DE102022202512A1

DE102022202512A1 - Wendeanlage sowie Verfahren zum Wenden eines Werkstücks mittels dieser Wendeanlage

Info

Publication number: DE102022202512A1
Application number: DE102022202512.1A
Authority: DE
Inventors: Matthias Sarna
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2022-03-14
Filing date: 2022-03-14
Publication date: 2023-09-14

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Wendeanlage (1) für Werkstücke (2) mit einer Wendeeinrichtung (3), wobei die Wendeeinrichtung (3) ein zur lösbaren, kraft- und/oder formschlüssigen Halterung eines Werkstücks (2) eingerichtetes Wendeelement (4) aufweist und dieses Wendeelement (4) an einem Gestell (5) der Wendeeinrichtung (3) drehbar gelagert ist. Hierbei weist die Wendeeinrichtung (3) eine geneigte Führungsebene (6) auf, wobei diese Führungsebene (6) zum Wendeelement (4) beabstandet ausgeführt und sich zumindest bis unterhalb des Wendeelements (4) erstreckend ausgeformt ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Wenden eines Werkstücks (2) mittels dieser Wendeanlage (1), wobei ein Werkstück (2) mittels eines Roboters aus einem Werkstückbehälter (13) entnommen, das Werkstück (2) folgend mittels des Roboters in einer Aufnahmedrehlage (14) an dem Wendeelement (4) der Wendeeinrichtung (3) platziert und über das Wendeelement (4) ein Kraft- und/oder Formschluss zwischen dem Wendeelement (4) und dem Werkstück (2) etabliert wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Wendeanlage für Werkstücke mit einer Wendeeinrichtung, wobei die Wendeeinrichtung ein zur lösbaren, kraft- und/oder formschlüssigen Halterung eines Werkstücks eingerichtetes Wendeelement aufweist und dieses Wendeelement an einem Gestell der Wendeeinrichtung drehbar gelagert ist. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Wenden von Werkstücken mittels dieser Wendeanlage.
Um Werkstücke einer Produktionsstraße respektive der Fertigung zuzuführen, bestehen mehrere Möglichkeiten.
So beschreibt beispielsweise die DE 10 2014 009 995 A1 ein System sowie ein Verfahren zum Bereitstellen von Werkstücken innerhalb einer Produktionsanlage, hierbei insbesondere an Fügestationen im Fahrzeugrohbau, wobei das System eine Mehrzahl von Ladungsträgern aufweist, welche jeweils ein Schubkastensystem zum Aufnehmen der Werkstücke umfassen. Hierbei sind die Ladungsträger mittels eines Transportsystems zu den jeweiligen Arbeitsstationen der Produktionsanlage bewegbar. Die Werkstücke sind dabei vorgruppiert und in einem jeweiligen Schubladensystem der Ladungsträger geordnet eingestapelt, wofür die jeweiligen Bodenbleche der Schubladen der Ladungsträger aus einem Lochblech mit einem einheitlichen Raster ausgebildet sind. In dieses Raster können hierbei für unterschiedliche Werkstücke jeweils senkrechte Führungsschienen variantenspezifisch eingesetzt werden. Überdies ist vorgesehen, dass das System jeweilige, an den Arbeitsstationen angeordnete Roboter umfasst, mittels welchen die geordnet, d. h. positions- und lagerichtig, gestapelten Werkstücke aus den an die Arbeitsstationen bewegten Ladungsträgern entnommen werden. Dabei sind die Roboter dazu ausgebildet, die jeweiligen Schubkastensysteme der Ladungsträger zu öffnen und zu schließen, oder die Ladungsträger umfassen selbst einen Mechanismus zum Öffnen und Schließen der jeweiligen Schubkastensysteme, sodass die Werkstücke durch die Roboter entnommen werden können.
Solche Ausführungen mit geordnet vorgehaltenen Werkstücken weisen nachteilig jedoch einen überaus hohen Platzbedarf auf und sind aufgrund der vorzunehmenden, notwendigen Ordnung und/oder einer Vorsortierung der Werkstücke sehr zeit- und kostenintensiv. So wären Maßnahmen zu ergreifen, sodass zumindest ein effektives Vorsortieren der Werkstücke verwirklicht ist.
Hinsichtlich eines Vorsortierens von Werkstücken lassen sich aus der CN 2 10 045 605 U sowie auch der CN 2 10 125 563 U beispielhaft eine Vorrichtung zur Prüfung und Sortierung von zylindrischen Stoßfängerstrukturen eines Stoßfängers entnehmen, wobei diese Stoßfängerstrukturen mittels fotoelektrischer Sensoren auf die Präsens eines Innengewindes geprüft werden. Zur Prüfung werden die Stroßfängerstrukturen über einen trichterartigen Zuführmechanismus vereinzelt und in einen Sortiermechanismus überführt. Der Sortiermechanismus verfügt dabei über die besagten fotoelektrischen Sensoren sowie eine Sortierrolle mit umfangsseitig ausgeformten, zylindrischen Vertiefungen, in welche die Stoßfängerstrukturen eingebracht und nach dem Einbringen mittels der Sensoren vermessen werden. Sowohl zur Übergabe in die Sortierrolle als auch zur Halterung in der Sortierrolle sind am Zuführmechanismus und der Sortierrolle Elektromagneten angeordnet, über die die Stoßfängerstrukturen kraftschlüssig gehaltert werden. Nach Messung und der dadurch verbundenen Feststellung eines Gut- oder Schlechtteils werden die Stoßfängerstrukturen über die Sortierrolle verschwenkt und gravitationsbedingt in einem jeweilig zugeordneten Werkstückbehälter abgelegt, indem eine Abschaltung des haltenden Elektromagneten der Sortierrolle erfolgt.
Nichtsdestotrotz stellt sich auch eine solche automatisierte Vorsortierung von Werkstücken aufgrund des erhöhten Platzbedarfs für eine vorsortierende Einrichtung und den damit verbundenen Kosten als nachteilig dar.
Eine dem geordneten Vorhalten der Werkstücke vorzuziehende Alternative, welche diese Nachteile umgeht, liegt hingegen in einer ungeordneten Lagerung der Werkstücke in Werkstückbehältern und einer direkten, automatisierten Zufuhr der Werkstücke über diese Werkstückbehälter in die Fertigung.
Nach wie vor stellt sich jedoch gerade im Karosseriebau von Kraftfahrzeugen eine solche automatisierte Zufuhr von ungeordnet gelagerten Werkstücken in die Fertigung als Herausforderung dar. Um diese Problemstellung zu lösen, besteht ein möglicher Ansatz darin, die in Werkstückbehältern oder Werkstückträgern ungeordnet gelagerten Werkstücke mittels Robotern zu entnehmen und die Werkstücke anschließend in eine definierte Position und Orientierung zu überführen und die Werkstücke anschließend insbesondere in oder an einer Übergabestation für die Verwendung in einem Folgeprozess bereitzustellen. Dieser Ansatz ist auch als Griff in die Kiste bekannt.
Bei vollkommen ungeordneten Werkstücken ist es regelmäßig notwendig, sechs bis acht Werkstücke je Fertigungstakt 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 eine Wendeeinrichtung 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 werkstückspezifischen oder auf spezifische Anwendungsfälle ausgestalteten 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 meist speziell auf bestimmte Werkstücke ausgelegt sind und lediglich eine geringe Anzahl, jedoch regelmäßig nicht beliebig viele Ordnungszustände der Werkstücke abdecken können.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Wendeanlage sowie ein Verfahren der eingangs genannten Art derart auszuführen, sodass die Wendeanlage effektiv ausgestaltet ist und 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 Wendeanlage gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie eines Verfahrens gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 7. Die jeweiligen Unteransprüche betreffen besonders zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung.
Erfindungsgemäß ist also eine Wendeanlage für Werkstücke, insbesondere Karosseriebauteile, vorgesehen, wobei die Wendeanlage eine Wendeeinrichtung und diese Wendeeinrichtung ein zur - lösbaren - kraft- und/oder formschlüssigen Halterung eines Werkstücks eingerichtetes Wendeelement aufweist. Das Wendeelement ist hierbei an einem Gestell der Wendeeinrichtung drehbar gelagert. Bevorzugt würde hierbei zur Halterung des Werkstücks an dem Wendeelement ein Kraftschluss Anwendung finden, da über einen solchen ein Etablieren und/oder Lösen respektive Aufheben der Halterung am Wendeelement vereinfacht und somit effektiv realisierbar ist. Zur Etablierung eines Kraftschlusses zwischen dem Wendeelement und dem Werkstück ist denkbar, dass über das Wendeelement respektive innerhalb des Wendeelements ein Unterdruck erzeugt wird. In diesem Zusammenhang könnte das Wendeelement Saughalter, wie z. B. eine Saugglocke oder Saugnäpfe, aufweisen, an welchen ein Werkstück anbringbar ist. Ferner bestünde die Möglichkeit, dass das Wendeelement eine Lochung aufweist, über welche ein Werkstück bei Erzeugung eines Unterdrucks innerhalb des Wendeelements am Wendeelement angesaugt wird. Andere Ausgestaltungen eines Kraftschlusses, gerade in Hinblick auf die Materialeigenschaften der Werkstücke, welche, wie im Fall von Karosseriebauteilen, beispielsweise aus Metallen bestehen, sind natürlich ebenso denkbar. Darüber hinaus würde das Wendeelement zudem wenigstens einen Antrieb aufweisen oder mit einem solchen Antrieb verbunden sein, sodass über den Antrieb eine insbesondere gesteuerte und/oder geregelte Drehbewegung des Wendeelements erzeugbar ist.
Erfindungsgemäß ist nunmehr ferner vorgesehen, dass die Wendeeinrichtung eine - insbesondere gegenüber der Horizontalen - geneigte Führungsebene aufweist respektive am Gestell der Wendeeinrichtung eine solche geneigte Führungsebene ausgeformt ist. Dabei ist diese Führungsebene - horizontal und/oder vertikal - zum Wendeelement beabstandet ausgeführt. Insbesondere in einer normalen Betriebslage der Wendeeinrichtung ist die Führungsebene erfindungsgemäß zudem - insbesondere in Richtung der Horizontalen und/oder Vertikalen - sich zumindest bis unterhalb des Wendeelements erstreckend ausgeformt. Die unterhalb des Wendeelements verlaufende, geneigte Führungsebene sollte somit zumindest den Bereich unterhalb des Wendeelements überdecken und/oder sich zumindest in die absteigende Richtung der Führungsebene auch darüber hinaus erstrecken. Ferner bestünde ebenso die Möglichkeit, dass sich die Führungsebene auch in deren aufsteigende Richtung bis über den Bereich unterhalb des Wendeelements hinaus erstreckt. So kann eine sichere Ablage eines Werkstücks auf der geneigten Führungsebene gewährleistet werden. Im Allgemeinen lässt sich durch die Ausgestaltung einer geneigten Führungsebene insbesondere auf die Verwendung eines zusätzlichen, angetriebenen Fördermittels zum Abtransport von Werkstücken nach deren Wenden verzichten und somit eine effektive, platzsparende und kostenminimierte Wendeanlage bereitstellen. Ferner sind aufgrund der Neigung der Führungsebene die während einer Ablage auf ein Werkstück wirkenden Kräfte minimiert, sodass gewinnbringend eventuell auftretende Beschädigungen der Werkstücke minimiert oder gar vermieden werden. Die geneigte Führungsebene könnte dabei abschnittsweise oder vollständig als eine Gleitebene ausgestaltet und/oder abschnittsweise oder vollständig als Rollenförderer respektive nach Art eines Rollenförderers ausgeführt sein.
Überdies ist das Wendeelement in einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung als eine - entsprechend zylindrisch geformte - Rolle, Trommel oder Walze ausgebildet. Dies stellt eine überaus vielseitige Ausgestaltung des Wendeelements dar, über welche eine hohe Anzahl von Werkstücken sich unterscheidender Geometrien gehaltert werden können.
Eine zudem vielversprechende Ausführungsform der Erfindung lässt sich darin erkennen, dass das Wendeelement - hier insbesondere die Rolle, Trommel oder Walze - zur kraft- und/oder formschlüssigen Halterung eines Werkstücks zumindest einen Elektromagneten aufweist und/oder als ein Elektromagnet ausgeführt ist. Die Anordnung eines Elektromagneten innerhalb des Wendeelements respektive die Ausgestaltung des Wendeelements als ein solcher Elektromagnet stellt dabei eine sehr effektive und kostengünstige Lösung zur Halterung von metallischen Werkstücken dar, wie sie insbesondere im Rahmen des Karosseriebaus in Form von Karosseriebauteilen auftreten. Hierbei muss überaus vorteilhaft keine Unterdruckversorgung bereitgestellt werden, welche im Vergleich einen deutlich höheren Montage- und Wartungsaufwand sowie eine geringer Zuverlässigkeit mit sich bringt.
Als überaus gewinnbringend stellt sich eine Weiterbildung der erfindungsgemäßen Wendeanlage zudem dann dar, wenn die geneigte Führungsebene einen Neigungswinkel aufweist, welcher sich - insbesondere von einem Ablageabschnitt im Bereich des Wendeelements ausgehend - in Richtung eines sich an die geneigte Führungsebene anschließenden - insbesondere horizontal verlaufenden - Entnahmeabschnitts der Wendeeinrichtung verringert. So kann ein sich entlang der Führungsebene der Wendeeinrichtung bewegendes Werkstück aus einem Abschnitt einer ersten, insbesondere in Relation hohen Neigung der Führungsebene, welche zu einem effektiven, störungsfreien Abtransport der Werkstücke aus dem Bereich des Wendeelements beiträgt, im Wesentlichen fließend in einen Abschnitt der Führungsebene mit einer zweiten, insbesondere in Relation geringen Neigung der Führungsebene und/oder einen sich an die geneigte Führungsebene anschließenden horizontalen Abschnitt der Wendeeinrichtung, insbesondere des Gestells der Wendeeinrichtung, überführt werden. So kann ein mittels der Wendeeinrichtung gewendetes Werkstück in gestalterisch einfacher Weise weiteren Fertigungsprozessen zugeführt werden, da eine erneute Aufnahme des Werkstücks mit geringem Aufwand realisierbar ist. Im Rahmen der Ausgestaltung bestünde dabei z. B. die Möglichkeit, dass der Neigungswinkel der Führungsebene sich über die Erstreckung dieser kontinuierlich verringernd ausgebildet ist. Andererseits ist jedoch ebenfalls denkbar, dass die Führungsebene zumindest zwei Ebenenabschnitte mit sich voneinander unterscheidendem Neigungswinkel aufweist, wobei der Neigungswinkel der Ebenenabschnitte mit vom Wendeelement zunehmender Entfernung abnimmt.
Eine Erfolg versprechende Ausbildung der Erfindung bestimmt sich ferner auch dadurch, dass die Wendeeinrichtung eine benachbart - und beabstandet - zum Wendeelement angeordnete und in Richtung des Wendeelements vorspringende Werkstückwendebegrenzung - insbesondere in Form eines Anschlags - aufweist. Dies sorgt gewinnbringend dafür, dass einerseits ein zu hoher Drehwinkel, bei welchem eine Änderung der Drehlage eines Werkstücks bei der Ablage auf die Führungsebene nicht mehr gewährleistbar ist, respektive gar eine volle Umdrehung eines Werkstücks vermeidbar ist. Die Werkstückwendevorrichtung kann hierbei auch als ein Abstreifer fungieren, insbesondere dann, wenn ein Werkstück z. B. aufgrund einer verbliebenen Restmagnetisierung mit einer, wenn auch verminderten Haltekraft weiterhin am Wendeelement haftet. Zur Gewährleistung der Drehbewegung des Wendeelements wäre zwischen der Werkstückwendevorrichtung und dem Wendeelement ein Spalt ausgebildet. Ein solcher Spalt könnte jedoch durch eine Lippe oder eine Bürstenstruktur überdeckt werden, um insbesondere Verunreinigungen zu minimieren. Denkbar ist ferner ebenso, dass die Werkstückwendevorrichtung - entsprechend einseitig - an die Führungsebene angrenzt und/oder die Führungsebene einseitig begrenzt.
Darüber hinaus weist die Wendeanlage in einer weiteren mit Vorteil behafteten Gestaltungsform der Erfindung zudem zumindest einen Roboter, insbesondere einen Industrieroboter, zur Manipulation von Werkstücken und/oder zumindest einen Werkstückbehälter zum regellosen Vorhalten der Werkstücke auf. Der Roboter würde dabei an seinem freien Ende einen Effektor, insbesondere einen Greifer zur Manipulation von Werkstücken aufweisen. Dieser Effektor, insbesondere ein Greifer, dient einerseits der Entnahme von Werkstücken aus dem Werkstückbehälter sowie dem Halten eines Werkstücks am Roboter, während dieses zum Wendeelement der Wendeeinrichtung verbracht wird. Der Effektor respektive Greifer des Roboters kann dabei grundsätzlich ein beliebiges Wirkprinzip aufweisen. Dieser könnte beispielsweise als ein mechanischer Greifer oder ein Unterdruckgreifer ausgeführt sein. Bevorzugt würde der Roboter jedoch einen elektromagnetischen Greifer aufweisen, mittels welchem sich insbesondere metallische Werkstücke, wie Karosseriebauteile, effektiv manipulieren lassen.
Neben der vorgenannten Wendeanlage ist erfindungsgemäß ebenfalls ein Verfahren zum Wenden eines Werkstücks mittels dieser Wendeanlage vorgesehen. Hierbei wird im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens ein Werkstück mittels eines Roboters aus einem Werkstückbehälter entnommen, das Werkstück folgend mittels des Roboters in einer Aufnahmedrehlage, insbesondere in, auf oder an dem Wendeelement der Wendeeinrichtung platziert und über das Wendeelement ein Kraft- und/oder Formschluss zwischen dem Wendeelement und dem Werkstück etabliert. Dies ermöglicht in vorteilhafter Weise ein effektives Wenden von Werkstücken mittels der Wendeanlage. Insbesondere könnte im Rahmen des Verfahrens zudem angedacht sein, dass vor der Entnahme eines Werkstücks aus dem Werkstückbehälter mittels des Roboters die Lage des zu entnehmenden Werkstücks geprüft und in Abhängigkeit der Lage entschieden wird, ob das Werkstück dem Wendeelement der Wendeeinrichtung zugeführt wird. Ergibt die Prüfung hierbei, dass sich das Werkstück nicht in einer Soll-Lage befindet, so wird das Werkstück dem Wendeelement zugeführt und - in, auf oder - an dem Wendeelement platziert und sodann gewendet. Entspricht hingegen die Lage des Werkstücks einer Soll-Lage, so kann das Werkstück entweder unmittelbar weiteren Fertigungsprozessen zugeführt oder über den Roboter z. B. direkt in einem Entnahmeabschnitt der Wendeeinrichtung platziert und von dort weiteren Fertigungsprozessen zugeführt werden. Neben der Prüfung der Lage vor der Entnahme aus dem Werkstückbehälter besteht ferner auch die Möglichkeit, die Prüfung während oder nach der Entnahme des Werkstücks aus dem Werkstückbehälter durchzuführen, also dann, wenn das Werkstück bereits am Roboter gehaltert wird. Die Prüfung erfolgt dabei bevorzugt mittels einer Bildverarbeitung.
In aussichtsreicher Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Werkstück - in, auf oder - am Wendeelement in einer solchen Aufnahmedrehlage platziert, in welcher das Werkstück von der Führungsebene der Wendeeinrichtung abgewandt an dem Wendeelement ausgerichtet und soweit in Richtung der Führungsebene verschwenkbar ist, dass eine nicht mit dem Wendeelement in Kontakt befindliche und in der Aufnahmedrehlage der Führungsebene abgewandte Werkstückseite des Werkstücks in eine Ablagedrehlage verschwenkbar ist, in welcher diese Werkstückseite der geneigten Führungsebene zugewandt ausgerichtet ist. So lässt sich ein Verschwenken des Werkstücks in eine für das Wenden unzureichende Drehlage vorteilhaft vermeiden.
Besonders vorteilhaft lässt sich eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens überdies ansehen, wenn das Werkstück nach dessen Platzieren in der Aufnahmedrehlage über das Wendeelement in die Ablagedrehlage verschwenkt und in dieser Ablagedrehlage der zwischen Wendeelement und Werkstück etablierte Kraft- und/oder Formschluss aufgehoben wird, sodass schwerkraftbedingt eine Ablage des Werkstücks in einem zum Wendeelement benachbarten Ablageabschnitt auf der geneigten Führungsebene erfolgt. Nach der Ablage des Werkstücks liegt dieses folglich in einer Soll-Lage vor und das eigentliche Wenden des Werkstücks ist abgeschlossen. Nach dieser Art lässt sich somit ein überaus effektives und platzsparendes Wenden des Werkstücks über das Wendeelement der Wendeeinrichtung gewährleisten.
In einer gestalterisch überaus günstigen Gestaltung der Erfindung wird das Werkstück nach dessen Ablage in dem Ablageabschnitt der Führungsebene schwerkraftbedingt entlang der geneigten Führungsebene in einen an die Führungsebene angrenzenden - insbesondere horizontal verlaufenden - Entnahmeabschnitt bewegt. So kann das gewendete Werkstück anschließend insbesondere durch den Roboter oder einen weiteren Roboter aus diesem Entnahmeabschnitt aufgenommen und beispielsweise folgenden Fertigungsprozessen zugeführt werden. Das schwerkraftbedingte Bewegen des Werkstücks aus dem Bereich des Wendeelements führt vorteilhaft dazu, dass das Werkstück einerseits vorteilhaft aus dem Bereich des Wendeelements abgeführt und somit eine Entnahme von der Wendeeinrichtung ermöglicht wird. Zudem lässt sich durch das schwerkraftbedingte Bewegen auf die Verwendung eines zusätzlichen, angetriebenen Fördermittels zum Abtransport der Werkstücke nach deren Wenden verzichten.
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

1 bis 5 eine Weiterbildung einer erfindungsgemäßen Wendeanlage in perspektivischer Ansicht;
6 bis 12 eine Weiterbildung einer erfindungsgemäßen Wendeanlage in Seitenansicht.

Aus den 1 bis 5 gehen perspektivische Ansichten einer Weiterbildung einer erfindungsgemäßen Wendeanlage 1 für Werkstücke 2 hervor. Die Wendeanlage 1 weist dabei die Wendeeinrichtung 3 auf, wobei die Wendeeinrichtung 3 ihrerseits wiederum ein zur kraftschlüssigen und hierbei lösbaren Halterung eines Werkstücks 2 eingerichtetes Wendeelement 4 aufweist. Das Wendeelement 4 ist an dem Gestell 5 der Wendeeinrichtung 3 drehbar gelagert und hierbei im Speziellen als eine Walze ausgeführt. Um nunmehr die kraftschlüssige Halterung eines Werkstücks 2 zu ermöglichen, ist das Wendeelement 4 zudem als ein Elektromagnet 7 ausgebildet, sodass metallische Werkstücke 2, wie beispielsweise Karosseriebauteile, an dem Wendeelement 4 magnetisch gehaltert respektive gehalten werden können. Neben der Wendeeinrichtung 3 verfügt die Wendeanlage 1 zudem über den lediglich schematisch dargestellten Roboter 12 sowie den Werkstückbehälter 13, in welchem die Werkstücke 2 regellos respektive ungeordnet vorgehalten werden. Der z. B. in den 2 bis 4 näher dargestellte Roboter 12 dient dabei der Manipulation und hierbei im Speziellen dem Greifen und Entnehmen der Werkstücke 2 sowie dem Überführen dieser aus dem Werkstückbehälter 13 zum Wendeelement 4. Das Greifen und Entnehmen wird in dieser Weiterbildung der Wendeanlage 1 bevorzugt über einen Magnetgreifer durchgeführt, welcher am freien Ende des Roboters 12 angeordnet ist.
Das insbesondere in der 2 aufgezeigte Greifen und Entnehmen eines Werkstücks 2 aus dem Werkstückbehälter 13 mittels des Roboters 12 stellt dabei einen Verfahrensschritt einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Wenden eines Werkstücks 2 dar. Den 3 bis 5 sind dabei weitere Verfahrensschritte des Verfahrens zu entnehmen, wobei diese darin bestehen, dass das Werkstück 2, wie in der 3 aufgezeigt, auf das Entnehmen folgend mittels des Roboters 12 zum Wendeelement 4 überführt, wie in der 4 dargestellt, in einer Aufnahmedrehlage 14 an dem Wendeelement 4 der Wendeeinrichtung 3 platziert und, wie in der 5 aufgezeigt, über das Wendeelement 4 ein Kraftschluss zwischen dem Wendeelement 4 und dem Werkstück 2 etabliert wird. Dies, indem das als Elektromagnet 7 ausgebildete Wendeelement 4 elektrisch erregt wird und somit eine Magnetkraft auf das Werkstück 2 wirkt, durch welche das Werkstück 2 an dem Wendeelement 4 gehaltert respektive gehalten wird. Darauf folgend wird das Werkstück 2 vom Magnetgreifer des Roboters 12 gelöst, sodass dieses in der Aufnahmedrehlage 14 am Wendeelement 4 verbleibt.
Der 6 ist nunmehr die sich in dem aus der 5 bekannten Verfahrensschritt befindende Wendeanlage 1 in Seitenansicht zu entnehmen, wodurch die Aufnahmedrehlage 14 des Werkstücks 2 am Wendeelement 4 verdeutlicht zu erkennen ist. Der 6 lässt sich dabei entnehmen, dass das Werkstück 2 in einer solchen Aufnahmedrehlage 14 platziert ist, in welcher das Werkstück 2 von der geneigten Führungsebene 6 der Wendeeinrichtung 3 abgewandt an dem Wendeelement 4 ausgerichtet und soweit in Richtung der Führungsebene 6 verschwenkbar ist, dass eine nicht mit dem Wendeelement 4 in Kontakt befindliche und in der Aufnahmedrehlage 14 der Führungsebene 6 abgewandte Werkstückseite 15 des Werkstücks 2 in eine z. B in 9 gezeigte Ablagedrehlage 16 verschwenkbar ist, in welcher diese Werkstückseite 15 der geneigten Führungsebene 6 zugewandt ausgerichtet ist. Der 6 ist zudem deutlich zu entnehmen, dass die geneigte Führungsebene 6 zum Wendeelement 4 beabstandet ausgeführt und sich bis unterhalb des Wendeelements 4 erstreckend ausgeformt ist respektive überdeckt die Führungsebene 6 den Bereich unterhalb des Wendeelements 4 und erstreckt sich sogar sowohl in absteigende als auch in aufsteigende Richtung der Führungsebene 6 darüber hinaus. In die absteigende Richtung der Führungsebene 6 schließt sich dabei an die Führungsebene 6 der horizontal verlaufende Entnahmeabschnitt 10 an. Hierbei ist festzustellen, dass die Führungsebene 6 in der dargestellten Weiterbildung einen Neigungswinkel 8, 9 aufweist, welcher sich in Richtung des Entnahmeabschnitts 10 verringert. Im Genauen weist die Führungsebene 6 hierbei die zwei Ebenenabschnitte 18, 19 mit sich voneinander unterscheidendem Neigungswinkel 8, 9 auf. Der Neigungswinkel 9 des an den Entnahmeabschnitt 10 grenzenden Ebenenabschnitts 19 ist hierbei geringer als der Neigungswinkel 8 des zum Wendeelement 4 benachbarten Ebenenabschnitts 18 der Führungsebene 6.
Auf das Platzieren in der in der 6 aufgezeigten Aufnahmedrehlage 14 wird das Werkstück 2 folgend über das Wendeelement 4 in die in der 9 aufgezeigte Ablagedrehlage 16 verschwenkt. Die 7 und 8 beschreiben dabei Zwischendrehlagen des Werkstücks 2, welche beim Verschwenken in die Ablagedrehlage 16 zeitweise eingenommen werden. Um hierbei grundsätzlich ein zu weites Verschwenken des Werkstücks 2 zu vermeiden, weist die Wendeeinrichtung 3 die benachbart zum Wendeelement 4 angeordnete, als Anschlag für das Werkstück 2 ausgeformte und von der Führungsebene 6 in Richtung des Wendeelements 4 vorspringende Werkstückwendebegrenzung 11 auf. Die Werkstückwendebegrenzung 11 begrenzt hierbei zudem die Führungsebene 6 und im Speziellen den, nicht an den Entnahmeabschnitt 10 angrenzenden Ebenenabschnitt 18 auf der dem, an den Entnahmeabschnitt 10 angrenzenden Ebenenabschnitt 19 abgewandten Seite des Ebenenabschnitts 18.
In der in der 9 dargestellten Ablagedrehlage 16 wird sodann der zwischen dem Wendeelement 4 und dem Werkstück 2 etablierte Kraftschluss durch ein Beenden der Erregung des als Elektromagnet 7 ausgeführten Wendeelements 4 aufgehoben, sodass, wie in der 10 dargestellt, schwerkraftbedingt eine Ablage des Werkstücks 2 in dem zum Wendeelement 4 benachbarten Ablageabschnitt 17 auf der geneigten Führungsebene 6 erfolgt. Wie bereits dargelegt, ist dabei die Werkstückseite 15 des Werkstücks 2 nunmehr der geneigten Führungsebene 6 zugewandt ausgerichtet. Aus dem Ablageabschnitt 17 wird das Werkstück 2, wie in der 11 aufgezeigt, schwerkraftbedingt entlang der geneigten Führungsebene 6 in einen an die Führungsebene 6 angrenzenden Entnahmeabschnitt 10 bewegt und das somit gewendete Werkstück 2 in einem abschließenden Verfahrensschritt mittels des Roboters 12 einem folgenden Fertigungsschritt zugeführt. Dies ist wiederum durch die 12 angedeutet.
Bezugszeichenliste

1: Wendeanlage
2: Werkstück
3: Wendeeinrichtung
4: Wendelement
5: Gestell
6: Führungsebene
7: Elektromagnet
8: Neigungswinkel
9: Neigungswinkel
10: Entnahmeabschnitt
11: Werkstückwendebegrenzung
12: Roboter
13: Werkstückbehälter
14: Aufnahmedrehlage
15: Werkstückseite
16: Ablagedrehlage
17: Ablageabschnitt
18: Ebenenabschnitt
19: Ebenenabschnitt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102014009995 A1 [0003]
CN 210045605 U [0005]
CN 210125563 U [0005]

Claims

Wendeanlage (1) für Werkstücke (2) mit einer Wendeeinrichtung (3), wobei die Wendeeinrichtung (3) ein zur lösbaren, kraft- und/oder formschlüssigen Halterung eines Werkstücks (2) eingerichtetes Wendeelement (4) aufweist und dieses Wendeelement (4) an einem Gestell (5) der Wendeeinrichtung (3) drehbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Wendeeinrichtung (3) eine geneigte Führungsebene (6) aufweist, wobei diese Führungsebene (6) zum Wendeelement (4) beabstandet ausgeführt und sich zumindest bis unterhalb des Wendeelements (4) erstreckend ausgeformt ist.
Wendeanlage (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Wendeelement (4) als eine Rolle, Trommel oder Walze ausgebildet ist.
Wendeanlage (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Wendeelement (4) zur kraft- und/oder formschlüssigen Halterung eines Werkstücks (2) zumindest einen Elektromagneten (7) aufweist und/oder als ein Elektromagnet (7) ausgeführt ist.
Wendeanlage (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die geneigte Führungsebene (6) einen Neigungswinkel (8, 9) aufweist, welcher sich in Richtung eines sich an die geneigte Führungsebene (6) anschließenden Entnahmeabschnitts (10) der Wendeeinrichtung (3) verringert.
Wendeanlage (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wendeeinrichtung (3) eine benachbart zum Wendeelement (4) angeordnete und in Richtung des Wendeelements (4) vorspringende Werkstückwendebegrenzung (11) aufweist.
Wendeanlage (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wendeanlage (1) zudem zumindest einen Roboter (12) zur Manipulation von Werkstücken (2) und/oder zumindest einen Werkstückbehälter (13) zum regellosen Vorhalten der Werkstücke (2) aufweist.
Verfahren zum Wenden eines Werkstücks (2) mittels einer Wendeanlage (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Werkstück (2) mittels eines Roboters (12) aus einem Werkstückbehälter (13) entnommen, das Werkstück (2) folgend mittels des Roboters (12) in einer Aufnahmedrehlage (14) an dem Wendeelement (4) der Wendeeinrichtung (3) platziert und über das Wendeelement (4) ein Kraft- und/oder Formschluss zwischen dem Wendeelement (4) und dem Werkstück (2) etabliert wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück (2) in einer solchen Aufnahmedrehlage (14) platziert wird, in welcher das Werkstück (2) von der Führungsebene (6) der Wendeeinrichtung (3) abgewandt am Wendeelement (4) ausgerichtet und soweit in Richtung der Führungsebene (6) verschwenkbar ist, dass eine nicht mit dem Wendeelement (4) in Kontakt befindliche und in der Aufnahmedrehlage (14) der Führungsebene (6) abgewandte Werkstückseite (15) des Werkstücks (2) in eine Ablagedrehlage (16) verschwenkbar ist, in welcher diese Werkstückseite (15) der geneigten Führungsebene (6) zugewandt ausgerichtet ist.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück (2) nach dessen Platzieren in der Aufnahmedrehlage (14) über das Wendeelement (4) in die Ablagedrehlage (16) verschwenkt und in dieser Ablagedrehlage (16) der zwischen Wendeelement (4) und Werkstück (2) etablierte Kraft- und/oder Formschluss aufgehoben wird, sodass schwerkraftbedingt eine Ablage des Werkstücks (2) in einem zum Wendeelement (4) benachbarten Ablageabschnitt (17) auf der geneigten Führungsebene (6) erfolgt.
Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück (2) nach dessen Ablage in dem Ablageabschnitt (17) der Führungsebene (6) schwerkraftbedingt entlang der geneigten Führungsebene (6) in einen an die Führungsebene (6) angrenzenden Entnahmeabschnitt (10) bewegt wird.