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Technisches Gebiet
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Zuführvorrichtung zur geordneten Zuführung von Teilen über einen Rüttelmechanismus.
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Stand der Technik
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Es sind Zuführvorrichtungen bekannt, die über eine rüttelbare Zuführschiene Teile von einem Behälter zu einer Zuführposition bewegen können. Um zu vermeiden, dass gleichzeitig mehrere Teile an der Zuführposition ankommen oder für eine gewisse Zeit gar kein Teil dort ankommt, wurde in
CN103449171 vorgeschlagen an einer Mehrzahl von Staukammerpositionen Ansaugmechanismen vorzusehen, um so in bestimmten gewünschten Abständen ein Teil festzuhalten. Wenn ein Teil von der Zuführungsschiene genommen wird, wandern alle Teile eine Staukammerposition voran. Der Ansaugmechanismus an der Abnahmestelle kann invertiert werden, um die Aufnahme des Teils von der Abnahmestelle zu verbessern. Allerdings ist es auch bei dieser Lösung für kleine Teile möglich, dass an bestimmten Staukammerpositionen zwei Teile oder gar kein Teil ankommt, so dass es zu Störungen des Zuführmechanismus kommen kann.
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Andere Zuführmechanismen wie in
JP2006298578 oder in
WO12078112 verwenden anstatt eines Rüttelmechanismus Luftöffnungen in der Führungsschiene zum Ansaugen an Staukammerpositionen oder zum Fortbewegen der Teile. Aber auch hier können für kleine Teile an bestimmten Staukammerpositionen zwei Teile oder gar kein Teil ankommen.
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Darstellung der Erfindung
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Es ist ein Ziel der Erfindung, eine Zuführvorrichtung zu finden, welche zuverlässig an der Zuführposition (nur) ein Teil nachliefert, wenn ein Teil von der Zulieferposition entfernt wurde.
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Erfindungsgemäss wird dieses Ziel bei einer Zuführvorrichtung nach Anspruch 1 erreicht.
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Durch die Kombination des Stoppmechanismus mit dem Teiledetektor an den Staukammerpositionen kann die Zuführvorrichtung die Zuführung der Teile auf der Führungsschiene genau überwachen und steuern. Sollte eine Staukammerposition unbesetzt bleiben, so können die Teile der vorigen Staukammerposition alle um eine Position nachrücken. Somit kann die einmalige Besetzung jeder Staukammerposition sichergestellt werden und somit eine schnelle Nachführung eines Teils zu der Zuführposition sichergestellt werden, wenn ein solches von der Zuführposition genommen wird. Diese Überwachungsmöglichkeit der Staukammerpositionen verbessert somit die Zuverlässigkeit der Zuführung der Teile.
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Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Kurze Beschreibung der Figuren
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Die Erfindung wird anhand der beigefügten Figuren näher erläutert, wobei zeigen
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1 eine dreidimensional Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer Zuführvorrichtung;
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2 eine Seitenansicht der Zuführvorrichtung aus 1;
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3 eine Draufsicht der Zuführvorrichtung aus 1;
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4 der Schnitt A-A durch eine Führungsschiene der Zuführvorrichtung aus 3; und
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5 der Schnitt B-B durch eine Führungsschiene der Zuführvorrichtung aus 3.
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Wege zur Ausführung der Erfindung
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1 bis 5 zeigen ein mögliches Ausführungsbeispiel einer Zuführvorrichtung. Die Zuführvorrichtung dient der Zuführung von Teilen zum Beispiel an eine Fertigungsmaschine, welche ein Produkt aus verschiedenen Teilen zusammensetzt. Bei den Teilen handelt es sich in der Regel um mechanische Teile, wobei die Zuführvorrichtung auch elektrische Teile angewandt werden kann. Die Teile sind in der Regel kleiner als 5 cm, insbesondere kleiner als 1 cm. Es könnte sich zum Beispiel um Teile eines Uhrwerks handeln.
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Die Zuführvorrichtung weist einen Behälter 1, eine Führungsschiene 2, einen Behälterrüttelmechanismus 3, einen Längsrüttelmechanismus 4 und eine Steuervorrichtung auf.
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Der Behälter 1 ist ausgebildet eine Vielzahl von zuzuführenden Teilen aufzunehmen und diese an den oberen Rand des Behälters 1 zu befördern. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Behälter 1 mit einer gleichmässig ansteigenden Behälterwandung (z.B. mit einem Winkel zwischen 30° und 60°) ausgebildet. Die ansteigende Behälterwandung weist an der Innenseite des Behälters 1 eine sich schneckenförmig entlang der Behälterwandung bis zum oberen Rand des Behälters 1 hinaufwindende Abstufung 11 auf. Diese Abstufung 11 ist zum Transport von Teilen von dem Behälterboden bis zum oberen Behälterrand ausgebildet. Die schneckenförmige Abstufung 11 endet vorzugsweise dort, wo die Führungsschiene 2 die Teile aus dem Behälter 1 übernehmen soll.
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Der Behälter 1 ist auf einem Behälterrüttelmechanismus 3 montiert, der ausgebildet ist, den Behälter 1 so vibrieren zu lassen, dass die Teile von dem Behälterboden zu dem oberen Behälterrand wandern, z.B. über die oben beschriebene schneckenförmige Abstufung 11. Vorzugsweise erzeugt der Behälterrüttelmechanismus 3 kreisförmige Vibrationen, die die Teile die schneckenförmige Abstufung hinaufwandern lassen. Dies kann zum Beispiel durch einen Rundvibrator erreicht werden. Dieser kann motorisch oder durch einen Piezomechanismus oder durch andere Mittel erzielt werden. Der Behältermechanismus 3 und der Behälter 1 sind vorzugsweise auf einer gemeinsamen Montageplatte 5 montiert.
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Die Führungsschiene 2 erstreckt sich von dem oberen Rand des Behälters 1 bis zu einer Zuführposition und ist ausgebildet, die Teile aus dem Behälter 1 der Führungsschiene 2 zugeführt werden zu der Zuführposition zu transportieren. Vorzugsweise weist die Führungsschiene eine Vertiefung 26 auf, die sich entlang der Längsachse der Führungsschiene erstreckt und zur Positionierung der Teile dient.
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Die Führungsschiene 2 ist auf dem Längsrüttelmechanismus 4 befestigt. Der Längsrüttelmechanismus 4 ist ausgebildet, die Führungsschiene 2 so zu rütteln, dass die sich auf der Führungsschiene 2 bzw. in der Vertiefung 26 befindlichen Teile von dem Behälter 1 entlang der Längsachse der Führungsschiene 2 zu der Zuführposition bewegt werden. Der Längsrüttelmechanismus 4 erzeugt vorzugsweise Vibrationen der Führungsschiene 2 in Richtung der Längsachse der Führungsschiene 2. Dies kann zum Beispiel durch einen Motor oder einen Piezomechanismus erzeugt werden. Vorzugsweise sind auch der Längsrüttelmechanismus 4 und die Führungsschiene 2 auf der gemeinsamen Montageplatte 5 montiert. In diesem Ausführungsbeispiel weist die Vertiefung einen dreieckigen Querschnitt auf (siehe 5).
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Die Führungsschiene 2 weist nun erfindungsgemäss mehrere Staukammerpositionen 21 zum gezielten Lagern von jeweils einem Teil entlang der Zuführschiene 2. Jede Staukammerposition 21 weist einen Teiledetektor 23 und einen Stoppmechanismus auf.
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Der Teiledetektor 23 einer Staukammerposition 21 ist ausgebildet, zu detektieren, ob ein Teil sich in der Staukammerposition 21 befindet und/oder ob sich kein Teil in der Staukammerposition 21 befindet. Als Teiledetektor 23 wird vorzugsweise eine Lichtschranke verwendet. Ist die Lichtschranke unterbrochen, befindet sich ein Teil an der entsprechenden Staukammerposition, andernfalls ist diese leer. Vorzugsweise ist die Lichtschranke 23 so angeordnet, dass sich der Lichtstrahl der Lichtschranke durch die Vertiefung 26 erstreckt. Dazu werden vorzugsweise Ausnehmungen 28 in der Führungsschiene 2 vorgesehen, die sich rechtwinkelig zu der Längsachse der Führungsschiene 2 erstrecken und den Lichtstrahl der Lichtschranke 23 durch die Vertiefung 26 leiten (siehe 5). Allerdings können auch andere Teiledetektoren 23, wie Kameras, Induktionsdetektoren, etc. verwendet werden.
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Der Stoppmechanismus einer Staukammerposition 21 ist ausgebildet, ein Teil entgegen der Kraft des Rüttelmechanismus 4 in der Staukammerposition 21 zu halten. Vorzugsweise weist der Stoppmechanismus einen Ansaugmechanismus auf. Dieser kann durch kleine Öffnungen in der Führungsschiene 2 bzw. in der Vertiefung 26 an der Staukammerposition 21 ausgebildet sein. Durch die Öffnung wird Luft angesaugt, so dass ein Teil, das sich in der Staukammerposition 21 befindet an die Öffnung gesaugt wird. Vorzugsweise weist jede Staukammerposition 21 einen eigenen mit der Öffnung verbundenen Ansaugmechanismus (z.B. Pumpe) auf. Der Ansaugmechanismus ist jeweils mit einer Leitung 27 mit der entsprechenden Öffnung verbunden. Alternativ ist es auch möglich, die Öffnungen der verschiedenen Staukammerpositionen 21 über Leitungen mit einem gemeinsamen Ansaugmechanismus zu verbinden. Die Öffnung ist vorzugsweise als länglicher Schlitz, der sich entlang der Längsachse der Führungsschiene 2 erstreckt, ausgebildet. Dieser längliche Schlitz ist vorzugsweise an dem tiefsten Punkt der Vertiefung 26 bzw. an der Kante der dreieckigen Vertiefung 26 (und an der Staukammerposition 21) angeordnet. Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Stoppmechanismen individuell, d.h. unabhängig von den anderen Stoppmechanismen angesteuert werden können.
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Optional kann die Führungsschiene 2 noch eine Kontrollposition 22 aufweisen. Die Kontrollposition 22 ist vorzugsweise zwischen dem Behälter 1 und der ersten Staukammerposition 21 angeordnet. Alternativ kann die Kontrollposition 22 aber auch der ersten Staukammerposition 21 entsprechen. Die Kontrollposition 22 weist einen Kontrollmechanismus zur Kontrolle der richtigen Positionierung des zugeführten Teils und einen Rückführmechanismus 25 zur Rückführung eines nicht korrekt positionierten Teils in den Behälter 1 auf. Der Kontrollmechanismus weist vorzugsweise einen Teiledetektor 24 und eine nicht dargestellte Kamera auf. Sobald der Teiledetektor 24 die Anwesenheit eines zugeführten Teils in der Kontrollposition 22 detektiert, wird mit der Kamera ein Bild der Position des Teils gemacht. Auf der Basis des Bilds wird dann entschieden, ob das Teil richtig oder falsch positioniert ist. Die Kamera ist vorzugsweise unter der Führungsschiene 2 bzw. der Vertiefung 26 angeordnet, die im Bereich der Kontrollposition 22 transparent ausgebildet ist, um die richtige Position mit der Kamera durch die Führungsschiene 2 bzw. die Vertiefung 26 zu erkennen. Die Führungsschiene 2 bzw. die Vertiefung 26 kann zum Beispiel in diesem Bereich aus Glas hergestellt sein. Der Teiledetektor 24 kann wie der Teiledetektor 23 einer Staukammerposition 21 ausgebildet sein. Falls die Kontrollposition der ersten Staukammerposition 21 entspricht, könnte der Teiledetektor 23 auch als Teiledetektor 24 verwendet werden. Der Rückführmechanismus 25 ist vorzugsweise eine Abblasvorrichtung, die das Teil zurück in den Behälter 1 bläst.
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Die Führungsschiene 2 weist zumindest eine Zuführposition auf. Diese könnte zum Beispiel am gegenüber dem Behälter 1 liegenden Ende der Führungsschiene 2 liegen, z.B. wenn die Zuführung durch aus dem herausbewegen aus der Führungsschiene 2 stattfindet. Die Zuführungsposition könnte auch eine wohl-definierte Position auf der Führungsschiene 2 sein, an der eine weitere Maschine das Teil aufnehmen soll. Dieses Aufnehmen kann zum Beispiel durch ein Abgreifen, ein Ansaugen, etc. geschehen. Diese Zuführposition könnte zum Beispiel eine der Staukammerpositionen 23 darstellen, z.B. die von dem Teil als letzte durchlaufene. Es ist für bestimmte Abnahmemaschinen auch notwendig gleichzeitig mehrere Teile gleichzeitig abzunehmen. Dies könnte durch die Verwendung von mehreren Staukammerpositionen als Zuführpositionen realisiert werden. Vorzugsweise werden aber eine Reihe von Staukammerpositionen 21 nicht als Zuführpositionen verwendet, so dass die Zuführposition(en) nach Abnahme des Teils schnell und zuverlässig wieder aufgefüllt werden kann. Dies kann zum Beispiel durch Abschalten der Stoppmechanismen der Staukammerpositionen 21 realisiert werden, so dass die darin gelagerten Teile um eine Staukammerposition 21 weiterwandern und die Zuführposition wieder aufgefüllt wird.
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Die nicht dargestellte Steuervorrichtung ist mit den Teiledetektoren 23 und den Stoppmechanismen verbunden. Die Steuervorrichtung erhält von jedem der Teiledektoren 23 das Detektionsresultat, so dass die Steuervorrichtung weiss, welche Staukammerpositionen 21 besetzt sind und welche nicht. Die Steuervorrichtung kann die Stoppmechanismen (vorzugsweise individuell) ansteuern, d.h. an- und ausschalten. Die Steuervorrichtung steuert die Stoppmechanismen in Abhängigkeit der erhaltenen Detektionsresultate der Teiledetektoren 23 an. Dies geschieht vorzugsweise so, dass alle Staukammerpositionen 21 mit einem Teil besetzt sind. Wenn ein Teil von der Zuführposition entnommen werden soll oder nachdem dieses Teil von einer gefüllten Zuführposition entnommen wurde, wird der Stoppmechanismus der Staukammerpositionen 21 ausgeschaltet, so dass die Teile der gefüllten Staukammerpositionen 21 um eine Position weiterwandern können. Auch wenn die Steuervorrichtung detektiert, dass eine der Staukammerpositionen nicht mehr besetzt ist (zum Beispiel weil ein Teil aus der Zuführungsschiene gefallen ist oder entnommen wurde), so kann die Steuervorrichtung die Stoppmechanismen der Staukammerpositionen 21 vor der leeren Staukammerposition ausschalten und so die leere Staukammerposition 21 auffüllen, während die Stoppmechanismen der nachfolgenden Staukammerpositionen 21 nicht ausgeschaltet werden, um die darin befindlichen Teile weiterhin festzuhalten.
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Es ist weiterhin möglich, die Ansaugmechanismen der gefüllten Staukammerpositionen 21 (nicht nur auszuschalten, sondern auch) als Blasmechanismen zu verwenden, um so die Teile schneller aus der Staukammerposition 21 zu bewegen, wenn die Teile der gefüllten Staukammerpositionen 21 um eine Position weiterwandern sollen. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel wird dies dadurch erreicht, dass die Längsachse des Kanals 27 an der Öffnung eine Komponente in Richtung der Längsachse der Führungsschiene 2 in Richtung der Bewegung der Teile aufweist (siehe 4). Somit kann durch einfaches (und kurzzeitiges) Umschalten des Ansaugmechanismus in einen Blasmechanismus, z.B. durch Wechseln der Drehrichtung der Pumpe, die Teile schneller aus der Staukammerposition 21 bewegt werden.
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Die Steuervorrichtung kann weiterhin auch andere Mechanismen der Zuführvorrichtung ansteuern wie zum Beispiel den Behälterrüttelmechanismus 3, den Längsrüttelmechanismus 4, den Rückführmechanismus 25 oder den Kontrollmechanismus.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- CN 103449171 [0002]
- JP 2006298578 [0003]
- WO 12078112 [0003]
