DE102021208684A1

DE102021208684A1 - Wendevorrichtung für Werkstücke sowie Verfahren zum Wenden von Werkstücken

Info

Publication number: DE102021208684A1
Application number: DE102021208684.5A
Authority: DE
Inventors: Matthias Sarna; Siel Wiedermann
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2021-08-10
Filing date: 2021-08-10
Publication date: 2023-02-16

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Wendevorrichtung (1), wobei die Wendevorrichtung (1) ein zwischen und/oder gegenüber wenigstens zwei Aufhängungen (2) umlaufend und bewegbar angeordnetes geschlossenes Band (3) aufweist, womit zwischen den Aufhängungen (2) stets zumindest zwei Bandabschnitte, hierbei ein Werkstückaufnahmeabschnitt (4) und ein Hilfsabschnitt (5), des Bands (3) ausgebildet sind. Das Band (3) weist zudem eine Bandlose (6) auf, wobei diese Bandlose (6) über Bewegungen einer ersten Bewegungsart des Bands (3) zumindest anteilig zwischen den Bandabschnitten verlagerbar ist. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Wenden von Werkstücken mit dieser Wendeeinrichtung (1).

Description

Die Erfindung betrifft eine Wendevorrichtung für Werkstücke sowie ein Verfahren zum Wenden dieser Werkstücke.
Gerade im Karosseriebau stellt sich die automatisierte Zufuhr von ungeordnet gelagerten Werkstücken in die Fertigung nach wie vor problematisch dar. Ein möglicher Ansatz, diese Problematik zu lösen, besteht dabei in der Entnahme der in Werkstückbehältern oder Werkstückträgern ungeordnet gelagerten Werkstücke und einem anschließenden Überführen der Werkstücke in eine definierte Position und Orientierung mittels Robotern sowie der Bereitstellung der Werkstücke in einer Übergabestation zur Verwendung in einem Folgeprozess. Dieser Ansatz ist auch als Griff in die Kiste bekannt.
Eine Variante hiervon wird beispielsweise durch die DE 103 56 536 A1 beschrieben. Diese offenbart eine Entnahme- und Ablagevorrichtung, über welche Werkstücke, hierbei insbesondere Bremsscheiben, mittels eines an einem Roboter angeordneten Magnetgreifers aus einem Transportbehälter entnommen werden. Hierbei wird eine Ausgangslage der Bremsscheiben innerhalb des Transportbehälters mittels eines Laserscanners erfasst und bei der Entnahme der Bremsscheiben durch den Roboter berücksichtigt. Ferner wird mittels eines weiteren Laserscanners die Greiflage der Bremsscheiben am Magnetgreifer erfasst. Befindet sich eine Bremsscheibe dabei in einer Sollendlage, wird diese unmittelbar auf einem Förderband abgelegt. Befindet sich eine Bremsscheibe hingegen nicht in Sollendlage am Magnetgreifer, wird diese zunächst auf einer Wendeeinrichtung abgelegt, welche dem Förderband voreilend angeordnet ist. Mittels dieser sind die Bremsscheiben aus der Greiflage in die Sollendlage überführbar, wofür die Wendeeinrichtung eine Wendemulde aufweist. Befindet sich die Bremsscheibe mit ihrer Krempe am Magnetgreifer und somit nicht in Sollendlage, wird diese am Rand der Wendemulde abgelegt und schwenkt nach Lösen des Magnetgreifers schwerkraftbedingt in diese ein, sodass die umlaufende Seite der Krempe dem Magnetgreifer zugänglich ist. An dieser lässt sich die Bremsscheibe durch den Magnetgreifer aus der Wendemulde ziehen, sodass die Krempe dem Magnetgreifer abgewandt auf einer sich der Wendemulde anschließenden Ablagefläche zum Ruhen kommt und sich somit in Sollendlage befindet. Die Verwendung einer solchen Wendemulde ist jedoch als nachteilig zu betrachten, da sich der damit durchgeführte Wendevorgang, zudem im Zusammenhang mit den bereits vororientiert im Transportbehälter bevorrateten Bremsscheiben, als überaus zeitintensiv darstellt.
Gerade auch bei vollkommen ungeordneten Werkstücken ist es hingegen regelmäßig notwendig, sechs bis acht Werkstücke automatisiert bereitzustellen, um mit einem manuellen Entnahmevorgang vergleichbar und somit wirtschaftlich zu sein. Gerade bei manuellen Entnahmevorgängen aus einem Werkstückbehälter erfolgt eine Orientierung des entnommenen Werkstücks bereits meist unbewusst und durch geschicktes Umgreifen und/oder unter Verwendung beider Hände.
Bei einer roboterbasierten Entnahme und Orientierung eines Werkstücks aus einem Werkstückbehälter steht über den Roboter hingegen regelmäßig lediglich ein Arm mit einem Greifer und gegebenenfalls vorgenannte Wendeeinrichtungen zur Verfügung. Dabei stellen sich die geringe Orientierungswahrscheinlichkeit und die quasi unbegrenzten Orientierungsmöglichkeiten der Werkstücke im Werkstückbehälter als problembehaftet dar. Die insbesondere im Bereich des Karosseriebaus auftretenden flächenhaften Werkstücke müssen hierbei statistisch betrachtet zu 50 Prozent gewendet werden. Dabei stellt die Verwendung von Robotern und Wendeeinrichtungen einen enormen Aufwand in der Entwicklung, bei der Planung von Roboterzellen sowie eine hohe Taktzeitbelastung im Fertigungsprozess dar.
Die zu entwickelnden und in Betrieb zu nehmenden roboterunterstützten Wende- respektive Umgreifeinrichtungen sind, wenn werkstückabhängig überhaupt realisierbar, durch einen hohen Konfigurations- und Planungsaufwand sowie eine komplexe Programmierung und Justage gekennzeichnet. Zudem sind diese häufig fehleranfällig und stellen regelmäßig Sonderanfertigungen dar, die - wie auch in der DE 103 56 536 A1 dargestellt - speziell auf bestimmte Werkstücke ausgelegt sind und lediglich eine geringe Anzahl, jedoch regelmäßig nicht beliebig viele Ordnungszustände der Werkstücke abdecken können.
Neben den dargelegten roboterunterstützen Wendeeinrichtungen sind aus dem Stand der Technik weitere Möglichkeiten bekannt, Werkstücke bei Bedarf zu wenden.
Der DE 12 53 636 B ist in diesem Zusammenhang zu entnehmen, entlang eines Förderbands transportierte, große und zudem sperrige Werkstücke mittels zweier hintereinander angeordneter Leitflächen respektive Leitwänden zu wenden. Die hierbei in Förderrichtung erste Leitwand weist dabei einen sich aus der Waagerechten in die Senkrechte aufsteilenden und die in Förderrichtung folgende zweite Leitwand einen sich aus der Senkrechten in die Waagerechte absteilenden, gewölbten Verlauf auf, wobei sich die jeweils im Wesentlichen senkrechten Abschnitte der Leitwände in Förderrichtung in einem Abschnitt überschneidend und quer zur Förderrichtung beabstandet gegenüberliegen. Das Wenden eines Werkstücks erfolgt dabei dadurch, dass ein in Förderrichtung zunächst auf die erste Leitwand auftreffendes Werkstück aufgrund der aufsteilenden Gestaltung der ersten Leitwand und unter Kontakt zu einer parallel zur ersten Leitwand angeordneten ersten Führungsleiste in einer schraubenartigen Bewegung in die Senkrechte gezwungen wird, im sich überschneidenden Abschnitt auf die zweite Leitwand überkippt und aufgrund der absteilenden Gestaltung der zweiten Leitwand und unter Kontakt mit einer parallel zur zweiten Leitwand angeordneten zweiten Führungsleiste in die Waagerechte rückgeführt wird.
Weiterhin wird in der DE 28 35 141 A1 eine Einrichtung zum Stapeln von Werkstücken, hierbei insbesondere Zink-Barren, auf Paletten beschrieben, wobei am Ende eines in Förderrichtung aufsteigend ausgerichteten Förderbands eine Vorrichtung zum bedarfsweisen Wenden der Zinkbarren angeordnet ist. Diese Vorrichtung weist hierbei einen über ein Gelenk schwenkbar angeordneten Finger auf, welcher bei Bedarf über einen Hubmagnet in Richtung des Förderbands zugestellt wird. Der nun auf den Finger überlaufende Zinkbarren schwenkt nach Verlassen des Förderbands mit seinem sich nicht auf dem Finger befindlichen Ende schwerkraftbeding in einen sich an das Förderband anschließenden, abschüssig ausgerichteten Rollengang, sodass sich der Zinkbarren mit seiner zuvor nach oben gerichteten Grundfläche nach unten wendet. Von den Enden des sich in zwei Zweigstrecken aufteilenden Rollengangs werden die Zinkbarren anschließend mittels eines Greifersystems aufgenommen und auf Paletten stapelnd abgelegt.
Die dargestellten Lösungen weisen jedoch aufgrund der notwendigen Förderbänder einen hohen Platzbedarf auf und sind teils nur unflexibel einzusetzen, da die Ausgestaltung der Lösungen zudem an den Wendevorgang eines spezifischen Werkstücks angepasst ist.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Wendevorrichtung sowie ein Verfahren der eingangs genannten Art derart auszuführen, dass eine Vielzahl sich insbesondere geometrisch unterscheidender Bauteile gewendet werden können, wobei die Wendevorrichtung zudem einen konstruktiv einfachen Aufbau mit geringem Platzbedarf aufweist.
Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Wendevorrichtung gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie einem Verfahren zum Wenden von Werkstücken nach Patentanspruch 9. Die Unteransprüche betreffen besonders zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung.
Erfindungsgemäß ist also eine Wendevorrichtung, insbesondere für bevorzugt flächenhaft ausgeprägte Werkstücke, vorgesehen. Solche flächenhaft ausgeprägte Werkstücke können hierbei z. B. Karosseriebauteile sein, welche jedoch zum Teil auch abstehende Strukturen aufweisen können. Die Wendevorrichtung weist dabei erfindungsgemäß ein zwischen und/oder gegenüber wenigstens zwei, insbesondere parallel angeordneten und zueinander beabstandeten Aufhängungen umlaufend und bewegbar angeordnetes geschlossenes Band auf. Somit liegen zwischen den Aufhängungen stets zumindest zwei Bandabschnitte, hierbei ein Werkstückaufnahmeabschnitt und ein Hilfsabschnitt, des Bands vor. Dabei sind diese Bandabschnitte nicht als absolute Bereiche des Bands zu verstehen, sondern definieren die veränderbaren Bereiche des Bands, die sich - gerade - zwischen den Aufhängungen befinden. Somit laufen die Bandabschnitte insbesondere bei einer Bewegung des Bands nicht mit diesem mit. Darüber hinaus weist das Band erfindungsgemäß eine, insbesondere gegenüber den Aufhängungen ausgeprägte Bandlose auf. Diese Bandlose ist hierbei durch eine Überlänge des Bands bestimmt, die im Band gegenüber einer einen straffen Verlauf des Bands zwischen den Aufhängungen ergebenden Länge des Bands ausgeprägt ist. Erfindungsgemäß ist diese Bandlose über Bewegungen einer ersten Bewegungsart des Bands zumindest anteilig, demnach anteilig oder vollständig, zwischen den Bandabschnitten verlagerbar. Daraus folgt, dass die miteinander korrelierenden Abschnittslängen der Bandabschnitte veränderbar ausgestaltet sind. Dadurch eignet sich die erfindungsgemäße Wendevorrichtung zum Wenden einer Vielzahl sich unterscheidender Werkstücke, hierbei insbesondere in Größe und/oder Form unterschiedlich gestalteter Karosseriebauteile, wobei die Wendevorrichtung einen vergleichsweise geringen Platzbedarf aufweist.
In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist zudem angedacht, dass die Wendevorrichtung zumindest einen Bandantrieb aufweist, welcher - mittelbar oder unmittelbar - mit dem Band wirkverbunden ist, wobei durch Antriebsbewegungen eines jeden Bandantriebs die Bewegungen erster Bewegungsart und Bewegungen zumindest einer weiteren, sich von der ersten Bewegungsart des Bands unterscheidenden, zweiten Bewegungsart des Bands bewirkbar sind respektive bewirkt werden. Durch die Generierung von Bewegungen des Bands wenigstens zweier Bewegungsarten über die Antriebsbewegungen des zumindest einen Antriebs lässt sich ein Wendevorgang eines Werkstücks in gewinnbringender Weise präzise steuern und somit optimal durchführen. Jeder Bewegungsart des Bands sollte hierbei wenigstens zwei Bewegungen des Bands zugehören. Hinsichtlich der ersten Bewegungsart betreffend das Verlagern der Bandlose zwischen den Bandabschnitten sollte eine erste Bewegung der ersten Bewegungsart in der Verlagerung der Bandlose aus dem Hilfsabschnitt in den Werkzeugaufnahmeabschnitt und eine zweite Bewegung der ersten Bewegungsart in der Verlagerung der Bandlose aus dem Werkzeugaufnahmeabschnitt in den Hilfsabschnitt liegen. Die erste Bewegung erster Bewegungsart führt dabei folgerichtig zu einem - schwerkraftbedingten - Senken des Werkstückaufnahmeabschnitts und somit eines sich gegebenenfalls auf dem Werkstückaufnahmeabschnitt befindlichen Werkstücks sowie einem Heben des Hilfsabschnitts gegenüber den Aufhängungen. Aus der zweiten Bewegung folgt entsprechend ein Heben des Werkstückaufnahmeabschnitts und somit eines sich gegebenenfalls auf dem Werkstückaufnahmeabschnitt befindlichen Werkstücks sowie einem - schwerkraftbedingten - Senken des Hilfsabschnitts.
Eine vielversprechende Ausgestaltung der Erfindung lässt sich ferner darin erkennen, dass die Bewegungen zweiter Bewegungsart im Verlagern - oder Bewegen - des Bands in eine Umlaufrichtung des Bands bestehen. Über die Bewegungen der zweiten Bewegungsart wird folglich keine Bandlose zwischen den Bandabschnitten verlagert, womit auch keine Veränderung der miteinander korrelierenden Längen der Bandabschnitte hervorgerufen wird. Hingegen bestehen die Bewegungen der zweiten Bewegungsart in Umlaufbewegungen des Bands in eine Umlaufrichtung, wobei wiederum zumindest zwei Bewegungen der zweiten Bewegungsart vorgesehen sein sollen. Hierbei ist - bei gleichem Bezug - eine erste Bewegung zweiter Bewegungsart rechtsdrehend, eine zweite Bewegung zweiter Bewegungsart linksdrehend gerichtet. So lässt sich ein sich insbesondere auf dem Werkstückaufnahmeabschnitt des Bands befindliches Werkstück in eine Umlaufrichtung des Bands verlagern und zudem beispielsweise von der Wendevorrichtung auf ein das Werkstück abtransportierendes Förderband überführen.
Als gewinnbringend stellt sich eine Ausführungsform der Erfindung weiterhin dar, wenn die Wendevorrichtung zumindest einen Mechanismus aufweist, welcher mit einem - einzigen - Bandantrieb und/oder dem Band verbunden ist und die Bewegungen der Bewegungsarten durch Zusammenwirken des Bandantriebs und des Mechanismus bewirkbar sind respektive bewirkt werden. So ließen sich die Bewegungen erster und zweiter Bewegungsart über lediglich einen Antrieb realisieren, was die Ansteuerung vorteilhaft vereinfachen würde. Der Mechanismus könnte dabei z. B. als ein von dem einzigen Antrieb unabhängig betätigbarer Klemmmechanismus ausgebildet sein, welcher ein bevorzugt einseitiges Feststellen des Bands ermöglicht. Eine Betätigung könnte dabei zudem über einen Aktuator erfolgen. Hierbei ließen sich bei Klemmung des Bands und auf das Band wirkenden Antriebsbewegungen des Antriebs die Bewegungen erster Bewegungsart, bei nicht erfolgter Klemmung und auf das Band wirkenden Antriebsbewegungen die Bewegungen zweiter Bewegungsart erzeugen. Denkbar ist ferner auch die Ausgestaltung des Mechanismus als ein Getriebe, welches mit einem jeden Antrieb, und hierbei insbesondere dem einzigen Antrieb, gekoppelt ist und die Antriebsbewegung des Antriebs übersetzt, sodass über Abtriebsbewegungen des Getriebes und die Antriebsbewegung des Antriebs die Bewegungen erster und zweiter Bewegungsart des Bands generierbar sind.
Eine erfolgversprechende Ausbildung der Erfindung ist zudem dadurch bestimmt, dass zumindest zwei, hierbei insbesondere ausschließlich zwei, Bandantriebe mit dem Band wirkverbunden sind und die Bewegungen der ersten Bewegungsart durch gegenläufige Antriebsbewegungen und/oder die Bewegungen der zweiten Bewegungsart durch gleichläufige Antriebsbewegungen der Bandantriebe bewirkbar sind respektive bewirkt werden. So kann gewinnbringend eine hohe Flexibilität und eine präzise Steuerung eines Wendevorgangs mittels der Wendevorrichtung gewährleistet werden. Eventuell vorhandene Ungleichmäßigkeiten in der Bandlose können derart durch eine - etwas - voneinander abweichende Ansteuerung der Bandantriebe, wie z. B. durch unterschiedliche Drehzahlen, gewinnbringend ausgeglichen werden. Die je zumindest zwei Bewegungen je Bewegungsart werden dabei durch gegenüber einander umgekehrte Antriebsbewegungen der beiden Antriebe bewirkt. Somit weisen die die erste Bewegung erster Bewegungsart bewirkenden gegenläufigen Antriebsbewegungen und die die zweite Bewegung erster Bewegungsart bewirkenden gleichläufigen Antriebsbewegungen eines jeweiligen Antriebs zueinander umgekehrte Drehrichtungen auf. Entsprechend weisen auch die die erste Bewegung zweiter Bewegungsart bewirkenden gleichläufigen Antriebsbewegungen und die die zweite Bewegung zweiter Bewegungsart bewirkenden gleichläufigen Antriebsbewegungen eines jeweiligen Antriebs zueinander umgekehrte Drehrichtungen auf.
Darüber hinaus ist in praxisgerechter Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass jede Aufhängung wenigstens ein einen Kontakt mit dem Band ausbildendes Lagerungselement - oder Aufhängeelement - für das Band und/oder zumindest ein mit einem Bandantrieb verbundenes Bewegungsübertragerelement zur Übertragung der Antriebsbewegungen auf das Band aufweist. Neben der Lagerung oder Aufhängung des Bands können in Erfolg versprechender Weise somit bereits auch die Antriebsbewegungen über die Aufhängungen auf das Band übertragen werden. Eine zusätzliche Anordnung von die Antriebsbewegungen übertragenden Elementen an anderer Stelle der Wendevorrichtung ist demnach nicht notwendig, was die Komplexität und Fehleranfälligkeit der Wendevorrichtung senkt. Denkbar ist hierbei, dass das Bewegungsübertragerelement, z. B. ein Zahn- oder Reibrad, direkt am Lagerungselement angeordnet oder das Lagerungselement selbst als Bewegungsübertragerelement ausgeführt ist. Bevorzugt sind das Lagerungselement und das Bewegungsübertragerelement separat ausgeführt, wobei das Lagerungselement insbesondere als Umlenkrolle und/oder das Bewegungsübertragerelement als Anpress- oder Zahnrolle ausgeführt wäre und sich hierbei beide mit dem Band in Kontakt befinden. Das Band würde dabei folglich zwischen Lagerungselement und Bewegungsübertragerelement verlaufen, wobei insbesondere das Lagerungselement zumindest teilweise vom Band umschlungen wäre.
Eine darüber hinaus überaus vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung liegt auch dann vor, wenn über die Bewegungen der ersten Bewegungsart ein Werkstücküberführungszustand und ein Werkstückwendezustand des Bands ausbildbar sind, wobei der Werkstückaufnahmeabschnitt im Werkstücküberführungszustand - im Wesentlichen - keine Bandlose aufweist, sodass der Werkstückaufnahmeabschnitt eine gestraffte Werkstückauflage bildet, im Werkstückwendezustand hingegen eine - derart hohe - Bandlose im Werkstückaufnahmeabschnitt vorliegt, aufgrund derer der Werkstückaufnahmeabschnitt - entsprechend schwerkraftbedingt - taschenförmig ausgebildet ist. Das Band und dabei beide Bandabschnitte befinden sich somit zum Wenden und hierbei entsprechend im Werkstückwendezustand im Inneren der Wendevorrichtung, insbesondere im Inneren eines Gestells der Wendevorrichtung, sodass das Werkstück beim Wenden abgeschirmt ist. Durch die Ausbildung der Taschenform oder Tropfenform des Werkstückaufnahmeabschnitts wird es ermöglicht, durch Aufsteilen des Werkstücks an einer der aufgrund der Taschenform vorliegenden Seitenwände des Werkstückaufnahmeabschnitts ein Kippmoment auf das Werkstück zu erzeugen, wobei bei Überschreiten dessen respektive einer kritischen Obergrenze das Wenden des Werkstücks erfolgt. Das Aufsteilen wird dabei folgerichtig durch Verlagern des Werkstücks in eine Umlaufrichtung des Bands, demnach durch eine Bewegung zweiter Bewegungsart bedingt. Die Ausbildung der Taschenform kann dabei durch ein Aufliegen des Werkstückaufnahmeabschnitts auf dem Hilfsabschnitts unterstützt respektive gar erst ermöglicht werden.
In gestalterisch vorteilhafter Weise ist in einer Ausbildung der Erfindung ferner bestimmt, dass das Band zumindest auf seiner - einem Werkstück zugewandten und/oder einem Gestell der Wendevorrichtung abgewandten - Außenseite wenigstens abschnittsweise eine Strukturierung aufweist. Diese Strukturierung verbessert dabei einerseits das Mitführen eines Werkstücks auf dem Band aufgrund der neben einem Kraftschluss möglichen, zusätzlichen Etablierung eines Formschlusses zwischen der Strukturierung und dem Werkstück. Andererseits kann durch die Strukturierung die Übertragung der Antriebsbewegungen der Antriebe auf das Band optimiert werden, insbesondere indem das Bewegungsübertragerelement mit der Strukturierung zusammenwirkt. Die Strukturierung könnte dabei grundsätzlich als Noppen oder Rillen ausgeführt sein. Bevorzugt wäre die Strukturierung jedoch als quer zur Umlaufrichtung des Bands verlaufende Rippen ausgeformt.
Erfindungsgemäß ist weiterhin ein Verfahren zum Wenden von insbesondere flächenhaften, Werkstücken mit einer vorgenannten Wendeeinrichtung vorgesehen, wobei im Werkstücküberführungszustand des Bands ein Werkstück auf den Werkstückaufnahmeabschnitt des Bands verbracht wird. Es kann hierbei angedacht sein, dass vor oder nach dem Verbringen des Werkstücks mittels einer Einheit zur Lagebestimmung des Werkstücks, wie z. B. einem Laserscanner oder einem Bildverarbeitungssystem, erkannt wird, ob ein Wenden des Werkstücks vonnöten ist. Ist dies nicht vonnöten, könnte das Werkstück insbesondere z. B. über eine Bewegung zweiter Bewegungsart von der Wendevorrichtung, beispielsweise auf ein sich anschließendes Förderband, verbracht werden. Hingegen wird zum Wenden des Werkstücks sich auf das Verbringen - mittelbar oder unmittelbar - anschließend über eine erste Bewegung erster Bewegungsart der Werkstückwendezustand des Bands ausgebildet. Im dann vorliegenden Werkstückwendezustand des Bands wird das Werkstück über eine Bewegung zweiter Bewegungsart in eine Umlaufrichtung des Bands, entsprechend entlang des Werkstückaufnahmeabschnitts, verlagert, bis ein Kippmoment auf das Werkstück - erreicht oder - überschritten ist. Beim Erreichen oder Überschreiten des Kippmoments erfolgt das Wenden des Werkstücks. Das Kippmoment wird, wie bereits zuvor beschrieben, durch ein Aufsteilen des Werkstücks an einer der Seiten des Werkstückaufnahmeabschnitts über den Kipppunkt hinaus generiert, wobei der Werkstückaufnahmeabschnitt im Werkstückwendezustand entsprechend in Taschenform vorliegt. Das Verfahren eignet sich vorteilhaft zum Wenden einer Vielzahl sich unterscheidender Werkstücke, hierbei insbesondere in Größe und/oder Form unterschiedlich gestalteter Karosseriebauteile, wobei zur Durchführung des Verfahrens lediglich ein vergleichsweise geringer Platzbedarf vonnöten ist. Hierbei sei erwähnt, dass Wenden im Sinne der Erfindung insbesondere bei flächenhaften Werkstücken als ein Wenden respektive Drehen um eine in der Ebene des Werkstücks verlaufende Drehachse verstanden wird. Im Allgemeinen ist dabei eine vor dem Wenden insbesondere dem Band zugewandt gerichtete Fläche des Werkstücks respektive eine Fläche, von welcher zumindest ein Flächenabschnitt auf dem Band aufliegt, nach dem Wenden dem Band abgewandt ausgerichtet.
In überaus vorteilhafter Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird sich dem Wenden des Werkstücks anschließend über eine zweite Bewegung erster Bewegungsart der Werkstücküberführungszustand des Bands ausgebildet und das Werkstück vom Werkstückaufnahmeabschnitt des Bands abgeführt. Dies birgt den Vorteil, dass das Werkstück in einfacher Weise einem Folgeprozess, dabei insbesondere Fertigungsprozessen in einer Fertigungsstraße, zugeführt werden kann. Das Abführen kann zudem mittels eines sich an die Wendevorrichtung anschließenden Förderbands oder über einen Industrieroboter erfolgen.
Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in

1a, 1b eine Weiterbildung der Wendevorrichtung mit sich im Werkstückaufnahmezustand befindlichen Band;
2a, 2b eine Weiterbildung der Wendevorrichtung mit sich im Werkstückwendezustand befindlichen Band;
3 eine Weiterbildung der Wendevorrichtung mit sich in einem Zwischenzustand befindlichen Band;
4 eine Anwendung der Wendevorrichtung bei erkannter korrekter Lage eines Werkstücks;
5 bis 5j eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Wenden von Werkstücken.

Die 1a und 1b zeigen eine Weiterbildung der erfindungsgemäßen Wendevorrichtung 1 in einer Seitenansicht sowie ausschnittsweise in einer perspektivischen Ansicht. Hierbei weist die Wendevorrichtung 1 das zwischen und/oder gegenüber den zwei Aufhängungen 2 umlaufend und bewegbar angeordnete, geschlossene Band 3 auf. Zwischen den Aufhängungen 2 sind somit stets zwei Bandabschnitte 4, 5, hierbei der Werkstückaufnahmeabschnitt 4 und der Hilfsabschnitt 5, des Bands 3 ausgebildet. Darüber hinaus weist das Band 3 eine Bandlose 6 auf, wobei diese Bandlose 6 über in den 5 näher erläuterten Bewegungen 7, 8 einer ersten Bewegungsart 9 des Bands 3 zwischen den Bandabschnitten 4, 5 anteilig oder vollständig verlagerbar ist. Der 1a ist zudem zu entnehmen, dass sich die Bandlose 6 vollständig im Hilfsabschnitt 5 befindet. Der Hilfsabschnitt 5 ist dabei ins Innere der Wendevorrichtung 1 respektive ins Innere des Gestells 23 der Wendevorrichtung 1 abgesenkt. Neben den Bewegungen 7, 8 der ersten Bewegungsart 9 sind zudem die in den 5 näher beschriebenen Bewegungen 11 der sich von der ersten Bewegungsart 9 des Bands 3 unterscheidenden, zweiten Bewegungsart 12 durch das Band 3 ausführbar, wobei diese Bewegungen 11 zweiter Bewegungsart 12 im Verlagern - oder Bewegen - des Bands 3 in Umlaufrichtung 13 des Bands 3 bestehen. Zum Bewirken dieser Bewegungen 7, 8, 11 weist die Wendevorrichtung 1 zwei nicht näher dargestellte Bandantriebe auf, welche mit dem Band 3 wirkverbunden sind und hierbei die Bewegungen 7, 8 der ersten Bewegungsart 9 durch gegenläufige Antriebsbewegungen 10 und die Bewegungen 11 der zweiten Bewegungsart 12 durch gleichläufige Antriebsbewegungen 14 der Bandantriebe bewirkbar sind respektive bewirkt werden. Zur Übertragung der Antriebsbewegungen 10, 14 auf das Band 3 weisen die zwei Aufhängungen 2 der Wendevorrichtung 1 jeweils das einen Kontakt mit dem Band 3 ausbildende Lagerungselement 15 für das Band 3 und das ebenfalls einen Kontakt mit dem Band 3 ausbildende und mit einem Bandantrieb verbundene Bewegungsübertragerelement 16 auf. Hierbei verläuft das Band 3 jeweils zwischen dem Lagerelement 15 und dem Bewegungsübertragerelement 16, wobei das Lagerelement 15 in dieser Weiterbildung als eine Umlenkrolle und das Bewegungsübertragerelement 16 als eine Zahnrolle ausgebildet ist. Zur verbesserten Übertragung der Antriebsbewegungen 10, 14 auf das Band 3 weist das Band 3 zudem auf seiner Außenseite 20 abschnittsweise die Strukturierung 21 auf, welche mit dem Bewegungsübertragerelement 16, hier der Zahnrolle, zusammenwirkt. Dies lässt sich insbesondere der 1b entnehmen. Ferner ist über die Bewegungen 7, 8 der ersten Bewegungsart 9 der in den 1a und 1b dargestellte Werkstücküberführungszustand 17 und der in den 2a und 2b aufgezeigte Werkstückwendezustand 18 des Bands 3 ausbildbar. Dabei weist der Werkstückaufnahmeabschnitt 4 im Werkstücküberführungszustand 17 keine Bandlose 6 auf, sodass der Werkstückaufnahmeabschnitt 4 eine gestraffte Werkstückauflage 19 bildet. Dies ist insbesondere der 1b deutlich zu entnehmen.
Die 2a und 2b offenbaren die ebenfalls in den 1a und 1b aufgezeigte Weiterbildung der Wendevorrichtung 1 im Werkstückwendezustand 18 des Bands 3, in welchem sowohl im Werkstückaufnahmeabschnitt 4 als auch im Hilfsabschnitt 5 eine Bandlose 6 vorliegt. Aufgrund des Vorliegens der Bandlose 6 ist der Werkstückaufnahmeabschnitt 4 taschenförmig ausgebildet, wobei die Ausbildung der Taschenform durch die Auflage des Werkstückaufnahmeabschnitts 4 auf dem Hilfsabschnitt 5 unterstützt werden kann. Beide Bandabschnitte 4, 5 befinden sich zum Wenden entsprechend im Inneren der Wendevorrichtung 1, hierbei insbesondere im Inneren des Gestells 23 der Wendevorrichtung 1.
Der Übergang des Bands 3 zwischen dem in den 1a und 1b dargestellten Werkstücküberführungszustand 17 und dem in den 2a und 2b aufgezeigten Werkstückwendezustand 18 erfolgt durch das Verlagern der Bandlose 6 zwischen den Bandabschnitten 4, 5, wobei die erste Bewegung 7 der ersten Bewegungsart 9 in der Verlagerung der Bandlose 6 aus dem Hilfsabschnitt 5 in den Werkzeugaufnahmeabschnitt 4 besteht, sodass sich der Werkstückaufnahmeabschnitt 4 gegenüber den Aufhängungen 2 senkt und der Hilfsabschnitt 5 hebt. Der Übergang zwischen dem Werkstückwendezustand 18 und dem Werkstücküberführungszustand 17 wird folglich durch die in den 5 dargestellte zweite Bewegung 8 der ersten Bewegungsart 9 und damit der Verlagerung der Bandlose 6 aus dem Werkzeugaufnahmeabschnitt 4 in den Hilfsabschnitt 5 realisiert, wobei sich der Werkstückaufnahmeabschnitt 4 gegenüber den Aufhängungen 2 hebt und der Hilfsabschnitt 5 senkt.
In diesem Sinne ist der 3 die Wendevorrichtung 1 mit einem Zwischenzustand des Bands 3 zu entnehmen, wobei dieser durch die Position des Bands 3 zwischen dem in den 1a und 1b dargestellten Werkstückaufnahmezustand 17 und dem in den 2a und 2b dargestellten Werkstückwendezustand 18 bestimmt ist.
Aus den 4 sowie 5a bis 5j lässt sich nun ein Anwendungsfall der Wendevorrichtung 1 sowie des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Wenden von Werkstücken mittels der Wendevorrichtung 1 entnehmen.
Hierbei befindet sich in der Darstellung der 4 ein Werkstück 22 auf der durch den Werkstückaufnahmeabschnitt 4 gebildeten Werkstückauflage 19 der sich im Werkstückaufnahmezustand 17 des Bands 3 befindlichen Wendevorrichtung 1. Das Werkstück 22 wurde dabei durch einen Roboter auf das Band 3 verbracht, wobei vor, während und/oder nach dem Verbringen des Werkstücks 22 mittels einer Einheit zur Lagebestimmung, z. B. einer Bildverarbeitungseinheit, die Lage des Werkstücks 22 bestimmt wurde. Dabei wurde die korrekte Lage des Werkstücks 22 festgestellt, sodass das Werkstück 22 durch eine Bewegung 11 zweiter Bewegungsart 12, also einem Verlagern des Bands 3 in Umlaufrichtung 13, von der Werkstückauflage 19 auf ein sich der Wendevorrichtung 1 einseitig anschließendes Förderband überführt und einem Folgeprozess zugeführt wird. Die Bewegung 11 zweiter Bewegungsart 12 wird dabei durch die auf das Band 3 wirkenden, gleichläufigen Antriebsbewegungen 14 zweier nicht näher dargestellter Bandantriebe bewirkt.
Den 5a bis 5j ist nun eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Wenden von Werkstücken 22 zu entnehmen, welches in diesem Fall Anwendung findet, nachdem das auf die durch den Werkstückaufnahmeabschnitt 4 gebildete Werkstückauflage 19 verbrachte Werkstück 22 eine inkorrekte Lage aufweist, die über die - bereits vorgenannte - Einheit zur Lagebestimmung des Werkstücks 22 bestimmt wurde. Das Band 3 befindet sich hierbei zunächst im Werkstücküberführungszustand 17, was der 5a zu entnehmen ist. Anschließend wird über eine erste Bewegung 7 erster Bewegungsart 9, welche im Verlagern der Bandlose 6 des Bands 3 aus dem Hilfsabschnitt 5 in den Werkstückaufnahmeabschnitt 4 besteht, der Werkstückwendezustand 18 des Bands 3 ausgebildet. Im Verlauf der ersten Bewegung 7 erster Bewegungsart 9 senkt sich der Werkstückaufnahmeabschnitt 4 mitsamt dem Werkstück 22 in das Innere der Wendevorrichtung 1 ab, der Hilfsabschnitt 5 wird hingegen angehoben. Bewirkt wird die erste Bewegung 7 erster Bewegungsart 9 dabei durch die auf das Band 3 wirkenden ersten gegenläufigen Antriebsbewegungen 10. Die Bewegung 7 erster Bewegungsart 9 und das daraus resultierende Senken des Werkstückaufnahmeabschnitts 4 sowie des Werkstücks 22 ist hierbei den 5a bis 5c zu entnehmen. Im in 5d aufgezeigten Werkstückwendezustand 18 des Bands 3 weist der Werkstückausnahmeabschnitt 4 eine Taschenform auf, wobei die aufgrund der Taschenform vorliegenden Seitenwände des Werkstückaufnahmeabschnitts 4 einen konvexen, also nach innen gerichteten Überhang aufweisen. Auf eine nun folgende Bewegung 11 zweiter Bewegungsart 12, hierbei dem Verlagern des Bands 3 in Umlaufrichtung 13, wird auch das Werkstück 22 in Umlaufrichtung 13 des Bands 3 verlagert, wobei es sich, was insbesondere in 5e dargestellt ist, an den Seitenwänden des Werkstückaufnahmeabschnitts 4 aufsteilt, bis aufgrund des Überhangs ein Kipppunkt respektive ein Kippmoment auf das Werkstück 22 überschritten ist, das Werkstück 22 in Richtung des Werkstückaufnahmeabschnitts 4 stürzt und wiederum auf diesem zum Ruhen kommt, wodurch der eigentliche Wendevorgang abgeschlossen ist. Dies ist insbesondere den 5d bis 5f zu entnehmen. Die Bewegung 11 zweiter Bewegungsart 12 wird hierbei durch die zwei gleichläufigen Antriebsbewegungen 14 bewirkt. Anschließend wird das Band 3 über eine zweite Bewegung 8 erster Bewegungsart 9, also dem Verlagern der Bandlose 6 aus dem Werkstückabschnitt 4 in den Hilfsabschnitt 5, wiederum der Werkstücküberführungszustand 17 des Bands 3 ausgebildet. Hierbei hebt sich der Werkstückaufnahmeabschnitt 4 sowie das Werkstück 22 aus dem Inneren der Wendevorrichtung 1. Die zweite Bewegung 8 erster Bewegungsart 9 wird dabei durch die zwei gegenläufigen, zweiten Antriebsbewegungen 10 bewirkt, welche jeweils eine zu den ersten Antriebsbewegungen 10 umgekehrte Drehrichtung aufweisen. Der Vorgang ist hierbei im Speziellen in den 5g bis 5i dargestellt. Wie in 5j aufgezeigt, wird zudem nach Etablierung des Werkstücküberführungszustands 17 das Werkstück 22 durch eine Bewegung 11 zweiter Bewegungsart 12, also einem Verlagern des Bands 3 in Umlaufrichtung 13, vom als Werkstückauflage 19 ausgebildeten Werkstückaufnahmeabschnitt 4 auf das sich der Wendevorrichtung 1 einseitig anschließende Förderband überführt und einem Folgeprozess zugeführt. Die Bewegung 11 zweiter Bewegungsart 12 wird dabei durch die auf das Band 3 wirkenden, gleichläufigen Antriebsbewegungen 14 zweier nicht näher dargestellter Bandantriebe bewirkt.
Bezugszeichenliste

1: Wendevorrichtung
2: Aufhängung
3: Band
4: Werkstückaufnahmeabschnitt
5: Hilfsabschnitt
6: Bandlose
7: erste Bewegung
8: zweite Bewegung
9: erste Bewegungsart
10: Antriebsbewegung
11: Bewegung
12: zweite Bewegungsart
13: Umlaufrichtung
14: Antriebsbewegung
15: Lagerungselement
16: Bewegungsübertragerelement
17: Werkstücküberführungszustand
18: Werkstückwendezustand
19: Werkstückauflage
20: Außenseite
21: Strukturierung
22: Werkstück
23: Gestell

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10356536 A1 [0003, 0006]
DE 1253636 B [0008]
DE 2835141 A1 [0009]

Claims

Wendevorrichtung (1), dadurch gekennzeichnet, dass die Wendevorrichtung (1) ein zwischen und/oder gegenüber wenigstens zwei Aufhängungen (2) umlaufend und bewegbar angeordnetes geschlossenes Band (3) aufweist, somit zwischen den Aufhängungen (2) stets zumindest zwei Bandabschnitte, hierbei ein Werkstückaufnahmeabschnitt (4) und ein Hilfsabschnitt (5), des Bands (3) ausgebildet sind, das Band (3) eine Bandlose (6) aufweist, wobei diese Bandlose (6) über Bewegungen (7, 8) einer ersten Bewegungsart (9) des Bands (3) zwischen den Bandabschnitten (4, 5) zumindest anteilig verlagerbar ist.
Wendevorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wendevorrichtung (1) zumindest einen Bandantrieb aufweist, welcher mit dem Band (3) wirkverbunden ist, wobei durch Antriebsbewegungen (10, 14) eines jeden Bandantriebs die Bewegungen (7, 8) erster Bewegungsart (9) und Bewegungen (11) zumindest eine weiteren, sich von der ersten Bewegungsart (9) des Bands (3) unterscheidenden, zweiten Bewegungsart (12) des Bands (3) bewirkbar sind respektive bewirkt werden.
Wendevorrichtung (1) nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungen (11) zweiter Bewegungsart (12) im Verlagern - oder Bewegen - des Bands (3) in eine Umlaufrichtung (13) des Bands (3) bestehen.
Wendevorrichtung (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wendevorrichtung (1) zumindest einen Mechanismus aufweist, welcher mit einem Bandantrieb und/oder dem Band (3) verbunden ist und die Bewegungen (7, 8, 11) der Bewegungsarten (9, 12) durch Zusammenwirken des Bandantriebs und des Mechanismus bewirkbar sind respektive bewirkt werden.
Wendevorrichtung (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Bandantriebe mit dem Band (3) wirkverbunden sind und die Bewegungen (7, 8) der ersten Bewegungsart (9) durch gegenläufige Antriebsbewegungen (10) und/oder die Bewegungen (11) der zweiten Bewegungsart (12) durch gleichläufige Antriebsbewegungen (14) der Bandantriebe bewirkbar sind respektive bewirkt werden.
Wendevorrichtung (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede Aufhängung (2) wenigstens ein einen Kontakt mit dem Band (3) ausbildendes Lagerungselement (15) für das Band (3) und/oder zumindest ein mit einem Bandantrieb verbundenes Bewegungsübertragerelement (16) zur Übertragung der Antriebsbewegungen (10, 14) auf das Band (3) aufweist.
Wendevorrichtung (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass über die Bewegungen (7, 8) der ersten Bewegungsart (9) ein Werkstücküberführungszustand (17) und ein Werkstückwendezustand (18) des Bands (3) ausbildbar sind, wobei der Werkstückaufnahmeabschnitt (4) im Werkstücküberführungszustand (17) keine Bandlose (6) aufweist, sodass der Werkstückaufnahmeabschnitt (4) eine gestraffte Werkstückauflage (19) bildet, im Werkstückwendezustand (18) hingegen eine Bandlose (6) im Werkstückaufnahmeabschnitt (4) vorliegt, aufgrund derer der Werkstückaufnahmeabschnitt (4) taschenförmig ausgebildet ist.
Wendevorrichtung (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Band (3) zumindest auf seiner Außenseite (20) wenigstens abschnittsweise eine Strukturierung (21) aufweist.
Verfahren zum Wenden von Werkstücken (22) mit einer Wendeeinrichtung (1) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Werkstücküberführungszustand (17) des Bands (3) ein Werkstück (22) auf den Werkstückaufnahmeabschnitt (4) des Bands (3) verbracht wird, anschließend über eine erste Bewegung (7) erster Bewegungsart (9) der Werkstückwendezustand (18) des Bands (3) ausgebildet und das Werkstück (22) folgend über eine Bewegung (11) zweiter Bewegungsart (12) in eine Umlaufrichtung (13) des Bands (3) verlagert wird bis ein Kippmoment auf das Werkstück (22) überschritten ist.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich dem Wenden des Werkstücks (22) anschließend über eine zweite Bewegung (8) erster Bewegungsart (9) der Werkstücküberführungszustand (17) des Bands (3) ausgebildet und das Werkstück (22) vom Werkstückaufnahmeabschnitt (4) des Bands (3) abgeführt wird.