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Die Erfindung betrifft eine Werkstück-Bereitstellungseinrichtung, die ausgebildet ist, Werkstücke, insbesondere im Wesentlichen rohrförmige metallische Werkstücke mit wenigstens einer Stirnseite, wie sie beispielsweise in Systemen zur Abgasnachbehandlung eingesetzt werden, zur weiteren Bearbeitung durch eine Bearbeitungseinrichtung bereit zu stellen.
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Stand der Technik
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DE 10 2012 109 245 B3 offenbart eine Vorrichtung zum Bearbeiten von Werkstücken mit einer Zustelleinrichtung zum Zustellen der zu bearbeitenden Werkstücke in eine erste Bearbeitungsposition und einer Bearbeitungseinrichtung mit wenigstens einem Bearbeitungskopf zum Bearbeiten eines in die erste Bearbeitungsposition zugestellten Werkstücks. Im Zugriffsbereich der Zustelleinrichtung ist eine Bereitstellungseinrichtung mit Halterungen vorgesehen, wobei die Gestaltung und Dimensionierung der Halterungen so gewählt sind, dass wenigstens ein in den Halterungen gehaltenes Werkstück mit einer definierten räumlichen Ausrichtung und Position der Zustelleinrichtung zur Entnahme aus den Halterungen bereitgestellt wird.
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Eine exakte Positionierung des Werkstücks in der Bereitstellungseinrichtung ist eine Voraussetzung, um eine hohe Qualität der Bearbeitung, insbesondere mit geringen Fertigungstoleranzen zu ermöglichen. Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Bereitstellungseinrichtung zur Verfügung zu stellen, die es ermöglicht, die Werkstücke zuverlässig mit hoher Genauigkeit zu positionieren, um die Qualität der Bearbeitung zu verbessern und die Fertigungstoleranzen der Produkte zu minimieren.
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Offenbarung der Erfindung
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Eine Bereitstellungseinrichtung für im Wesentlichen rohrförmige metallische Werkstücke mit wenigstens einer Stirnseite, wobei die Bereitstellungseinrichtung ausgebildet ist, einer Bearbeitungseinrichtung wenigstens ein im Wesentlichen rohrförmiges metallisches Werkstück in einer definierten Position und Ausrichtung zur Verfügung zu stellen, umfasst wenigstens eine erste Aufnahmevorrichtung und/oder wenigstens eine zweite Aufnahmevorrichtung.
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Die erste Aufnahmevorrichtung ist zur Aufnahme einer Stirnseite eines im Wesentlichen rohrförmigen metallischen Werkstücks ausgebildet und an der ersten Aufnahmevorrichtung ist wenigstens ein Magnet vorgesehen, der ausgebildet ist, das Werkstück in Bezug auf wenigstens eine Referenzfläche der ersten Aufnahmevorrichtung in einer definierten Position zu halten.
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Eine erfindungsgemäße erste Aufnahmevorrichtung ermöglicht es insbesondere, ein im Wesentlichen rohrförmiges Werkstück entlang seiner Längsrichtung, d.h. parallel zur Achse des Rohres, in Bezug auf die Referenzfläche sehr genau, insbesondere mit einer Toleranz von wenigen hundertstel Millimetern, zu positionieren, da die Position des Werkstück durch den wenigstens einen Magneten und die definierte Kraft, die von dem Magneten auf das Werkstück ausgeübt wird, exakt festgelegt wird. Dabei kann die erste Aufnahmevorrichtung insbesondere so ausgebildet sein, dass sie die Stirnseite des Werkstücks entweder von außen (Aufnahme für „male“-Werkstücke) oder von innen (Aufnahme für „female“-Werkstücke) aufnimmt und abstützt.
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Die zweite Aufnahmevorrichtung ist zum Aufnahmen und/oder Abstützen des Umfangs eines im Wesentlichen rohrförmigen Werkstücks ausgebildet, wobei die zweite Aufnahmevorrichtung wenigstens ein elastisches Element aufweist, das ausgebildet ist, das Werkstück in einer definierten Position zu halten.
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Eine erfindungsgemäße zweite Aufnahmevorrichtung ermöglicht es insbesondere, ein im Wesentlichen rohrförmiges Werkstück in seiner radialen Richtung, d.h. in einer Richtung quer zur Längsrichtung des Rohres, exakt zu positionieren, da mögliche Fertigungstoleranzen des Werkstücks durch die elastische Bewegung des elastischen Elements ausgeglichen werden.
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Im Ergebnis ermöglicht es eine erfindungsgemäße Bereitstellungseinrichtung, die wenigstens eine ersten und/oder wenigstens eine zweiten Aufnahmevorrichtung aufweist, im Wesentlichen rohrförmige metallische Werkstücke mit hoher Zuverlässigkeit exakt zu positionieren und auf diese Weise eine hohe Qualität der Ergebnisse der folgenden Bearbeitungsschritte sicher zu stellen.
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In einer Ausführungsform ist der wenigstens eine Magnet ein Permanentmagnet, z.B. ein Neodym-Magnet. Neodym-Magnete weisen eine besonders hohe Magnetkraft auf und ermöglichen daher besonders zuverlässig eine exakte Positionierung des Werkstücks in der Aufnahmevorrichtung. Alternativ kann der Magnet als schaltbarer Elektromagnet ausgebildet sein, der bei Bedarf abgeschaltet werden kann, um die Entnahme eines Werkstücks aus der Bereitstellungseinrichtung zu erleichtern.
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In einer Ausführungsform ist wenigstens eine der Aufnahmevorrichtungen in allen drei Raumrichtungen positionierbar, so dass die Position der Aufnahmevorrichtung variabel ist und auf diese Weise an unterschiedlich dimensionierte Werkstücke angepasst werden kann. Auf diese Weise kann die Bereitstellungseinrichtung einfach an verschieden geformte Werkstücke angepasst werden und ist flexibel einsetzbar.
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Die Positionierbarkeit kann beispielsweise durch Unterlegscheiben unterschiedlicher Dicke, insbesondere durch speziell konstruierte „Shimps“, die zwischen der Aufnahmevorrichtung und einer zugehörige Halterung anordbar sind, realisiert werden. Unterlegscheiben bzw. „Shimps“ schaffen eine einfache, zuverlässige und kostengünstige Möglichkeit, die Aufnahmevorrichtungen in allen drei Raumrichtungen exakt, d.h. mit einer geringen Toleranz, zu positionieren und die Aufnahmepositionen exakt zu dokumentieren.
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In einer Ausführungsform ist die Bereitstellungseinrichtung zur Bereitstellung von ein- oder mehrfach gebogenen Rohren, insbesondere von Rohren eines Abgasnachbehandlungssystems, ausgebildet ist. Auf diese Weise kann die Qualität der Fertigung der Komponenten eines Abgasnachbehandlungssystems erheblich verbessert werden, da die Fertigungstoleranzen deutlich verringert werden können.
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In einer Ausführungsform ist an wenigstens einer der Aufnahmevorrichtungen wenigstens ein Sensor vorgesehen, der ausgebildet ist, die Position eines Werkstücks in der Aufnahmevorrichtung zu detektieren. Auf diese Weise kann festgestellt werden, ob ein Werkstück in der Aufnahmevorrichtung positioniert ist. Durch einen geeignet ausgebildeten Sensor kann darüber hinaus festgestellt werden, ob das Werkstück korrekt, d.h. in der richtigen Position in der Aufnahmevorrichtung positioniert ist. Die Qualität der Bearbeitung kann auf diese Weise noch weiter verbessert werden. Insbesondere kann die Bearbeitung abgebrochen werden, wenn erkannt wird, dass ein Werkstück nicht korrekt in der Aufnahmevorrichtung positioniert ist, um die Produktion von Ausschuss, d.h. von Werkstücken, welche die vorgegebenen Toleranzen überschreiten, zu vermeiden.
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Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zum Verarbeiten von im Wesentlichen rohrförmigen metallischen Werkstücken, die eine erfindungsgemäße Bereitstellungseinrichtung zur Bereitstellung von Werkstücken und eine Bearbeitungseinrichtung zur Bearbeitung der Werkstücke umfasst. Mit einer derartigen Vorrichtung können die Werkstücke mit hoher Qualität, insbesondere mit geringen Toleranzen, bearbeitet werden und es können Produkte hoher Qualität hergestellt werden.
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In einer Ausführungsform weist die Vorrichtung einen Greifarm auf, der ausgebildet ist, die Werkstücke aus der Bereitstellungseinrichtung zu entnehmen und der Bearbeitungseinrichtung zuzuführen. Mit einer erfindungsgemäßen Bereitstellungseinrichtung können die Werkstücke dem Greifarm an exakt definierten Positionen mit einer jeweils exakt definierten räumlichen Ausrichtung zur Verfügung gestellt werden. Der Greifarm kann die Werkstücke der Bearbeitungseinrichtung mit einer hohen Positionierungsgenauigkeit zuführen, so dass sie mit großer Präzision und kleinen Toleranzen bearbeitet werden können.
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Die Bearbeitungseinrichtung kann zum Bearbeiten, insbesondere Schneiden, der Werkstücke, z.B. durch Laserstrahlung oder ein Plasma, ausgebildet sein.
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Kurze Beschreibung der Figuren:
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1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung zum Bearbeiten von Werkstücken mit einer erfindungsgemäßen Bereitstellungseinrichtung.
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2 zeigt eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Bereitstellungseinrichtung.
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3 zeigt die in der 2 gezeigte Bereitstellungseinrichtung mit in den Aufnahmevorrichtungen der Bereitstellungseinrichtung angeordneten Werkstücken.
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4 zeigt den in der 3 links unten dargestellten Bereich der Bereitstellungseinrichtung in einer vergrößerten perspektivischen Ansicht.
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5 zeigt eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer zweiten Aufnahmevorrichtung.
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6 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer ersten Aufnahmevorrichtung.
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7 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer erste Aufnahmevorrichtung, wie sie in der 6 gezeigt ist, mit einem ersten Werkstück.
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8 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer erste Aufnahmevorrichtung, wie sie in der 6 gezeigt ist, mit einem zweiten Werkstück.
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9 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel einer ersten Aufnahmevorrichtung.
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10 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer erste Aufnahmevorrichtung, wie sie in der 9 gezeigt ist, mit einem rohrförmigen Werkstück.
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Figurenbeschreibung
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1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung zum Bearbeiten von Werkstücken mit einer erfindungsgemäßen Bereitstellungseinrichtung 2 zum Bereitstellen zu bearbeitender Werkstücke und mit einem Greifarm 70, der ausgebildet und vorgesehen ist, die zu bearbeitenden Werkstücke, die von der Bereitstellungseinrichtung 2 bereitgestellt werden, aus der Bereitstellungseinrichtung 2 zu entnehmen und einer in der 1 nicht gezeigten Bearbeitungseinrichtung, beispielsweise einer Schneidvorrichtung, insbesondere einer Laser- oder Plasmaschneidanlage, zuzuführen.
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Eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Bereitstellungseinrichtung 2 ist in der 2 gezeigt.
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Die Bereitstellungseinrichtung 2 hat eine Grundplatte 21 auf der erste Aufnahmevorrichtungen 8, 10 und zweite Aufnahmevorrichtungen 16, 17 angeordnet sind.
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Die ersten Aufnahmevorrichtungen 8, 10 sind jeweils zum Aufnehmen und Abstützen einer Stirnseite eines im Wesentlichen rohrförmig ausgebildeten (in der 2 nicht gezeigten) Werkstücks ausgebildet. Die zweiten Aufnahmevorrichtungen 16, 17 sind jeweils zum Aufnehmen und Abstützen des Umfangs eines im Wesentlichen rohrförmige ausgebildeten (in der 2 nicht gezeigten) Werkstücks ausgebildet.
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Die ersten Aufnahmevorrichtungen 8, 10 weisen jeweils eine ringförmige Referenzfläche 11 auf, deren Durchmesser im Wesentlichen dem Durchmesser einer Stirnfläche eines von der Aufnahmevorrichtung 8, 10 aufzunehmenden Werkstücks entspricht. Auf und/oder an jeder Referenzfläche 11 sind mehrere Magnete 14, die insbesondere als Neodym-Magnet 14 ausgebildet sein können, vorgesehen, die ein im Wesentlichen metallisches Werkstück anziehen und durch ihre Magnetkraft in einer definierten Position auf/an der Referenzfläche 11 fixieren, so dass die auf diese Weise auf/an der Referenzfläche positionierten und fixierten Werkstücke dem Greifarm 70 durch die ersten Aufnahmevorrichtungen 8, 10 mit einer sehr geringer Toleranz in einer definierten Position und Ausrichtung zur Verfügung gestellt werden.
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Vor (in der in der 2 gezeigten Draufsicht unterhalb) den ersten Aufnahmevorrichtungen 8, 10 sind zweite Aufnahmevorrichtungen 16, 17 angeordnet, die jeweils ausgebildet sind, im Wesentlichen rohrförmige (in der 2 nicht gezeigte) Werkstücke entlang ihres Umfangs aufzunehmen und abzustützen, um sie dem Greifarm 70 in exakt definierten Positionen, die nur eine sehr geringe Toleranz aufweisen, zur Verfügung zu stellen.
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Die Grundplatte 21 der Bereitstellungseinrichtung 2 ist beispielsweise aus Aluminium ausgebildet und weist mehrere Bohrungen auf, in denen Stifte 22 angeordnet und fixiert sind. Die Stifte 22 sind so ausgebildet, dass sie es ermöglichen, die zweiten Aufnahmevorrichtungen 16, 17 an durch die Stifte 20 vorgegebenen Positionen auf der Grundplatte 21 zu fixieren.
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Die Positionen der zweiten Aufnahmevorrichtung 16, 17 können insbesondere durch Unterlegscheiben/Shimps 22, die zwischen den Stiften 20 und den zweiten Aufnahmevorrichtungen 16, 17 angeordnet sind, exakt, d.h. mit sehr geringen Toleranzen, an den gewünschten Positionen auf der Grundplatte 21 positioniert werden. Zusätzliche, in der 2 nicht sichtbare, Unterlegscheiben/Shimps 22, sind auch zwischen der Grundplatte 21 und den zweiten Aufnahmevorrichtungen 16, 17 angeordnet, um die Höhe der Aufnahmevorrichtungen 16, 17, d.h. den Abstand der Aufnahmevorrichtungen 16, 17 senkrecht zur Ebene der Grundplatte 21, einzustellen.
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3 zeigt die in der 2 gezeigte Bereitstellungseinrichtung 2 mit in den Aufnahmevorrichtungen 8, 10, 16, 17 der Bereitstellungseinrichtung 2 angeordneten rohrförmigen Werkstücken 4, 5, 7, die auf diese Weise dem in der 3 nicht gezeigten Greifarm 70 an durch die Bereitstellungseinrichtung 2 exakt vorgegebenen Positionen und in einer exakt vorgegebenen Ausrichtung zur Verfügung gestellt werden. Die Positionen und Ausrichtungen eines ersten Typs rohrförmiger Werkstücke 4, 5 werden durch die ringförmigen Referenzflächen 11 der ersten Aufnahmevorrichtungen 8, 10 definiert. Die Positionen und Ausrichtungen eines zweiten Typs rohrförmiger Werkstücke 7 werden durch die Positionen der zweiten Aufnahmevorrichtungen 16, 17 auf der Grundplatte 21 definiert.
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4 zeigt den in der 3 links unten dargestellten Bereich der Bereitstellungseinrichtung 2 in einer vergrößerten perspektivischen Ansicht.
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In der Darstellung der 4 ist insbesondere zu erkennen, dass die zweiten Aufnahmevorrichtungen 16, 17 an den auf der Grundplatte 21 angeordneten Stiften 20 fixiert sind, wobei die Abstände der zweiten Aufnahmevorrichtungen 16, 17 von den Stiften 20 durch zwischen den zweiten Aufnahmevorrichtungen 16, 17 und den Stiften 20 angeordnete Unterlegscheiben/Shimps 22 vorgegeben sind. Durch die Wahl der Anzahl und der Dicke der Unterlegscheiben/Shimps 22 können die Positionen der zweiten Aufnahmevorrichtungen 16, 17 in Bezug auf die Stifte 20 und damit auch in Bezug auf den Greifarm 70 exakt, dauerhaft und gut dokumentierbar eingestellt werden. Durch in der 4 nicht gezeigte Bolzen oder Schrauben werden die Aufnahmevorrichtungen 16, 17 zuverlässig in diesen Positionen fixiert.
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5 zeigt eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer zweiten Aufnahmevorrichtung 16, die durch in der 5 nicht gezeigten Befestigungselemente, wie z.B. Bolzen oder Schrauben, und auf der Grundplatte 21 der Bereitstellungseinrichtung 2 vorgesehene Stifte 20 sowie zwischen dem Grundkörper 15 und den Stiften 20 bzw. der Grundplatte 21 angeordnete Unterlegscheiben/Shimps 22 in einer gewünschten Position auf der Grundplatte 21 fixiert ist.
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Oberhalb eines Grundkörpers 15 weist die Aufnahmevorrichtung 16 eine U-förmige Aufnahme mit einer im Wesentlichen horizontalen, parallel zur Grundplatte 21 ausgerichteten Aufnahmefläche 68 und zwei Schenkeln 62, 64 auf, die sich im Wesentlichen in einem rechten Winkel zur horizontalen Aufnahmefläche 68 und zur Grundplatte 21 erstrecken. Ein dritter Schenkel 66 ist durch Bolzen 19 und einen zwischen dem zweiten Schenkel 64 und den dritten Schenkel 66 angeordneten elastischen Element 18 derart zwischen dem ersten Schenkel 62 und dem zweiten Schenkel 64 parallel zu diesen beiden Schenkeln 62, 64 angeordnet, dass er parallel zur Aufnahmefläche 68, d. h. im Wesentlichen in horizontaler Richtung, beweglich ist, so dass der Abstand zwischen dem ersten Schenkel 62 und dem dritten Schenkel 66 in der Richtung parallel zur Aufnahmefläche 68 variierbar ist.
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Durch diese Variabilität des Abstandes zwischen dem ersten Schenkel 62 und dem dritten Schenkel 66 können (Fertigungs-)Toleranzen der rohrförmigen Werkstücke 7 durch eine Bewegung des dritten Schenkels 66 parallel zur Auflagefläche 68 ausgeglichen werden, so dass auch rohrförmige Werkstücke 6, die gewisse Abweichungen von den vorgegebenen Maßen aufweisen, exakt in der zweiten Aufnahmevorrichtung 16 positioniert und von dieser an festen Positionen gehalten werden können, um sie dem Greifarm 17 an exakt definierten Positionen zur Verfügung zu stellen.
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In einer zweiten Ausführungsform, die in den 2, 3 und 4 gezeigt ist, weisen die zweiten Aufnahmevorrichtungen 17 keine elastischen Elemente auf, so dass der Abstand zwischen den beiden Schenkeln 62, 66, die in Kontakt mit dem rohrförmigen Werkstück 6 treten, exakt vorgebbar ist, um das rohrförmige Werkstück 7 exakt in der zweiten Aufnahmevorrichtung 17 zu positionieren.
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Wenigstens eine der zweiten Aufnahmevorrichtungen 16, 17, die eines der rohrförmigen Werkstücke 7 halten und abstützen, ist in der beschriebenen zweiten Ausführungsform ohne elastische Elemente ausgebildet, um einen exakten Referenzpunkt zur Positionierung eines rohrförmigen Werkstücks 7 vorzugeben. Es können auch mehrere der zweiten Aufnahmevorrichtungen 17, die ein rohrförmiges Werkstück 6 halten und abstützen, in der zweiten Ausführungsform, d.h. ohne Federelemente 18, ausgebildet sein, um wenigstens zwei exakte Referenzpunkte, z. B. am Anfang und am Ende des rohrförmigen Werkstücks 6, vorzugeben.
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Zusätzliche zweite Aufnahmevorrichtungen 16, die insbesondere in mittleren Bereichen entlang der Erstreckung des rohrförmigen Werkstücks 7 angeordnet sind, sind entsprechend der ersten Ausführungsform mit elastischen Elementen 18, wie sie in den 5a und 5b gezeigt ist, ausgebildet, um den mittleren Bereich des rohrförmigen Werkstücks 7 elastisch abzustützen, so das Toleranzen der Abmessungen des Werkstücks 7 durch die elastischen Elemente 18 ausgeglichen werden.
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An der dem Betrachter zugewandten Seite des Grundkörpers 15 ist eine Haltevorrichtung 31 mit einem Sensor 33 angebracht. Der Sensor 33, der z.B. als optischer Sensor 33 ausgebildet ist, ermöglicht es, zu erkennen, ob ein Werkstück 7 in der ersten Aufnahmevorrichtung 16 positioniert ist. Der Sensor 33 kann insbesondere so ausgebildet sein, dass er es darüber hinaus auch ermöglicht, zu erkennen, ob das Werkstück 7 korrekt in der ersten Aufnahmevorrichtung 16 positioniert ist.
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6 zeigt eine perspektivische Ansicht einer ersten Aufnahmevorrichtung 8, die sowohl zur Aufnahme eines rohrförmigen Werkstücks entlang seines Umfangs als auch zur Aufnahme einer Stirnseite eines rohrförmigen Werkstücks 6 ausgebildet ist.
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Zur Aufnahme eines rohrförmigen Werkstücks 6 entlang seines Umfangs weist die erste Aufnahmevorrichtung 10 zwei U-förmige Aufnahmeelemente 40, 46 auf, die ähnlich den zweiten Aufnahmevorrichtungen 16, 17 ausgebildet sind, wie sie in den 5a und 5b gezeigt sind.
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Insbesondere weisen die U-förmigen Aufnahmeelemente 40, 46 eine im Wesentlichen horizontale Aufnahmefläche 68 und erste, zweite und dritte Schenkel 62, 64, 66 auf, die sich im Wesentlichen parallel zueinander und in einem rechten Winkel zur horizontalen Aufnahmefläche 68 erstrecken, wie es zuvor für die erste Aufnahmevorrichtung 16, 17 beschrieben worden ist. Dabei ist der dritte Schenkel 66 gegenüber dem ersten Schenkel 62 und dem zweiten Schenkel 64 beweglich gelagert, so dass der Abstand zwischen dem ersten Schenkel 62 und dem dritten Schenkel 66 durch Bewegen des dritten Schenkels 66 variierbar ist. In den Aufnahmeelementen 40, 46 können Bohrungen 29 zur Montage einer Sensorhalterung 31 mit einem Sensor 33 vorgesehen sein, wie es in der 5 gezeigt ist.
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Zwischen dem zweiten Schenkel 64 und dem dritten Schenkel 66 kann ein elastisches Element 18 vorgesehen sein, um den dritten Schenkel 66 elastisch zu lagern, wie es für das erste Ausführungsbeispiel der ersten Aufnahmevorrichtung 16 unter Bezugnahme auf die 5 beschrieben worden ist. Alternativ kann wenigstens eines der beiden Aufnahmeelemente 40, 46 wie im zweiten Ausführungsbeispiel der zweiten Aufnahmevorrichtung 17 ohne ein derartiges elastisches Element 18 ausgebildet sein.
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Zur Aufnahme einer Stirnseite eines im Wesentlichen rohrförmigen Werkstücks 4 weist die erste Aufnahmevorrichtung 10 einen Vorsprung 24 in der Form eines kreisförmigen Kegelstumpfes auf, der dazu ausgebildet ist, in eine Öffnung an einer Stirnseite eines im Wesentlichen rohrförmigen Werkstücks 4 eingeführt zu werden. Entlang des kreisförmigen Umfangs des Vorsprungs 24 ist in einer zur Achse des Kegelstumpfes orthogonalen Ebene eine ringförmige Referenzfläche 11 ausgebildet, die zur Aufnahme der Stirnseite des rohrförmigen Werkstücks 4 ausgebildet ist.
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Auf der ringförmigen Referenzfläche 11 sind in gleichen Winkelabständen von z.B. 90° vier Magnete 14 angeordnet, die ausgebildet sind, ein metallisches, im Wesentlichen rohrförmiges Werkstück in Richtung auf die Referenzfläche 11 anzuziehen und auf diese Weise in einer exakt vorgegebenen Position auf/an der Referenzfläche 11 zu fixieren.
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Das im Wesentlichen rohrförmige Werkstück 6 kann auf diese Weise dem (in der 6 nicht gezeigten) Greifarm 70 in einer exakt vorgegebenen Position zur Verfügung gestellt werden. Durch die Kraft der Magnete 14 wird das im Wesentlichen rohrförmige Werkstück 6 insbesondere in der Richtung orthogonal zur Stirnfläche des Werkstücks 6 (parallel zur Achse des Kegelstumpfes 24 und der Referenzfläche 11) exakt positioniert. Ungenauigkeiten beim manuellen Bestücken der ersten Aufnahmevorrichtung 10 werden kompensiert, da das Werkstück 6 durch die Kraft der Magnete 14 in die korrekte Position gezogen und dort fixiert wird.
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Die in der 6 gezeigte Anordnung von vier Magneten 14, die in Winkelabständen von 90° angeordnet sind, ist nur beispielhaft. Für den Fachmann ist unmittelbar erkennbar, dass eine beliebige Anzahl an Magneten 14 in beliebigen Winkelabständen auf der Referenzfläche 11 angeordnet werden kann, um die gewünschte exakte Positionierung eines im Wesentlichen rohrförmigen Werktücks 6 auf der Referenzfläche 11 sicherzustellen.
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Die Magnete 14 können auch als Elektromagnete ausgebildet sein. In diesem Fall kann ihre magnetische Kraft durch Variieren des elektrischen Stromes, der durch die Magnete 14 fließt, variiert werden. Insbesondere können die Magnete 14 deaktiviert oder zumindest geschwächt werden, bevor und/oder während der Greifarm 70 das Werkstück 6 aus der Aufnahmevorrichtung 10 entnimmt, um die von dem Greifarm 70 beim Entnehmen der Werkstücke 6 aufzuwendende Kraft zu reduzieren.
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Neben der ringförmigen Aufnahme 24 kann zusätzlich eine zweite Aufnahme 26 vorgesehen sein, um ein auf/an der Aufnahme 24 positioniertes im Wesentlichen rohrförmiges Werkstück 6 in seiner radialen Richtung abzustützen. Dazu weist die zweite Aufnahme 26 auf ihrer der ringförmigen Aufnahme 24 zugewandten Seite eine Kontaktfläche 34 auf, deren Position und Ausrichtung in Bezug auf die Grundplatte 21 so gewählt ist, dass ein in der ersten Aufnahme 24 aufgenommenes, im Wesentlichen rohrförmiges Werkstück 6 mit seinem Umfang an der Kontaktfläche 34 anliegt und abgestützt wird. Neben und/oder an der Kontaktfläche 34 kann ein weiterer Magnet 14 vorgesehen sein, um das in der 6 nicht gezeigte rohrförmige Werkstück 6 exakt in der gewünschten Position auf/an der Kontaktfläche 34 zu positionieren und zu fixieren. In der Umgebung der Kontaktfläche 34 ist eine Bohrung 30 für wenigstens einen Sensor 33, z.B. für einen optischen Sensor 33, vorgesehen, der ausgebildet ist, zu erkennen, ob ein Werkstück 6 in der ersten Aufnahmevorrichtung 10 positioniert ist. Der Sensor 33 kann insbesondere so ausgebildet sein, dass er erkennt, ob das Werkstück 6 korrekt in der ersten Aufnahmevorrichtung 10 positioniert ist.
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7 zeigt ein im Wesentlichen rohrförmiges Werkstück 6, das wie zuvor beschrieben in der ersten Aufnahmevorrichtung 10 angeordnet ist, wobei eine Stirnfläche des im Wesentlichen rohrförmigen Werkstücks 6 auf der ringförmigen Referenzfläche 11 abgestützt ist und ein Bereich des Umfangs des rohrförmigen Werkstücks 6 an der Kontaktfläche 34 der zweiten Aufnahme 26 anliegt. Das im Wesentlichen rohrförmige Werkstück 6 wird in dieser Position durch die Magnete 14, die auf der ringförmigen Referenzfläche 11 angeordnet sind, und ggf. einen zusätzlichen Magneten 14, der an der Kontaktfläche 34 angeordnet und in der Darstellung der 7 nicht sichtbar ist, in einer durch die zweite Aufnahmevorrichtung 10 exakt vorgegebenen Position fixiert und dem Greifarm 70 zur positionsgenauen Entnahme zur Verfügung gestellt.
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8 zeigt die erste Aufnahmevorrichtung 10 mit einem anderen im Wesentlichen rohrförmigen Werkstück 5, das durch die U-förmigen Aufnahmeelemente 40, 46 abgestützt und in einer durch die Aufnahmeelemente 40, 46 exakt vorgegebenen Position gehalten wird.
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Das in den 6 bis 8 gezeigte Ausführungsbeispiel einer ersten Aufnahmevorrichtung 10 ist also zur Aufnahme von wenigstens zwei unterschiedlich ausgebildeten rohrförmigen Werkstücken 5, 6 geeignet. Eine Bereitstellungseinrichtung 2 mit einer solchen Aufnahmevorrichtung 10 kann daher flexibel zum Bereitstellen wenigstens zwei verschiedener Arten von Werkstücken 5, 6 eingesetzt werden.
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9 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer ersten Aufnahmevorrichtung 8, die ausgebildet ist, eine Stirnseite eines im Wesentlichen rohrförmigen Werkstücks 6 aufzunehmen.
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Das aufzunehmende, im Wesentlichen rohrförmige Werkstück 6 wird dabei von der Aufnahmevorrichtung 8 nicht wie von der in den 6 und 7 gezeigten Aufnahmevorrichtung 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel durch einen kegelstumpfförmigen Vorsprung 24 von innen abgestützt (Aufnahme für „female“-Werkstücke). Vielmehr ist das zweite Ausführungsbeispiel der ersten Aufnahmevorrichtung 8 mit einem ringförmigen Vorsprung 9 um den äußeren Umfang einer Referenzfläche 11 ausgebildet. Der ringförmige Vorsprung 9 ist vorgesehen, ein im Wesentlichen rohrförmiges Werkstück 4 entlang seines Umfangs von außen abzustützen, wenn eine Stirnseite des Werkstücks 4 auf der Referenzfläche 11 angeordnet ist (Aufnahme für „male“-Werkstücke).
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Wie bei der in den 6 und 7 gezeigten Aufnahmevorrichtung 10 sind auch bei der Aufnahmevorrichtung 8 gemäß dem in der 9 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiel auf der Referenzfläche 11 ein oder mehrere, insbesondere vier, Magnete 14 vorgesehen, um die Stirnseite eines im Wesentlichen rohrförmigen Werkstücks 4 auf und/oder an der Referenzfläche 11 zu fixieren. Dadurch wird die Position des im Wesentlichen rohrförmigen Werkstücks 4 insbesondere in der Richtung senkrecht zur Ebene der Referenzfläche 11 mit einer sehr geringen Toleranz festgelegt, so dass das im Wesentlichen ringförmige Werkstück 4 von einem in der 9 nicht gezeigten Greifarm 70 mit hoher Positionsgenauigkeit aus der ersten Aufnahmevorrichtung 8 entnommen und einer (nicht gezeigten) Bearbeitungseinrichtung zugeführt werden kann.
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Auch das zweite Ausführungsbeispiel einer ersten Aufnahmevorrichtung 8 kann eine zweite Aufnahme 32 mit wenigstens einer Kontaktfläche 34 aufweisen, die ausgebildet ist, ein im Wesentlichen rohrförmiges Werkstück 4 an seinem Umfang abzustützen, wenn eine Stirnseite des im Wesentlichen rohrförmigen Werkstücks 4 auf bzw. an der Referenzfläche 11 angeordnet und durch die Magnete 14 dort fixiert ist.
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An der zweiten Aufnahme 32 kann an der Kontaktfläche 34 oder an einem sich im Wesentlichen in einem rechten Winkel zur Kontaktfläche 34 erstreckenden Abstützarm 33, 35 wenigstens ein weiterer Magnet 14 vorgesehen sein, um das Werkstück 4 in einer definierten Position exakt an der zweiten Aufnahme 32 zu fixieren. In der zweiten Aufnahme 32 sind zwei Bohrungen 29 ausgebildet, die es ermöglichen, einer Sensorhalterung 31 und einen Sensor 33 an der zweiten Aufnahme 32 zu montieren, so wie es in der 5 gezeigt ist. Ein solcher Sensor 33 ist insbesondere ausgebildet, zu erkennen, ob ein Werkstück 6 (korrekt) in der Aufnahmevorrichtung 8 positioniert ist.
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Zusätzlich ist in dem in der 9 gezeigten Ausführungsbeispiel einer ersten Aufnahmevorrichtung 8 eine dritte Aufnahme 36 mit einem zusätzlichen Magneten 14 vorgesehen, um einen weiteren Bereich eines in der Aufnahmevorrichtung 8 angeordneten Werkstücks 4, insbesondere ein der Stirnfläche gegenüberliegendes Ende des Werkstücks 4, abzustützen und/oder zu fixieren und somit die exakte Positionierung des Werkstücks 4 in der Aufnahmevorrichtung 8 noch weiter zu verbessern und das Werkstück 4 insbesondere gegen Verdrehen zu sichern.
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An der dritten Aufnahme 36 ist eine Halterung 31 mit einer Bohrung 30 zur Aufnahme eines in der 9 nicht gezeigten Sensor 33 ausgebildet, wie er zuvor, insbesondere im Zusammenhang der 5, beschrieben worden ist.
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Die Anordnung eines im Wesentlichen rohrförmigen Werkstücks 4 in einer ersten Aufnahmevorrichtung 8, wie sie in der 9 gezeigt ist, ist in der 10 dargestellt. Dabei wird ein im Wesentlichen rohrförmiges Werkstück 4 durch die Magnete 14 auf/an der Referenzfläche 11 und ggf. weitere Magnete 14 die an der zweiten Aufnahme 32 und/oder der dritten Aufnahme 36 angeordnet sind, exakt in der ersten Aufnahmevorrichtung 8 positioniert und fixiert, so dass es mit hoher Positionsgenauigkeit von einem Greifarm 70 entnommen und einer in den 9 und 10 nicht gezeigten Bearbeitungseinrichtung zugeführt werden kann.
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Eine Bereitstellungseinrichtung 10 mit erfindungsgemäßen ersten und zweiten Aufnahmevorrichtungen 8, 10, 16 ermöglicht es, einer Bearbeitungseinrichtung unterschiedlich ausgebildete, im Wesentlichen rohrförmige Werkstücke 4, 5, 6, 7 mit hoher Positionsgenauigkeit zur Verfügung zu stellen, so dass die Werkstücke 4, 5, 6, 7 durch eine Bearbeitungseinrichtung mit geringen Toleranzen bearbeitet werden können, um Endprodukte hoher Qualität zu schaffen, wobei die Endprodukte vollständig auf einer einzigen Vorrichtung gefertigt werden können.
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An den Aufnahmevorrichtungen 8, 10, 16, 17 können auch ein oder mehrere Sensoren 33 vorgesehen sein, die es ermöglichen, zu erkennen, ob ein Werkstück 4, 5, 6, 7 in der jeweiligen Aufnahmevorrichtung 8, 10, 16 positioniert ist. Dabei können die Sensoren 33 vorzugsweise auch so ausgebildet sein, dass sie es ermöglichen, festzustellen, ob das Werkstück 4, 5, 6, 7 jeweils in einer korrekten Position in der Aufnahmevorrichtung 8, 10, 16 positioniert ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012109245 B3 [0002]
