DE10243702B4 - Vorrichtung zur Herstellung von ausgestanzten und/oder umgeformten Werkstücken - Google Patents

Abstract

Vorrichtung (10, 110) zur Herstellung von ausgestanzten und/oder umgeformten Werkstücken, insbesondere zur Herstellung von Rotoren (11) und/oder Statoren (12) eine Elektromotors oder eines Generators,
mit wenigstens zwei Umform- oder Stanzeinrichtungen (111, 114),
mit zwei Ablagen (112, 113),
mit zwei Bereitstellungseinrichtungen (13, 100),
wobei die Umform- oder Stanzeinrichtungen (111, 114), die Ablagen (112, 113) und die Bereitstellungseinrichtungen (13, 100) in einer Reihe angeordnet sind,
mit einer Transfereinrichtung (17), an der Greifeinrichtungen (116, 117) verfahrbar angeordnet sind, die zur Zu- und Abführung von Material zu und von den Umform- oder Stanzeinrichtungen (111, 114) dienen,
wobei die Greifeinrichtungen (116, 117) durch Linearmotoren angetrieben sind.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von ausgestanzten und/oder umgeformten Werkstücken, insbesondere zur Herstellung von Rotoren und Statoren eines Generators oder Elektromotors, mit mindestens einer Schneid- und/oder mindestens einer Umformeinrichtung, mindestens einer Greifeinrichtung zum Aufnehmen und Ablegen von Rohmaterial und/oder von gefertigten Werkstücken und mindestens einer Transfereinrichtung, an der die mindestens eine Greifeinrichtung verfahrbar ist.
• Wie aus dem Stand der Technik allgemein bekannt ist, ist für den Antrieb der an der Transfereinrichtung verfahrbaren Greifeinrichtungen ein relativ hoher technischer Aufwand erforderlich. So benötigt man für die Verfahrbewegung der Greifeinrichtungen entlang der Transfereinrichtung Zahnriemen, Zahnstangen, Ritzel, Aufsteckgetriebe, Kupplungen, Zahnriemenscheiben und weitere für den Antrieb erforderliche Komponenten. Diese Komponenten unterliegen jedoch immer einem gewissen Verschleiß, so dass sie im Laufe der Zeit zu plötzlichen Betriebsstörungen führen können. Außerdem müssen diese Komponenten, wie insbesondere die Zahnräder der Getriebe bei jeder Änderung der Bewegungsrichtung abgebremst und wieder neu beschleunigt werden, wodurch es zu unvermeidbaren Zeitverlusten und auch zu Energieverlusten kommt.
• Aus der DE 37 86 477 T2 ist ein so genanntes Robotersystem bekannt, zu dem ein im Raum dreiachsig bewegbarer Arm gehört. Das Robotersystem weist einen Tisch auf, auf dem zwei im Abstand parallel zueinander orientierte Führungen orientiert sind. Zwischen beiden Führungen ist eine Brücke gehalten, die an den Führungen quer zu ihrer Längserstreckung bewegbar ist. An der Brücke ist wiederum ein vertikal orientierter Arm quer beweglich gelagert. Der Arm kann höhenverstellbar ausgebildet sein. Zur Bewegung der an den Führungen gelagerten Schlitten sind Linearmotoren vorgesehen.
• Die Erfindung hat die Aufgabe, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass der technische Aufwand für den Antrieb der Greifeinrichtungen stark reduziert wird.
• Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe durch eine Vorrichtung zur Herstellung von ausgeschnittenen und/oder umgeformten Werkstücken, insbesondere zur Herstellung von Rotoren und Statoren eines Generators oder Elektromotors, mit mindestens zwei Schneid- und/oder mindestens einer Umformeinrichtung, mit zwei Ablagen, Greifeinrichtungen zum Aufnehmen und Ablegen von Rohmaterial und/oder von gefertigten Werkstücken und mindestens einer Transfereinrichtung, an der die Greifeinrichtungen verfahrbar sind und durch mindestens einen Linearmotor antreibbar sind. Durch die Verwendung von Linearmotoren zum Antrieb der Greifeinrichtung entfallen sonst erforderliche Antriebskomponenten, wie Zahnriemen, Zahnstangen, Ritzel, Aufsteckgetriebe, Kupplungen, Zahnriemenscheiben und dergleichen wodurch der gesamte mechanische Aufbau des Antriebs für die Greifeinrichtung höchst einfach ausgestaltet ist. Infolge des sehr einfachen Aufbaues des Antriebs für die Greifeinrichtung sind Bewegungen mit höchster Dynamik möglich, wodurch auch plötzliche Änderungen der Bewegungsrichtung innerhalb kürzester Zeit und mit minimalen Energieverlusten realisierbar sind, da die Massen der abzubremsenden und zu beschleunigenden Komponenten entfallen. Außerdem ist die erfindungsgemäße Vorrichtung äußerst betriebssicher, da die seither störungsanfälligen Komponenten komplett entfallen. Durch den einfachen mechanischen Aufbau, der sich durch die Verwendung von Linearmotoren ergibt, kann die Vor richtung vielfältige Variationen in der Anordnung der einzelnen Stationen, die zur Herstellung der Werkstücke erforderlich sind, aufweisen. Somit kann die erfindungsgemäße Vorrichtung an bestimmte planerische Vorgaben, beispielsweise bezüglich des Aufbauorts oder des Materialflusses, flexibel und einfach angepasst werden. Die Umform- oder Stanzeinrichtungen, die Ablagen und die Bereitstellungseinrichtung sind dazu in einer Reihe angeordnet.
• Damit die Greifeinrichtungen an jeden gewünschten Punkt im Raum verfahren werden können, können sie für jeden den Raum aufspannenden Vektor mindestens einen Linearmotor aufweisen.
• Besonders schnell und zeitsparend arbeitet die Vorrichtung, wenn Statoren und Rotoren oder Rotoren unterschiedlicher Abmessungen gleichzeitig hergestellt werden können.
• Aus Gründen eines flexiblen und rationellen Herstellungsablaufes kann die Vorrichtung mindestens eine Stapeleinrichtung zum Auf- und Abstapeln von Rohmaterial und gefertigten Werkstücken aufweisen. Es ist auch möglich, dass die mindestens eine Stapeleinrichtung mehrere Stapel gleichzeitig aufnehmen kann.
• Um ein außermittiges Verarbeiten der Rohmaterialplatinen und ein Umkippen des aufgeschichteten Stapels zu vermeiden, kann die mindestens eine Stapeleinrichtung mit einer Zentriereinrichtung zum Zentrieren der Stapel ausgestattet sein.
• Damit das Auf- und Abstapeln störungsfrei und automatisch während des Herstellungsprozesses geschehen kann, kann die Zentriereinrichtung eine Kamera aufweisen. Durch die Verwendung der Kamera zur Stapelzentrierung muss das Bedienpersonal die Zentriereinrichtung nicht mehr einrichten. Die Kamera muss vom Hersteller der Vorrichtung nur einmal parametrisiert werden. Sie kann dann den Stapelvorgang automatisch überwachen.
• Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Kamera eine Einrichtung zur Koordinatenerkennung eines Achsloches, das sich zur Aufnahme einer Rotorachse im Rohmaterial und/oder gefertigten Werkstück befindet, aufweist.
• Vorteilhafterweise kann die mindestens eine Schneid- und/oder Umformeinrichtung eine Laserschneideinrichtung oder eine Nutenstanzpresse sein.
• Nachfolgend werden verschiedene Ausführungsbeispiele anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert.
• Im Einzelnen zeigt:
• 1 eine Stanzvorrichtung zur allgemeinen Veranschaulichung
• 2 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung
• 1 zeigt eine Vorrichtung 10 zur Herstellung von Rotoren 11 und Statoren 12. Die Vorrichtung 10 weist eine Ablage 13 zur Ablage von Rohmaterialplatinen 14 auf. Die Rohmaterialplatinen 14 werden auf der Ablage 13 gestapelt und somit für den weiteren Herstellungsprozess bereitgestellt. Eine hier nicht näher dargestellte Kamera überwacht das Aufeinanderstapeln der Rohmaterialplatinen 14, zur Zentrierung des Stapels, so dass die Rohmaterialplatinen 14 nahezu ohne jeden Versatz aufeinandergestapelt werden. Sobald die Zentrierung des Stapels von einer zulässigen Toleranz abweicht, erkennt dies die Kamera, so dass der Stapelvorgang abgeschaltet wird. Somit kann durch die Verwendung der Kamera verhindert werden, dass die Rohmaterialplatinen 14 außermittig in der Anlage verarbeitet werden können, wodurch unerwünschte Kollisionen und Beschädigungen vermieden werden können. Durch die Verwendung der Kamera zur Stapelzentrierung muss das Bedienpersonal die Zentriereinrichtung nicht mehr einrichten. Die Kamera muss vom Hersteller der Vorrichtung 10 nur einmal parametrisiert werden. Sie kann dann den Stapelvorgang automatisch überwachen. Ein Greifer 15 nimmt im nächsten Herstellungsschritt eine Rohmaterialplatine 14 von der Ablage 13 auf und führt sie einer Einrichtung 16 zum Zentrieren und Orientieren für den weiteren Herstellungsablauf zu. Dabei bewegt sich die Greifeinrichtung 15 entlang einer Transfereinrichtung 17. Anschließend nimmt die Greifeinrichtung 15 die zentrierte und orientierte Rohmaterialplatine 14 auf und führt sie einer Schneideinrichtung 18, die eine Nutenstanzpresse oder eine Laserschneideinrichtung sein kann, zu. In der Schneideeinrichtung 18 wird der Stator 12 genutet und ein Rotorrohling aus der Rohmaterialplatine 14 herausgetrennt. Im nächsten Schritt wird der Stator 12 auf einer Ablageeinrichtung 19 und der Rotorrohling auf einer Ablageeinrichtung 100 abgelegt. Die Vorrichtung 10 eignet sich auch zur ausschließlichen Rotorfertigung. Dann werden die auf der Ablegeeinrichtung 19, vorteilhafterweise auf Paletten abgelegten Rotorrohlinge vor Beginn des Herstellungsablaufs in die Ablegeeinrichtung 13 verbracht. Die Ablageeinrichtung 13 und die Einrichtung 16 behalten ihre oben beschriebene Funktion bei. In der Schneideeinrichtung 18 wird dann ausschließlich der Rotor 11 genutet und anschließend auf der Ablageeinrichtung 19 abgelegt. Die Ablage 100 wird dann nicht benötigt.
• 2 zeigt eine Vorrichtung 110 zur Herstellung von Rotoren 11 und Statoren 12. Mit der Vorrichtung 110 können gleichzeitig Rotoren 11 und Statoren 12 gefertigt werden. Außerdem ist es alternativ auch möglich mit der Vorrichtung 110 gleichzeitig unterschiedliche Rotoren herzustellen. Die Vorrichtung 110 umfasst die schon vorne beschriebenen (1) Einrichtungen 13, 16 und 100. Ferner umfasst die Vorrichtung 110 eine Schneideeinrichtung 111 und 114. Mit der Schneideeinrichtung 111 können aus Rohmaterialplatinen Statoren genutet und Rotorrohlinge herausgetrennt werden. Anschließend werden die Statoren auf einer Ablage 112 abgelegt und die Rotorrohlinge auf einer Zwischenablage 113 gestapelt. Im nächsten Schritt werden die Rotorrohlinge von der Zwischenablage 113 der Schneideeinrichtung 114 zugeführt, wo die Rotornuten hergestellt werden. Von der Schneideeinrichtung 114 gelangen dann die genuteten Rotoren zu einer Zwischenablage 115 und von dort zu einer Ablage 100, wo die fertigen Rotoren auf Paletten gestapelt werden. Bei der alternativen Fertigung unterschiedlicher Rotoren wird die Vorrichtung 110 in der folgenden Weise genutzt. In der Einrichtung 13 und 100 wird das Rotorrohmaterial für die unterschiedlichen zu fertigenden Rotoren auf Paletten gestapelt. Von dort wird das Rotorrohmaterial einer Einrichtung 116 und 117 zugeführt, um es zu zentrieren und zu orientieren. Von der Einrichtung 116 und 117 wird das zentrierte und orientierte Rotorrohmaterial der Schneideeinrichtung 111 und 114 zugeführt, wo die unterschiedlichen Rotoren genutet werden. Von den Schneideeinrichtungen 111 und 114 gelangen die fertig genuteten unterschiedlichen Rotoren zu den Einrichtungen 112 und 113, wo sie auf Paletten gestapelt werden.

Claims (9)

1. Vorrichtung (10, 110) zur Herstellung von ausgestanzten und/oder umgeformten Werkstücken, insbesondere zur Herstellung von Rotoren (11) und/oder Statoren (12) eine Elektromotors oder eines Generators, mit wenigstens zwei Umform- oder Stanzeinrichtungen (111, 114), mit zwei Ablagen (112, 113), mit zwei Bereitstellungseinrichtungen (13, 100), wobei die Umform- oder Stanzeinrichtungen (111, 114), die Ablagen (112, 113) und die Bereitstellungseinrichtungen (13, 100) in einer Reihe angeordnet sind, mit einer Transfereinrichtung (17), an der Greifeinrichtungen (116, 117) verfahrbar angeordnet sind, die zur Zu- und Abführung von Material zu und von den Umform- oder Stanzeinrichtungen (111, 114) dienen, wobei die Greifeinrichtungen (116, 117) durch Linearmotoren angetrieben sind.
2. Vorrichtung (10, 110) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Greifeinrichtungen (116, 117) für jeden den Raum aufspannenden Vektor mindestens einen Linearmotor aufweist.
3. Vorrichtung (10, 110) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Statoren (12) und Rotoren (11) gleichzeitig herstellbar sind.
4. Vorrichtung (10, 110) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Rotoren (11) unterschiedlicher Abmessungen gleichzeitig herstellbar sind.
5. Vorrichtung (10, 110) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Stapeleinrichtungen (112, 113) mit einer Zentriereinrichtung zum Zentrieren der Stapel ausgestattet sind.
6. Vorrichtung (10, 110) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentriereinrichtung eine Kamera aufweist.
7. Vorrichtung (10, 110) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kamera eine Einrichtung zur Koordinatenerkennung eines Achsloches, das sich im Rohmaterial (14) und/oder gefertigten Werkstück (11, 12) zur Aufnahme einer Rotorachse befindet, aufweist.
8. Vorrichtung (10, 110) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneideinrichtungen (111, 114) und/oder Umformeinrichtung eine Laserschneideinrichtung sind.
9. Vorrichtung (10, 110) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneideinrichtungen (111, 114) und/oder Umformeinrichtungen Nutenstanzpressen sind.