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Die Erfindung betrifft ein Baukastensystem mit dem polygonale Rundtakttische unterschiedlicher Bahnverläufe geschaffen werden. Diese polygonalen Rundtakttische dienen zum Transport von Werkstücken, von einer Bearbeitungsstation zur Nächsten.
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An diesen Werkstücken werden Operationen zum Zwecke der Montage, irgendeiner Bearbeitung oder eines Prüfungsvorganges ausgeführt und müssen deshalb exakt positioniert werden.
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Bei den bisherigen Rundtakttischen, bei denen das Betätigen der Werkstückspann- und Manipulationsvorrichtungen während der Bewegung von einer Bearbeitungsstation zur nächsten möglich ist, konnten die Werkstückträger nur eine Kreisbewegung ausführen.
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Die Anordnung der Bearbeitungsstationen wird durch diese Kreisbewegung bestimmt, und bei einer größer werdenden Anzahl der Bearbeitungsstationen wird der Bewegungsradius immer größer. Diese Funktionalität hat den Nachteil, dass die Integration in bestehende Anlagen und Produktionsflächen eingeschränkt ist, da sonst die gesamte Produktionshalle umgebaut werden müsste.
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Hingegen können Transfersysteme nach dem Stauförderer-Prinzip, bei denen die Werkstückträger aus Paletten bestehen und auf Führungsbahnen rollen, die unterschiedlichsten Bahnverläufe haben. Hierbei müssen allerdings die Paletten bei jeder Bearbeitungsstation positioniert und fixiert werden.
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Weiterhin können auf diesen Paletten-Werkstückträgern keine selbsttätigen Spann- und Manipulationsvorrichtungen verwandt werden. Selbsttätige Spann- und Manipulationsvorrichtungen sind an verschiedene Energiekreisläufe angeschlossen und werden von der Maschinensteuerung betätigt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dass bei einer größer werdenden Anzahl der Bearbeitungsstationen, der Bahnverlauf der Werkstückträger so zu gestalten ist, dass die Rundtakttischanlage mit selbsttätigen Spann- und Manipulationsvorrichtungen problemlos in eine Produktionshalle eingepasst werden kann.
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Dies bedingt dann, dass der Bahnverlauf der Werkstückträger auch geradlinige Abschnitte und die geradlinigen Abschnitte auch unterschiedliche Bewegungsrichtungen haben müssen. Es muss also eine Hybridlösung zwischen Rundtakttisch und einem Transfersystem nach dem Stauförderer-Prinzip geschaffen werden.
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Dass die Anlage des polygonalen Rundtakttisches auch an eine veränderte Anforderung angepasst werden kann, d. h. wenn zum Beispiel mehr Bearbeitungsstationen erforderlich sind, ist ein flexibles Baukastensystem notwendig. Mit wenigen Standardbauteilen alle Anforderungen an den Bahnverlauf abzudecken, stellt ebenfalls eine zentrale Aufgabe dar.
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Alle konstruktiven Details sollen optimal auf das Baukasten-Prinzip abgestimmt sein, so dass bei technisch gleichwertigen Lösungen immer die Lösung bevorzugt werden soll, welche besser ins System passt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsmäßig dadurch gelöst, dass rollengeführte Werkstückträger in einer allseits geschlossenen Führungsbahn laufen. Die Anordnung der Führungsrollen, deren Drehachse senkrecht auf der Werkstückträgerplatte steht, fixiert den Werkstückträger in allen Freiheitsgraden, außer der Bewegungsrichtung. Die zwischen Werkstückträgerplatte und Führungsrollen befindliche Abdeckplatte oder Abdeckfolie deckt die Führungsbahn auch in den Kurven ab und dient als Gleitfläche bei schweren Werkstücken. Die Werkstückträger sind mit Zahnstangenstücken untereinander verbunden und bilden dadurch eine geschlossene Kette. Je nach erforderlichem Radius des Bahnverlaufs und Antriebsplatzierung, können die Zahnstangenstücke sich auch noch am Werkstückträger befinden, somit ist die Werkstückträgerkette beidseitig anzutreiben.
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Zwischen den Führungsrollen verlaufen die Versorgungsleitungen für die verschiedenen Spann- und Schwenkvorrichtungen. Diese Versorgungsleitungen können Strom-, Druckluft-, Vakuum- oder Hydraulikölleitungen sein. Die Energieversorgung zu den Werkstückträgern erfolgt über eine Ringleitung, welche wiederum von einem äußeren Energieversorgungssystem gespeist wird. Eine zentrale Anforderung an dieses System ist, das dies bei jedem Führungsbahnverlauf möglich ist.
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Durch Anordnung und Gestaltung der Werkstückträger und der Zahnstangenverbindung können beliebig viele Umkehr- und Bogenstücke realisiert werden. Um eine erhöhte Beanspruchung bei vielen Bogen- und Umkehrstücken zu vermeiden und eine exakte Positionierung zu gewährleisten, wird die Werkstückträgerkette an mehreren Stellen angetrieben.
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Die Werkstückaufspannfläche ist parallel zur Anschraubfläche der Führungsbahnen angeordnet.
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Die Führungsbahn besteht aus einzelnen Führungsleisten, welche gerade oder gebogen sind und eine Trägerplatte geschraubt sind.
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Ein Merkmal des Baukastenprinzips ist, dass nur ein Führungsleistenprofil aus Strangpressherstellung verwandt wird und alle benötigten Führungsbahn-Teilstücke durch Absägen und Biegen erzeugt werden. Das Führungsleistenprofil verfügt über eine T-Nute, über welche die Führungsteilstücke mittels Nutenstein und Schrauben mit der Trägerplatte verbunden werden und über eine prismenförmige Führungsbahn. Ein wesentliches Merkmal des Führungsleistenprofils, bezüglich des Baukastensystems, ist die Befestigung mit Nutenstein und Schraube, so dass die Längen der Teilabschnitte frei gewählt und in Längsrichtung verschoben werden können.
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Die Umkehr-Führungsteilstücke, d. h. die inneren und äußeren Führungsbahn werden nur durch eine Biegebearbeitung aus einem Führungsleistenprofil erzeugt. Um diese Biegebearbeitung zu ermöglichen, ist ein schmales und somit biegefähiges Profil unabdingbare Voraussetzung. Hierdurch ist es möglich durch ein Strangpressprofil, welches hohe Kosten verursacht, alle Führungsbahn-Teilstücke zu erzeugen. Die Vorspannung der Werkstückträger-Führungsrollen erfolgt durch Verschieben des Führungsleistenprofils. Die Anordnung der Zahnstangenstücke ermöglicht den Verlauf der Versorgungsleitungen in der neutralen Fase und den Eingriff der Antriebszahnräder bzw. Antriebszahnriemen.
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Eine Antriebseinheit besteht aus 2 Zahnriemenscheiben, wobei eine Zahnriemenscheibe von einem Elektrogetriebemotor angetrieben wird und einem umlaufenden doppeltverzahnten Zahnriemen. Der doppeltverzahnte Zahnriemen greift in die Zahnstangenstücke, welche die Werkstückträger verbinden, ein und erzeugt hierdurch bei drehender Zahnriemenscheibe die Vorschubbewegung der Werkstückträger. Bei Verwendung des gleichen Prinzips und entsprechender Materialpaarung können aber auch Zahnräder verwendet werden, welche dann direkt in die Zahnstangenstücke eingreifen. Es können auch mehrere Antriebseinheiten, je nach Länge und Bahnverlauf, eingesetzt werden.
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Auf die Werkstückträger sind je nach Anforderungen verschiedene Spann- und Schwenksysteme adaptierbar. Dies können einfache Vakuumspannplatten oder pneumatische Prismen-Spannvorrichtungen sein oder auch Schwenkvorrichtung mit hydraulischen Spannbacken. Diese Schwenkvorrichtungen mit hydraulischen, pneumatischen oder elektrischen Spannbacken sind dann in jeder gewünschten Winkelstellung während der Bewegung zur nächsten Bearbeitungsstation positionierbar. Dies ermöglicht dann zum Beispiel eine 4 Seitenbearbeitung von Werkstücken bei minimalen Bewegungsebenen der Bearbeitungsstationen. Zum Beispiel bei einem Würfel könnten dann in alle 4 Seitenflächen mit der gleichen Bohrvorrichtung Bohrungen eingebracht werden. Für jede Würfelseite gibt es eine Bearbeitungsstation, also 4 Bearbeitungsstationen, aber mit 4 gleichen Bohrvorrichtungen. Bei Verwendung von einfachen Vakuumspannplatten ist dann zum Beispiel die seitliche Rundumbearbeitung von Platten bis zu einer bestimmten Größe möglich.
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Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass auf den Werkstückträgern je nach Bedarf verschiedenste Spann-, Schwenkvorrichtungen oder Vorrichtungen zur Manipulation von Werkstücken angebracht werden können.
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In Verbindung mit der flexiblen Gestaltung des Bahnverlaufs eröffnen sich neue Möglichkeiten für die Auslegung von Montage- und Produktionsstraßen.
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Die Anordnung der Führungsrollen und der Zahnstangenteilstücke ermöglichen die innen liegenden Versorgungsleitungen bei niedriger Bauhöhe.
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Da die gesamte Werkstückträgerkette von mehreren Antriebseinheiten in den geraden Teilstücken angetrieben wird und die Rollenführung direkt vorgespannt ist, wird kein nachträgliches Spannen der Kette notwendig und somit findet auch keine Längenänderung statt. Eine Längenänderung der Werkstückträgerkette bedingt wiederum eine Neupositionierung der Werkstückspanneinheiten, welches einen enormen Montageaufwand bedeutet.
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Es zeigt:
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1 eine Variante des polygonalen Rundtakttisches, welcher aus einer Trägerplatte (1), verschiedenen
geraden, kurzen (2) und langen (3) Führungsbahnteilstücken besteht. Die Umlenkteilstücke für verschiedene Umlenkwinkel bestehen aus einem inneren (4) und äußeren (5) gebogenen Führungsbahnteilstück. Die Werkstückträger (6), welche alle miteinander verbunden sind, werden in diesen, auf der Trägerplatte aufgeschraubten, Führungsbahnteilstücken geführt. Der Antrieb (7) erfolgt in einem geraden Führungsbahnteilstück. An einem Werkstückträger ist die Energieversorgung, welche aus einer Drehdurchführung (8), aus einem Schleifringübertrager und einer Energiezuführungskette (9) besteht, angebracht.
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2 eine weitere Variante des polygonalen Rundtakttisches mit einer anderen Trägerplatte (10) und anderen Umlenkteilstücken mit anderen Umlenkwinkeln bestehend aus einem inneren (11) und äußeren (12) gebogenen Führungsbahnteilstück. Der Antrieb (13) erfolgt in mehreren geraden Führungsbahnteilstücken. Die Energiezuführungskette (14) liegt auf der Trägerplatte und ermöglicht mittels Drehdurchführung eine endlose Zahl an Umläufen.
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3 den gleichen polygonalen Rundtakttisch wie unter 2 aber mit einer anderen Position der Energieversorgung und der Energiezuführungskette (15). Auf den Werkstückträgern sind Spannvorrichtungen (16) aufgebracht, welche pneumatisch oder hydraulisch betätigt werden können.
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4 zeigt die Rollenführung der Werkstückträger mit der Werkstückträger-Trägerplatte (17) den Führungsrollen (18) und den Führungsbahnteilstücken (19). Die Führungsrollen werden durch Distanzhülsen (20) und den Zahnstangenteilstücken (21) auf Abstand gehalten.
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Die Führungsbahnteilstücke sind über Nutensteine (22) und Schrauben (23) mit der Trägerplatte (24) verschraubt. Die Ring-Versorgungsleitung (25) verläuft innerhalb der Werkzeugträger.
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5 ein Werkzeugträger mit Führungsbahnabdeckung (26). Auf die Werkstückträger-Trägerplatte (27) sind handelsübliche, pneumatisch oder hydraulisch betätigte, Spannelemente (28) aufgeschraubt.
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6 ein Werkstückträger mit Führungsbahnabdeckung. Auf die Werkzeugträger-Trägerplatte sind handelsübliche, pneumatisch, hydraulisch und elektrisch betätigte Schwenk-Spannelemente aufgeschraubt, welche aus einem Schwenkantrieb (29) und dem drehbaren Spanntisch (30) bestehen.
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7 ein Werkstückträger mit Führungsbahnabdeckung. Auf die Werkstückträger-Trägerplatte sind handelsübliche, Vakuum-Spannelemente (31) verschraubt.
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8 die Antriebseinheit (32) mit Elektrogetriebemotor und Zahnriemenantrieb. Der doppelt verzahnte Zahnriemen (33) greift in die Zahnstangenteilstücke (34), welche die Werkstückträger miteinander verbindet, ein.
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9 die elementaren Teile des Baukastensystem. Die Strangpressprofile der Führungsbahn (35) und des Zahnstangenteilstücks (36). Die Laserausschnitt-Teile wie Werkstückträger-Trägerplatte (37), Führungsbahnabdeckung (38) und untere Werkstückträger-Trägerplatte (39). Die Drehteile wie Führungsrolle (40), Stehachse (41) und Distanzhülse (42).
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10 die Zahnstangenteilstücke (43) können sich auch am Werkstückträger befinden und die Verbindungsgelenkstücke (44) sind dann ohne Verzahnung. Je nach antriebstechnischen und geometrischen Erfordernissen können zusätzlich auch die Verbindungsgelenkstücke (45) eine Verzahnung haben.
