DE102005051344A1

DE102005051344A1 - Montagemaschine

Info

Publication number: DE102005051344A1
Application number: DE200510051344
Authority: DE
Original assignee: PFUDERER MASCHB GmbH; PFUDERER MASCHINENBAU GmbH
Current assignee: PFUDERER MASCHB GmbH; PFUDERER MASCHINENBAU GmbH
Priority date: 2005-10-25
Filing date: 2005-10-25
Publication date: 2007-05-03

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Montagemaschine mit einem Ring (14) als Werkstückträger, der rotatorisch gelagert ist, mit höhenlagenmäßig unter dem Ring (14) angeordneten Betätigungsvorrichtungen für Mess- und/oder Arbeitsstationen (17), die Steuerwellen (21) mit mechanisch rollenabgetasteten Kurvenscheiben (22) umfassen, welche eine Vielzahl von Steuersäulen (23) antreiben, die eine horizontale Deckplatte (12) eines Grundständers (18) der Montagemaschine (11) durchqueren, und mit einer Antriebseinheit (29), die den Ring (14) antreibt und in Wirkverbindung mit den Steuersäulen (23) steht, wobei jede Mess- und/oder Arbeitsstation (17) eine liegende Steuerwelle (21) mit einer der Anzahl der Steuersäulen (23) entsprechenden Anzahl an Kurvenscheiben (22) umfasst und die Steuerwellen (21) tangential und/oder radial zu dem die Mess- und/oder Arbeitsstation (17) durchlaufenden Werkstückträger (14) ausgerichtet sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Montagemaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der DE 42 30 785 A1 ist eine gattungsgemäße Montagemaschine mit einem Ring als Werkstückträger bekannt geworden, der rotatorisch auf einem Grundständer gelagert ist. Unterhalb des Ringes sind Betätigungsvorrichtungen für Mess- und/oder Arbeitsstationen der Montagemaschine vorgesehen, welche mechanisch angetriebene Steuerwellen aufweisen, die rollenabgetastete Kurvenscheiben umfassen. Diese Steuerwellen treiben eine Vielzahl von Steuersäulen an, welche der Mess- und/oder Arbeitsstation zugeordnet sind. Diese Steuersäulen durchqueren eine horizontale Deckplatte des Grundständers. Die Montagemaschi ne umfasst zumindest eine Antriebseinheit, welche den Ring bevorzugt durch einen Tangentialantrieb antreibt. Diese Antriebsvorrichtung steht bevorzugt in Wirkungsverbindung mit den Steuersäulen.

Die senkrecht stehenden und die Deckplatte durchquerenden Steuersäulen werden über ebenfalls senkrecht stehende Steuerwellen angetrieben, welche Topfkurven zur Ansteuerung aufweisen. Zwischen einem Antrieb und der Steuerwelle ist Zahnriemenantrieb vorgesehen, um die Steuerwellen und somit die Steuersäulen anzutreiben.

Eine solche Montagevorrichtung hat sich im Einsatz mehrfach bewährt. Aufgrund von verschiedenen Montageaufgaben ist erforderlich, dass beispielsweise der Durchmesser und/oder die Breite des Ringes als Werkstückträger verändert wird und somit auch der Bauraum der Montagemaschine. Darüber hinaus sind unterschiedliche Anforderungen zum Antrieb der Mess- und/oder Arbeitsstationen sowohl bezüglich deren Kraft, der Arbeitsgeschwindigkeit, als auch des Montageraumes gegeben.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, weitere Antriebsmöglichkeiten für die Mess- und/oder Bearbeitungsstationen zu schaffen, um eine flexible Anpassung einer Montagemaschine an unterschiedliche Montageaufgaben zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den weiteren Ansprüchen angegeben.

Durch die liegende Anordnung einer Steuerwelle, sowie die Zuordnung der liegenden Steuerwelle zu jeder Mess- und/oder Arbeitsstation, wird ein alternatives Maschinenkonzept vorgeschlagen, welches zu einer Vereinfachung im Antrieb der Steuersäulen und zu einer Reduzierung der Bauteile führt. Zusätzlich kann ein modularer Aufbau der Montagemaschine erzielt werden.

Nach einer ersten erfindungsgemäßen Ausgestaltung sind die liegenden Steuerwellen tangential zum die Mess- und/oder Arbeitsstation durchlau fenden Werkstückträger ausgerichtet. In einer weiteren alternativen erfindungsgemäßen Ausgestaltung sind die Steuerwellen radial zum die Mess- und/oder Arbeitsstation durchlaufenden Werkstückträger ausgerichtet. Beide Ausführungsformen ermöglichen eine Anpassung an eine gewünschte Anzahl der jeder Mess- und/oder Arbeitsstation zugeordneten Steuersäulen. Sowohl durch die radiale als auch tangentiale Anordnung der Steuersäulen zum Werkstückträger ist eine Anpassung an unterschiedlichen Abstände der Mess- und/oder Arbeitsstationen bei gleichbleibendem Maschinenkonzept gegeben. Darüber hinaus wird durch diese Anordnung ein Antriebskonzept vorgeschlagen, welches unterhalb einer Deckplatte des Grundständers positionierbar ist und gleichzeitig einen zentralen Innenraum nicht benötigt, so dass eine zentrumsfreie Lagerung des Werkstückträgers aufrechterhalten bleibt. Dadurch können weitere Montageeinheiten innerhalb des Werkstückträgers angeordnet werden, um einzelne Handhabungsschritte zu unterstützen und/oder durchzuführen.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung für eine tangentiale Ausrichtung der Steuerwellen zum Werkstückträger sieht vor, dass die der Mess- und/oder Arbeitsstation zugeordneten Steuerwellen mit einer Gelenkverbindung miteinander gekoppelt sind. Am jeweiligen Ende sind die Gelenkverbindungen vorgesehen. Dadurch kann mit einem Antrieb eine Mehrzahl von Steuerwellen angetrieben sein. Bevorzugt ist die Gelenkverbindung als Kardangelenk ausgebildet, so dass eine entsprechende abgewinkelte Anordnung der Steuerwellen und tangentiale Anordnung zu der jeweiligen Mess- und/oder Arbeitsstation ermöglicht ist.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass bei der tangentialen Anordnung der Steuerwellen ein geschlossener Antriebsstrang ausgebildet ist, so dass ein geschlossener mehreckiger Kreis durch die Steuerwellen gebildet ist. Dadurch kann ein gleichmäßiger Antrieb und gute Kraftübertragung zwischen den einzelnen Steuerwellen sichergestellt sein.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der tangential zum Werkstückträger angeordneten Steuerwellen ist vorgesehen, dass an zumindest einer Steuerwelle eines offenen oder geschlossenen Antriebs stranges eine Antriebsverbindung vorgesehen ist, an der eine Antriebseinheit zur Steuerung der Mess- und/oder Arbeitsstationen angreift. Somit kann eine schlupffreie, insbesondere spielfreie, Anordnung zum Antrieb ausgebildet sein.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der radial zum Werkstückträger ausgerichteten Steuerwellen sieht vor, dass mehrere radial den einzelnen Mess- und/oder Arbeitsstationen zugeordneten Steuerwellen durch ein gemeinsames Antriebselement, insbesondere einen Zahnkranz, angetrieben sind. Dadurch kann sichergestellt sein, dass alle Steuerwellen gleichmäßig angetrieben werden. Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass alle Steuerwellen mit einem gleichen Modul des Kegelrades ausgestattet sind, die an dem Zahnkranz angreifen. Alternativ können auch unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse gewählt werden, so dass die Arbeitsgeschwindigkeit einzelner Steuerwellen höher oder niedriger als die benachbarten Steuerwellen ist.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der radial ausgerichteten Steuerwellen ist vorgesehen, dass der gemeinsame Antrieb zwischen einer innerhalb und außerhalb des Werkstückträgers angeordneten Steuersäulen der Mess- und/oder Arbeitsstation vorgesehen ist. Dadurch kann das gemeinsame Antriebselement, insbesondere der Zahnkranz, im Wesentlichen unterhalb des Werkstückträgers vorgesehen sein, so dass der unterhalb des Werkstückträgers sich ergebende Freiraum für die Positionierung des Antriebselementes ausgenutzt wird.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der radial ausgerichteten Steuerwellen ist vorgesehen, dass der Antrieb der Steuerwellen und der des Werkstückträgers identisch sind. Beispielsweise kann ein Zahnkranz vorgesehen sein, der von einem Zahnritzel angetrieben wird, um den Werkstückträger in Drehung zu versetzen. Analoges gilt für die tangential ausgerichteten Wellen. Der Zahnkranz wird angetrieben und die Drehbewegung wird über ein Zahnritzel abgegriffen und auf eine Drehbewegung der tangential ausgerichteten und liegenden Steuerwellen übertragen. Beide Antriebselemente bzw. Zahnkränze werden durch ei nen Motor angetrieben, der gegebenenfalls an einem Getriebe zwei in der Umfangsgeschwindigkeit unterschiedliche Ausgangswellen umfasst.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der radial ausgerichteten Steuerwellen ist vorgesehen, dass diese ein Kegelzahnrad aufweisen, welches an einem Antriebselement angreift.

Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen derselben werden im Folgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Beispiele näher beschrieben und erläutert. Die der Beschreibung und den Zeichnungen zu entnehmenden Merkmale können einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination erfindungsgemäß angewandt werden. Es zeigen:
1 eine schematische Ansicht auf eine erste Ausführungsform einer Montagemaschine mit mehreren Arbeitsstationen,
2 eine perspektivische Teilansicht der Montagemaschine gemäß 1 mit einer liegenden und radialen zum umlaufenden Werkstückträger ausgerichteten Steuerwelle,
3 eine schematische Ansicht auf eine Montagemaschine mit mehreren Arbeitsstationen gemäß einer alternativen Ausführungsform,
4 eine perspektivische Teilansicht der Montagemaschine gemäß 3 mit einer liegenden und tangential zum Werkstückträger ausgerichteten Steuerwelle und
5 eine schematische Seitenansicht einer liegenden Steuerwelle gemäß der alternativen Ausführungsform der Montagemaschine in 3.
In 1 ist eine schematische Draufsicht auf eine Montagemaschine 11 dargestellt. Diese Montagemaschine 11 umfasst eine Deckplatte 12, auf der ein Ring 14 drehbar gelagert ist. Der Ring 14 ist als Werkstückträger ausgebildet. Innerhalb und außerhalb des Ringes 14 sind Durchbrechungen 16 dargestellt. Beispielsweise bilden zwei paarweise einander zugeordnete Durchbrechungen 16, die innerhalb und außerhalb des Ringes 14 liegen, eine Mess- und/oder Arbeitsstation 17. Im Ausführungsbeispiel sind 8 Mess- und/oder Arbeitsstationen 17 zur Ausbildung einer Montagemaschine 11 vorgesehen. Die Mess- und/oder Arbeitsstationen 17 sind vorteilhafterweise in gleichem Winkel über den Umfang verteilt vorgesehen. Ein solcher Aufbau einer Montagemaschine ist aus der DE 42 30 785 A1 bekannt, auf welchen voll inhaltlich Bezug genommen wird, soweit nachfolgend nichts anderes ausgeführt ist.
In 2 ist eine perspektivische Teilansicht einer Mess- und/oder Arbeitsstation 17 der Montagemaschine gemäß 1 dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist eine liegende Steuerwelle 21 vorgesehen, welche über Kurvenscheiben 22 Steuersäulen 23 antreibt, welche die Durchbrechung 16 durchqueren und nach oben herausragen. An den oberen freien Enden der Steuersäule 23 können in Abhängigkeit der Handhabungsaufgaben entsprechende Handhabungseinrichtungen vorgesehen sein. Die Steuerwelle 21, welche beispielsweise vier Steuersäulen antreibt, bildet eine Mess- und/oder Arbeitsstation 17. Die Steuerwelle 21 ist nach einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform radial zum Werkstückträger bzw. Ring 14 ausgerichtet. Dies ist in 1 durch die Achsen 20 der Steuerwellen 21 dargestellt.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel in 2 ist zwischen den außerhalb und innerhalb des Ringes 14 angeordneten Steuersäulen 23 ein Antriebselement 26 vorgesehen, welches beispielsweise als Zahnkranz ausgebildet ist. Dieses Antriebselement 26 ist bevorzugt unterhalb dem Ring 14 positioniert und läuft zwischen zwei Gestelleinheiten 27, welche die Steuersäulen 23 vertikal bewegbar führen und Teil eines Grundständers 18 der Montagemaschine 11 bilden. An der Steuerwelle 21 ist ein Antriebselement 28 vorgesehen, welches mit dem Antriebselement 26 ein Antriebspaar, welches ein Teil einer Antriebseinheit 29 ist, bildet. Beispielsweise kann es sich um einen Kegelrad-Zahnkranzantrieb oder um ein Stirnrad und Zahnkranz-Antrieb handeln. Das Antriebselement 26 wird von einer Antriebsmotor 30 angetrieben, welcher bevorzugt auch den Ring 14 drehbar antreibt. Alternativ können auch zwei getrennte Antriebe vorgesehen sein, die jedoch bevorzugt synchronisiert oder aufeinander abgestimmt werden.
Nach einer alternativen Ausgestaltung des Antriebselementes 26 ist vorgesehen, dass dieses ein nahe dem Zentrum der Montagemaschine 11 liegendes Ende der jeweiligen Steuerwelle 21 antreibt. Ebenso ist auch ein gemeinsamer Antrieb am radial äußeren Ende der Steuerwelle 21 möglich. Alternativ kann auch jede Steuerwelle 21 oder eine Gruppe von Steuerwellen 21 mit einem separaten Antriebsmotor 30 angetrieben werden. Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass ein Antrieb des Ringes 14 vorgesehen ist und unterhalb des Ringes 14 ein Zahnkranz oder eine Kammleiste befestigt ist, welche an den radial ausgerichteten und liegend angeordneten Steuerwellen 21 angreift.
Der Antrieb des Ringes 14 bzw. des Werkstückträgers, dessen Lagerung sowie die Zuordnung der Steuersäulen 23 zum Werkstückträger, wird beispielhaft auf die DE 42 30 785 A1 bezüglich den darin beschriebenen Ausführungsformen und Varianten Bezug genommen.
In 3 ist eine schematische Ansicht auf eine alternative Ausführungsform der Montagemaschine 11 zu 1 dargestellt. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der in 1 dargestellten Ausführungsform darin, dass die liegenden Steuerwellen 21 tangential zum die Mess- und/oder Arbeitsstation 17 durchlaufenden Werkstückträger bzw. Ring 14 angeordnet sind. Die tangential ausgerichteten und von Mess- und/oder Arbeitsstation 17 zur nachfolgenden Mess- und/oder Arbeitsstation 17 sich erstreckenden Steuerwellen 21 sind bevorzugt über eine Gelenkverbindung 31 zueinander gekoppelt. Dadurch kann beispielsweise ein offener Antriebsstrang über mehrere Arbeitsstationen 17 ausgebildet sein. Bevorzugt ist ein geschlossener Antriebsstrang vorgesehen, wie dies in 3 dargestellt ist. Zum Antrieb der Steuerwellen 21 ist eine Antriebseinheit 29 vorgesehen, welche in Analogie zum Antriebselement 26 und 28 die Steuerwellen 21 antreibt. Die zu 1 beschriebenen alternativen Ausführungsformen gelten auch für 3.
In 4 ist eine perspektivische Ansicht einer Mess- und/oder Arbeitsstation 17 im Teilschnitt dargestellt. Die Steuerwelle 21 weist beispielsweise wiederum vier Kurvenscheiben 22 auf, welche jeweils die Steuersäulen 23 in vertikaler Richtung auf und ab bewegen. Am jeweiligen Ende der tangential angeordneten und die Mess- und/oder Arbeitsstation 17 durchlaufenden Steuerwelle 21 ist eine Gelenkverbindung 31, insbesondere ein Kardangelenk vorgesehen, um eine spielfreie Antriebsverbindung zu bilden. Eine solche Koppelung zwischen den einzelnen Steuerwellen 21 bewirkt, dass eine mehr eckförmige Anordnung der Steuerwellen 21 ausgebildet ist, die aufgrund einer Antriebsstrangbildung mit gleicher Umdrehungsgeschwindigkeit antreibbar sind.
In 5 ist eine schematische Seitenansicht einer Mess- und/oder Arbeitsstation 17 dargestellt. Die linke Steuersäule 23 umfasst eine Kurvenrolle 34, welche auf der Kurvenscheibe 22 sich abstützt und abrollt, wodurch durch entsprechende Geometrie der Kurvenscheibe 22 die Steuersäule 23 auf und ab bewegt wird. Die rechte Steuersäule 23 stützt sich mit Ihrer Kurvenrolle 34 auf eine dahinter liegende Kurvenscheibe 22 ab, welche ebenfalls auf der selben Steuerwelle 21 vorgesehen ist. Der Ring 14, der symbolisch dargestellt ein Werkstück 36 trägt, wird durch eine Antriebseinheit 29 schrittweise von Mess- und/oder Arbeitsstationen 17 zur nachfolgenden Mess- und/oder Arbeitsstation 17 transportiert. Innerhalb jeder Mess- und/oder Arbeitsstation 17 erfolgt eine Montage und/oder Bearbeitung des Werkstückes 36 durch nicht näher dargestellte Handhabungseinrichtungen, die durch die Steuersäulen 23 angetrieben werden.
Alle vorgenannten Merkmale sind jeweils für sich erfindungswesentlich und können beliebig miteinander kombiniert werden.

Claims

Montagemaschine mit einem Ring (14) als Werkstückträger, der rotatorisch gelagert ist, mit höhenlagenmäßig unter dem Ring (14) angeordneten Betätigungsvorrichtungen für Mess- und/oder Arbeitsstationen (17), die Steuerwellen (21) mit mechanisch rollenabgetasteten Kurvenscheiben (22) umfassen, welche eine Vielzahl von Steuersäulen (23) antreiben, die eine horizontale Deckplatte (12) eines Grundständers (18) der Montagemaschine (11) durchqueren und mit einer Antriebseinheit (29), die den Ring (14) antreibt und in Wirkverbindung mit den Steuersäulen (23) steht, dadurch gekennzeichnet, dass jede Mess- und/oder Arbeitsstation (17) eine liegende Steuerwelle (21) mit einer der Anzahl der Steuersäulen (23) entsprechenden Anzahl an Kurvenscheiben (22) umfasst und dass die Steuerwellen (21) tangential und/oder radial zu dem die Mess- und/oder Arbeitsstation (17) durchlaufenden Werkstückträger (14) ausgerichtet sind.
Montagemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere tangential zum Werkstückträger (14) angeordnete Steuerwellen (21) mit einer Gelenkverbindung (31), insbesondere einem Kardangelenk, miteinander verbunden sind und einen gemeinsamen Antriebsstrang bilden.
Montagemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerwellen (21) zu einem geschlossenen Arbeitsstrang zueinander angeordnet sind.
Montagemaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass an zumindest einer Steuerwelle (21) eine Antriebsverbindung (26, 28) vorgesehen ist, an der eine Antriebseinheit (29) zur Ansteuerung der Mess- und/oder Arbeitsstation (17) angreift.
Montagemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere radial zum Werkstückträger (14) angeordnete Steuerwellen (21) durch ein gemeinsames Antriebselement (26), insbesondere einen Zahnkranz, einer Antriebseinheit (29) angetrieben sind.
Montagemaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das gemeinsame Antriebselement (26) zwischen einer innerhalb und außerhalb des Werkstückträgers (14) angeordneten Mess- und/oder Arbeitsstation (17) vorgesehen ist.
Montagemaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass an der Steuerwelle (21) ein Antriebselement (28), insbesondere ein Kegelzahnrad oder Stirnzahnrad, vorgesehen ist, welches an dem Antriebselement (26), insbesondere an einem Zahnkranz, angreift.
Montagemaschine nach Anspruch 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerwellen (31) und der Werkstückträger (14) mit einem gemeinsamen Antriebsmotor (30) angetrieben sind.