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Die
Erfindung betrifft eine Bearbeitungslinie, in welcher eine Mehrzahl
von Bearbeitungseinheiten für
die Bearbeitung von Werkstücken
und für
den Transport der Werkstücke
zwischen den Bearbeitungseinheiten eine Transportvorrichtung vorgesehen
ist, wobei auf einer Transportbahn eine Vielzahl von Beladeeinheiten
verfahrbar angeordnet sind.
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Vorgenannte
Bearbeitungslinien sind zum Beispiel für die komplexe, insbesondere
spanabhebende Bearbeitung hinlänglich
bekannt. Komplexe, z. B. spanabhebende Bearbeitungen werden dabei
in eine Vielzahl einzelner Bearbeitungsschritte zerlegt, die dann
von entsprechenden Bearbeitungseinheiten, Bearbeitungsma schinen
oder auch Bearbeitungszentren entsprechend der Komplexität bearbeitet
werden.
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Grundsätzliche
Zielsetzung solcher Bearbeitungslinien nach dem Stand der Technik
ist eine möglichst
hohe Effizienz und hieraus resultierend jeweils kurze Taktzeiten.
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Aufgrund
der Zergliederung der einzelnen Bearbeitungsschritte auf eine Vielzahl
verschiedener Bearbeitungseinheiten ist natürlich ein Transport der Werkstücke zwischen
den einzelnen Bearbeitungseinheiten notwendig. Hierzu sind entsprechende Transportvorrichtungen
bekannt.
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Die
vorbekannten Bearbeitungslinien sind oftmals von einer Aufnahme-
und einer Abladestation begrenzt. Dies können zum Beispiel separate Übergabestationen,
aber auch Prüfstationen
oder der Anfangs- beziehungsweise Endbereich von vor- oder nachgeschalteten
An- oder Abförderbändern sein.
Insofern ist der Begriff ”Aufnahmestation” beziehungsweise ”Abladestation” sehr allgemein
zu verstehen.
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Aufgrund
der komplexen Bearbeitung folgt, wie oben beschrieben, eine entsprechende
Zergliederung der Bearbeitungsschritte, weshalb ein erheblicher
Platzbedarf für
die bekannten Bearbeitungslinien resultiert. Für eine Vielzahl von Bearbeitungsschritten
sind daher eine Vielzahl von Bearbeitungseinheiten vorzusehen, die
mit entsprechenden Transportvorrichtungen, die ebenfalls Platz benötigen, zu verbinden
sind.
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Bearbeitungslinie zur
Verfügung
zu stellen, die möglichst
platzsparend ausgestaltet ist.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe geht die Erfindung aus von einer Bearbeitungslinie
wie eingangs beschrieben und schlägt vor, dass die Transportbahn oberhalb
der Bearbeitungseinheiten angeordnet ist und die Beladeeinheiten
das Werkstück
durch einen das Werkstück
tragenden, um eine Verschwenkachse verschwenkbaren Schwenkarm der
Bearbeitung zuführt
beziehungsweise von dieser abführt.
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Die
Erfindung kombiniert in geschickter Weise zwei verschiedene Maßnahmen.
Durch die Anordnung der Transportbahn der Transportvorrichtung oberhalb
der Bearbeitungseinheit wird Fläche
gespart, die ansonsten benötigt
würde,
wenn die Transportvorrichtung seitlich neben der Bearbeitungseinheit
angeordnet würde.
Durch die Anordnung der Transportbahn oberhalb der Bearbeitungseinheiten bauen
natürlich
erfindungsgemäße Bearbeitungslinien
zwangsläufig
höher.
Erfindungsgemäß wird daher zusätzlich vorgesehen,
dass eine möglichst
platzsparende Ausgestaltung der Beladeeinheit eingesetzt wird, wobei
hierzu das Werkstück
durch einen das Werkstück
tragenden, um eine Verschwenkachse verschwenkbaren Verschwenkarm
der Bearbeitung zu- beziehungsweise abgeführt wird. Anstelle der möglichen,
platzaufwendigen vertikalen Linearbewegung, wird erfindungsgemäß eine Verschwenkbewegung
für das
Zu- und Abführen
der Werkstücke
vorgeschlagen.
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Durch
diese Maßnahme
erreicht die Erfindung nicht nur einen platzsparenden Vorschlag,
sondern auch einen den Raum optimal ausnützenden Vorschlag, um zum Beispiel
auch in bestehenden Werkhallen auch komplexe Bearbeitungen in erfindungsgemäßen Bearbeitungslinien
zu realisieren.
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Des
Weiteren hat der Transport der Werkstücke oberhalb der Bearbeitungseinheiten
den Vorteil, dass sich die Transportvorrichtung insgesamt außerhalb
eines ansonsten zu schützenden
Bereiches befindet. Der Transport der Werkstücke kann ohne zusätzliche
Sicherungsmaßnahmen
wie Verkleidungen usw. erfolgen.
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Ein
weiterer Vorteil, die Transportvorrichtung, insbesondere die Transportbahn
in einer Höhe von
zum Beispiel 2,50 m oder mehr anzuordnen, liegt darin, dass die
durchgehende Bahn dort auch nicht die Zugänglichkeit der einzelnen Bearbeitungseinheiten
behindert. Überraschenderweise
wird also eine verbesserte Flächenausnutzung
mit einer verbesserten Zugänglichkeit
der einzelnen Bearbeitungseinheiten beziehungsweise Bearbeitungsmaschinen kombiniert.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung der Variante ist vorgesehen, dass
jede Beladeeinheit nicht nur ein Werkstück, sondern gegebenenfalls
auch mehrere Werkstücke
zu transportieren vermag. In einer solchen Ausgestaltung ist an
der Beladeeinheit zum Beispiel ein weiterer Schwenkarm, also ein zweiter
oder auch weitere, zusätzliche
Schwenkarme vorgesehen, die ein Werkstück zu halten vermögen. Durch
die Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Bearbeitungslinie wird
ein flexibles System erreicht, da nicht immer zu vorgegebenen Taktzeiten
gemeinsam alle Beladeeinheiten das fertig bearbeitete Werkstück aus der
Bearbeitungseinheit entnehmen und gemeinsam versetzen, sondern in
einer Beladeeinheit auch ein Werkstück zwischengelagert werden kann,
wenn zum Beispiel der Bearbeitungsschritt in der nachfolgenden Bearbeitungseinheit
noch nicht abgeschlossen ist. Die erfindungsgemäße Bearbeitungslinie erlaubt
also, dass von einer getakteten Vorgehensweise abgewichen wird,
bei welcher ansonsten eine erhebliche Überdimensionierung der Medienzuleitungen,
wie Druckluft, Hydraulik oder auch Strom, die bei einer getakteten
Vorgehensweise ja jeweils gleichzeitig an den jeweiligen Einheiten benötigt werden,
notwendig ist. Diese Vermeidung der Überdimensionierung der Medienzuleitungen senkt
die Gestehungskosten einer erfindungsgemäßen Bearbeitungslinie erheblich.
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Gegebenenfalls
sind in der Bearbeitungslinie aber auch zwischen den Bearbeitungseinheiten
Abstellplätze
vorgesehen, um auch dort eine, zum Beispiel nur ein Werkstück aufnehmende
Beladeeinheit wieder zu entladen und diese dann für weitere
Transportaufgaben einsetzen zu können.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, die
Transportvorrichtung als Portaltransportvorrichtung auszugestalten
und die Transportbahn oberhalb der Bearbeitungseinheiten anzuordnen.
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Mit
Hilfe eine Portaltransportvorrichtung kann in geschickter Weise
die Transportbahn oberhalb der Bearbeitungseinheit angeordnet werden. Dabei
stützt
sich das Portal zum Beispiel auf dem Hallenboden ab, alternativ
ist es natürlich
möglich, die
Transportvorrichtung von der Hallendecke abgehängt zu realisieren.
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Natürlich ist
es auch möglich,
eine aufgeständerte
Transportbahn vorzusehen, die die Bearbeitungseinheiten überspannt
und an welchen die Beladeeinheiten verfahrbar angeordnet sind.
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Geschickterweise
wird die Anzahl der Beladeeinheiten mindestens gleich groß oder größer gewählt wie
die Anzahl der Bearbeitungseinheiten. Ein effektiver Transport zwischen
den einzelnen Bearbeitungseinheiten bedingt natürlich eine gewisse Anzahl von
Beladeeinheiten, wobei bei der gewählten vorteilhaften Ausgestaltung
theoretisch mindestens immer eine Beladeeinheit für die Aufnahme
eines Werkstückes
frei ist und so zum Beispiel entsprechende Werkstücke von
der Aufnahmestation aufnehmen oder auf die Abladestation ablegen
kann. Die Anordnung wird geschickterweise so gewählt, dass, nach Abschluss einer
entsprechenden Bearbeitung in einer Bearbeitungseinheit, eine Beladeeinheit
zur Verfügung
steht, um das bearbeitete Werkstück
aus der Bearbeitungseinheit herauszufördern.
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Dabei
gehören
genauso aber auch Lösungen
zur Erfindung, bei welcher die Anzahl der Beladeeinheiten kleiner
ist als die Anzahl der Bearbeitungseinheiten. Eine solche Ausgestaltung
der Erfindung ist zum Beispiel dann von Vorteil, wenn die Bearbeitungsschritte
in den Bearbeitungseinheiten verhältnismässig lange dauern, bezogen
auf die Transferzeit des Werkstückes
zwischen den beiden Bearbeitungseinheiten beziehungsweise von der
letzten Bearbeitungseinheit zur Abladestation und umgekehrt von
der Aufnahmestation zur ersten Bearbeitungseinheit.
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Es
hat sich dabei als günstig
ergeben, daß zumindest
eine Beladeeinheit mehr vorgesehen ist als Bearbeitungseinheiten.
Zum einen wird durch eine solche Ausgestaltung bereits ein effizientes Durchschleussen
den Werkstücke
durch eine entsprechend ausgebildete, erfindungsgemäße Bearbeitungslinie
erreicht und gleichzeitig der Aufwand für die Transportvorrichtung
gering gehalten, da die Anzahl der Beladeeinheiten entsprechend
optimiert ist.
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Des
weiteren ist es günstig,
dass in einer erfindungsgemässen
Variante vorgesehen ist, dass zumindest eine Beladungseinheit, insbesondere
die Beladungseinheit, welche die Aufnahme- beziehungsweise Abladestation
anfährt,
zwei Werkstücke aufzunehmen
vermag.
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Ein
wesentlicher Vorzug der Erfindung ist, daß mit der Bearbeitungslinie
sowohl eine serielle wie auch eine parallele Bearbeitung möglich ist.
Bei einer seriellen Bearbeitung durchläuft das Werkstück in der
Bearbeitungslinie jede Bearbeitungsmaschine. Bei einer solchen Ausgestaltung
besitzt also jede Bearbeitungseinheit exakt eine Bearbeitungsmaschine. Der
entsprechende Bearbeitungsschritt wird in der Linie auch nur einmal
ausgeführt.
Bei einer parallelen Bearbeitung besitzt die Bearbeitungslinie mehrere Bearbeitungsmaschinen,
die den gleichen Bearbeitungsschritt ausführen. Das bedeutet, daß die Bearbeitungseinheit
mehrere Bearbeitungsmaschinen umfaßt. Durch die redundante Anordnung
entsprechender Bearbeitungsmaschinen wird natürlich die Kapazität für den jeweiligen
Bearbeitungsschritt erhöht.
Gleichzeitig ist man auch weniger anfällig für den Ausfall einer entsprechenden
Bearbeitungsmaschine, da dann immer noch, zwar mit geringerer Kapazität, eine
Bearbeitung erfolgen kann.
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Ein
wesentlicher Vorteil der Erfindung ist insbesondere, daß mit der
erfindungsgemäßen Bearbeitungslinie
ein serielles und paralleles Bearbeitungskonzept gemischt werden
kann. So ist es zum Beispiel vorgesehen, daß in einer Bearbeitungslinie nach
der Erfindung zwei Bearbeitungseinheiten vorgesehen sind, wobei
zum Beispiel die erste Bearbeitungseinheit zwei Bearbeitungsmaschinen
und die zweite Bearbeitungseinheit drei Bearbeitungsmaschinen umfaßt und so
in redundanter, paralleler Ausführung
eine serielle Bearbeitung der Werkstücke möglich ist.
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Geschickterweise
wird bei einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung vorgesehen,
daß der
Verfahrweg einer Beladeeinheit auf der Transportbahn größer ist
als der Abstand benachbarter Bearbeitungsmaschinen beziehungsweise
benachbarter Bearbeitungseinheiten. Durch eine solche Ausgestaltung
wird erreicht, daß zum
Beispiel bei einem parallelen Bearbeitungskonzept die Beladeeinheit
in die nächste
oder übernächste freie
Bearbeitungsmaschine der nächsten
Bearbeitungseinheit Werkstücke einliefert,
wenn dort ein entsprechender Bearbeitungsplatz frei ist. Hieraus
resultiert, daß der
Verfahrweg der Beladeeinheit deutlich größer ist als der Abstand benachbarter
Bearbeitungsmaschinen oder benachbarter Bearbeitungseinheiten. So
ist es nach dem erfindungsgemäßen Konzept
auch grundsätzlich
möglich,
daß ein
Werkstück
in die übernächste Bearbeitungseinheit
transportiert wird, wenn die entsprechende Werkstückbearbeitung
dies erfordert.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen,
daß die Bearbeitungsmaschine einen
Bearbeitungsraum aufweist. Da im Rahmen der Definition dieser Anmeldung
eine Bearbeitungseinheit in der einfachsten Variante eine Bearbeitungsmaschine
umfaßt,
umfaßt
logischerweise auch die Bearbeitungseinheit einen Bearbeitungsraum.
Als Bearbeitungsraum wird dabei der Raum innerhalb der Bearbeitungsmaschine
angesehen, in welchem das Werkstück
maßgenau
aufgespannt und zum Beispiel spanabhebend bearbeitet wird. Üblicherweise
ist der Bearbeitungsraum durch entsprechende Gehäusewände oder Türen ausreichend dicht abgeschlossen.
Bei dem erfindungsgemäßen Konzept
ist der Bearbeitungsraum von oben zugänglich, das Werkstück wird
von der Beladeeinheit von oben eingefördert und nach der Bearbeitung
auch nach oben wieder ausgefördert. Eine
solche Handhabung bewährt
sich, da dann das Werkstück
von oben auf eine entsprechende Spannvorrichtung aufgesetzt werden
kann und die einzelnen Elemente sich bei dieser Vorgehensweise nicht behindern.
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Bevorzugterweise
ist vorgesehen, dass die Verschwenkachse horizontal orientiert ist.
Alternativ hierzu ist es in der erfindungsgemäßen Variante möglich, die
Verschwenkachse bezüglich
der Horizontalen so anzuordnen, dass ein spitzer Winkel besteht.
Hieraus resultiert, dass auch mit der Verschwenkbewegung eine Bewegung
von oben nach unten, sei es in einer exakt vertikalen Bewegung (horizontale
Orientierung der Schwenkachse) oder von schräg oben nach schräg unten,
wenn ein entsprechender spitzer Winkel vorgesehen ist, erfolgt.
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In
einer bevorzugten Variante der Erfindung ist vorgesehen, dass die
Schwenkbewegung des Schwenkarmes derart mit einer Ausgleichsbewegung
der Beladeeinheit auf der Transportbahn kombiniert wird, dass eine
geradlinige Zuführ-
oder Abführbewegung
für das
Werkstück
in die Bearbeitungseinheit beziehungsweise Bearbeitungsmaschine
resultiert. Für
ein exaktes Heranfördern
der Werkstücke
zu den jeweiligen Bearbeitungseinheiten ist eine entsprechende Positionierungssteuerung
und -regelung in der Transportvorrichtung vorgesehen. Oftmals ist
es aber nicht möglich,
das Werkstück
in einer Verschwenkbewegung in den Bearbeitungsraum einzuführen, weil
dann zum Beispiel an der Bearbeitungsmaschine ein zu großer Gehäusebereich geöffnet und
geschlossen werden muss. In einer solchen Situation wird erfindungsgemäß beispielhaft vorgeschlagen,
die Schwenkbewegung des Schwenkarmes mit der Ausgleichsbewegung
der Beladeeinheit auf der Transportbahn zu kombinieren, um eine geradlinige,
zum Beispiel vertikale oder auch schräg hierzu verlaufende Zuführ- oder Abführbewegung
zu realisieren. So erreicht die Erfindung trotz optimaler Raumausnutzung
und möglichst
geringer Bauhöhe der
gesamten Bearbeitungslinie eine geradlinige Zu- und Abführbewegung
durch verhältnismäßig kleine, den
Bearbeitungsraum verschließende
Gehäusetüren und
so weiter.
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Unter
der Aufgabenstellung, eine möglichst platzsparende
Ausgestaltung einer Bearbeitungslinie zu realisieren, wird auch
eine Beladeeinheit erfindungsgemäß vorgeschlagen,
welche auf einer Transportbahn verfahrbar angeordnet ist und die
Beladeeinheit einen auf der Transportbahn verfahrbaren Schlitten
und einen, das Werkstück
tragenden, um eine Verschwenkachse verschwenkbaren Schwenkarm aufweist.
Der Schwenkarm besitzt eine Haltevorrichtung mit Haltemitteln für das Halten
des Werkstückes
und weist für
die Betätigung
der Haltemittel Steuerleitungen auf, die geschickterweise in einer Leitungsführungskette
geführt
sind. Die Haltevorrichtung befindet sich dabei an dem, der Verschwenkachse
abgewandten Ende des Schwenkarmes. Bei der Verschwenkbewegung überstreicht
daher die Haltevorrichtung eine erhebliche Fläche im Raum und die an der
Haltevorrichtung angeordneten Haltemittel sind zum Beispiel mit
entsprechenden Steuerleitungen (Hydraulik, Pneumatik, Strom, Sensorleitung
usw.) zuverlässig
mit entsprechenden Medien zu versorgen. Aufgrund einer verhältnismäßig platzsparenden
Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Beladeeinheit
wird vorgeschlagen, diese Steuerleitung in einer Leitungsführungskette
anzuordnen, damit eine möglichst
zuverlässige
und sichere Leitungsführung
erfolgt. Die erfindungsgemäß vorgeschlagenen
Leitungsführungsketten
werden auch als Energieführungsketten
beschrieben und sind als Bauteil im Maschinenbau bekannt, welches
flexible Kabel, pneumatische oder hydraulische Leitungen usw. führt und
stützt.
Neben einer zuverlässigen
Führung
der Kabel, wodurch auch zum Beispiel ein Verhängen an anderen Bauteilen sicher
vermieden wird, schützt
natürlich
der Einsatz einer entsprechenden Leitungsführungskette auch die Leitungen
selber, da mit Hilfe der Leitungsführungskette der Einhaltung
eines kleinsten zulässigen
Biegeradius gewährleistet wird,
da aufgrund der andauernden Hin- und Herbewegung ansonsten die Leitungen
unter Dauerbelastung rasch zerstört
würden.
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Die
Anordnung an der Beladeeinheit ist dabei so gewählt, dass der Schwenkarm über die
durch die Verschwenkachse definierte Schwenkwelle an dem Schlitten
drehbar gelagert ist.
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Erfindungsgemäß wird dabei
vorgesehen, dass die Beladeeinheit wie beschrieben insbesondere
in der Bearbeitungslinie, wie eingangs beschrieben, eingesetzt wird.
Hierauf ist die Erfindung aber in keinster Weise beschränkt, die
Beladeeinheit kann auch geeigneterweise unabhängig von dem vorstehenden erfindungsgemäßen Konzept
einer Bearbeitungslinie realisiert werden.
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In
einer geschickten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Beladeeinheit
ist vorgesehen, dass die Leitungsführungskette oberhalb der Verschwenkachse
auf dem Schwenkarm aufliegend angeordnet ist. Somit stützt sich
die Leitungsführungskette
bereits automatisch auf dem Schwenkarm ab und ist sicher gelagert.
Auch stört
sie in diesem Bereich nicht, dass sich üblicherweise das zu haltende
Werkstück unterhalb
des Schwenkarmes befindet.
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Geschichterweise
wird in einer erfindungsgemäßen Variante
vor geschlagen, dass eine Parallelogrammführung für die Haltevorrichtung vorgesehen ist,
wobei die Haltevorrichtung am Ende des Verschwenkarmes um eine Halteachse
drehbar gelagert ist. Durch die Anordnung einer Parallelogrammführung, die
mit einer entsprechenden Stützstrebe
realisiert wird, wird erreicht, dass, unabhängig von der Stellung des Verschwenkarmes
relativ zum Schlitten, das von dem Schwenkarm gehaltene Werkstück immer
gleich im Raum orientiert, also zum Beispiel horizontal ausgerichtet
ist. Daher ist auch die Haltevorrichtung bezüglich des Schwenkarmes um die
Halteachse drehbar gelagert und auch hier sind die Strom-, Medien-
und Informationsleitungen mit Hilfe der Leitungsführungskette
geschickterweise zu schützen.
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Es
wird daher in einer erfindungsgemäßen Verbesserung vorgesehen,
dass die Leitungsführungskette
an der Haltevorrichtung und an dem Schlitten gelagert ist. Entlang
des Schwenkarmes ist es der Leitungsführungskette daher gestattet,
sich längs
zu bewegen und die entsprechenden Längenausgleiche vorzunehmen.
Gehalten also gelagert ist die Leitungsführungskette bevorzugt an der
Haltevorrichtung und an dem Schlitten.
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In
der Zeichnung ist die Erfindung schematisch und beispielhaft gezeigt.
Es zeigen:
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1a, 1b, 2a, 2b, 3a, 3b je
in einer Draufsicht (1a, 2a, 3a)
beziehungsweise einer Seitenansicht (1b, 2b, 3b)
verschiedene Varianten der erfindungsgemäßen Bearbeitungslinie;
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4 eine
dreidimensionale Ansicht der Beladeeinheit nach der Erfindung und
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5 eine
Ansicht nach 4.
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In 1a, 1b ist
eine erste erfindungsgemäße Variante
der Bearbeitungslinie 1 gezeigt. Das hier gezeigte Ausführungsbeispiel
besteht aus einer Aufnahmestation 12, in welcher eine Beladeeinheit 4 ein
Werkstück
aufnimmt und dies zu einer ersten von mehreren Bearbeitungseinheiten 10, 10a bringt.
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In
dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel befinden
sich sieben Bearbeitungseinheiten 10a bis 10g hintereinander,
jedes Werkstück
durchläuft
in Richtung der Produktionsrichtung 11 alle Bearbeitungseinheiten 10a bis 10g.
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Am
Ende der Bearbeitungslinie wird das fertig bearbeitete Werkstück 2''' auf
der Abladestation 13 abgelegt, die mit entsprechenden Antriebs-
oder Transportmitteln ausgestattet ist und das aufgelegte Werkstück 2 zum
Beispiel zu einer Prüfstation
zur Überprüfung der
ausgeführten
Arbeiten bringt.
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In 1b ist
eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Bearbeitungslinie 1 gezeigt.
Die Bearbeitungseinheiten 10a bis 10g stehen in
Reihe nebeneinander auf einem Fußboden 14, eine Transportvorrichtung 3,
die auf Stützen 32 gelagert
ist, ist oberhalb der Bearbeitungseinheiten 10a bis 10g angeordnet.
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Die
Transportvorrichtung 3 besteht aus einer Transportbahn 30,
die im Wesentlichen horizontal orientiert ist und auf den Stützen 32 ruht.
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Die
Anordnung ist dabei so gewählt,
dass die Transportbahn 30 die einzelnen Bearbeitungseinheiten 10a bis 10g mit
ausreichendem Abstand überfährt.
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Insbesondere
in 1a ist gezeigt, dass die Transportvorrichtung über den
einzelnen Bearbeitungseinheiten 10a bis 10g angeordnet
ist und die einzelnen Bearbeitungsräume 15 in den Bearbeitungseinheiten 10a bis 10g,
von oben her mit den Werkstücken 2 ver-
und entsorgt.
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Ein
wesentlicher Vorzug der Erfindung ist, dass auch in der angehobenen
Stellung des Schwenkarmes 41 die Höhe der gesamten Transportvorrichtung 3 im
Wesentlichen von der Oberkante des auf der Transportbahn 30 beweglichen
Schlittens 42 der Beladeeinheit 4 definiert ist.
Diese Höhe
wird nur geringfügig
von der Strebe 43 der Parallelogrammführung überschritten.
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Ganz
links ist gezeigt, wie der Schwenkarm 41 nach unten geschwenkt
ist, um ein Werkstück 2 aufzunehmen.
Dazu ist der Schwenkarm 41 um die Verschwenkachse 40 (die
horizontal orientiert ist) am Schlitten 42 gelagert.
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Wie
bereits ausgeführt,
durchläuft
jedes Werkstück 2 alle
sieben Bearbeitungseinheiten 10a bis 10g. Die
einzelnen Beladeeinheiten 4 sind zwar auf einer gemeinsamen
Transportbahn 30 verfahrbar angeordnet, die einzelnen Beladeeinheiten
verfahren aber nur zwischen zwei benachbarten, jeweils aus einer
Bearbeitungsmaschine 5 bestehenden Bearbeitungseinheit 10a bis 10g.
Die jeweiligen Verfahrwege 31 erstrecken sich daher nur
zwischen dem Bearbeitungsraum 15 von benachbart angeordneten
Bearbeitungseinheiten 10a bis 10g. Dabei verbindet
der erste Verfahrweg 31a die erste Bearbeitungseinheit 10a mit
der Aufnahmestation 12, die Verfahrwege 31b bis 31g verbinden
die einzelnen Bearbeitungseinheiten 10a bis 10g jeweils
untereinander, der letzte Verfahrweg 31h ist zwischen der
letzten Bearbeitungseinheit 10g und der Abladestation 13 vorgesehen.
An die Aufnahmestation 12 beziehungsweise Abladestation 13 schließt ein entsprechendes
weiteres, nicht weiter gezeigtes Transportsystem für die Weiterförderung
der Werkstücke 2 an.
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In
dem in 1a beziehungsweise 1b gezeigten
Ausführungsbeispiel
sind insgesamt acht Beladeeinheiten 4, 4', 4'' vorgesehen, die die Werkstücke 2, 2', 2'', 2''' zu den sieben
Bear beitungseinheiten 10a bis 10g sowie zwischen
diesen wie auch zu den Abladestationen 13 bringen. Durch
eine größere Anzahl
von Beladeeinheiten 4 bezogen auf die Bearbeitungseinheiten 10a bis 10g wird
erreicht, dass in den Beladeeinheiten auch ein Werkstück 2 gepuffert
werden kann, wenn z. B. eine Bearbeitung abgeschlossen ist, die
nächstfolgende
Bearbeitungseinheit aber noch nicht für dieses Werkstück frei
ist.
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In
dem in 1a, 1b gezeigten
Ausführungsbeispiel
ist des Weiteren pro Verfahrweg 31, 31a bis 31h nur
je eine Beladeeinheit 4 vorgesehen. Der Verfahrweg 31 verbindet
die einzelnen Bearbeitungseinheiten 10a bis 10g untereinander.
Erfindungsgemäß sind natürlich auch
Anordnungen vorgesehen, bei denen eine Mehrzahl von Beladeeinheiten 4 pro
Verfahrweg 31 realisiert sind.
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Die
Verfahrwege 31a bis 31h sind dabei jeweils Teilabschnitte
auf der gemeinsamen Transportbahn 30. Es ist aber auch
möglich,
dass zwei parallel verlaufende Transportbahnen 30 vorgesehen
sind.
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In 2a, 2b ist
eine weitere erfindungsgemäße Variante
gezeigt. Um Wiederholungen zu vermeiden wird hier nur auf die unterschiedlichen Ausgestaltungen
eingegangen, die übrigen
Ausgestaltungen sind mit denen in 1a, 1b gezeigten
identisch.
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In 1a ist
eine Reihe von Bearbeitungseinheiten 10a bis 10g gezeigt,
die jeweils aus nur je einer Bearbeitungsmaschine 5 bestehen.
Dies bedeutet, dass jedes Werkstück
jede Bearbeitungsmaschine entlang der Bearbeitungsrichtung 11 durchläuft und
von dieser bearbeitet wird. Hier ist ein serielles Bearbeitungskonzept
dargestellt.
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Hingegen
zeigt 2a die Mischung eines seriellen
mit einem parallelen Konzept, da die einzelnen Bearbeitungseinheiten 10a, 10c und 10d aus
je zwei Bearbeitungsmaschinen 5 (5', 5'')
gebildet sind, nur die zweite Bearbeitungseinheit 10b besteht
wiederum nur aus einer Bearbeitungsmaschine 5.
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Die
doppelte Anordnung von Bearbeitungsmaschinen 5 pro Bearbeitungseinheit
erhöht
natürlich
erheblich die Leistung in der durch die Bearbeitungseinheit definierten
Bearbeitungsstation. Sie erlaubt dadurch auch einen redundanten
Betrieb und macht die gesamte Bearbeitungslinie 1 nach
der Erfindung weniger anfällig
gegen den Ausfall einer Bearbeitungseinheit.
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Als
Konsequenz sind die Verfahrwege 31, 31a bis 31e entsprechend
länger,
da z. B. der Verfahrweg 31d sich über vier nebeneinander angeordneten
Bearbeitungsmaschinen 5 erstreckt, um die linkeste Bearbeitungsmaschine
der Bearbeitungseinheit 10c genauso wie die rechteste Bearbeitungsmaschine 5b in
der rechten Bearbeitungseinheit 10d zu erreichen.
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Die
Bearbeitungsmaschinen selber sind bezüglich der Transportbahn 30 beidseitig
angeordnet und bestehen aus zwei Teilen 51, 52.
Der Bearbeitungsraum 15 befindet sich zwischen den beiden
Teilen 51, 52. Es ist so eine sehr effektive mehrseitige Bearbeitung
der Werkstücke 2 möglich.
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Zeigt 1a, 1b eine
serielle Konzeption der erfindungsgemäßen Bearbeitungslinie 1, 2a eine
Mischung einer parallelen mit einer seriellen Konzeption, so ist
in 3a, 3b ausschließlich eine parallele Konzeption
der Bearbeitungslinie 1 gezeigt. Zwischen der Aufnahmestation 12 und
der Abladestation 13 befindet sich nur eine Bearbeitungseinheit 10,
die aus insgesamt sieben einzelnen Bearbeitungsmaschinen 51 bis 57 besteht. Der
Verfahrweg 31 erstreckt sich daher über alle sieben Bearbeitungsmaschinen 51 bis 57 ,
einmal unter Einschluß der
Aufnahmestation 12, einmal unter Einschluß der Ablagestation 13.
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Dabei
schließt
diese Konstruktion nicht aus, dass ein Werkstück 2 nicht auch in
der Bearbeitungsmaschine 51 und
in der Bearbeitungsmaschine 54 z. B.
bearbeitet wird. Durch die redundante Ausgestaltung ist auch eine
flexible Umsteuerung der einzelnen Bearbeitungsschritte möglich, wenn
z. B. in einer Bearbeitungsmaschine ein Werkzeugbruch erfolgt, die übrigen Bearbeitungsschritte
in dieser Bearbeitungsmaschine aber ausgeführt werden können. In einem
solchen Fall wird dann z. B. für
diesen Bearbeitungsvorgang mit dem gebrochenen Werkzeug eine andere
Bearbeitungsmaschine in der gleichen Bearbeitungseinheit eingesetzt.
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In 4 beziehungsweise 5 ist
die ebenfalls von der Erfindung umfasste Beladeeinheit gezeigt.
Die Beladeeinheit 4 besitzt einen Schlitten 42,
mit welchem die Beladeeinheit 4 auf der Transportbahn 30 bewegbar
ist. Die Antriebe hierfür
sind allgemein bekannt. Der Schlitten 42 umfasst einen hierzu
rechtwinklig abstehenden Träger 400,
der im Wesentlichen dreieckig ausgebildet ist und in seinem untersten
Bereich eine Welle 401 aufweist, welche die Verschwenkachse 40 definiert.
An der Verschwenkachse 40 drehbar, um den Schlitten 42 beziehungsweise
deren Träger 400 gelagert
ist der Schwenkarm 41 vorgesehen.
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An
dem Schwenkarm 41 ist auf der der Welle 401 abgewandten
Seite die Haltevorrichtung 44 angeordnet. Die Haltevorrichtung 44 ist
ebenfalls um die Halteachse 47 drehbar gelagert. Die Halteachse 47 wird
dabei definiert durch die Haltewelle 402. Des Weiteren
ist an der Haltevorrichtung mit einem gewissen Abstand von der Halteachse 47 eine
Strebe 43 gelenkig angeschlossen, die Teil der Parallelogrammführung 46 ist.
Der untere Teil der Strebe stützt
sich dabei über
das zweite Parallelogrammgelenk 403 am Schlitten 42,
insbesondere an dessen Träger 400 ab.
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Die
Strebe 43 ist über
das erste Parallelogrammgelenk 404 mit der Haltevorrichtung 44 verbunden
bzw. lenkt diesen an. Durch die Anordnung der Parallelogrammführung 46 wird
erreicht, dass die Haltevorrichtung 44 unabhängig von
der Stellung des Schwenkarmes 41 an der Beladeeinheit 4 immer gleichartig
im Raum orientiert ist, also z. B. ein Werkstück entsprechend horizontal
hieran gehalten ist.
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Bevorzugterweise
ist die Halteachse 47 und die Verschwenkachse 40 sowie
die Drehachsen der beiden Parallelogrammgelenke 403, 404 zueinander parallel.
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Die
Haltevorrichtung 44 ist mit entsprechend nicht weiter dargestellten
Haltemitteln ausgestattet, dies können z. B. entsprechende Spannbolzen
oder Klauen usw. sein. Über
die Haltemittel hält
die Haltevorrichtung das Werkstück 2.
Hierzu sind Steuerleitungen notwendig. Der Begriff Steuerleitung
umfasst dabei jede Art von Energie- oder Medienleitungen, wie z.
B. elektrische Leitungen, hydraulische und pneumatische Leitungen,
aber auch Informationsleitungen, z. B. über Greifsensoren, Schließkontakten usw.
Um die Steuerleitungen nicht übermäßig mechanisch
zu beanspruchen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass eine
Leitungsführungskette 45 vorgesehen
ist. Diese Leitungsführungskette 45 ist endseitig
an der Haltevorrichtung 44 befestigt und erstreckt sich
dann in einem Halbkreis (2) um das vordere
Ende des Schwenkarmes 41 herum (im Bereich der Haltewelle 402)
und läuft
dann auf der Oberseite des Schwenkarmes 41 über einen
Knick 49 in den Bereich der Verschwenkachse 40,
wo sich ein gegenüber
der Abwinkelung 49 entgegengerichteter Ausgleichsbogen 48 anschließt. An einem
seitlichen Träger 408 des
Schlittens 42 ist die Leitungsführungskette 45 ebenfalls
festgelegt. Aus dem Ausgleichsbogen 48 schöpft die
Leitungsführungskette 45 entsprechend
Längenvorrat,
um die sich ergebende Längenveränderung
bei der Verschwenkbewegung 405 zu kompensieren. Es ergibt
sich nämlich, dass
beim Herunterschwen ken das vordere Ende 406 der Leitungsführungskette 45 sich
in Uhrzeigerrichtung versetzt und so die gesamte Leitungsführungskette 45 derart
in den Ausgleichsbogen verschiebt, dass sich dieser weiter absenkt.
Daher ist die Leitungsführungskette 45 auf
der Oberseite des Schwenkarmes 41 nicht durchgängig festgelegt,
sondern vermag auf dieser Oberfläche
zu gleiten.
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Geschickterweise
ist vorgesehen, dass der Schwenkarm 41 eine Abwinkelung 49 besitzt.
Die Abwinkelung 49 ist so ausgeführt, dass sich ein Knie 407 auf
der der Abwinkelung 49 gegenüberliegenden Seite des Schwenkarmes 41 ausbildet,
und sich dieses Knie 407 ebenfalls auf der dem Werkstück 2 beziehungsweise
der Haltevorrichtung 44 gegenüberliegenden Seite des Schwenkarmes 41 befindet.
Die Leitungsführungskette 45 läuft über das
Knie 407.
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Die
Abwinkelung 49 ist z. B. als stumpfer Winkel auf der Seite
der Haltevorrichtung 44 realisiert. Durch diese Ausgestaltung
ergibt sich eine Vergrößerung des
Platzes, in welchem das Werkstück 2 gehalten
wird, das heißt,
durch die Abwinkelung 49 behindert der Schwenkarm 41 das
Werkstück 2 auch bei
einer erheblichen Verschwenkbewegung nicht.
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Die
jetzt mit der Anmeldung und später
eingereichten Ansprüche
sind Versuche zur Formulierung ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Schutzes.
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Sollte
sich hier bei näherer
Prüfung,
insbesondere auch des einschlägigen
Standes der Technik, ergeben, daß das eine oder andere Merkmal
für das
Ziel der Erfindung zwar günstig,
nicht aber entscheidend wichtig ist, so wird selbstverständlich schon
jetzt eine Formulierung angestrebt, die ein solches Merkmal, insbesondere
im Hauptanspruch, nicht mehr aufweist.
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Es
ist weiter zu beachten, daß die
in den verschiedenen Ausfüh rungsformen
beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausgestaltungen und Varianten
der Erfindung beliebig untereinander kombinierbar sind. Dabei sind
einzelne oder mehrere Merkmale beliebig gegeneinander austauschbar.
Diese Merkmalskombinationen sind ebenso mit offenbart.
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Die
in den abhängigen
Ansprüchen
angeführten
Rückbeziehungen
weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches
durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin. Jedoch sind
diese nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen,
gegenständlichen
Schutzes für
die Merkmale der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen.
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Merkmale,
die bislang nur in der Beschreibung offenbart wurden, können im
Laufe des Verfahrens als von erfindungswesentlicher Bedeutung, zum Beispiel
zur Abgrenzung vom Stand der Technik beansprucht werden.
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Merkmale,
die nur in der Beschreibung offenbart wurden, oder auch Einzelmerkmale
aus Ansprüchen,
die eine Mehrzahl von Merkmalen umfassen, können jederzeit zur Abgrenzung
vom Stande der Technik in den ersten Anspruch übernommen werden, und zwar
auch dann, wenn solche Merkmale im Zusammenhang mit anderen Merkmalen
erwähnt wurden
beziehungsweise im Zusammenhang mit anderen Merkmalen besonders
günstige
Ergebnisse erreichen.