DE102013205621A1 - Turntable arrangement and manufacturing system - Google Patents
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Abstract
Eine Drehtelleranordnung (1) zur Aufnahme, zum Transport und zur Fixierung von Bauteilen (14), umfasst einen drehbar gelagerten Auflageteller (15) mit Freilauf (2) und mehreren Kurvenrollen (3), eine Indexiereinheit (8) zur vorübergehenden Aufnahme und Zentrierung einer jeweiligen Kurvenrolle (3), wobei die Kurvenrollen (3) Segmente des Auflagetellers (15) festlegen und eine jeweiligen Kurvenrolle (3) und die Indexiereinheit (8) derart zusammenwirken, dass nacheinander Segmente an einer vorgegebene Position zum Bereitstellen von Bauteilen fixiert werden; und eine Antriebseinheit (18), welche mit Hilfe einer formschlüssigen Kopplung zum automatisierten Drehen des Auflagetellers (15) an denselben gekoppelt ist. Die Drehtelleranordnung (1) kann in einem Fertigungssystem (13) eingesetzt werden.A turntable arrangement (1) for receiving, transporting and fixing components (14) comprises a rotatably mounted support plate (15) with freewheel (2) and several cam rollers (3), an indexing unit (8) for the temporary reception and centering of a respective cam roller (3), the cam rollers (3) defining segments of the support plate (15) and a respective cam roller (3) and the indexing unit (8) cooperating in such a way that segments are fixed one after the other at a predetermined position for providing components; and a drive unit (18) which is coupled to the support plate (15) by means of a positive coupling for the automated rotation of the support plate. The turntable arrangement (1) can be used in a production system (13).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Drehtelleranordnung, welche beispielsweise in einem Montagefördersystem eingesetzt werden kann. Montagefördersysteme oder Fertigungssysteme umfassen meist verschiedenen Funktionsbereiche und realisieren den Transport von Werkstücken oder Bauteilen, schaffen eine wiederholgenaue Positionierung von Werkstücken, und ermöglichen verschiedene auf die Bauteile angewendete Bearbeitungsverfahren sowie den Einsatz entsprechender Sensoren und damit verbundener Datenverarbeitung. The present invention relates to a turntable arrangement which can be used for example in a mounting conveyor system. Assembly conveyor systems or manufacturing systems usually comprise various functional areas and realize the transport of workpieces or components, create a repeatable positioning of workpieces, and allow various processing methods applied to the components and the use of appropriate sensors and related data processing.
Beispielsweise werden Drehteller mit hoher Wirtschaftlichkeit bei der Montage von Einzelstücken zu komplexen Bauteilen eingesetzt. Die Montage besteht hierbei aus unterschiedlichen und zahlreichen Einzelschritten zur Bearbeitung von Bauteilen und zu deren Zusammenfügung. In der Regel werden die Drehteller mit Bauteilen bestückt und unterschiedlichen Arbeitsstationen sukzessive zugeführt. Dabei können einzelne Vorgänge auch automatisiert werden. For example, turntables are used with high efficiency in the assembly of individual pieces to complex components. The assembly consists of different and numerous individual steps for the processing of components and their assembly. As a rule, the turntables are equipped with components and fed successively to different workstations. Individual processes can also be automated.
Zur genauen und wiederholten Positionierung von Werkstücken ist dabei eine sogenannte Indizierung oder Indexierung vorgesehen. Damit ist allgemein die Justierung von Werkstücken an einer vorgegebenen wiederholgenauen Position gemeint. For exact and repeated positioning of workpieces, a so-called indexing or indexing is provided. This generally means the adjustment of workpieces at a predetermined repeatable position.
Aus der
Wünschenswert ist eine effiziente und zuverlässige Positionierung von Werkstücken oder Bauteilen bei gleichzeitig geringem Raumbedarf. It is desirable to be able to position workpieces or components efficiently and reliably while at the same time requiring little space.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin eine verbesserte Drehtelleranordnung zu schaffen. An object of the present invention is to provide an improved turntable assembly.
Demgemäß wird eine Drehtelleranordnung zur Aufnahme, zum Transport und zur Fixierung von Bauteilen vorgeschlagen, die aufweist:
einen drehbar gelagerten Auflageteller mit Freilauf und mehreren Kurvenrollen,
eine Indexiereinheit zur vorübergehenden Aufnahme und Zentrierung einer jeweiligen Kurvenrolle, wobei die Kurvenrollen Segmente des Auflagetellers festlegen und eine jeweiligen Kurvenrolle und die Indexiereinheit derart zusammenwirken, dass nacheinander Segmente an einer vorgegebene Position zum Bereitstellen von Bauteilen fixiert werden; und
eine Antriebseinheit, welche mit Hilfe einer formschlüssigen Kopplung zum automatisierten Drehen des Auflagetellers an denselben gekoppelt ist. Accordingly, a turntable assembly for receiving, transporting and fixing components is proposed which comprises:
a rotatably mounted support plate with freewheel and several cam rollers,
an indexing unit for temporarily receiving and centering a respective cam roller, wherein the cam rollers define segments of the support plate and a respective cam roller and the indexing unit cooperate such that successively segments are fixed at a predetermined position for providing components; and
a drive unit, which is coupled by means of a positive coupling for automated rotation of the support plate to the same.
Die Drehtelleranordnung ermöglicht eine gute ergonomische Auslegung sowie Betriebsweise an einer Arbeitsstation, sodass der Ablauf automatischer und manueller Operationen verbessert wird. Der Transport von Werkstücken oder Bauteilen, die in den Segmenten gehalten werden, erfolgt einfach durch die Antriebseinheit. Dabei ist insbesondere die formschlüssige Kopplung einfach implementierbar. Die vorgeschlagene Antriebseinheit hat eine besonders geringe Bauhöhe. Ein spezieller Anschlag für die Kurvenrollen ist dann nicht zwingend notwendig bzw. kann eingespart werden. The turntable arrangement allows a good ergonomic design and operation at a workstation, so that the flow of automatic and manual operations is improved. The transport of workpieces or components that are held in the segments is done simply by the drive unit. In particular, the positive coupling is easy to implement. The proposed drive unit has a particularly low overall height. A special stop for the cam rollers is then not absolutely necessary or can be saved.
Mit Hilfe des Auflagetellers, der zur Montage und Förderung von Bauteilen ausgestaltet ist, den Einsatz eines Freilaufes für sowie die Ausstattung mit Kurvenrollen, die ihrerseits mit einer Indexiereinheit zur exakten Positionierung einer Kurvenrolle bzw. des Drehtellers zusammenwirken, kann eine optimale Abfolge von automatischen und manuellen Operationen erreicht werden kann. Die Teilung auf einem Drehteller wird durch die Verteilung der insbesondere fest mit dem Drehteller verbundenen Kurvenrollen definiert. Durch die Indexiereinheit wird in der Regel eine Kurvenrolle an einer bestimmten Teilung, die einer entsprechenden Bearbeitung entspricht, in der Indexiereinheit aufgenommen, gedämpft und zentriert. Dazu ist in der Drehtellerlagerung ein Freilauf vorgegeben, der eine Drehtellerbewegung nach dem Einfahren in die Dämpfung entgegen der Drehbewegung verhindert. Die formschlüssige Kopplung, beispielsweise in der Art von verzahnenden Maschinenelementen, zwischen Antriebseinheit und Auflageteller liefert eine direkte und automatisierte Drehung der Segmente und damit einen potenziell getakteten Transport der Werkstücke zwischen Arbeits- oder Fertigungsstationen. With the help of the support plate, which is designed for mounting and conveying components, the use of a freewheel for and equipped with cam rollers, which in turn interact with an indexing for exact positioning of a cam roller or the turntable, can an optimal sequence of automatic and manual Operations can be achieved. The division on a turntable is defined by the distribution of the particular firmly connected to the turntable cam rollers. By means of the indexing unit, a cam roller at a certain pitch, which corresponds to a corresponding machining, is generally received, damped and centered in the indexing unit. For this purpose, a freewheel is specified in the turntable storage, which prevents a turntable movement after entering the damping against the rotational movement. The positive coupling, for example, in the form of interlocking machine elements, between the drive unit and support plate provides a direct and automated rotation of the segments and thus a potentially timed transport of workpieces between work or production stations.
Der Auflageteller wird hier auch als Drehteller bezeichnet. The support plate is also referred to here as a turntable.
Die Antriebseinheit weist in Ausführungsformen mindestens ein verzahnbares Maschinenelement auf. Denkbar ist, dass die Antriebseinheit eine Zahnstange und Ritzel aufweist. Beispielsweise ist die Zahnstange tangential an eine Drehachse oder Welle des Auflagetellers geführt, und die Ritzel sind zum Eingriff mit der Zahnstange an der Welle vorgesehen. In embodiments, the drive unit has at least one toothed machine element. It is conceivable that the drive unit has a rack and pinion. For example, the rack is guided tangentially to a rotation axis or shaft of the support plate, and the pinions are provided for engagement with the rack on the shaft.
In Ausführungsformen weist die Antriebseinheit zum Bewegen einer Zahnstange einen Pneumatikzylinder auf. Eine pneumatisch realisierte Bewegung ist zuverlässig und präzise zu realisieren. Außerdem ist der Bauraum für einen Pneumatikzylinder und eine Zahnstange sehr niedrig. In embodiments, the drive unit for moving a rack on a pneumatic cylinder. A pneumatically realized movement is reliable and precise to realize. In addition, the space for a pneumatic cylinder and a rack is very low.
Der Auflageteller kann insbesondere nichtlinear beschleunigt gedreht werden. Die ineinandergreifenden verzahnten Elemente sichern beispielsweise eine rasche Bewegung und Positionierung der Drehtellersegmente. The support plate can be rotated in particular non-linear accelerated. For example, the interlocking toothed elements ensure rapid movement and positioning of the turntable segments.
Vorzugsweise ist der Auflageteller horizontal angeordnet und um eine senkrechte Achse drehbar ausgerichtet. Der Auflageteller ist ferner bevorzugt mit Bauteilhaltern ausgestattet. Preferably, the support plate is arranged horizontally and rotatably aligned about a vertical axis. The support plate is also preferably equipped with component holders.
In Ausführungsformen der Drehtelleranordnung hat die Indexiereinheit ein Dämpfungselement und/oder ein Zentrierelement zum Dämpfen und/oder Zentrieren der Kurvenrollen. In embodiments of the turntable arrangement, the indexing unit has a damping element and / or a centering element for damping and / or centering the cam rollers.
Nach der Bearbeitung der Bauteile an einer derart indexierten Position des Drehtellers wird die Kurvenrolle innerhalb der Indexiereinheit freigegeben, sodass der Drehteller zu einer weiteren Drehung um eine Teilung mit darauf folgender erneuter Positionierung der folgenden Kurvenrolle initiierbar ist. Dabei wird eine in die Indexiereinheit einfahrende Kurvenrolle zum Beispiel sanft indexiert, d. h. gebremst und zentriert. Die Antriebseinheit wird daher hinsichtlich der Stabilität unterstützt. After machining the components at such an indexed position of the turntable, the cam roller is released within the indexing unit, so that the turntable is initiatable to a further rotation by one pitch with subsequent re-positioning of the following cam roller. For example, a cam follower entering the indexer is gently indexed, i. H. braked and centered. The drive unit is therefore supported in terms of stability.
Optional hat die Indexiereinheit einen radial beweglichen Anschlag zur Fixierung und Freigabe des Auflagetellers. Optionally, the indexing unit has a radially movable stop for fixing and releasing the support plate.
Es ist vorteilhaft, den Drehteller in Abhängigkeit von anstehenden Arbeitsprozessen zu vorgebbaren Zeitpunkten weiterzudrehen, bzw. zur Weiterdrehung zu initiieren. Nach der weiteren Drehung mit Hilfe der Antriebseinrichtung entsprechend einer Teilung auf dem Drehteller fährt die nächste Kurvenrolle gegen einen Anschlag der Indexiereinheit. Der optionale Anschlag ist in tangentialer Richtung zum Drehteller federunterstützt gelagert und kann vorteilhaft zur Dämpfung verwendet werden, indem ein Dämpfungselement als Basis für den Anschlag benutzt wird. It is advantageous to turn the turntable in dependence on upcoming work processes at predeterminable times, or to initiate further rotation. After further rotation by means of the drive device according to a division on the turntable, the next cam roller moves against a stop of the indexing unit. The optional stop is spring-mounted in the tangential direction to the turntable and can be advantageously used for damping by a damping element is used as a basis for the stop.
In Ausführungsformen der Drehtelleranordnung ist die Antriebseinheit eingerichtet, den Auflageteller in Antwort auf ein Bediensignal um ein Segment zu drehen, wodurch der Auflageteller mit Hilfe einer Kurvenrolle und der Indexiereinheit positioniert gehalten wird. Beispielsweise erfolgt eine selbsttätige Drehung, wenn der Bediener einen Taster drückt, der ein Bediensignal erzeugt. In embodiments of the turntable assembly, the drive unit is configured to rotate the support plate in response to an operating signal by one segment, whereby the support plate is kept positioned by means of a cam roller and the indexing unit. For example, an automatic rotation occurs when the operator presses a button that generates an operating signal.
Das Zusammensetzen von Bauteilen sowie deren Zusammenfügen kann vorteilhaft durch die Verwendung einer Drehtelleranordnung in Verbindung mit mehreren Arbeitsstationen, die zusammen ein Fertigungssystem bilden, ausgeführt werden. Dabei werden manuelle und automatisierte Vorgänge gemischt. The assembly of components and their assembly can be advantageously carried out by the use of a turntable assembly in conjunction with multiple workstations, which together form a manufacturing system. Manual and automated processes are mixed.
Es wird ferner ein Fertigungssystem mit mindestens einer Drehtelleranordnung wie hier beschrieben vorgeschlagen, wobei um einen jeweiligen Auflageteller automatisierte Arbeitsstationen zur Bearbeitung von Werkstücken angeordnet sind. A production system with at least one turntable arrangement as described here is also proposed, wherein automated workstations for processing workpieces are arranged around a respective support plate.
Weitere mögliche Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Verfahrensaspekte, Funktionen, Merkmale oder Ausführungsformen der Drehtelleranordnung. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der Erfindung hinzufügen oder abändern. Further possible implementations of the invention also include not explicitly mentioned combinations of method aspects, functions, features or embodiments of the turntable arrangement described above or below with regard to the exemplary embodiments. The skilled person will also add or modify individual aspects as improvements or additions to the respective basic form of the invention.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. The above-described characteristics, features, and advantages of this invention, as well as the manner in which they will be achieved, will become clearer and more clearly understood in connection with the following description of the embodiments, which will be described in detail in conjunction with the drawings.
Dabei zeigen: Showing:
In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen, sofern nichts anderes angegeben ist. In the figures, identical or functionally identical elements are provided with the same reference numerals, unless stated otherwise.
Die
Die Kurvenrollen
Der beschriebene Drehteller
Die Drehung erfolgt durch eine Antriebseinheit
Insofern ist die Drehtelleranordnung
Durch den Einsatz eines Freilaufs, der durch die Antriebseinheit
Bei der in
Bei dem Start einer Drehbewegung wird jeweils eine in der Indexiereinheit
Bei einer robusten Ausgestaltung der Antriebseinheit
Trifft die Kurvenrolle
Die
Die Erfindung ermöglicht ein hybrides Arbeitssystem, wobei die zweckmäßige Initiierung der Drehbewegung eines Drehtellers in Verbindung mit einer automatischen Indexierung zu einer optimierten Mensch-Maschine-Schnittstelle führt. Durch die Indexiereinheit und die Kurvenrollen am Drehteller wird der Drehteller je nach Teilung bzw. je nach Werkstückträgeraufnahmen, die sich auf dem Drehteller befinden, automatisch in der Indexiereinheit durch eine Kurvenrolle eingefangen, gedämpft und zentriert. Außerdem wird eine zügige Bewegung erzielt, indem der Antrieb über eine Zahnstange und Ritzel erfolgt. In der Drehtellerlagerung ist ein Freilauf integriert, der eine Drehtellerbewegung nach dem Einfahren in die Dämpfung entgegen der Drehrichtung verändert. Der Antrieb hat eine besonders geringe Bauhöhe. The invention enables a hybrid work system, where the proper initiation of the rotary motion of a turntable in conjunction with automatic indexing results in an optimized man-machine interface. Due to the indexing unit and the cam rollers on the turntable, the turntable is automatically caught, damped and centered in the indexing unit by a cam roller, depending on the pitch or depending on the workpiece carrier receptacles which are located on the turntable. In addition, a rapid movement is achieved by the drive via a rack and pinion. In the turntable bearing a freewheel is integrated, which changes a turntable movement after entering the damping counter to the direction of rotation. The drive has a particularly low height.
Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Although the invention has been further illustrated and described in detail by the preferred embodiment, the invention is not limited by the disclosed examples, and other variations can be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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