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Die Erfindung betrifft eine Montageeinrichtung und ein Montageverfahren für die Montage von Bauteilen von Getrieben oder dergleichen mit den Merkmalen im Oberbegriff des Verfahrens- und Vorrichtungshauptanspruchs.
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Eine solche Montageeinrichtung ist aus der
EP 2 664 412 A2 bekannt. Sie weist mehrere Bauteileaufnahmen, mehrere taktile Prozessroboter zur Handhabung der Bauteile und eine Presseinrichtung zum Verpressen der Bauteile auf, die miteinander auf einem stationären Tisch angeordnet sind. Die Bauteilaufnahmen und die Bauteile sind in Magazinen am Rand der Roboterarbeitsbereiche bevorratet.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Montagetechnik weiter zu verbessern.
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Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen im Verfahrens- und Vorrichtungshauptanspruch.
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Die beanspruchte Montagetechnik, d.h. die Montageeinrichtung und das Montageverfahren, haben verschiedene Vorteile.
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Die Anordnung der Bauteilaufnahmen an einem bevorzugt beweglichen Träger und die mittels einer steuerbaren Bewegungseinrichtung bewegliche Presseinrichtung verbessern die Effizienz der Montagetechnik. Sie mindern den Bauaufwand und erhöhen die Wirtschaftlichkeit. Die Zahl der erforderlichen Prozessroboter kann reduziert werden. Die Prozessroboter können ihre Aufgaben, insbesondere Handling- und Montagejobs, besser und schneller ausführen. Die bewegliche Presseinrichtung kann zur Minderung ihres Störeinflusses für diese Handling- und Montagejobs in eine vom Prozessbereich distanzierte Ruhestellung bewegt werden. Sie kann dann bedarfsweise in den Prozessbereich und zu den jeweiligen Bauteilaufnahmen für die dortige Durchführung des Verpressvorgangs bewegt werden. Mit der beanspruchten Montagetechnik sind außerdem die Bauteilaufnahmen und die dortigen Bauteile besser und leichter für die Prozessroboter und für die Presseinrichtung zugänglich.
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Die benötigten Bauteilaufnahmen können auf dem Träger angeordnet werden, insbesondere in einer Reihenanordnung. Hierdurch lassen sich die bisher benötigten platzaufwendigen und störenden Magazine am Rand der Roboterarbeitsbereiche einsparen oder zumindest reduzieren. Eine ähnliche Platzeinsparung kann auch durch den Entfall oder die Reduzierung der bisher erforderlichen Magazine für die Pufferung von vormontierten Unterbaugruppen erreicht werden.
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Auf den mehreren Bauteilaufnahmen lassen sich die Bauteile bereits in einem Rüstvorgang vor dem Montageprozess positionieren. Dies reduziert auch den Lageraufwand für die Bauteile und erhöht die Effizienz. Die bisherige aufwändige Einzelzuführung von Bauteilen während des Montageprozesses kann entfallen oder wenigstens gemindert werden.
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Ein weiterer Vorteil ist die bessere Auslastungsmöglichkeit für die Presseinrichtung. Die Zahl der insgesamt benötigten Presseinrichtungen kann reduziert werden. Außerdem lassen sich die Prozessroboter besser auslasten. Sie können sich besser auf wertschöpfende Roboter-Tätigkeiten konzentrieren. Die Verringerung der Störkonturen trägt ebenfalls zur besseren Roboterauslastung bei. Insgesamt können die gegenseitigen Abhängigkeiten der verschiedenen Vorrichtungen an der Montageeinrichtung während des Montageprozesses reduziert werden. Auch die unproduktiven Bewegungswege der Prozessroboter lassen sich mindern.
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Die Montageeinrichtung kann einen oder mehrere bevorzugt taktile Prozessroboter aufweisen. Einer oder mehrere dieser bevorzugt taktilen Prozessroboter kann/können ebenfalls beweglich angeordnet sein und mit einer steuerbaren Transporteinrichtung verbunden werden. In einer vorteilhaften Ausführungsform sind alle Prozessroboter mittels einer bevorzugt eigenen steuerbaren Transporteinrichtung beweglich.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung können die ein oder mehreren Bewegungseinrichtungen und/oder die ein oder mehreren Transporteinrichtungen am Gestell angeordnet werden. Sie können gleich oder unterschiedlich ausgebildet sein, z.B. als lineare Fahrachsen und/oder als mehrachsige Bewegungsmittel ausgebildet sein. Eine solche Ausbildung können eine oder mehrere, insbesondere alle Transporteinrichtungen haben. Dasselbe gilt für eine oder mehrere oder alle Bewegungseinrichtungen.
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Das Gestell kann als Portal ausgebildet sein, an dem die ein oder mehreren bevorzugt taktilen Prozessroboter und die mindestens eine Presseinrichtung hängend angeordnet sind. Der Prozessbereich wird in der Gestell- oder Portalöffnung und bevorzugt oberhalb des Trägers ausgebildet.
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In einer besonders effizienten Ausführungsform sind am Gestell zwei bevorzugt taktile Prozessroboter und eine einzelne Presseinrichtung angeordnet. Die bevorzugt gemeinsame Transporteinrichtung, insbesondere Fahrachse, der Prozessroboter und die Bewegungseinrichtung, insbesondere Fahrachse, der Presseinrichtung (en) können räumlich getrennt am Gestell angeordnet sein.
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Der Träger kann balkenartig ausgebildet sein. Er ist bevorzugt liegend angeordnet. Die mehreren Bauteilaufnahmen können entlang des Trägers in einer Reihe hintereinander angeordnet sein. Dies kann insbesondere eine einzelne Reihe sein.
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Die Effizienz der Montagetechnik kann deutlich erhöht werden, wenn der Träger mehrere verschiedene Tragseiten aufweist, an denen jeweils ein Aufnahmeset mit mehreren, bevorzugt aufgereihten, Bauteilaufnahmen angeordnet ist. Die Aufnahmesets können untereinander gleich oder unterschiedlich sein.
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Eine gleiche Ausbildung der Aufnahmesets kann vorteilhaft sein, um die Rüstvorgänge bei der Bestückung der Bauteilaufnahmen mit Bauteilen und die Prozessvorgänge mit Handhabung und Montage der Bauteile sowie deren Verpressen miteinander zu überschneiden. Unterschiedliche Aufnahmesets bieten die Möglichkeit, unterschiedliche Prozesse, insbesondere Montagejobs, mit unterschiedlichen Arten von Bauteilen an der gleichen Montageeinrichtung ohne größeren Rüstaufwand durchzuführen. Hierfür genügt es, den Träger mit der jeweils benötigten Trägerseite und den dortigen Bauteilaufnahmen in die Prozess- und Arbeitsposition zu bewegen. Hierfür ist es günstig, wenn der Träger drehbar am Gestell angeordnet ist, insbesondere mittels einer liegend angeordneten Trägerachse. Er kann dadurch schnell und exakt zwischen der Prozess- und Arbeitsposition und einer Rüst- oder Ruheposition drehend hin und her bewegt werden. Am Gestell kann hierfür eine steuerbare Stelleinrichtung angeordnet sein, welche die Trägerbewegungen bewirkt und antreibt.
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Am Gestell können ferner eine oder mehrere zusätzliche Prozessvorrichtungen angeordnet sein. Hier können der oder die Prozessroboter mit aufgenommenen Bauteilen zusätzliche Prozessschritte durchführen, z.B. ein Beschichten, Kleben, Messen, Prüfen oder dergleichen.
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Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielhaft und schematisch dargestellt. Im Einzelnen zeigen:
- 1: Eine perspektivische Darstellung einer Montageeinrichtung mit Prozessrobotern, einer Presseinrichtung und einem Träger mit mehreren aufgereihten Bauteilaufnahmen;
- 2: eine Frontansicht der Montageeinrichtung von 1 und
- 3: eine Seitenansicht der Montageeinrichtung von 1.
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Die Erfindung betrifft eine Montageeinrichtung (1) und ein Verfahren zur Montage von Bauteilen (9,10).
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Die Bauteile (9,10) können Teile von einem Getriebe oder dergleichen sein. Es kann sich hierbei z.B. um Zahnräder, Gehäuseteile, Lagerungen, Lageraufnahmen, Dichtringe oder dergleichen handeln. Die Montageeinrichtung (1) dient zur Durchführung der Montage dieser Bauteile (9,10).
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Die Montageeinrichtung (1) weist in der gezeigten und bevorzugten Ausführungsform ein Gestell (2) auf, das z.B. als Portal oder als aufrechter Tragrahmen ausgebildet sein kann. Es kann alternativ auch eine andere Formgebung haben.
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Am Gestell (2) ist ein Träger (4) um eine zentrale Drehachse (5) drehbar angeordnet und gelagert, der mittels einer angetriebenen und steuerbaren Stelleinrichtung (6) um die Achse (5) verdreht werden kann. Der Träger (4) und seine Drehachse (5) sind liegend, insbesondere horizontal, angeordnet. Der Träger (4) kann durch die Drehung zwischen einer Prozess- oder Arbeitsposition und einer Ruheposition oder Rüstposition gesteuert und bedarfsweise hin und her bewegt werden.
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Das gezeigte Gestell (2) weist zwei aufrechte parallele Säulen und ein verbindendes Joch (3) an deren Oberseite auf. Der Träger (4) ist im unteren Bereich des Gestells (2) angeordnet und an den Säulen mittels Drehlagern gelagert. Der Prozessbereich wird in der Gestell- oder Portalöffnung über dem Träger (4) ausgebildet.
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Am Träger (4) sind mehrere Bauteilaufnahmen (7,8) für die verschiedenen Bauteile (9,10) in geeigneter Weise angeordnet. Sie sind dabei vorzugsweise in einer Reihe hintereinander entlang der Trägerachse bzw. der Drehachse (5) angeordnet.
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Der balkenartige Träger (4) kann im Querschnitt eine prismatische, insbesondere rechteckige Querschnittsform aufweisen. Er besitzt an seiner Außenseite mehrere Trägerseiten, an denen jeweils ein Aufnahmeset (12,13) mit einer oder mehreren Reihen von Bauteilaufnahmen (7,8) angeordnet sein kann. Das in 1 gezeigte obere Aufnahmeset (12) befindet sich in der Arbeits- oder Prozessposition.
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Die Aufnahmesets (11,12) können gleich oder unterschiedlich sein. Sie können für gleiche Arten oder Typen von Bauteilen (9,10) oder für unterschiedliche Arten oder Typen dieser Bauteile vorgesehen und ausgebildet sein. Die Bauteilaufnahmen (7,8) können lösbar am Träger (4) angeordnet sein. Sie lassen sich bedarfsweise wechseln oder in ihrer Position und Ausrichtung am Träger (4) verändern.
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Die Montageeinrichtung (1) weist einen oder mehrere bevorzugt taktile Prozessroboter (14,15) zur Handhabung der Bauteile (9,10) auf. Die ein oder mehreren Prozessroboter (14,15) können außerdem zur Handhabung der Bauteilaufnahmen (7,8) eingesetzt werden.
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Die bevorzugt taktilen Prozessroboter (14,15) sind mehrgliedrig und mehrachsig ausgebildet. Sie können dabei eine beliebige Zahl und Kombination von rotatorischen und/oder translatorischen Roboterachsen aufweisen. Die Roboterachsen sind jeweils mit einem steuerbaren oder regelbaren Achsantrieb ausgerüstet. In der gezeigten Ausführungsform haben die Prozessroboter (14,15) fünf, sechs oder mehr Roboterachsen. Sie weisen ein bevorzugt drehend angetriebenes Abtriebselement (16) auf, das z.B. als Roboterflansch ausgebildet ist. Am Abtriebselement (16) kann ein geeignetes Werkzeug dauerhaft oder wechselbar, z.B. mittels einer automatischen Wechsel- und Medienkupplung, angeordnet sein. Ein solches Werkzeug kann z.B. als Greifwerkzeug, Bearbeitungswerkzeug, Fügewerkzeug oder dergleichen ausgebildet sein. Das Werkzeug ist der übersichthalber nicht dargestellt.
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Die Montageroboter (14,15) sind im Ausführungsbeispiel hängend am Gestell (2) angeordnet. Sie können alternativ eine andere Anordnung und Ausrichtung haben. Ein einzelner, einige oder alle Prozessroboter (14,15) können beweglich am Gestell angeordnet und mit einer steuerbaren Transporteinrichtung (17) verbunden sein. Die Transporteinrichtung (17) ist z.B. als lineare Fahrachse ausgebildet. Diese ist im Bereich des Jochs (39 angeordnet und erstreckt sich längs der Trägerachs (5). Mehrere Prozessroboter (14,15) können jeweils eine eigene oder eine gemeinsame Transporteinrichtung (17) aufweisen.
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In einer nichtdargestellten Abwandlung können ein oder mehrere Prozessroboter (14,15) stationär am Gestell (2) angeordnet sein, z.B. an einer der Säulen. In einer weiteren Abwandlung können ein oder mehrere Prozessroboter (14,15) getrennt vom Gestell an einer separaten steuerbaren Transporteinrichtung angeordnet sein. Die Transporteinrichtung kann in Variation zum gezeigten Ausführungsbeispiel mehrere Bewegungsachsen aufweisen, die z.B. eine beliebige Kombination von rotatorischen und/oder translatorischen Bewegungsachsen bilden.
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Die Montageeinrichtung 81) weist mindestens eine bevorzugt einzelne Presseinrichtung (19) zum Verpressen der Bauteile (9,10) auf. Die Presseinrichtung (19) kann alternativ mehrfach vorhanden sein. Mit der Presseinrichtung (19) können z.B. Wälzlager in Lagerbuchsen eingepresst oder auf Lagerzapfen aufgepresst werden. Desgleichen können Sicherungsringe, Dichtringe oder andere Arten von Bauteilen mit Pressdruck beaufschlagt und hierdurch z.B. an einer Auflage angepresst, durch Pressdruck komprimiert oder in anderer Weise pressbearbeitet werden.
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Die Presseinrichtung (19) ist beweglich angeordnet und ist mit einer steuerbaren Bewegungseinrichtung (22) verbunden. In der gezeigten und bevorzugten Ausführungsform ist die Presseinrichtung (19) am Gestell (2) beweglich angeordnet. Die steuerbare Bewegungseinrichtung (22) ist z.B. als lineare Fahrachse ausgebildet. Diese kann sich ebenfalls parallel zur Trägerachse (5) erstrecken.
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Die mindestens eine Bewegungseinrichtung und/oder Transporteinrichtung (17,22), insbesondere Fahrachsen, der ein oder mehreren Prozessroboter (14,15) und der einzeln oder mehrfach vorhandenen Presseinrichtung (19) können räumlich getrennt am Gestell (2) angeordnet sein. Sie können sich z.B. an unterschiedlichen Gestellseiten befinden. Die ein oder mehreren Prozessroboter (14,15) und die mindestens eine Presseinrichtung (19) können sich z.B. im Prozessbereich entlang ihrer Fahrachsen relativ zu den Bauteilaufnahmen (7,8) am Träger (4) bewegen.
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Die ein oder mehreren Prozessroboter (14,15) und die Presseinrichtung (19) sind vorzugsweise hängend am Gestell (2) angeordnet und wirken von oben auf die Bauteilaufnahmen (7,8) und die Bauteile (9,10) ein. Die jeweils an der Oberseite des Trägers (4) angeordneten Bauteilaufnahmen (7,8) bzw. das Aufnahmeset (12) befinden sich in der Arbeits- und Prozessposition.
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Vorzugsweise sind alle Prozessroboter (14,15) als bevorzugt taktile Roboter ausgebildet, die eine zugeordnete Sensorik aufweisen, welche von außen auf den jeweiligen Prozessroboter (14,15) einwirkende mechanische Belastungen erfassen. In der gezeigten und bevorzugten Ausführungsform sind an den Roboterachsen, insbesondere deren jeweiliger Lagerung und/oder Achsantrieb ein oder mehrere Sensoren angeordnet. Dies können z.B. Momentensensoren oder Kraftsensoren oder auch weg- oder positionsaufnehmende Sensoren sein.
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Am Gestell (2), z.B. am Joch (3), können eine oder mehrere zusätzliche Prozessvorrichtungen (18) angeordnet sein. Dies können z.B. Auftragsvorrichtungen, Fügevorrichtungen oder dergleichen sein. Sie können stationär am Gestell (2) angeordnet sein oder können alternativ eine oder mehrere steuerbare Bewegungsachsen haben.
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Die Presseinrichtung (19) kann in beliebig geeigneter Weise ausgebildet sein. Sie weist z.B. einen Pressantrieb (20) mit einem Presswerkzeug (21) an dem Abtriebselement, z.B. am Ende eines Pressstempels, auf. Der Pressantrieb ist z.B. als Linearantrieb ausgebildet. Dies kann ein pneumatischer oder hydraulischer Zylinder, ein elektromotorischer Spindeltrieb oder Zahnstangentrieb oder dergleichen sein.
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Beim Montageprozess handhaben die ein oder mehreren bevorzugt taktilen Prozessroboter (14,15) die verschiedenen Bauteile (9,10) und montieren diese aneinander. Wenn bei der Montage ein Pressvorgang erforderlich ist, wird die Presseinrichtung (19) zu der jeweiligen Prozessstelle, insbesondere einer dortigen Bauteilaufnahme (9,10), bewegt und führt den Pressvorgang durch. Anschließend kann sie sich wieder entfernen. Sie kann dabei z.B. die in den Zeichnungen gezeigte Ruheposition am Rand der Gestellöffnung und nahe einer Säule einnehmen. Bei entfernter Presseinrichtung (19) haben die ein oder mehreren Prozessroboter (14,15) einen ungestörten Arbeitsbereich.
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Die Montageeinrichtung (1) kann eine in 3 schematisch angedeutete Bereitstellung (13) für Bauteile (9,10), sonstige Kleinteile oder dergleichen aufweisen. An einer Bereitstellung (13) können außerdem wechselbare Werkzeuge der Prozessroboter (14,15) bevorratet werden.
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Die Prozessroboter (14,15) können einerseits die Handhabungs- und Montagejobs an den in der Arbeitsposition befindlichen Bauteilaufnahmen (7,8) und Bauteilen (9,10) durchführen. Sie können alternativ oder zusätzlich weitere Jobs durchführen. Sie können z.B. ein anderes und in 1 schematisch angedeutetes Aufnahmeset (12) mit Bauteilen bestücken oder in anderer Weise rüsten. Hierfür können alternativ oder zusätzlich andere Roboter (nicht dargestellt) vorhanden sein.
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Abwandlungen der gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind in verschiedener Weise möglich. Insbesondere können die Merkmale des Ausführungsbeispiels und der genannten Abwandlungen beliebig miteinander kombiniert und ggf. auch vertauscht werden. Eine Transporteinrichtung kann gleichzeitig die oben genannte Funktion und/oder Ausbildung einer Bewegungseinrichtung haben und umgekehrt. Mit anderen Worten können eine Transporteinrichtung und eine Bewegungseinrichtung ineinander integriert oder durch dieselbe Struktur gebildet sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Montageeinrichtung
- 2
- Gestell, Portal
- 3
- Joch
- 4
- Träger
- 5
- Trägerachse
- 6
- Stelleinrichtung
- 7
- Bauteilaufnahme
- 8
- Bauteilaufnahme
- 9
- Bauteil
- 10
- Bauteil
- 11
- Aufnahmeset
- 12
- Aufnahmeset
- 13
- Bereitstellung
- 14
- Prozessroboter
- 15
- Prozessroboter
- 16
- Abtriebselement
- 17
- Transporteinrichtung, Fahrachse
- 18
- Prozessvorrichtung
- 19
- Presseinrichtung
- 20
- Pressantrieb
- 21
- Presswerkzeug
- 22
- Bewegungseinrichtung, Fahrachse
- 23
- Energiekette
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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