DE19513095A1 - Vorrichtung zum Positionieren einer Montageplatte - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Positionieren einer Montageplatte in einer Positionierstation.

Unternehmen im heutigen internationalen Wettbewerb müssen ihre Produktivität verbessern und Durchlaufzeiten verkürzen. D.h., Produkte müssen einerseits kostengünstiger gefertigt und montiert und andererseits schneller in der Fabrikation umgesetzt werden. Dementsprechend müssen die Produktionsabläufe automatisiert und verknüpft werden.

Bei der hohen Anforderung an die Anpassungsfähigkeit von sich verändernden Produktionsfaktoren kommen heute im wesentlichen Längstransfersysteme zur Anwendung, welche aus Schienensträngen bestehen, auf denen die zu bearbeitenden Werkstücke von Bearbeitungsstation zu Bearbeitungsstation automatisch transportiert werden. Diesem Transport dienen Laufwagen bzw. Werkstückträger und/oder Montageplatten, welche die entsprechenden Werkstücke zu den Bearbeitungs­ stationen transportieren. In den Bearbeitungsstationen werden dann verschiedene Tätigkeiten durchgeführt, wobei ein Bearbeitungswerkzeug beliebiger Art beispielsweise an einem Flächenportal entlang der beiden X- bzw. Y-Achsen verfahren wird.

Probleme treten bei diesen bekannten Vorrichtungen vor allem bei der Positionierung der Werkstücke auf, da diese Positionierung außerordentlich exakt durchgeführt werden muß. Ferner muß die Bewegung des Werkzeugs in den beiden Achsen auf die Position des zu bearbeitenden Werkstückes exakt abgestimmt werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Positionierung wesentlich zu verbessern.

Zur Lösung dieser Aufgabe führt, daß der Montageplatte eine Mehrzahl von Positionen zugeordnet ist, welche mit zumindest einem Halteelement in der Positionierstation zusammenwirken.

Mit der nachfolgend beschriebenen Positioniervorrichtung können Montagepaletten in allen drei Hauptachsen exakt positioniert und festgehalten werden. Dabei kann eine Montagepalette in der Längsrichtung (Fahrtrichtung) nacheinander in mehreren Positionen positioniert und festgehalten werden. Ein wesentlicher Vorteil dabei ist, daß so bei einer Bearbeitungsstation eine Verfahrachse eingespart wird. Das heißt, es wird beispielsweise nur eine Portalachse anstelle eines Flächenportales benötigt. Die Montagepaletten werden von Laufwagen zur Positionier­ vorrichtung transportiert. Beim Einfahren eines Laufwagens in die Positioniervorrichtung wird die Palette durch Rollen leicht angehoben und so in der Hochachse (z-Achse) positioniert. Die Rollen sind durch Exzenter höhenverstellbar und ermöglichen somit ein Einstellen der Position.

Das leichte Anheben bewirkt ebenfalls, daß die Montagepalette nicht mehr direkt auf dem Laufwagen aufliegt. Somit drücken Kräfte, welche in der Hochachse auf die Montagepalette einwirken, nicht auf den Laufwagen, sondern über die Rollen und die verstellbaren Auflagen auf die Positioniervorrichtung.

Die Montagepaletten sind an den Einlaufstellen angeschrägt, damit beim Auflaufen auf die Rollen weniger Geräusche entstehen.

Durch die nachfolgend beschriebene Nockensteuerung hält der Wagen an und bringt die Montagepalette so in eine nicht sehr genaue Vorposition.

An der Schiene, auf welcher der Laufwagen fährt, befinden sich T-Nuten. In der unteren T-Nut werden B-Nocken und in der oberen T-Nut A-Nocken eingesetzt. Diese Nocken bedämpfen induktive Näherungsschalter am Laufwagen, welche ihr Signal an die Laufwagensteuerung weitergeben. Diese Steuerung wertet die Signale nach folgendem Schema aus:

• - A- und B-Nocken gleichzeitig gesetzt, bewirkt ein Weiter­ fahren mit einer vorher definierten Geschwindigkeit.
• - Wird nur ein A-Nocken gesetzt, so wird der Laufwagen verzögert und hält am Ende des A-Nockens an.
• - Ein Setzen des B-Nockens bewirkt ein Beschleunigen auf volle Geschwindigkeit.

Fährt nun ein Wagen in eine Positioniervorrichtung ein, so wird er kurz vor dem Einfahren durch einen kombinierten A- B-Nocken auf die vorher definierte Geschwindigkeit gebracht. Ein nachfolgender A-Nocken bewirkt dann das Vorpositionieren.

Bei Erreichen der Vorposition wird durch eine genau plazierte Metallfläche an der Montagepalette ein induktiver Näherungsschalter an der Positioniervorrichtung bedämpft. Dadurch wird die exakte Positionierung in der Quer-(y-) und Längsachse (x-Achse) ausgelöst. Diese Positionierung erfolgt über einen Schieber an der Positioniervorrichtung mit einer positiven V-Form, welche in eine negative V-Form, die an der Montagepalette angebracht ist, eingreift.

Durch die V-Form wird die Montagepalette in der Längsrichtung (x-Achse) positioniert. Durch das Ausfahren des Schiebers wird die Montagepalette an Rollen gedrückt, was ein Positionieren in der Querrichtung (y-Achse) bewirkt. Die Rollen sind durch Exzenter verstellbar und ermöglichen so ein Einstellen der Position.

Die Rollen berühren die Montagepalette beim Einfahren der Montagepalette nicht. Da die Montagepalette durch schwimmende Aufnahmen mit dem Laufwagen verbunden ist, wirken trotz einer geringen seitlichen Verschiebung der Montagepalette beim Positionieren nur sehr kleine Kräfte auf den Laufwagen.

Die Metalloberflächen, welche den induktiven Näherungs­ schalter an der Positioniervorrichtung bedämpfen, bilden zusammen mir der negativen V-Form eine Einheit. An einer Montagepalette können mehrere solche Einheiten nacheinander befestigt sein. Dadurch kann eine Montagepalette nacheinander mehrmals im Abstand dieser Einheiten positioniert werden.

Ist die Bearbeitung in der ersten Position abgeschlossen, wird der Schieber wieder eingefahren. Ein beweglicher B-Nocken wird ausgefahren, dadurch fährt der Laufwagen samt Montagepalette weiter, bis er nach dem nächsten A-Nocken auf der nachfolgenden Vorposition anhält. Wieder bedämpft eine Metalloberfläche den induktiven Näherungsschalter an der Positioniervorrichtung und die exakte Positionierung wird ausgelöst. Dieser Vorgang wiederholt sich, bis die Palette vollständig abgearbeitet ist, d. h. kein A-Nocken mehr ein Vorpositionieren bewirkt. Es muß nicht bei jeder Einheit positioniert werden, d. h., es können eine oder mehrere Positionen übersprungen werden.

Eine Montagepalette kann auch nur eine Einheit enthalten, und somit kann sie nur in einer Position positioniert werden.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Positioniervorrichtung;

Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Positioniervorrichtung entlang Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 einen Querschnitt durch die Positioniervorrichtung entlang Linie III-III in Fig. I;

Fig. 4 einen Querschnitt durch die Positioniervorrichtung entlang Linie IV-IV in Fig. 1;

Fig. 5 einen Querschnitt durch die Positioniervorrichtung entlang Linie V-V in Fig. 2;

Fig. 6 eine Frontansicht einer Einheit aus negativer V-Form und Metallfläche an einer Montagepalette;

Fig. 7 einen Ausschnitt aus einem Schienenstrang im Bereich der Positioniervorrichtung;

Fig. 8 einen Querschnitt durch den Schienenstrang entlang Linie VII-VII in Fig. 7;

Fig. 9 einen Querschnitt durch den Schienenstrang entlang der Linie IX-IX in Fig. 7;

Fig. 10 eine Ansicht von unten auf den Schienenstrang in Fig. 7.

Eine Positionierstation R umfängt mit einem U-förmigen Gestell 1 einen in Fig. 3 gezeigten Schienenstrang 2.

Dieser Schienenstrang 2 verläuft in etwa entlang der Schnittlinie II-II.

An dem Schienenstrang 2 wird ein Laufwagen 3 geführt, welcher eine Montagepalette 4 trägt, die in der Positionierstation R exakt ausgerichtet werden soll. Danach erfolgt in der Regel eine Bearbeitung von Werkstücken, die von dem Laufwagen 3 transportiert werden. Die Werkstücke befinden sich dabei auf der Montagepalette 4. Auf eine nähere Beschreibung des Laufwagens 3 mit Ausnahme der die Positionierung betreffenden Elemente wird verzichtet. Hierzu soll Bezug genommen werden auf die Europäische Patentanmeldung 0 618 123, die ein Beispiel eines derartigen Laufwagens 3 zeigt.

Das Gestell 1 unterfängt den Schienenstrang 2 mit einer Quertraverse 5, von der seitlich zwei Säulen 6 und 7 aufragen. Jede Säule 6 und 7 hält einen Längsbalken 8 und 9, die sich parallel gegenüberliegen und zwischen die in Gebrauchslage der Laufwagen 3 und insbesondere die Montagepalette 4 einfährt. Dabei gleitet die Montagepalette 4 zuerst auf durch Exzenter höhenverstellbare Führungsrollen 10 auf (siehe Fig. 4). Dies bewirkt ein Positionieren der Montagepalette in der Hochachse (z-Achse). Eine zusätzliche vertikale Abstützung bei einer Belastung in der Hochachse (z-Achse) wird dann von einer oberen Randkante 11 (siehe Fig. 2) einer vertikal verschiebbaren Platte 12 übernommen.

Sobald die Montagepalette 4 vorpositioniert ist, fährt ein Schieber 13 in eine Ausnehmung 14 ein und drückt die Montagepalette 4 gegen gegenüberliegende durch einen Exzenter verstellbare Horizontal-Rollen 16. Das Zusammenwirken zwischen Schieber 13 und den Horizontal-Rol­ len 16 bewirkt eine exakte Positionierung der Montagepalette 4 in der Quer-(y-) und Längsachse (x-Achse), so daß eine Bearbeitung der auf der Montagepalette 4 angeordneten Werkstücke erfolgen kann.

Gemäß Fig. 3 ist der Schieber 13 gleitbar in einer Ausnehmung 17 in der Säule 6 angeordnet. Er wird andernends von einem Kipphebel 18 betätigt, wobei dieser Kipphebel 18 um einen Drehpunkt 19 dreht. Auf das gegenüberliegende Ende des Kipphebels 18 drückt ein Kurzhubkolben 20, der beispielsweise pneumatisch betrieben werden kann. Die Rückführung des Kipphebels 18 in seine in Fig. 3 gezeigte Ausgangslage erfolgt unter dem Druck einer Druckfeder 21.

In Fig. 1 ist erkennbar, daß der vordere Teil des Schiebers 13 eine positive V-Form, d. h., zwei zueinander verlaufende Schrägflächen 23.1 und 23.2 aufweist. Entsprechend ist auch die Ausnehmung 14 geformt, wie dies insbesondere in Fig. 1 erkennbar ist. Auch hierdurch wird die Positionierungen der Montagepalette 4 wesentlich verbessert.

Bei jeder Ausnehmung 14 befindet sich eine Metallfläche 24 (siehe Fig. 6). Dieser Metallfläche 24 ist ein Näherungsschalter 26 zugeordnet, der sich links oder rechts neben dem Schieber 13 befinden kann (siehe Fig. 1 und 5). Dieser Näherungsschalter 26 erkennt die ansteigende Flanke der Metallfläche und gibt dem Antrieb für den Schieber 13 das Signal, daß dieser in die Ausnehmung 14 einfährt. Deshalb bildet jede Ausnehmung 14 mit einer Metallfläche 24 eine Einheit 22. Die Metallfläche 24 ist in einem bestimmten Abstand a von der Ausnehmung 14 entfernt.

Ein Abbremsen und ein Anfahren des Laufwagens innerhalb der Positionierstation R geschieht über eine Steuerung, wie sie ebenfalls in der EP-A 0 618 123 beschrieben und nachfolgend modifiziert ist. Deshalb wird auf diese Schrift besonders Bezug genommen und zum Gegenstand der vorliegenden Anmeldung gemacht.

In den Fig. 7, 8 und 9 ist der Schienenstrang 2 erkennbar. In diesen Schienenstrang 2 sind gegenüber von Stromschienen 28 zwei übereinanderliegende T-Nuten 29 und 30 eingeformt. In der T-Nut 29 befinden sich sog. A-Nocken 31.2, in der T-Nut 30 sogenannte B-Nocken 32.2. Die A-Nocken 31.2 dienen dem Abbremsen des Laufwagens während die B-Nocken 32.2 für die Beschleunigung verantwortlich sind. Eine Kombination aus A-Nocken 31.1 und B-Nocken 32.1 bewirkt ein Verringern der Geschwindigkeit des Laufwagens, der nachfolgenden A-Nocken 31.2 ein Anhalten nach der abfallenden Flanke. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich der B-Nocken 32.2 in der in Fig. 8 und 9 gezeigten zurückgezogenen Stellung, d. h., er spricht keinen entsprechenden Sensor am Laufwagen an.

Zum Beschleunigen des Laufwagens wird der B-Nocken 32.2 in die in Fig. 8 und 9 gestrichelt angedeutete Lage gefahren, so daß der Sensor am Laufwagen bedämpft und damit der Laufwagen beschleunigt wird.

Zum Ausfahren des B-Nockens 32.2 ist in einem Zylinder 33 unterhalb der Schiene 2 ein Kolben 34 vorgesehen, der elektromagnetisch oder pneumatisch gegen die Kraft einer Druckfeder 35 betätigt und in Richtung x₁ ausgefahren werden kann.

Claims (12)

1. Vorrichtung zum Positionieren einer Montagepalette (4) in einer Positionierstation (R), dadurch gekennzeichnet, daß der Montagepalette eine Mehrzahl von Positionen (14) zugeordnet ist, welche mit zumindest einem Halteelement (13) in der Positionierstation zusammenwirken.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Montagepalette (4) eine Mehrzahl von Ausnehmungen (14) zugeordnet ist, in die ein Schieber (13) von der Positionierstation (R) aus einfährt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (13) eine Spitze mit positiver V-Form mit bevorzugt zwei Schrägflächen (23.1, 23.2) aufweist und die Ausnehmung (14) zumindest teilweise entsprechend geformt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich neben dem Schieber (13) zumindest ein Näherungsschalter (26) befindet.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Näherungsschalter (26) mit einer Metallfläche (24), welche in einem bestimmten Abstand a zu der Ausnehmung (14) steht, zusammenwirkt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Einheiten (22) mit einer Ausnehmung (14) und einer Metallfläche (24) in bestimmten Abständen voneinander der Montagepalette (4) zugeordnet sind.

7. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem Schieber (13) in der Positionierstation (R) gegenüber verstellbare Horizontalrollen (16) angeordnet sind, gegen die sich die Montagepalette (4) abstützt.

8. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Montagepalette (4) in der Positionierstation (R) auf verstellbare Führungsrollen (10) aufgleitet.

9. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in der Positionierstation (R) eine vertikal verstellbare Platte (12) mit einer Randkante (11) angeordnet ist, auf der sich die Montagepalette (4) bei Krafteinwirkung in der Hochachse (z-Achse) zusätzlich abstützen kann.

10. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Montagepalette (4) Teil eines Laufwagens (3) ist, der einen Schienenstrang (2) abläuft und von A-Nocken (31) bzw. B-Nocken (32) im Zusammenwirken mit Näherungssensoren abbremsbar und beschleunigbar ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die B-Nocken (32.2) verstellbar sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der B-Nocken (32.2) an einem Kolben (34) angeordnet und dieser in einen Zylinder (33) pneumatisch oder elektromagnetisch ist.