsseiten
aufweisen, an deren Scheitelbereiche die Nut- bzw. Schlitzweite der
Mitnehmeraufnahmen 5 an den Werkstückträgern 1 angepaßt ist.
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Die
Mitnehmerleisten 7, 9 sitzen auf Tragleisten 10, 11,
wobei auf den Tragleisten 10, 11 mehrere der Mitnehmerleisten 7, 9 angeordnet
sein können. Jeweils
zwei der einander gegenüberliegenden
Tragleisten 10, 11 einschließlich der daran befestigten Mitnehmerleisten 7, 9 sind
mit einem gemeinsamen Schwenkantrieb verbunden, um die Mitnehmerreihen 6n und 8n in
der vorstehend beschriebenen Weise entlang einer Kreisbahn quer
zur Transportrichtung zu verschwenken. Dazu sind die Tragleisten 10, 11 der
Mitnehmerleisten 7, 9 mittels zwei oder mehreren Führungsblöcken 13 auf
einer Schwenkwelle 14 angeordnet, wobei die Führungsblöcke 13 auf
der Schwenkwelle 14 drehfest gehalten, jedoch andererseits
axial verschieblich sind. Jede der Tragleisten 10, 11 ist
je für
sich mit solchen Führungsblöcken 13 auf
der Schwenk welle 14 aufgelagert, und zwar so, daß bei dem
Vor- und Rücklauf
die Führungsblöcke 13 nicht
miteinander kollidieren. Dies erkennt man insbesondere in 4,
in welcher die rechts dargestellte Tragleiste 11 nicht
in Verbindung mit dem Führungsblock 13 steht,
welcher mit der links wiedergegebenen Tragleiste 10 fest
verbunden ist. Die Schwenkwelle 14 wird alternierend in
beiden Schwenkrichtungen von einem Drehantrieb 15 angetrieben,
der über
ein im einzelnen nicht näher
dargestelltes Getriebe 15.1 mit der Schwenkwelle 14 gekuppelt
ist, vgl. hierzu 3. Vorzugsweise wird für den Drehantrieb 15 ein
Servomotor eingesetzt.
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Die
axial lose Auflagerung der Mitnehmerleisten 7, 9 auf
der Schwenkwelle 14 dient dazu, mittels einer Antriebsvorrichtung 16 die
gemäß 1 in Eingriff
mit den Werkstückträgern 1 befindliche
Mitnehmerreihe 6n in der Transportrichtung
vorzuschieben und zugleich die außer Eingriff mit den Werkstückträgern 1 stehende
Mitnehmerreihe 8n um die Länge des
Vorschubhubes zurücklaufen
zu lassen. Die entsprechend über
die Antriebsvorrichtung 16 vorgenommene Mitnahme der Tragleisten 10, 11 für die Mitnehmerleisten 7, 9 geschieht
ohne die Schwenkbeweglichkeit der Tragleisten 10, 11 mitsamt
der Mitnehmerleisten 7, 9 zu beeinträchtigen.
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Die
Antriebsvorrichtung 16 weist – wie 1 weiter
zeigt – Mitnehmerschlitten 20, 21 auf,
die auf einer Führung 17 in
der Transportrichtung der Werkstückträger 1 verfahrbar
sind. Dies geschieht ebenfalls abwechselnd in der Transportrichtung
und entgegen der Transportrichtung. Dementsprechend steht der eine
Mitnehmerschlitten 20 in Eingriff mit der Mitnehmerleiste 7 und
der zweite Transportschlitten 21 in Eingriff mit der zweiten
Mitnehmerleiste 9. Dies geschieht mittels Mitnahmenocken 20.1, 21.1, die
jeweils in eine Kulisse 22 eingreifen, die sich an der
Unterseite der betreffenden Tragleiste 10, 11 befindet.
Diese Kulisse 22 verläuft
in einer der Radialebenen der Schwenkwelle 14 und zwar
so tangential zur Schwenkrichtung der Tragleisten 10, 11,
daß sie unabhängig von
der Schwenklage der Befestigungsleiste 10, 11 stets
in Eingriff mit dem Mitnahmenocken 20.1, 21.1 steht.
Die Kulissen 22 und die Mitnahmenocken 20.1, 21.1 sind
derart exakt gefertigt und aufeinander abgestimmt, daß trotz
der notwendigen Relativverschiebung quer zur Transportrichtung eine
nahezu spielfreie Mitnahme in der Transportrichtung bzw. entgegen
der Transportrichtung sichergestellt ist. Dazu sind die Kulissen 22 an
auf die Tragschienen 10, 11 aufgesetzten Mitnahmeteilen 23 ausgebildet,
die aus gehärtetem
Stahl bestehen.
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Wie
aus den 1, 5 und 6 weiter hervorgeht,
stehen unterseitig an den Mitnehmerschlitten 20, 21 Konsolen 20.2, 21.2 vor,
die mittels Gewindebohrungen in Eingriff mit einer Gewindespindel 19 stehen.
Die Gewindespindel 19 weist in ihrer Achsrichtung hintereinanderliegend
einen ersten Abschnitt 19.1 mit einem Linksgewinde und
einen zweiten Abschnitt 19.2 mit einem Rechtsgewinde auf.
Die einander benachbarten Mitnehmerschlitten 20, 21 stehen über ihre
Mitnehmerkonsolen 20.2, 21.2 jeweils nur mit einem
der Gewindeabschnitte 19.1, 19.2 der Gewindespindel 19 in
Eingriff, so daß sich
je nach Drehrichtung der Gewindespindel 19 die Mitnehmerschlitten 20, 21 aufeinander
zu bewegen oder voneinander entfernen. Mittels eines Drehantriebs 18,
wie eines Servomotors, wird die Gewindespindel 19 alternierend
rechts-links-drehend
angetrieben, wobei aufgrund gleicher Steigungen des Rechtsgewindes
und des Linksgewindes in der einen Drehrichtung der Gewindespindel 19 der
jeweils eine Mitnehmerschlitten 20 oder 21 den
Vorschubhub in der Transportrichtung ausführt, während der zweite Mitnehmerschlitten 21 oder 20 entgegen
der Transportrichtung um die gleiche Weglänge zurückläuft. Dieses Bewegungsspiel
ist so auf die Schwenkbewegung und -position der Mitnehmerleisten 7, 9 abgestimmt,
daß nur
bei Eingriff der betreffenden Mitnehmerreihe 6n , 8n in die Werkstückträger 1 das Verfahren
in der Vorschubrichtung verläuft,
während
diejenige Mitnehmerleiste 7, 9, deren Mitnehmerreihe 6n , 8n nicht
in Eingriff mit den Werkstückträgern 1 steht, über den
betreffenden Mitnehmerschlitten 20, 21 in die
Ausgangslage des Vorschubhubes zurückgefahren wird.
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Um
die Zugriffsmöglichkeiten
zu den Oberseiten der Werkstückträger 1 nicht
zu behindern, sind sowohl der Schwenkantrieb 12 als auch
die Antriebsvorrichtung 16 unterhalb der Transportebene
angeordnet, wobei sich die Antriebsvorrichtung 16 noch unterhalb
dem Schwenkantrieb 12 befindet. Auf diese Weise kann die
gesamte Vorschubeinrichtung für die
Werkstückträger 1 in
kompakter Bauweise ausgeführt
werden.