DE102021106634B3 - Holding and positioning device for workpieces - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Halte- und Positioniervorrichtung zur Aufnahme, Halterung, bearbeitungsgerechten Positionierung und Abgabe eines Werkstücks, wobei die Vorrichtung ein motorisch angetriebenes Fahrgestell aufweist, mittels welchem die Halte- und Positioniervorrichtung zwischen einer Werkstückaufnahmeposition und einer Werkstückabgabeposition verfahrbar ist.Dabei weist die Halte- und Positioniervorrichtung eine oberseitige Werkstückauflage auf, auf welcher ein Werkstück aufnehmbar und in Transportrichtung horizontal bewegbar ist, wobei die Halte- und Positioniervorrichtung wenigstens zwei Hubelemente aufweist, an welchen wenigstens jeweils ein, zwischen einer unter die Werkstückauflage abgesenkten tiefsten Position und einer oberhalb der Werkstückauflage liegenden höchsten Position höhenverfahrbare Werkstückgreifer angeordnet ist, mittels welchen das Werkstück auf der Werkstückauflage an wenigstens zwei einander gegenüberliegenden Rändern greifbar und von der Werkstückauflage abhebbar und auf der Werkstückauflage ablegbar ist. Hierbei sind die Werkstückgreifer um eine horizontale und in Transportrichtung ausgerichtete Achse drehbar gelagert, so dass ein hieran gehaltenes Werkstück in einer Position oberhalb der Werkstückauflage um eine horizontale, in Transportrichtung verlaufende Achse kipp- und/oder verdrehbar ist.The invention relates to a holding and positioning device for picking up, holding, positioning and delivering a workpiece for processing, the device having a motor-driven chassis, by means of which the holding and positioning device can be moved between a workpiece pick-up position and a workpiece delivery position. and positioning device has a workpiece support on the upper side, on which a workpiece can be accommodated and moved horizontally in the direction of transport, the holding and positioning device having at least two lifting elements on which at least one lowered position is lowered below the workpiece support and one above the workpiece support highest position height-adjustable workpiece gripper is arranged, by means of which the workpiece can be gripped on the workpiece support at least two opposite edges and from the workpiece support can be lifted off and placed on the workpiece support. The workpiece grippers are rotatably mounted about a horizontal axis aligned in the transport direction, so that a workpiece held thereon can be tilted and/or rotated in a position above the workpiece support about a horizontal axis running in the transport direction.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Halte- und Positioniervorrichtung zur Aufnahme, Halterung, Positionierung und Abgabe eines Werkstücks, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, eine Fertigungslinie, bei welcher die genannte Halte- und Positioniervorrichtung vorgesehen ist, gemäß Oberbegriff des Anspruchs 11 und weiterhin ein zugehöriges Verfahren gemäß Oberbegriff des Anspruchs 15.The present invention relates to a holding and positioning device for receiving, holding, positioning and delivering a work, according to the preamble of
Aus dem Stand der Technik sind unterschiedliche Vorrichtungen und Verfahren zur Herstellung und zur Nachbearbeitung von flachen Elementen bekannt.Various devices and methods for producing and finishing flat elements are known from the prior art.
So offenbart die
Weiterhin offenbart die
Es hat sich allerdings als ein bisher nicht zufriedenstellend gelöstest Problem herausgestellt, im Falle von Mängeln oder Fehlern ein flächiges Werkstück für eine manuelle Sonderbehandlung oder auch, ohne dass Mängel oder Fehler vorliegen, ein flächiges Werkstück für normale, planmäßige Bearbeitungen, die, wenn es gewollt sein sollte, auch automatisch erfolgen können, aus einer Hauptfertigungslinie herauszuleiten und dieses Werkstück schnell und unter ergonomisch optimalen Bedingungen einem Mitarbeiter zur einzelfalligen Bearbeitung oder einer automatischen Bearbeitung zur Verfügung zu stellen.However, it has turned out to be a problem that has not yet been satisfactorily solved, in the case of defects or errors, a flat workpiece for special manual treatment or, without defects or errors, a flat workpiece for normal, planned processing, which, if desired should also be able to take place automatically, deriving from a main production line and making this workpiece available to an employee quickly and under ergonomically optimal conditions for individual processing or automatic processing.
Die Aufgabe der Erfindung ist somit, eine verbesserte Vorrichtung und ein Verfahren bereit zu stellen, wodurch die hochwertige, schnelle und ergonomische Bearbeitung von flächigen Werkstücken ermöglicht wird.The object of the invention is therefore to provide an improved device and a method, whereby the high-quality, fast and ergonomic processing of flat workpieces is made possible.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Halte- und Positioniervorrichtung mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst, wie auch durch eine Fertigungslinie mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 11. Außerdem löst ein Verfahren nach dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 15 diese Aufgabe. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtungen und des Verfahrens ergeben sich aus den jeweiligen abhängigen Ansprüchen.According to the invention, this object is achieved by a holding and positioning device having the features of the characterizing part of
Die erfindungsgemäße Halte- und Positioniervorrichtung dient der Aufnahme, Halterung, bearbeitungsgerechten Positionierung und Abgabe eines entlang einer Werkstückbearbeitungslinie bewegten flächigen Werkstücks. Hierbei soll unter einem Werkstück jegliches Bau- und Fertigungselement verstanden werden, dessen umlaufende Außenkannten wesentlich länger sind, als dessen Höhe, wie bspw. Regalböden, Türen, Boden-, Decken- oder Seitenteilen von Schränken oder Schubladen, Rahmenteile von Fenstern oder -rahmen oder vergleichbare Bau- und Fertigungselemente.The holding and positioning device according to the invention serves to receive, hold, position for processing and release a flat workpiece moved along a workpiece processing line. A workpiece is to be understood as any construction and production element whose peripheral outer edges are significantly longer than its height, such as shelves, doors, floor, ceiling or side parts of cupboards or drawers, frame parts of windows or frames or comparable construction and production elements.
Die erfindungsgemäße Halte- und Positioniervorrichtung umfasst dabei als Kern ein motorisch angetriebenes Fahrgestell, mittels welchem sie zwischen einer Werkstückaufnahmeposition und einer Werkstückabgabeposition entlang einer Transportstrecke verfahrbar ist. Die Werkstückaufnahmeposition wird insbesondere durch eine Auslass- oder Abgabeseite eines zuleitenden Fördermittels definiert und kann auch als Nahbereich verstanden werden. Weiterhin weist die Halte- und Positioniervorrichtung eine oberseitige Werkstückauflage auf, auf welcher ein Werkstück mit einer flachen Seite aufgenommen und mindestens zeitweise abgelegt und getragen werden kann, und hierauf liegend oder gehalten in einer Transportrichtung auf der Halte- und Positioniervorrichtung relativ zu dieser horizontal bewegbar ist.The core of the holding and positioning device according to the invention is a motor-driven chassis, by means of which it can be moved between a workpiece pick-up position and a workpiece delivery position along a transport route. The workpiece pick-up position is defined in particular by an outlet or delivery side of a conveying means that is being fed in and can also be understood as a close-up area. Furthermore, the holding and positioning device has a workpiece support on the upper side, on which a workpiece can be picked up with a flat side and placed and carried at least temporarily, and lying or held thereon can be moved horizontally relative to the holding and positioning device in a transport direction .
Die Halte- und Positioniervorrichtung weist weiterhin wenigstens zwei Hubelemente auf, an welchen wenigstens jeweils ein, zwischen einer unter die Werkstückauflage abgesenkten tiefsten Position und einer oberhalb der Werkstückauflage liegenden höchsten Position, höhenverfahrbarer Werkstückgreifer angeordnet ist. Im Bedarfsfall können besonders große Hubhöhen durch z.B. Hubelemente mit Tandemauszug oder/oder mittels in einer Grube, die dafür ausgehoben werden müsste, angeordneter Hubelemente erreicht werden. Mittels der Werkstückgreifer kann das Werkstück auf der Werkstückauflage an wenigstens zwei einander gegenüberliegenden Rändern ergriffen, gehalten und von der Werkstückauflage abgehoben beziehungsweise auf dieser wieder abgelegt werden. Die Werkstückgreifer sind weiterhin um eine horizontale Rotationsachse drehbar gelagert. Mittels der Werkstückgreifer kann das daran gehaltene und in eine Position oberhalb der Werkstückauflage angehobene Werkstück um eine horizontale Achse verdreht werden, indem mindestens ein Werkstückgreifer gedreht wird.The holding and positioning device also has at least two lifting elements on which at least one workpiece gripper that can be moved vertically between a lowest position below the workpiece support and a highest position above the workpiece support is arranged. If necessary, special However, large lifting heights can be achieved, for example, by means of lifting elements with tandem extensions or/or by means of lifting elements arranged in a pit that would have to be dug for this purpose. By means of the workpiece grippers, the workpiece on the workpiece support can be gripped at at least two opposite edges, held and lifted off the workpiece support or placed back on it. The workpiece grippers are also mounted so that they can rotate about a horizontal axis of rotation. The workpiece held thereon and raised to a position above the workpiece support can be rotated about a horizontal axis by means of the workpiece grippers by rotating at least one workpiece gripper.
Vorteilhafterweise umfasst die Werkstückauflage zwei parallele und endlos antreibbare Förderbänder oder sie wird hieraus im Wesentlichen gebildet, wobei die parallelen Förderbänder seitlich von den Werkstückgreifern angeordnet sind. Vorliegend sei unter Förderband auch eine endlos umlaufende Förder- oder Gliederkette gemeint. Bei einer alternativen Ausführungsform umfasst die Werkstückauflage auf der einen Seite ein endlos antreibbares Förderband, welches sich in Transportrichtung erstreckt, analog zur vorgenannten Ausführungsform, wobei auf der gegenüberliegenden Seite eine parallele Schleifauflage vorgesehen ist, wie eine Leiste oder eine schmale Platte, mit einem geringen Reibwiderstand oder eine passive Rollen- oder Kugelleiste, über die das Werkstück gleiten bzw. rollen kann.Advantageously, the workpiece support comprises two parallel and endlessly drivable conveyor belts or is essentially formed from them, the parallel conveyor belts being arranged to the side of the workpiece grippers. In the present case, a conveyor belt also means an endlessly circulating conveyor or link chain. In an alternative embodiment, the workpiece support comprises on one side an endlessly drivable conveyor belt, which extends in the transport direction, analogously to the aforementioned embodiment, with a parallel grinding support being provided on the opposite side, such as a strip or a narrow plate with low frictional resistance or a passive roller or ball bar over which the workpiece can slide or roll.
Bei einer verbesserten Variante sind die parallelen Förderbänder oder das Paar aus einem Förderband und einer parallelen Schleifauflage derart gelagert, dass diese in ihrem Abstand zueinander veränderlich sind, indem diese quer zur Werkstücktransportrichtung linear verfahrbar sind. Vorteilhafterweise ist hierfür mindestens ein motorischer Antrieb vorgesehen.In an improved variant, the parallel conveyor belts or the pair of a conveyor belt and a parallel sanding pad are mounted in such a way that their distance from one another can be changed by being linearly movable transversely to the workpiece transport direction. At least one motor drive is advantageously provided for this purpose.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weisen die Hubelemente jeweils einen motorischen Linearantrieb auf und/oder sind mit diesem verbunden, so dass hierdurch eine vertikale Hub- und Senkbewegung erfolgen kann. Insbesondere kann hierdurch eine synchrone Vertikalbewegung der beiden Hubelemente durchgeführt werden.In a further advantageous embodiment, the lifting elements each have a motorized linear drive and/or are connected to it, so that a vertical lifting and lowering movement can take place as a result. In particular, this allows a synchronous vertical movement of the two lifting elements to be carried out.
Bei einer alternativen Ausführungsform ist vorgesehen, dass die wenigstens zwei Hubelemente einen gemeinsamen motorischen Antrieb aufweisen und/oder mit diesem verbunden sind, mittels welchem die synchrone Vertikalbewegung veranlasst wird. Dieser gemeinsame Antrieb kann bspw. in einem Motor und einer gemeinsamen Antriebswelle bestehen, wobei über jeweils eine Getriebeeinheit im Fuß der Hubelemente die vertikale Bewegung veranlasst wird. Diese Lösung hat den Vorteil, dass sie sehr wirtschaftlich ist und die Synchronität der Bewegung stets gewährleistet ist.In an alternative embodiment, it is provided that the at least two lifting elements have and/or are connected to a common motor drive, by means of which the synchronous vertical movement is brought about. This common drive can consist, for example, of a motor and a common drive shaft, with the vertical movement being caused by a gear unit in each case in the base of the lifting elements. This solution has the advantage that it is very economical and the synchronicity of the movement is always guaranteed.
Zur schnellen Anpassung der Vorrichtung auf unterschiedliche Werkstücke ist bei einer Ausführungsform vorgesehen, wenigstens eines der beiden Hubelemente auf oder an einem motorischen Linearantrieb anzuordnen und/oder dass diese einen solchen umfassen, so dass hierdurch eine Bewegung in oder gegen die Transportrichtung zur Distanzeinstellung zum zentralen Fahrgestell veranlasst werden kann und damit eine Bewegung auf eine Werkstückkante zu oder von dieser weg.In order to quickly adapt the device to different workpieces, one embodiment provides for at least one of the two lifting elements to be arranged on or on a motorized linear drive and/or for these to include such a drive, so that a movement in or against the transport direction for setting the distance to the central chassis can be initiated and thus a movement towards or away from a workpiece edge.
Idealerweise sind beide Hubelemente in Transportrichtung derart verfahrbar, so dass Werkstücke unterschiedlicher Länge nach der Übernahme auf die Werkstückauflage und beim Anheben, auch in Transportrichtung symmetrisch oberhalb von der Halte- und Positioniervorrichtung positionierbar sind.Ideally, both lifting elements can be moved in the transport direction in such a way that workpieces of different lengths can also be positioned symmetrically above the holding and positioning device in the transport direction after they have been transferred to the workpiece support and during lifting.
Eine weitere Verbesserung besteht darin, dass die wenigstens zwei die Werkstückgreifer tragenden Hubelemente an ihrem unteren Ende mindestens eine Lauf- und Führungsrolle aufweisen und/oder mit einer mindestens eine Lauf- und Führungsrolle umfassende Tragstruktur verbunden sind, die auf einer Laufbahn oder Schiene aufsetz- und/oder führbar ist. Hierbei ist der mindestens eine motorische Linearantrieb der Hubelemente zur Bewegung in oder gegen die Transportrichtung mit dem einen Ende auf oder an dem Fahrgestell befestigt und/oder gelagert und mit dem anderen Ende auf oder an dem Hubelement oder der Tragstruktur des Hubelementes befestigt und/oder gelagert.A further improvement consists in the fact that the at least two lifting elements carrying the workpiece grippers have at least one running and guiding roller at their lower end and/or are connected to a supporting structure comprising at least one running and guiding roller, which can be placed and mounted on a track or rail /or is feasible. The at least one motorized linear drive of the lifting elements for movement in or against the direction of transport is fastened and/or mounted with one end on or on the chassis and with the other end fastened and/or mounted on or on the lifting element or the supporting structure of the lifting element .
Bei einer alternativen Ausführungsform ist jedes der mindestens zwei Hubelemente und/oder dessen Tragstruktur auf oder an einem Schlitten angeordnet, welche über eine Linearführung mit dem Fahrgestell verbunden sind. Unter dem Begriff Schlitten ist hierbei jegliches rollendes oder schleifendes Element zu verstehen, über das eine vertikale Kraft in den Boden ableitbar ist und das die beschriebene Horizontalbewegung der Hubelemente ermöglicht.In an alternative embodiment, each of the at least two lifting elements and/or its support structure is arranged on or on a carriage, which is connected to the chassis via a linear guide. The term carriage is to be understood here as meaning any rolling or grinding element via which a vertical force can be derived into the ground and which enables the described horizontal movement of the lifting elements.
Bei einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass mindestens einer der Werkstückgreifer an einem der beiden Hubelement einen Doppelgreifer oder zwei Werkstückgreifer aufweist. Diese sind in der Ruhelage, also der unteren Position horizontal und quer zur Transportrichtung voneinander beabstandet und weiterhin sind sie an einer gemeinsamen Drehachse oder Antriebswelle befestigt. Die Doppelgreifer sind insbesondere dann von Vorteil, wenn das Werkstück im zentralen Mittelbereich ggf. eine konstruktionsbedingte Unebenheit, Durchbrechung oder Verschwächung aufweist, so dass ein Greifen seitlich hiervon vorteilhaft ist. Weiterhin wird mit diesem Doppelgreifer die Greiffläche vergrößert, ohne übergroße Überdeckungsflächen für Greifflächen auf dem Werkstück zu belegen, was bei sehr dünnwandigen oder zerbrechlichen Werkstücken vorteilhaft ist.In a further embodiment it is provided that at least one of the workpiece grippers has a double gripper or two workpiece grippers on one of the two lifting elements. In the rest position, ie the lower position, these are spaced apart horizontally and transversely to the transport direction and they are also attached to a common axis of rotation or drive shaft. The double grippers are particularly advantageous if the workpiece has a construction-related unevenness, opening or weakening in the central middle area, so that a Gripping the side of this is advantageous. Furthermore, the gripping surface is increased with this double gripper without occupying oversized overlapping surfaces for gripping surfaces on the workpiece, which is advantageous for very thin-walled or fragile workpieces.
Von der Erfindung ist auch eine Fertigungslinie umfasst, zur Behandlung, insbesondere manuellen Behandlung, der vorgenannten Werkstücke. Diese umfasst mindestens einen Zuförderer zum liegenden Antransport von Werkstücken in einer Werkstückförderrichtung, eine Halte- und Positioniervorrichtung und mindestens einen Abförderer zum Abtransport des Werkstücks. Hierbei besteht der Kern darin, dass zwischen dem Zuförderer und dem Abförderer in Werkstückförderrichtung eine Zwischenstrecke vorgesehen ist, auf der eine Schiene oder ein Schienenstrang angeordnet ist, auf welcher die Halte- und Positioniervorrichtung, die nach einem der vorherigen Ausführungsvarianten ausgebildet ist, zwischen einer Werkstückübernahmeposition und einer Werkstückabgabeposition verfahrbar ist.The invention also includes a production line for the treatment, in particular manual treatment, of the aforementioned workpieces. This comprises at least one feed conveyor for horizontal transport of workpieces in a workpiece conveying direction, a holding and positioning device and at least one discharge conveyor for transporting away the workpiece. The essence of this is that between the feed conveyor and the discharge conveyor in the workpiece conveying direction, there is an intermediate section on which a rail or a rail track is arranged, on which the holding and positioning device, which is designed according to one of the previous embodiment variants, between a workpiece transfer position and a workpiece delivery position can be moved.
Idealerweise ist die Fertigungslinie ein Seitenzweig oder ein Unterabschnitt einer Hauptfertigungslinie, auf die über eine stromaufwärts befindliche Weiche Werkstücke bedarfsweise herangeleitet werden.Ideally, the production line is a side branch or sub-section of a main production line onto which workpieces are diverted as needed via an upstream diverter.
Bei einer alternativen Ausführungsform ist der Abförderer ein wegungebundenes Fahrzeug, wie beispielsweise ein Gabelstapler, ein Flurförderfahrzeug und/oder ein autonomes Flurförderfahrzeug. Hierdurch kann eine schnelle und flexible Rückführung des Werkstücks in die Hauptfertigungslinie oder zu weiteren Behandlungsstationen ermöglicht werden.In an alternative embodiment, the discharge conveyor is a mobile vehicle, such as a forklift, an industrial truck, and/or an autonomous industrial truck. This enables the workpiece to be returned quickly and flexibly to the main production line or to further treatment stations.
Die Zwischenstrecke ist vorteilhafterweise so dimensioniert, dass mindestens zeitweise ein Laufweg für Personen zwischen der Halte- und Positioniervorrichtung einerseits und dem Zuförderer und/oder dem Abförderer andererseits herstellbar ist. Hierdurch wird eine gute Zugänglichkeit zu einem Werkstück und damit auch eine gute ergonomische Arbeitssituation für einen Mitarbeiter geschaffen.The intermediate section is advantageously dimensioned in such a way that at least at times a path for people to walk between the holding and positioning device on the one hand and the infeed conveyor and/or the discharge conveyor on the other hand can be established. This creates good accessibility to a workpiece and thus also a good ergonomic work situation for an employee.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Fertigen von den vorstehend definierten Werkstücken, werden mindestens ein Zuförderschritt, ein Behandlungsschritt und ein Abförderschritt durchlaufen. In dem Behandlungsschritt werden die Werkstücke mindestens zeitweise lagestabil gehalten, wobei eine Fertigungslinie und eine Halte- und Positioniervorrichtung nach einem der vorstehenden Ausführungsbeispiele verwendet werden.In the method according to the invention for manufacturing the workpieces defined above, at least one feeding step, one treatment step and one removal step are carried out. In the treatment step, the workpieces are held in a stable position at least temporarily, using a production line and a holding and positioning device according to one of the above exemplary embodiments.
Bei einer Variante des Verfahrens durchläuft das Werkstück mindestens die folgenden Schritte:
- Übernahme von dem Zuförderer auf die Werkstückaufnahme der Halte- und Positioniervorrichtung, wobei der Halte- und Positioniervorrichtung unmittelbar angrenzend am Zuförderer steht und das Werkstück mittels mindestens eines Förderbands der Werkstückauflage auf die Halte- und Positioniervorrichtung transportiert wird, wobei es relativ zur Halte- und Positioniervorrichtung bewegt wird. Nachfolgend werden die Werkstückgreifer auf die Höhe des Werkstückes beziehungsweise der zu fassenden Werkstückkanten angehoben, wobei dieses Anheben der Werkstückgreifer zeitgleich oder nacheinander erfolgen kann. Nachfolgend wird das Werkstück an den betroffenen Werkstückkante eingeklemmt und bis zu einer Bearbeitungshöhe angehoben und anschließend bearbeitet.
- Transfer from the feed conveyor to the workpiece holder of the holding and positioning device, with the holding and positioning device being directly adjacent to the feed conveyor and the workpiece being transported onto the holding and positioning device by means of at least one conveyor belt of the workpiece support, with it being relative to the holding and positioning device is moved. The workpiece grippers are then raised to the level of the workpiece or the workpiece edges to be gripped, with this lifting of the workpiece grippers being able to take place simultaneously or one after the other. The workpiece is then clamped at the affected workpiece edge and raised to a processing height and then processed.
Das Verfahren ist insbesondere für eine manuelle Bearbeitung vorgesehen, bei der Personal von mindestens zwei, vorzugsweise drei oder sogar vier, Seiten Zugang zum Werkstück haben muss. Nach der Bearbeitung wird das Werkstück auf der Werkstückauflage flach abgelegt, die Werkstückgreifer werden gelöst und dann auf die untere Position abgesenkt, so dass sie anschließend wieder von dem Werkstück bei dessen Weitertransport (Ausleitung) überlaufen werden können.The method is intended in particular for manual processing, in which personnel must have access to the workpiece from at least two, preferably three or even four sides. After processing, the workpiece is placed flat on the workpiece support, the workpiece grippers are released and then lowered to the lower position so that the workpiece can then run over them again during further transport (ejection).
Nachfolgend wird die Halte- und Positioniervorrichtung in Transportrichtung bis unmittelbar an den Abförderer herangefahren und das Werkstück von der Werkstückauflage der Halte- und Positioniervorrichtung auf den Abförderer übergeleitet. Hierzu wird das Werkstück analog zur Übernahme mittels mindestens des einen Förderbands der Werkstückauflage relativ zur Halte- und Positioniervorrichtung auf den Abförderer geleitet.The holding and positioning device is then moved in the direction of transport right up to the discharge conveyor and the workpiece is transferred from the workpiece support of the holding and positioning device to the discharge conveyor. For this purpose, the workpiece is guided to the discharge conveyor in a manner analogous to the takeover by means of at least one conveyor belt of the workpiece support relative to the holding and positioning device.
In dem Sonderfall, dass der Abförderer ein Hub- oder Greifwerkzeug aufweist, wird die Überleitung analog verändert, indem das Hub- oder Greifwerkzeug mindestens eine Teilstrecke der Überleitung vollzieht.In the special case that the removal device has a lifting or gripping tool, the transfer is changed analogously in that the lifting or gripping tool completes at least part of the transfer.
Bei einer Variante des Verfahrens wird das Werkstück in der Bearbeitungshöhe um eine horizontale Achse um einen bestimmten Winkelgrad gedreht oder gekippt. Diese Dreh- oder Kippstellungen werden immer eine Zeitlang beibehalten, je nach dem erforderlichen Bearbeitungsteilschritt, bis zur vollständigen Bearbeitung des Werkstücks.In a variant of the method, the workpiece is rotated or tilted at the processing height about a horizontal axis by a specific angular degree. These rotating or tilting positions are always maintained for a period of time, depending on the machining sub-step required, until the workpiece has been completely machined.
Bei einer alternativen Ausführungsform des Verfahren ist der hintere Werkstückgreifer beim Transport des Werkstücks mittels des mindestens einem Förderbands der Werkstückauflage bereits angehoben oder wird parallel angehoben, so dass die zu ergreifende Werkstückkante unmittelbar in den geöffneten, hinteren Werkstückgreifer eingeführt wird. Da häufig die Halte- und Positioniervorrichtung erst ein Stück vom Zuförderer entfernt werden muss, bevor der vordere Wertstückgreifer angehoben und geschlossen werden kann, besteht der Vorteil darin, dass ein aufliegendes Werkstück bei Anfahren der Halte- und Positioniervorrichtung in Transportrichtung bereits einseitig gesichert und in seiner Lage gehalten wird.In an alternative embodiment of the method, the rear workpiece gripper is already raised during transport of the workpiece by means of the at least one conveyor belt of the workpiece support or is raised in parallel, so that the workpiece edge to be gripped is directly in inserted into the open, rear workpiece gripper. Since the holding and positioning device often has to be removed a little from the feed conveyor before the front workpiece gripper can be lifted and closed, the advantage is that when the holding and positioning device approaches the workpiece in the transport direction, it is already secured on one side and in its position is maintained.
Bei einer anderen Variante des Verfahrens werden die Werkstückgreifer parallel, das heißt zeitgleich beim Verfahren der Halte- und Positioniervorrichtung in Transportrichtung bis unmittelbar an den Abförderer gelöst und/oder abgesenkt. Hierdurch erfolgt eine Leistungssteigerung.In another variant of the method, the workpiece grippers are released and/or lowered in parallel, that is to say at the same time as the holding and positioning device is being moved in the transport direction, right up to the removal conveyor. This results in an increase in performance.
Eine besondere Verbesserung des Verfahrens besteht darin, die IST-Lage eines Werkstücks auf dem Zuförderer mittels mindestens eines Lagesensors, wie bspw. einer Kamera, zu erfassen und diese IST-Lage mit einer SOLL-Lage zu vergleichen. Anschließend werden abhängig von diesem SOLL-IST-Vergleich auf dem Zuförderer die Förderbänder und/oder der Schleifbalken quer zur Transportrichtung verfahren, um das Werkstück bereits in der für die Werkstückauflage der Halte- und Positioniervorrichtung erforderliche SOLL-Lage zu empfangen. Die SOLL-Lage auf der Halte- und Positioniervorrichtung meint dabei die gewünschte Lage von Teilbereichen des Werkstücks auf der Werkstückaufnahme, insb. den Förderbändern der Werkstückaufnahme. Hierdurch werden eine optimale Auflage auf der Werkstückauflage und nachfolgend ein schnelles, symmetrisches Erfassen durch die Werkstückgreifer sichergestellt.A particular improvement of the method consists in detecting the ACTUAL position of a workpiece on the conveyor using at least one position sensor, such as a camera, and comparing this ACTUAL position with a TARGET position. Then, depending on this ACTUAL/NOTICAL comparison, the conveyor belts and/or the sanding bar are moved on the feed conveyor transversely to the transport direction in order to receive the workpiece in the TARGET position required for the workpiece support of the holding and positioning device. The TARGET position on the holding and positioning device means the desired position of partial areas of the workpiece on the workpiece holder, especially the conveyor belts of the workpiece holder. This ensures optimal support on the workpiece support and subsequent rapid, symmetrical gripping by the workpiece grippers.
In der folgenden Figurenbeschreibung sind gleiche Teile in den verschiedenen Zeichnungsfiguren stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen, sodass nicht zu jeder Zeichnungsfigur alle Bezugszeichen erneut erläutert werden müssen.In the following description of the figures, the same parts in the various figures are always provided with the same reference numbers, so that not all reference numbers have to be explained again for each figure.
Nachstehend sind die erfindungsgemäße Vorrichtung und das Verfahren anhand von schematischen Darstellungen beispielhaft beschrieben. Diese sind sehr vereinfacht und insbesondere sind aus Übersichtlichkeitsgründen nötige und übliche Elemente nicht dargestellt, wie beispielsweise Steuer-/Regeleinheit, Strom- und Datenleitungen, Sensoren (Abstands- und Wegsensoren, Temperatur, etc.), weitere Pneumatikelemente, uvm., wobei diese zwingend bzw. bedarfsweise vorzusehen sind. Es zeigen
-
1 die Halte- und Positioniervorrichtung in einer perspektivischen Darstellung, -
2 die Halte- und Positioniervorrichtung gemäß der1 in einer Fertigungslinie und einer üblichen Aufstellungssituation zwischen einem Zuförderer und einem Abförderer in der Übernahmeposition, -
3 die Halte- und Positioniervorrichtung gemäß2 in der Fertigungslinie in einer Bearbeitungsposition, in welcher ein Werkstück in der angehobenen Arbeitsposition geschwenkt gehalten wird, -
4 die Halte- und Positioniervorrichtung und die Fertigungslinie gemäßden 2 und 3 , wobei sich die Halte- und Positioniervorrichtung in der Abgabeposition befindet, -
5 einezur 2 analoge Anordnung , wobei die Halte- und Positioniervorrichtung für ein Werkstück mit einer großen Breite eingerichtet ist, -
6 eine Halte- und Positioniervorrichtung gemäß5 , bei welcher das breite Werkstück in der Arbeitsposition geschwenkt gehalten wird, -
7 eine zur4 analoge Anordnung, in der das breite Werkstück auf den Abförderer übergeben wurde, -
8a,b die Halte- und Positioniervorrichtung in zwei Seitenansichten mit einem schmalen Werkstück, -
9a,b die Halte- und Positioniervorrichtung in zwei Seitenansichten mit einem breiten Werkstück und -
10 eine Ausführungsform eines Werkstückgreifers als Doppelgreifer in Draufsicht.
-
1 the holding and positioning device in a perspective view, -
2 the holding and positioning device according to1 in a production line and a usual installation situation between an infeed conveyor and an outfeed conveyor in the transfer position, -
3 the holding and positioning device according to2 in the production line in a processing position in which a workpiece is held pivoted in the raised working position, -
4 the holding and positioning device and the production line according to2 and3 , wherein the holding and positioning device is in the dispensing position, -
5 one to2 Analogous arrangement, wherein the holding and positioning device is set up for a workpiece with a large width, -
6 according to a holding andpositioning device 5 , in which the wide workpiece is kept tilted in the working position, -
7 one to4 analogous arrangement, in which the wide workpiece was transferred to the discharge conveyor, -
8a,b the holding and positioning device in two side views with a narrow workpiece, -
9a,b the holding and positioning device in two side views with a wide workpiece and -
10 an embodiment of a workpiece gripper as a double gripper in plan view.
Im unteren Bereich umfasst die Halte- und Positioniervorrichtung 2 ein Fahrgestell 6, welches innenliegende und nicht dargestellte Rollen und Antriebe umfasst. Nachfolgendend wird die Halte- und Positioniervorrichtung 2 als umfassend elektromotorisch angetrieben oder antreibbar beschrieben, was insgesamt sehr vorteilhaft ist für eine schnelle und effektive Verwendung. Allerdings ist dies nicht zwingend notwendig, einzelne Bewegungen können auch über geeignete händische Verstelleinheiten und/oder manuelle Antriebe realisiert werden.In the lower area, the holding and
Auf der Oberseite ist eine Werkstückauflage 7 angeordnet bzw. wird die Oberseite von der Werkstückauflage 7 gebildet. Diese Werkstückauflage 7 umfasst zwei parallele, endlos umlaufende Förderbänder 7.1, 7.2, deren jeweilige Antriebe 17 mit zugehörigem Getriebe auf der ersten Seite 27 und zweiten Seite 28 benachbart zur Abgabeseite 26 hängend angeordnet sind.A
An der Übernahmeseite 25 und der Abgabeseite 26 ist mittig jeweils ein Werkstückgreifer 8.1, 8.2 angeordnet, die von jeweils am oberen Ende eines zugehörigen Hubelementes 9.1, 9.2 getragen und gelagert sind. Die Werkstückgreifer 8.1, 8.2 sind beide mittels jeweils eines Antriebes 16 um eine horizontale Achse D rotierbar. Bei einer alternativen, nicht dargestellten Ausführungsform ist nur ein Werkstückgreifer 8.1 mit einem Antrieb 16 direkt rotativ antreibbar und der andere Werkstückgreifer 8.2 ist passiv rotierbar gelagert und wird im Betrieb mittelbar über ein eingespanntes und gehaltenes Werkstück 10 angetrieben. Die Werkstückgreifer 8.1, 8.2 weisen vorliegend eine schaltbare, pneumatisch angetriebene Verschlussmechanik auf; diese kann aber auch durch andere alternative Klemmantriebe oder -mechanismen realisiert werden. Bei einer sehr einfachen Lösung, die vor allem für leichte Werkstücke 10 geeignet ist, ist mindestens einer der Werkstückgreifer 8.1 selbstklemmend, bspw. durch eine elastische Deformation eines Auflageelementes des Werkstückgreifers.A workpiece gripper 8.1, 8.2 is arranged centrally on the
Die Hubelemente 9 weisen an ihrer Unterseite jeweils eine Laufrolle 12 an der ersten Seite 27 auf, die auf der Schiene 5 geführt wird und abrollen kann und über welche die Last direkt in den Boden 23 eingeleitet werden kann. Die Hubelemente 9 sind weiterhin über jeweils einen Antrieb 18 mit dem Fahrgestell verbunden, wobei das Führungselement, wie bspw. eine Zahnstange oder eine Gewindestange, am Hubelement 9 gelagert oder befestigt ist und der zugehörige, antreibende Motor in der Regel auf dem Fahrgestell 6 angeordnet ist. Somit kann jeweils die Baueinheit aus Hubelement 9, Lagerrolle 12, Werkstückgreifer 8 mit dessen Rotationsantrieb 16 von der Übernahmeseite 25 bzw. Abgabeseite 26 stufenlos beabstandet oder angenähert werden. Diese Einstellung ist insbesondere für die Anpassung auf die Länge des Werkstücks 10 erforderlich.The
Eine Anpassung auf die Breite des Werkstücks 10 ist am Werkstückgreifer 8 regelmäßig nicht erforderlich. Die Einstellung auf eine geeignete Werkstückbreite 10 ist mit Blick auf die Werkstückauflage 7 sinnvoll, um bspw. die Förderbänder 7.1, 7.2 in einer SOLL-Lage direkt unterhalb eines tragfähigen Rahmenelementes des Werkstückes 10 in Anlagen zu bringen. Hierzu sind die Förderbänder 7.1, 7.2 auf linearen Antrieben 19 gelagert, über welche sie parallel oder im Wesentlichen parallel zueinander verfahren werden können.An adjustment to the width of the
In den vorliegenden Beispielen sind immer zwei parallele Förderbänder 7.1, 7.2 gezeigt und beschrieben, die denselben Abstand von einer theoretischen Mittellinie der Halte- und Positioniervorrichtung 2 haben. Je nach zu verarbeitendem Werkstück 10 kann es allerdings auch sinnvoll sein, dass die Auflagenbreite der die Werkstückauflage 7 bildenden parallelen Förderbänder unterschiedlich breit ist und/oder kann es im Einzelfall sinnvoll sein, ein oder mehrere weitere Förderbänder oder Schleifbalken oder Kugel- oder Rollenbahnen vorzusehen, um das liegende Werkstück 10 optimal zu stützen.In the present examples, two parallel conveyor belts 7.1, 7.2 are always shown and described, which have the same distance from a theoretical center line of the holding and
In der
Alle Antrieb und Sensoren sind weiterhin mit einer zentralen Regelungs- und Steuerungseinheit 20 verbunden, über welche auch die Fördergeschwindigkeiten synchronisiert werden können. All drives and sensors are also connected to a central regulation and
In der
Weiterhin ist in
In der
In der
Das Werkstück 10 ist, wie in
In
In der
In der Seitenansicht der
Die
Schließlich zeigt die
Es ist für den Fachmann unmittelbar einsichtig, dass die vorstehenden Ausführungsformen ergänzend oder kombinatorisch genutzt werden können.It is immediately obvious to the person skilled in the art that the above embodiments can be used in addition or in combination.
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Fertigungslinieproduction line
- 22
- Halte- und PositioniervorrichtungHolding and positioning device
- 33
- Zufördererfeeder
- 44
- Abfördererconveyor
- 55
- Schienenrails
- 66
- Fahrgestellchassis
- 77
- Werkstückauflage (Gummibänder) Workpiece support (rubber bands)
- 7.17.1
- Förderbandconveyor belt
- 7.27.2
- Förderband conveyor belt
- 88th
- Werkstückgreifer workpiece gripper
- 8.18.1
- Werkstückgreifer (erster)workpiece gripper (first)
- 8.28.2
- Werkstückgreifer (zweiter) workpiece gripper (second)
- 99
- Hubelement lifting element
- 9.19.1
- Hubelement (erstes)lifting element (first)
- 9.29.2
- Hubelement (zweites) lifting element (second)
- 1010
- Werkstückworkpiece
- 1111
- Werkstückkante workpiece edge
- 11.111.1
- Werkstückkante (hinten)workpiece edge (rear)
- 11.211.2
- Werkstückkante (vorne) workpiece edge (front)
- 1212
- (Lauf-)Rolle(running) roller
- 1313
- SchlittenSleds
- 1414
- Zwischenstreckeintermediate route
- 1515
- Laufwegwalking route
- 1616
- Antrieb (rotativ von 8)Drive (rotary from 8)
- 1717
- Antrieb (von 7)Drive (of 7)
- 1818
- Antrieb (linear von 9)Drive (linear from 9)
- 1919
- Antrieb (quer/linear von 7)Drive (transverse/linear from 7)
- 2020
- Regel- und SteuereinheitRegulating and control unit
- 2121
- Antriebe (von 3, 4)Drives (of 3, 4)
- 2222
-
Bremse/Sperre (von Antrieb 16, Winkelstellung)Brake/lock (from
drive 16, angular position) - 2323
- Bodenfloor
- 2424
- Bedienelement/-monitorcontrol panel/monitor
- 2525
- Übernahmeseitetakeover page
- 2626
- Abgabeseitedelivery side
- 2727
- Seiten (erste)pages (first)
- 2828
- Seite (zweite)side (second)
- 2929
- Lagesensorposition sensor
- 3030
- WelleWave
- 3131
- Trägerelementcarrier element
- 3232
- Laufrolle roller
- AA
- Werkstückaufnahmepositionworkpiece pick-up position
- BB
- WerkstückabgabepositionWorkpiece delivery position
- CC
- Transportrichtungtransport direction
- DD
- Rotationsachse (horizontal)axis of rotation (horizontal)
- EE
- Schwenkrichtung pan direction
- H1H1
- Position (untere)position (lower)
- H2H2
- Position (obere)position (upper)
- H3H3
- Arbeitspositionworking position
- VV
- Vertikalevertical
Claims (19)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102021106634.4A DE102021106634B3 (en) | 2021-03-18 | 2021-03-18 | Holding and positioning device for workpieces |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102021106634.4A DE102021106634B3 (en) | 2021-03-18 | 2021-03-18 | Holding and positioning device for workpieces |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102021106634B3 true DE102021106634B3 (en) | 2022-06-02 |
Family
ID=81586317
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE102021106634.4A Active DE102021106634B3 (en) | 2021-03-18 | 2021-03-18 | Holding and positioning device for workpieces |
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Country | Link |
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DE (1) | DE102021106634B3 (en) |
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-
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- 2021-03-18 DE DE102021106634.4A patent/DE102021106634B3/en active Active
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---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
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R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final | ||
R082 | Change of representative |
Representative=s name: SCHULZE HORN, KATHRIN, DE |