DE102008007906A1

DE102008007906A1 - Vorrichtung zur Verarbeitung gleich geformter Kleinteile

Info

Publication number: DE102008007906A1
Application number: DE200810007906
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Abrell
Original assignee: MAFU GmbH
Current assignee: MAFU AUTOMATION GMBH, DE
Priority date: 2008-02-06
Filing date: 2008-02-06
Publication date: 2009-08-20
Anticipated expiration: 2028-02-07
Also published as: DE102008007906B4

Abstract

Eine Vorrichtung zur Verarbeitung gleich geformter Kleinteile, die sich hinsichtlich des Materials und/oder ihrer Farbe unterscheiden, mit einer Einrichtung (11) zum Entwirren und Vereinzeln der als Schüttgut zugeführten Kleinteile und mit einer Sortiereinrichtung (13), die eine Sensoreinrichtung (14) zur Erfassung des Materials und/oder der Farbe der vereinzelten Kleinteile aufweist.

Description

Kleinteile wie Schrauben, Nägel, Nieten oder aber auch kleine Schraubenfedern, die beispielsweise als Kontaktfedern eingesetzt werden, sind Schüttgut, das vor der Weiterverarbeitung vereinzelt werden muss. Hierzu beschreibt beispielsweise die DE 33 47 424 C2 eine Vorrichtung zum Vereinzeln, mit der die Kleinteile aus einem Haufwerk entnommen, voneinander getrennt und mithilfe eines Luftstroms durch flexible Austragschläuche transportiert werden können. Solche Anlagen sind durch Bereitstellen entsprechender Weichen bereits dahingehend weitergebildet worden, dass auch verschieden geformte Kleinteile vereinzelt und sortiert werden können. Es gibt jedoch auch Problemstellungen, für die gleich geformte Kleinteile verarbeitet werden müssen, die sich beispielsweise lediglich durch Korrosion ihrer Oberflächen oder durch eine andere Materialauswahl voneinander unterscheiden. Diese Problemstellungen sind mit den bekannten Anlagen nicht zu lösen.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung bereitzustellen, mit der solchermaßen unterschiedliche aber gleich geformte Kleinteile verarbeitet werden können.
Die Aufgabe wird gelöst mit einer Vorrichtung zur Verarbeitung gleich geformter Kleinteile, die sich hinsichtlich des Materials und/oder ihrer Farbe unterscheiden, mit einer Einrichtung zum Entwirren und Vereinzeln der als Schüttgut zugeführten Kleinteile und mit einer Sortiereinrichtung, die eine Sensoreinrichtung zur Erfassung des Materials und/oder der Farbe der vereinzelten Kleinteile aufweist. Bei Kleinteilen führt die Verwendung unterschiedlicher Materialien selten zu einem deutlichen Gewichtsunterschied, sodass das Gewicht kein verwertbares Unterscheidungskriterium ist. In der Regel führt die Verwendung eines anderen Materials jedoch zu einer anderen Färbung des Kleinteils, was durch die Sensoreinrichtung erfasst werden kann. Werden der Einrichtung zum Entwirren und Vereinzeln also Kleinteile aus unterschiedlichen Materialien zugeführt, so lassen sich diese anhand der Farbe sortieren.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung kann die Sensoreinrichtung eine Farbsensork mit Fotodioden aufweisen. Die zu analysierenden Kleinteile werden mit weißem Licht, beispielsweise aus einer LED, bestrahlt. Die das reflektierte Licht empfangenden Fotodioden weisen einen Farbfilter für die Farben Rot, Grün und Blau auf, sodass die Farbanteile des auftreffenden Lichts gemessen werden können. Die Verwendung von Farbsensoren stellt eine relativ preisgünstige Möglichkeit zur Erfassung der Farbe der Kleinteile dar.
Alternativ oder zusätzlich kann die Sensoreinrichtung mindestens einen Bildaufnehmer und eine Bildauswerteeinrichtung aufweisen. Als Bildaufnehmer können Kameras eingesetzt werden, die die aufgenommenen Bilder der Bildauswerteeinrichtung zuführen. Diese aufwändigere Lösung zeichnet sich durch eine hohe Selektivität aus. Damit lassen sich auch Kleinteile sortieren, die sich farblich nur sehr geringfügig unterscheiden. Auch Verschmutzungen der Oberfläche der Kleinteile wirken sich hier weniger störend aus als bei der Verwendung von Farbsensoren.
Die Verwendung unterschiedlicher Materialien für die Kleinteile führt neben einer unterschiedlichen Färbung der Kleinteile auch zu weiteren unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften, die ebenfalls als Unterscheidungskriterium ausgewertet werden können. So kann die Sensoreinrichtung beispielsweise auch eine Einrichtung zur elektrischen Leitfähigkeitsmessung der Kleinteile aufweisen.
Weitere Vorteile ergeben sich, wenn an der Sortiereinrichtung ein Rücklauf zur Einrichtung zum Entwirren und Vereinzeln für aussortierte Kleinteile angeordnet ist. Kleinteile, die nicht entwirrt werden konnten, also noch mit einem anderen Kleinteil zusammenhängen oder die nicht aus dem gewünschten Material bestehen, können so einem erneuten Vereinzelungsvorgang und einer erneuten Sortierung zugeführt werden. Oft lassen sich bisher noch zusammenhängende Teile durch die Rückgabe in die Einrichtung zum Entwirren und Vereinzeln in einem zweiten Durchgang doch voneinander trennen. Selbstverständlich können aussortierte Teile aber auch aus der Vorrichtung ausgeschleust werden.
Um eine sinnvolle Weiterverarbeitung der vereinzelten und sortierten Kleinteile zu gewährleisten, kann der Sortiereinrichtung vorzugsweise mindestens eine Zuführeinrichtung zu mindestens einem Zwischenspeicher für die vereinzelten Kleinteile nachgeordnet sein. Im Zwischenspeicher stehen die Kleinteile in der für die weitere Verarbeitung erforderlichen Orientierung zur Übernahme durch eine nachfolgende Arbeitsstation bereit.
So kann dem mindestens einen Zwischenspeicher eine Verarbeitungsanlage, insbesondere eine Bestückungsvorrichtung für die Kleinteile nachgeordnet sein. Mit dieser Anlage können die im Zwischenspeicher bereitgestellten Kleinteile in Maschinenteile, Gehäuse oder auf Platinen platziert oder auch einer anderen Art von Bearbeitung unterzogen werden.
Um eine rationelle Weiterverarbeitung zu gewährleisten, können mit der Verarbeitungsanlage parallel mehrere Kleinteile verarbeitbar sein. So können beispielsweise mehrere Kleinteile gleichzeitig in einem Gehäuse platziert werden.
Der Aufgabenbereich der erfindungsgemäßen Vorrichtung lässt sich außerdem durch eine Prüfung der verarbeiteten Kleinteile erweitern. Dazu kann der Verarbeitungsanlage eine Qualitätskontrolleinrichtung für die Kleinteile und/oder deren Verarbeitung durch die Verarbeitungsanlage nachgeordnet sein. Damit ist für den Anwender sichergestellt, dass die Bauteile, die die Qualitätskontrolleinrichtung als positiv geprüft verlassen, die gewünschten Funktionen erfüllen.
Die Einrichtung zum Entwirren und Vereinzeln kann vorzugsweise eine rotierend antreibbare Trommel mit auf der Innenseite angeordneten Leitschaufeln, die die Kleinteile auf mindestens eine in die Trommel hineinragende Förderschiene heben, aufweisen. Durch das Anheben mittels der Leitschaufeln kann eine Trennung miteinander verhakter Teile erfolgen. Wenn zudem die Förderschiene einen Vibrationsantrieb aufweist, kann auch auf ihr noch eine weitere Trennung und Vereinzelung von Kleinteilen stattfinden. Es ist außerdem möglich, mehrere Förderschienen in der Trommel vorzusehen, um den Durchsatz der Anlage zu erhöhen.
Für die erfindungsgemäße Vorrichtung sind die unterschiedlichsten Einsatzbereiche denkbar. Bei einer bevorzugten Anwendung kann es sich bei den Kleinteilen um Kontaktfedern handeln, die in der Regel als äußerst feine Schraubenfedern ausgebildet sind. Die Kontaktfedern sind dabei aus einem elektrisch gut leitfähigen Material, vorzugsweise aus Gold oder Silber, gefertigt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich insbesondere dann, wenn solche Kontaktfedern aus unterschiedlichen Materialien verarbeitet werden sollen, es aber auf eine Verarbeitung mehrerer Kontaktfedern des gleichen Materials in einem Arbeitsschritt ankommt. Dies ist in aller Regel eine wichtige Voraussetzung, da Kontaktfedern aus Gold einen anderen elektrischen Widerstand aufweisen als Kontaktfedern aus Silber.
Um eine rationelle Verarbeitung solcher Kontaktfedern zu erlauben, können mit der Sensoreinrichtung vorzugsweise mehrere Kontaktfedern parallel auf die Fertigung aus einem identischen Material überprüfbar sein.
Die Vorrichtung zur Verarbeitung solcher Kontaktfedern kann vorzugsweise so ausgelegt sein, dass unterschiedliche Gehäuse oder Platinen mit Kontaktfedern bestückt werden können. Die Anzahl von Kontaktfedern, die je Gehäuse benötigt werden, kann ebenfalls unterschiedlich sein. Die Vorrichtung weist daher eine besonders hohe Variabilität auf, wenn mit der Bestückungseinrichtung bis zu zwanzig Kontaktfedern parallel in verschiedene Gehäuse einsetzbar sind.
Wird außerdem eine Qualitätsprüfung durch die Vorrichtung gewünscht, so können mit der Qualitätskontrolleinrichtung vorzugsweise die Länge und die elektrische Leitfähigkeit der Kontaktfedern überprüfbar sein.
Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Verarbeitung von Kontaktfedern mit Bezug auf die Zeichnung näher beschrieben.
Im Einzelnen zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht einer Einrichtung zum Entwirren und Vereinzeln und einer Sortiereinrichtung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Verarbeitung von Kontaktfedern;
2 eine vergrößerte Detailansicht der Einrichtungen aus 1;
3 eine perspektivische Ansicht einer Zuführeinrichtung und eines Zwischenspeichers der Vorrichtung;
4 eine perspektivische Detailansicht einer Bestückungsvorrichtung;
5 eine perspektivische Detailansicht einer Qualitätskontrolleinrichtung für die Kontaktfedern.
Die Vorrichtung 10 zur Verarbeitung von gleich geformten Kontaktfedern, die aus einem unterschiedlichen Material, beispielsweise aus Gold und Silber, gefertigt sind, weist gemäß 1 eine Einrichtung 11 zum Entwirren und Vereinzeln der als Schüttgut über einen Einfülltrichter 12 zugeführten Kontaktfedern auf. Der Einrichtung 11 zum Entwirren und Vereinzeln ist eine Sortiereinrichtung 13 nachgeschaltet, die eine Sensoreinrichtung 14 zur Materialerkennung der Kontaktfedern aufweist. Die Einrichtung 11 zum Entwirren und Vereinzeln weist eine rotierend antreibbare Trommel 15 auf, auf deren Innenseite in 1 nicht sichtbare Leitschaufeln angeordnet sind, die die in der Trommel 15 befindlichen Kontaktfedern auf aus 2 ersichtliche Förderschienen 16 heben. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind vier parallel angeordnete, rinnenförmige Förderschienen 16 vorgesehen, die jeweils einen Vibrationsantrieb aufweisen und dadurch die auf ihnen befindlichen Kontaktfedern zur Sortiereinrichtung 13 fördern, weiter vereinzeln und ausrichten. Die Sortiereinrichtung 13 übernimmt die einzelnen auf den Schienen 16 liegenden Kontaktfedern und bewegt sie in eine vertikale Prüfposition, in der sie durch vier parallel angeordnete Farbsensoren 17 auf ihre Farbe untersucht werden. Dadurch kann unterschieden werden, ob die vier anliegenden Kontaktfedern alle aus demselben Material, also beispielsweise alle aus Gold oder alle aus Silber, gefertigt sind. Nur wenn vier Federn aus demselben Material von der Sensoreinrichtung 14 erkannt werden, werden diese von ihr an eine aus 3 ersichtliche Zuführeinrichtung 18 zu einem Zwischenspeicher 19 übergeben.
Die Zuführeinrichtung 18 weist vier Rohrleitungen 20 auf, durch die die Kontaktfedern nach unten zu einer Übergabeeinrichtung 21 fallen. Die Übergabeeinrichtung 21 ist horizontal entlang einer Schiene 22 verschiebbar und kann somit oberhalb des Zwischenspeichers 19 platziert werden, der plattenförmig ausgebildet ist und zwanzig Aufnahmeöffnungen 23 für Kontaktfedern aufweist. Die Übergabeeinrichtung 21 übergibt dabei jeweils vier Kontaktfedern parallel in eine Reihe der Aufnahmeöffnungen 23. Unterhalb des Zwischenspeichers 19 ist eine Bestückungsvorrichtung 24 angeordnet, deren Aufbau aus 4 ersichtlich ist.
Die Bestückungsvorrichtung 24 weist insgesamt fünf Aufnahmen 25 auf, in die jeweils vier Kontaktfedern 26 in unterschiedlicher Anordnung zueinander eingesetzt werden können. Die Aufnahmen 25 befinden sich auf einer Platte 27, unterhalb der hier nicht dargestellte Gehäuse angeordnet werden können, die mit Öffnungen zur Aufnahme der Kontaktfedern 26 in der durch die Aufnahmen 25 entsprechenden Anordnung versehen sind. Die zwanzig für ein Gehäuse notwendigen Kontaktfedern 26 können somit in einem Schritt in dem Gehäuse platziert werden.
In 5 ist eine Qualitätskontrolleinrichtung 28 dargestellt, die ebenfalls in die Vorrichtung 10 integriert werden kann. Mit ihr lassen sich die im Gehäuse platzierten Kontaktfedern 26 sowohl hinsichtlich ihrer elektrischen Leitfähigkeit als auch ihrer Länge überprüfen. Dazu weist die Qualitätskontrolleinrichtung 28 untere Kontakte 29 und entsprechende obere Kontakte, die in einem Stempel 30 angeordnet sind, auf. Das Gehäuse wird zwischen dem Stempel 30 und den unteren Kontakten 29 angeordnet und dann der Stempel 30 so weit nach unten bewegt, dass die Kontaktfedern 26, die die erforderliche Länge aufweisen, mit den oberen Kontakten und mit den unteren Kontakten 29 in Berührung kommen, das heißt ein Strom fließt. Auf diese Weise werden fehlende Kontaktfedern 26 oder zu kurze Kontaktfedern 26 sicher erkannt. Außerdem wird anhand des gemessenen Stromes auch noch einmal das Material der Kontaktfedern 26 überprüft, da Gold und Silber unterschiedliche elektrische Leitfähigkeiten besitzen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 3347424 C2 [0001]

Claims

Vorrichtung zur Verarbeitung gleich geformter Kleinteile, die sich hinsichtlich des Materials und/oder ihrer Farbe unterscheiden, mit einer Einrichtung (11) zum Entwirren und Vereinzeln der als Schüttgut zugeführten Kleinteile und mit einer Sortiereinrichtung (13), die eine Sensoreinrichtung (14) zur Erfassung des Materials und/oder der Farbe der vereinzelten Kleinteile aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (14) eine Farbsensorik (17) mit Fotodioden aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (14) mindestens einen Bildaufnehmer und eine Bildauswerteeinrichtung aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (14) eine Einrichtung zur elektrischen Leitfähigkeitsmessung der Kleinteile aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sortiereinrichtung (13) mindestens eine Zuführeinrichtung (18) zu mindestens einem Zwischenspeicher (19) für die vereinzelten Kleinteile nachgeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Sortiereinrichtung (13) ein Rücklauf zur Einrichtung (11) zum Entwirren und Vereinzeln für aussortierte Kleinteile angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass dem mindestens einen Zwischenspeicher (19) eine Verarbeitungsanlage (24), insbesondere eine Bestückungsvorrichtung für die Kleinteile nachgeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Verarbeitungsanlage (24) parallel mehrere Kleinteile verarbeitbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Verarbeitungsanlage eine Qualitätskontrolleinrichtung (28) für die Kleinteile und/oder deren Verarbeitung durch die Verarbeitungsanlage (24) nachgeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (11) zum Entwirren und Vereinzeln eine rotierend antreibbare Trommel (15) mit auf der Innenseite angeordneten Leitschaufeln, die die Kleinteile auf mindestens eine in die Trommel (15) hineinragende Förderschiene (16) heben, aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kleinteile Kontaktfedern (26) sind.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfedern (26) aus Gold oder Silber gefertigt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Sensoreinrichtung (14) mehrere Kontaktfedern (26) parallel auf die Fertigung aus einem identischen Material überprüfbar sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Bestückungsvorrichtung (24) bis zu zwanzig Kontaktfedern (26) parallel in verschiedene Gehäuse einsetzbar sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Qualitätskontrolleinrichtung (28) die Länge und die elektrische Leitfähigkeit der Kontaktfedern (26) überprüfbar ist.