-
Die
Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Transport von Werkstücken durch
eine Folge von Bearbeitungsstationen oder Bearbeitungsstationen
und Teileablagestationen, die bevorzugt in Pressenanlagen, Pressenlinien,
Transferpressen oder dergleichen eingesetzt ist.
-
Nach
der
DE 196 45 793
A1 ist Transfereinrichtung mit einer oder zwei parallelen
Trag- bzw. Greiferschienen und Greifern zur Aufnahme der Werkstücke bekannt,
die mit Hilfe von vorzugsweise im Bereich der Tragschienen-Mitte kompakt angeordneten
Antriebsmodulen eine Transportbewegung in Pressen-Längsrichtung
sowie eine Hub- und eine Schließbewegung
ausführen.
Diese Einrichtung soll bei großer
Flexibilität
kostengünstig
ohne aufwendige Führungselemente
aus einer geringen Anzahl mechanischer Bauelemente herstellbar sein.
Für die Verstellbewegungen
in den einzelnen Achsen soll nur eine geringe Masse beschleunigt
werden. Dazu sind zwischen Tragschiene und Maschinenkörper mehrere
längenveränderliche
Streben angeordnet, die an beiden Enden Lager oder Gelenke besitzen, und
die durch aktive Längenänderungen
in Verbindung mit passiven Schwenkbewegungen die gewünschte Tragschienenbewegung
erzeugen.
-
Der
Antrieb diese Streben ist kompliziert ausgebildet und somit aufwendig.
Die Streben besitzen einen begrenzten Hubweg, wodurch das Bewegungsspektrum
der Einrichtung begrenzt ist. Alternative lange Streben sind aufwendig
in der Herstellung und sind durch ihr dynamisches Verhalten auch
nur eingeschränkt
einsetzbar.
-
Nach
der
DE 195 06 079
A1 ist eine Vorrichtung zum Transfer von Werkstücken durch
eine Folge von Bearbeitungsstationen einer Presse, eines Simulators
oder dergleichen Bearbeitungs- und Einrichtmaschine bekannt, die
zwei parallel im Abstand zueinander, sich in Transportrichtung erstreckende, längsgeteilte
Transportschienen aufweist. An den Transportschienen sind Aufnahmeeinrichtungen
für die
zu transportierenden Teile angeordnet. Die Transportschienen sind
insgesamt mittels jeweils paarweise angeordneten Linearmotoren in
vertikaler Richtung und horizontal aufeinander zu bewegbar. Die Antriebseinrichtungen
für die
Bewegungen in den drei Bewegungsachsen sind als paarweise angeordnete
Linearmotoren ausgeführt,
wobei die sich bezüglich
der Mittelachse der Presse oder der anderen Maschinen gegenüberliegenden
Linearmotoren synchron ansteuerbar sind.
-
Nachteilig
ist die hohe Masse an bewegten Teilen, da die Antriebe für die einzelnen
Bewegungsachsen übereinander
angeordnet sind und bei jeder Bewegung mitbewegt werden müssen. Durch
die Spezifika der Linearmotoren und der Anordnung auf den bewegten
Antriebsteilen ist weiterhin der Energieanschluss zu den Motoren
sehr aufwendig.
-
Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Transporteinrichtung zu schaffen, die
auf einfache Weise an veränderte
Bewegungsabläufe
anpassbar ist, eine geringe Anzahl an im Kraftfluß angeordneten
mechanischen Bauteilen aufweist und größere Verstellbewegungen bei
hohen Hubzahlen ohne eine wesentliche größere Dimensionierung der Einrichtung
zulässt.
-
Erfindungsgemäß wird die
Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 erreicht. Weitere
detaillierte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis
8 beschrieben.
-
Da
jede Antriebseinheiten für
die Hub- und/oder Öffnungs-
und Schließbewegung
außerhalb
des Bereiches der Transporteinrichtung sowie zwischen der Tragschiene
und dem Maschinenkörper
angeordnet ist, ist jede Antriebseinheit eine eigenständig agierende
Einrichtung, die eine gute Zugänglichkeit
für eventuellen
Service oder Reparatur besitzt.
-
Die
jeweilige Tragschiene ist mit den Enden von zwei zueinander beabstandet
angeordneten Stabelementenpaaren beweglich verbunden. Dabei sind die
Stabelemente parallel übereinander
angeordnet. Die anderen Enden der Stabelemente sind mit geführten Schlitten
beweglich verbunden, wobei die Schlitten mit mindestens einem oder
mehreren zueinander synchronisierten und mit am Pressengestell fest
verbundenen Antriebseinheiten in Wirkverbindung stehen. Jedes obere
Stabelement ist in einem beliebigen Längenbereich mit einem Ende
eines weiteren Stabelements beweglich miteinander verbunden. Das
andere Ende des weiteren Stabelements ist mit einem geführten Schlitten
beweglich verbunden. Die Schlitten stehen mit mindestens einem oder
mehreren zueinander synchronisierten und mit am Pressengestell fest
verbundenen Antriebseinheiten in Wirkverbindung. Dieser parallele
Aufbau des Antriebssystems führt
vorteilhafterweise zu wenig bewegten und unaufwendigen Teilen, wodurch
eine massearme Gestaltung erreicht wird.
-
Da
die Antriebseinheiten für
die Hub- und/oder Öffnungs-
und Schließbewegung
baugleich gestaltet und gleich oder spiegelbildlich anordenbar sind,
können
dies günstig
hergestellt und ggf. auch unaufwendig in vorhandenen Anlagen ausgetauscht werden.
Damit gibt es bei Havariefällen
keine erheblichen Ausfallzeiten der Gesamtmaschine.
-
Die
vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele
mit einer ersten und zweiten Antriebseinheit beschränkt. Es
kann auch eine einzelne Antriebseinheit zur Erfüllung der Aufgabenstellung
ausreichend sein. Ebenso kann auch eine andere Anzahl an Antriebseinrichtungen miteinander
kombiniert werden.
-
Anstelle
der Antriebseinheiten mit Zahnriemen-Riemenscheibe-Motor-Kombination,
einem Linearmotor oder einer Gewindemutter-Gewindespindel-Motor-Kombination
sind auch andere Antriebe, wie z.B. hydraulische oder servohydraulische
Antriebe, im Rahmen der erfinderischen Lösung möglich.
-
Die
Erfindung wird nachstehend an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die
dazugehörigen Zeichnungen
zeigen:
-
1: Perspektivische Darstellung
eines möglichen
ersten Ausführungsbeispiels
mit einer ersten und zweiten Antriebseinheit 1 und 2,
die vorzugsweise parallel zueinander ausgerichtet sind.
-
2: Perspektivische Seitendarstellung
einer Antriebseinheit 1 des ersten Ausführungsbeispiels von vorn
-
3: Perspektivische Seitendarstellung
einer Antriebseinheit 1 des ersten Ausführungsbeispiels ohne Gestellstreben
von hinten
-
4: Perspektivische Rückansicht
einer Antriebseinheit 1 des ersten Ausführungsbeispiels
-
5: Seitenansicht einer Antriebseinheit 1 des
zweiten Ausführungsbeispiels,
in dem Linearantriebe eingesetzt sind
-
6: Seitenansicht einer Antriebseinheit 1 des
zweiten Ausführungsbeispiels
von vorn
-
7: Seitenansicht einer Antriebseinheit 1 des
dritten Ausführungsbeispiels,
in dem Gewindemutter-Gewindespindel-Motor-Kombinationen eingesetzt
sind.
-
8: Seitenansicht einer Antriebseinheit 1 des
dritten Ausführungsbeispiels
von vorn
-
Die
Einrichtung zum Transport von Werkstücken durch eine Folge von Bearbeitungsstationen oder
Bearbeitungsstationen und Teileablagestationen, die insbesondere
in Pressenanlagen, Pressenlinien, Transferpressen oder dergleichen
eingesetzt wird, weist eine oder zwei im Abstand zueinander parallele
Tragschiene 3 und Greiferschienen auf, an denen auswechselbare
Greif- oder Halteelementen zur Aufnahme der Werkstücke angeordnet
sind. Jede Tragschiene 3 und Greiferschienen ist über eine
Konsole 4 mit einer Antriebseinheit 1, 2 für die Hub- und/oder
Schließbewegung
wirkverbunden. Eine weiterer, nicht dargestellter Antrieb für die Transportbewegung
in Pressen-Längsrichtung
ist an oder in den in Führungen
gelagerten und horizontal bewegbaren Tragschiene 3 und
Greiferschienen angeordnet und kann beispielsweise als ein Zahnriementrieb, eine
Zahnstangen-Ritzel-Kombinationen, ein Spindelantrieb oder ein Linearantrieb
ausgeführt
sein.
-
Die
Antriebseinheiten 1 und 2 für die Hub- und/oder Schließbewegung
sind außerhalb
des Bereiches der Transporteinrichtung sowie zwischen der jeweiligen
Tragschiene 3 und dem Maschinenkörper angeordnet. Da die Antriebseinheiten 1 und 2 mit
den Antrieb für
die Transportbewegung baugleich gestaltet sind und gleich oder spiegelbildlich,
wie in 1 dargestellt,
anordenbar sind, bezieht sich die weitere Beschreibung nur auf die
Antriebseinheit 1. Die Tragschiene 3 wird gehalten
und geführt
durch Stabelementenpaare. Dazu ist die Tragschiene 3 über eine Konsole 4 mit
den Enden der zwei zueinander beabstandet angeordneten Stabelementenpaaren
beweglich verbunden, wobei die Stabelemente 9, 10 und 11, 12 der
Stabelementenpaare parallel übereinander angeordnet
sind. Die Verbindung der Stabelemente 9, 10 bzw. 11, 12 mit
der Konsole 4 erfolgt über Scharniergelenke 5, 6 bzw. 7, 8.
Die anderen Enden der Stabelemente 9, 10 bzw. 11, 12 sind über Scharniergelenke 13, 14 bzw. 15, 16 mit
geführten
Schlitten 17 bzw. 18 beweglich verbunden. Weiterhin
stehen die Schlitten 17 und 18, die auf einer
gemeinsamen oder einer eigenen Führung 19 bzw. 20 horizontal verfahrbar
sind, mit mindestens einem oder mehreren zueinander synchronisierten
und mit am Pressengestell fest verbundenen Antrieben, vorzugsweise
mit einem Servomotor 21 in Wirkverbindung.
-
Jedes
der oberen Stabelemente 10 und 12 ist in einem
beliebigen Längenbereich
mit einem Ende eines weiteren Stabelements 22 bzw. 23 beweglich über Scharniergelenke 24 bzw. 26 verbunden.
Das andere Ende des weiteren Stabelements 22 und 23 ist über Scharniergelenke 25 bzw. 27 mit
einem geführten
Schlitten 28 bzw. 30), die auf einer gemeinsamen
oder einer eigenen Führung 29 bzw. 31 horizontal
verfahrbar sind, beweglich verbunden, wobei die Schlitten 28, 30 mit
mindestens einem oder mehreren zueinander synchronisierten und mit
am Pressengestell fest verbundenen Antriebseinheiten in Wirkverbindung
stehen. Die Schlitten 17 und 18 bzw. 28 und 30 sind
jeweils über
eine Konsole verbindbar.
-
Der
Antrieb der Schlitten 17 und 18 bzw. 28 und 30 erfolgt
vorzugsweise über
einen gemeinsamen Zahnriemenantrieb mit einem Motor. Dazu sind die
jeweiligen Schlitten 17, 18, 28, 30 mit
einem Zahnriemen 33, 34. 35, 36 fest
verbunden. Jeder dieser Zahnriemen 33, 34. 35, 36 läuft über beidseitig der
Schlittenanbindung angeordnete Riemenscheiben 37 und 38 bzw. 39 und 40 bzw. 41 und 42 bzw. 43 und 44,
wobei jeweils eine Riemenscheiben 38 und 40, 42 und 44 vorzugsweise
mit einem Servomotor 21, 32 wirkverbunden ist.
-
Zur
Erzeugung der Öffnungs-
und Schließbewegung
der Transporteinrichtung wird der Servomotor 32 mit einem
rechten und der Servomotor 21 mit einem linken Drehsinn
und mit gleicher Bewegungscharakteristik angetrieben. Diese Bewegungscharakteristik
wird über
die jeweiligen Zahnriemen 33, 34, 35, 36 und
die Schlitten 17, 18 und 28, 30 übertragen. Somit
werden die Schlitten 17,18 und 28,30 gemeinsam
in gleiche Richtung angetrieben und es erfolgt eine Verlagerung
der Konsole 4 mit der Tragschiene 3 und deren
Antrieb, gehalten durch die Stabelemente 9, 10, 11, 12, 22 und 23,
quer zur Längserstreckung
der Tragschiene 3 (quer zur Transportrichtung durch die
Pressenanlage oder dergleichen), d.h. zum Werkstücktransport beschreiben die
Greif- oder Halteelemente mit der Tragschiene 3 eine Öffnungs-
und Schließbewegung.
Zur Erzeugung der Hubbewegung der Transporteinrichtung wir der Servomotor 32 und
der Servomotor 21 mit einem linken Drehsinn und mit ungleicher
Bewegungscharakteristik angetrieben. Die auf die Schlitten 17, 18 und 28, 30 übertragene
Bewegungscharakteristik erzeugt zwischen den Schlitten 17, 18 und 28, 30 einen
Differenzhub. Folglich werden die Schlitten 17,18 zu
den Schlitten 28, 30 in entgegengesetzter Richtung
angetrieben, wodurch sich die Winkellage der Stabelemente 9 ,10 und 11, 12 zu
den Stabelementen 22, 23 verändert. Somit erfolgt eine Verlagerung
der Konsole 4 mit der Tragschiene 3 vertikal zur
Längserstreckung
der Tragschiene, d.h. zum Werkstücktransport
beschreiben die Greif- oder Halteelemente mit der Tragschiene 3 eine
Hub- und Senkbewegung.
-
Wird
die Trageschiene 3 in ihre Längenveränderung versetzt, erfolgt eine
Verlagerung des Werkstückes
in Transportrichtung, d.h. zum Werkstücktransport beschreiben die
Greif- oder Halteelemente mit der Tragschiene 3 und der
Greiferschiene eine Vorlauf- und Rücklaufbewegung.
-
Die
Positionen der Schlitten 17,18, 22, 23 und
der Tragschiene 3 mit der Antriebseinrichtung werden vorteilhafterweise über Messsysteme
erfasst und einer entsprechenden, nicht dargestellten Steuereinrichtung
weitergeleitet. Durch die programmierbare Ansteuereinrichtung der
beschriebenen Antriebsvorrichtungen wird eine hohe Anpassbarkeit der
Transfereinrichtung zum mehrachsigen Transport von Werkstücken an
einzelne auszuführende Bewegungsabläufe ermöglicht,
ohne dass ein mechanischer Eingriff in das Antriebssystem notwendig wird.
-
Eine Überlagerung
der linearen Bewegungen und damit die Abbildung beliebiger Bewegungskurven
ist durch entsprechende programmierbare Ansteuerung der Antriebe
möglich.
-
Zwei
weitere Ausführungsbeispiele
sind gegenüber
dem ersten Ausführungsbeispiel
grundsätzlich
gleich aufgebaut und besitzen eine analoge Funktionsweise. Somit
werden nachfolgend nur die unterschiedlichen Ausgestaltungen dargestellt.
-
Bei
einem zweiten Ausführungsbeispiel
ist anstelle einer Zahnriemen-Riemenscheibe-Motor-Kombination ein
Linearmotor eingesetzt. Dazu sind die jeweilig geführten Schlitten 17, 18 und 28, 30 über eine
Konsole 45 bzw. 46 verbunden. Auf den Konsolen 45, 46 ist
jeweils mindestens ein Primärteil 48, 49 angeordnet,
das jeweils mit einem fest im Gestell 47 angeordnetem Sekundärteil 50, 51 wirkverbunden
ist. Über
eine Steuerung ist ein aufeinander abgestimmtes Bewegungsverhalten
des Primärteils 48, 49 und
des Sekundärteils 50, 51 vom
Linearmotor erzeugbar.
-
Zur
Erzeugung der Öffnungs-
und Schließbewegung
der Transporteinrichtung werden die Linerarmotoren mit gleicher
Bewegungscharakteristik angetrieben, d.h. die Schlitten 17, 18 und 28, 30 verfahren mit
gleicher Geschwindigkeit und gleichem Weg. Dadurch wird eine Verlagerung
der Konsole 4 mit der Tragschiene 3 und dessen
Antrieb quer zur Transportrichtung durch die Pressenanlage oder
dergleichen erreicht, d.h. zum Werkstücktransport beschreiben die
Greif- oder Halteelemente mit der Tragschiene 3 eine Öffnungs-
und Schließbewegung.
-
Zur
Erzeugung der Hubbewegung der Transporteinrichtung werden die Linerarmotoren
mit ungleicher Bewegungscharakteristik angetrieben, d.h. die Schlitten 17, 18 und 28, 30 verfahren
mit gleicher und/oder ungleicher Geschwindigkeit einen gleichen und/oder
ungleichen Weg. Diese Bewegungscharakteristik erzeugt zwischen den
Schlitten 17, 18 und 28, 30 einen
Differenzhub. Folglich werden die Schlitten 17,18 zu
den Schlitten 28, 30 in entgegengesetzter Richtung
angetrieben, wodurch eine Hub- und Senkbewegung der Konsole 4 mit
der Tragschiene 3 vertikal zur Längserstreckung der Tragschiene 3 erfolgt.
-
Beim
dritten Ausführungsbeispiel
ist anstelle einer Zahnriemen-Riemenscheibe-Motor-Kombination jeweils eine Gewindemutter-Gewindespindel-Motor-Kombination eingesetzt.
Dazu sind die jeweilig geführten
Schlitten 17, 18 und 28, 30 über eine
Konsole 45, 46 verbunden. In der jeweiligen Konsole 45, 46 ist
eine Gewindemutter 52, 53 fest angeordnet, in der
jeweils eine im Gestell 47 gelagerte Gewindespindel 54, 55 läuft. Jede
Gewindespindel 54, 55 ist von einem Motor 56, 57 antreibbar,
wobei die Motoren 56, 57 in ihrem Bewegungsverhalten
aufeinander abgestimmt sind.
-
Zur
Erzeugung der Öffnungs-
und Schließbewegung
der Transporteinrichtung werden die Gewindespindeln 54, 55 durch
den jeweils zugeordneten Motor 56, 57 mit gleicher
Bewegungscharakteristik und zur Erzeugung der Hubbewegung werden
die Gewindespindeln mit ungleicher Bewegungscharakteristik analog
dem vorherigen Ausführungen
bewegt.
-
- 1
- Antriebseinheit
- 2
- Antriebseinheit
- 3
- Tragschiene
- 4
- Konsole
- 5
- Scharniergelenk
- 6
- Scharniergelenk
- 7
- Scharniergelenk
- 8
- Scharniergelenk
- 9
- Stabelement
- 10
- Stabelement
- 11
- Stabelement
- 12
- Stabelement
- 13
- Scharniergelenk
- 14
- Scharniergelenk
- 15
- Scharniergelenk
- 16
- Scharniergelenk
- 17
- Schlitten
- 18
- Schlitten
- 19
- Führung
- 20
- Führung
- 21
- Servomotor
- 22
- Stabelement
- 23
- Stabelement
- 24
- Scharniergelenk
- 25
- Scharniergelenk
- 26
- Scharniergelenk
- 27
- Scharniergelenk
- 28
- Schlitten
- 29
- Führung
- 30
- Schlitten
- 31
- Führung
- 32
- Servomotor
- 33
- Zahnriemen
- 34
- Zahnriemen
- 35
- Zahnriemen
- 36
- Zahnriemen
- 37
- Riemenscheibe
- 38
- Riemenscheibe
- 39
- Riemenscheibe
- 40
- Riemenscheibe
- 41
- Riemenscheibe
- 42
- Riemenscheibe
- 43
- Riemenscheibe
- 44
- Riemenscheibe
- 45
- Konsole
- 46
- Konsole
- 47
- Gestell
- 48
- Primärteil
- 49
- Primärteil
- 50
- Sekundärteil
- 51
- Sekundärteil
- 52
- Gewindemutter
- 53
- Gewindemutter
- 54
- Gewindespindel
- 55
- Gewindespindel
- 56
- Motor
- 57
- Motor