DE19525369A1 - Zuführvorrichtung zu einer Bearbeitungsmaschine für Werkstücke - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung, die einer Bearbeitungsmaschine, die ihrerseits Teil einer Fertigungsstraße ist und in der Werkstücke über unterschiedlich lange Zeiträume hinweg bear­ beitet werden, die Werkstücke durch geschlossen im Gleichtakt umlaufende Aufnahmen in etwa horizonta­ ler Richtung zuführt.

Bei der Fertigung von Gegenständen aus einzelnen Werkstücken sind eine Vielzahl von Arbeitsschritten notwendig, die stets in gleicher oder ähnlicher Reihenfolge auszuführen sind, so daß eine Zusammen­ fassung der Bearbeitungsmaschinen zu Fertigungs­ straßen zweckmäßig ist. Auf diese Weise wird die Automatisierung selbst umfangreicher Arbeitsabläufe ermöglicht, beispielsweise die Vorbearbeitung und das Verschweißen von Kunststoffprofilen zu Rahmen oder Flügeln von Fenstern.

Der Vorschub der Werk­ stücke zwischen den Bearbeitungsstationen erfolgt durch ein Förderband oder einzelne, geschlossen um­ laufende Aufnahmen, auf denen die Werkstücke in ei­ ner definierten Lage angeordnet sind, so daß keine weitere Ausrichtung in den Bearbeitungsmaschinen erforderlich ist. In der Regel ist ein taktweiser Vorschub realisiert, um zu erreichen, daß die Werk­ stücke während der Bearbeitung auf der Transport­ vorrichtung ruhen und sie sich nur zwischen den Be­ arbeitungsschritten bewegt. Werden auf der Ferti­ gungsstraße unterschiedliche Werkstücke bearbeitet, so ergibt sich das Problem, daß die Bearbeitungs­ zeit in einer gegebenen Station abhängig von den Werkstückparametern und den auszuführenden Arbeits­ schritten variiert. Dies gilt etwa für Oberflächen­ behandlungen, deren Dauer vielfach von der Werk­ stückgröße abhängt oder die Montage von Bauteilen, die nur in einzelne Produkte oder Produktteile ein­ zubauen sind. Somit besteht im Stande der Technik der Nachteil, daß der Vorschubtakt der Transport­ vorrichtung dem möglichen langsamsten Bearbeitungs­ schritt anzupassen ist, unabhängig davon, ob dieser Schritt tatsächlich in dieser Zeitdauer erfolgt oder eine kürzere Bearbeitungszeit ausreichend ist. Alternativ läßt sich der Vorschubtakt entsprechend dem langsamsten Bearbeitungsschritt steuern, was jedoch zu einem unregelmäßigen Fertigungsablauf führt.

Vor diesem Hintergrund hat sich die Erfindung zur Aufgabe gestellt, die Zuführvorrichtung der Bear­ beitungsmaschinen so zu gestalten, daß auch bei un­ terschiedlichen Bearbeitungsdauern einzelner Werk­ stücke die Kapazität der Fertigungsstraße optimal genutzt und nicht durch den langsamsten möglichen Bearbeitungsschritt begrenzt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Vorrichtung weitere Aufnahmen für die Werk­ stücke umfaßt, die in Transportrichtung ortsfest sind, umlaufende oder ortsfeste Aufnahmen über das durch die Oberseite der jeweils anderen Aufnahmen gegebene Niveau hinweg senkrecht so weit gegenein­ ander verschiebbar sind, daß die Werkstücke, die sich in einer Aufnahme befinden, während des Trans­ porttaktes keine anderen Aufnahmen berühren, die Werkstücke in den umlaufenden Aufnahmen sich zu Be­ ginn und Ende der Transporttakte senkrecht über den ortsfesten Aufnahmen befinden und eine Steuervor­ richtung vorhanden ist, die ein Anheben oder Absen­ ken der verschiebbaren Aufnahmen während des Trans­ porttaktes unterbindet, die Werkstücke während des Transporttaktes in den umlaufenden Aufnahmen be­ läßt, solange der von den an die Bearbeitungsma­ schine anschließenden Aufnahmen gebildete Puffer nicht gefüllt ist, und sie ansonsten in den ortsfe­ sten Aufnahmen anordnet.

Die vorgeschlagene Zuführvorrichtung erfüllt neben der Aufgabe des Transports der Werkstücke die Funk­ tion eines Puffers zwischen den Bearbeitungsmaschi­ nen. Zu diesem Zweck umfaßt sie zusätzlich zu den umlaufenden Aufnahmen weitere Aufnahmen für die Werkstücke, die in Transportrichtung ortsfest sind. Umlaufende oder ortsfeste Aufnahmen sind, bei­ spielsweise durch eine hydraulische, pneumatische Vorrichtung oder einen Motor, in senkrechter Rich­ tung verschiebbar, so daß die Bewegung der umlau­ fenden Aufnahmen ober- oder unterhalb des durch die ortsfesten Aufnahmen gegebenen Niveaus einstellbar ist. Dabei ist die Strecke der Verschiebung so groß, daß auf einer Aufnahme befindliche Werkstücke während des Transporttaktes nicht von einer anderen Aufnahme berührt werden. Die räumliche Anordnung der Aufnahmen ist derart, daß sich die transpor­ tierten Werkstücke zu Beginn und Ende der Trans­ porttakte senkrecht über den ortsfesten Aufnahmen befinden. Auf diese Weise lassen sich die Werk­ stücke durch Anheben oder Absenken zwischen umlau­ fenden oder ortsfesten Aufnahmen im Verlauf der Bearbeitungstakte übergeben. Dabei sind sowohl Bau­ formen oder Zuführvorrichtung möglich, bei denen die Werkstücke unterhalb der ortsfesten Aufnahmen umlaufen und zur Zwischenspeicherung in diese ange­ hoben werden, als auch solche, bei denen die Werk­ stücke oberhalb der ortsfesten Aufnahmen umlaufen.

Eine Steuervorrichtung gewährleistet, daß ein Anhe­ ben oder Absenken der Aufnahmen während des Trans­ porttaktes unterbleibt, damit eine präzise Übergabe der Werkstücke zwischen umlaufenden und ortsfesten Aufnahmen sichergestellt ist. Weiterhin regelt die Steuervorrichtung das Anheben und Absenken der ver­ schiebbaren Aufnahmen in der Weise, daß die Werk­ stücke während der Transporttakte in den umlaufen­ den Aufnahmen verbleiben, solange der von den an die Bearbeitungsmaschine anschließenden Aufnahmen gebildete Puffer nicht gefüllt ist, und sie anson­ sten von den ortsfesten Aufnahmen übernommen wer­ den. Je nach Produktionsablauf der vorhergehenden und Anforderungen der nachfolgenden Bearbeitungsma­ schine besteht die Möglichkeit, den Puffer bereits als gefüllt zu definieren, bevor die Obergrenze von einem Werkstück pro ortsfester Aufnahme erreicht ist, zum Beispiel wenn die nachfolgende Maschine zwei Transporttakte für die Bearbeitung eines Werk­ stücks benötigt.

Die erfindungsgemäße Zuführvorrichtung gestattet die optimale Ausnutzung der Bearbeitungsmaschinen in einer bestehenden oder zu errichtenden Ferti­ gungsstraße. Benötigt eine einzelne Maschine für ein bestimmtes Werkstück eine längere Bearbeitungs­ zeit, so kann die Produktion der übrigen Maschinen im normalen Tempo aufrechterhalten und die Werk­ stücke in den Puffern zwischengespeichert werden. Bearbeitet die Maschine dagegen eine Reihe von Werkstücken, die in kurzer Zeit fertigzustellen sind, gewährleistet der Puffer, daß stets bearbeit­ bare Werkstücke vorhanden sind und keine Wartezei­ ten entstehen. Speziell unter Verwendung geeigneter Haltevorrichtungen in den Aufnahmen ist auch ein Aufbau der Vorrichtung in beliebigem Winkel gegen die Horizontale denkbar, um eine Zuführung der Werkstücke in beispielsweise senkrechter Richtung zu der Bearbeitungsmaschine zu realisieren.

Ist eine Erfassung der Werkstücke durch Merker oder in Registern der Steuervorrichtung nicht hinrei­ chend, so ist die Steuervorrichtung in einer vor­ teilhaften Ausgestaltung der Erfindung mit Sensoren ausgestattet, die zur Detektion der Anwesenheit von Werkstücken dienen. Die Sensoren, die entweder die in den Aufnahmen befindlichen Werkstücke oder Aus­ stoß und Aufnahme der Bearbeitungsmaschinen erfas­ sen, verbessern die Kontrolle der Steuervorrichtung über den Pufferinhalt, wobei die Sensoren im letz­ teren Fall auch Bestandteil der Maschinen selbst sein können. Dies gilt insbesondere für Fertigungs­ straßen, in denen gelegentlich Werkstücke ausfallen oder ausgesondert werden, so daß nicht gewährlei­ stet ist, daß ein Werkstück die Fertigungsstraße jeweils vollständig durchläuft.

Bevorzugt ist eine zentrale Steuervorrichtung für alle Zuführvorrichtungen einer Fertigungsstraße, speziell in Verbindung mit einer zentralen Steue­ rung für die Bearbeitungsmaschinen, so daß alle Be­ dienungsschritte der Fertigungsstraße zentral vor­ zunehmen sind. Neben Kostenvorteilen gegenüber ei­ ner größeren Anzahl einzelner Steuervorrichtungen wird die Möglichkeit eröffnet, Bearbeitungsvor­ gänge, Transport- und Pufferwirkung in geeigneter Weise aufeinander abzustimmen. Zu diesem Zweck bie­ tet sich alternativ die Verknüpfung der Steuervor­ richtungen durch eine Einreichung zur Übermittlung von Daten und/oder Steuerbefehlen an.

In aller Regel umfassen die Bearbeitungsvorgänge auf der Fertigungsstraße Schritte, die während ei­ nes einzelnen Arbeitstaktes erfolgen und bei denen das Werkstück in einer festen Position verbleibt. Daher ist vorgesehen, daß Aufnahmen Werkstückhalte­ rungen entsprechender Bearbeitungsmaschinen dar­ stellen und die Werkstücke somit im Verlauf der Be­ arbeitung auf der Zuführvorrichtung verbleiben. Zweckmäßig ist im speziellen, daß die Aufnahmen als Werkstückhalterung einer Bohrmaschine oder einer Montagevorrichtung dienen, in der beispielsweise im Fall der Verarbeitung von Kunststoffprofilen zu Fenstern Kämpfer, Schließteile oder eine Glasfalz­ einlage montiert werden.

Häufig besteht die Notwendigkeit, daß Werkstücke vor der Bearbeitung in bestimmter Weise auszurich­ ten sind, etwa Profile, die im rechten Winkel zu Fensterrahmen zu verschweißen sind. Aus diesem Grund ist in einer Weiterbildung der Erfindung eine Wendeeinrichtung vorhanden, durch die die Werk­ stücke mit einem Greifer erfaßbar und um eine Achse in einem vorgegebenen Winkel drehbar sind. Dabei ist es sowohl möglich, daß die Bearbeitung erfolgt, während das Werkstück vom Greifer der Wendeeinrich­ tung gehalten wird, als auch nach seiner Ablage in einer Werkstückhalterung oder auf einer Aufnahme.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Er­ findung lassen sich dem nachfolgenden Beschrei­ bungsteil entnehmen, in dem anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläu­ tert wird. Die Zeichnung zeigt in prinzipienhafter Darstellung eine erfindungsgemäße Zuführvorrichtung zu einer Bearbeitungsmaschine.

In der Zuführvorrichtung ruhen die Werkstücke (1) auf ortsfesten Aufnahmen (2) oder umlaufenden Auf­ nahmen (3), die in Betrachtungsrichtung vor und/oder hinter den ortsfesten Aufnahmen angeordnet sind. Der Transport der Werkstücke (1) zur Bearbei­ tungsmaschine erfolgt, indem sich die umlaufenden Aufnahmen (3) taktweise in Richtung auf die Bear­ beitungsmaschine zu bewegen und dabei hierauf auf­ liegende Werkstücke transportieren. Während der Zeiträume zwischen den Transporttakten, die der in der Zeichnung dargestellten Situation entsprechen, befinden sich Werkstücke (1) in den umlaufenden Aufnahmen (3) senkrecht über den ortsfesten Aufnah­ men (2). Die umlaufenden Aufnahmen (3) sind mit Kolben (4) versehen und lassen sich mit ihrer Hilfe in senkrechter Richtung verschieben, so daß die Werkstücke (1) von den ortsfesten Aufnahmen (2) aufgenommen werden, wenn die umlaufenden Aufnahmen unter das durch die Oberkanten der ortsfesten Auf­ nahmen gegebene Niveau absinken. Folglich werden nur die Werkstücke transportiert, die sich in den umlaufenden Aufnahmen (3) befinden. Bearbeitungs­ schritte der Werkstücke, die sich im Zeitraum zwi­ schen den Transporttakten ausführen lassen, können bereits in der Zuführvorrichtung ausgeführt werden, wobei die Aufnahmen als Werkstückhalterung dienen. Als Beispiel ist ein Werkzeug (5) angedeutet, mit dem eine Öffnung in ein auf einer Aufnahme befind­ liches Werkstück gebohrt wird.

Claims (7)

1. Vorrichtung, die einer Bearbeitungsmaschine, die ihrerseits Teil einer Fertigungsstraße ist und in der Werkstücke über unterschiedlich lange Zeiträume hinweg bearbeitet werden, die Werkstücke durch ge­ schlossen im Gleichtakt umlaufende Aufnahmen in etwa horizontaler Richtung zuführt, dadurch gekenn­ zeichnet, daß

• - die Vorrichtung weitere Aufnahmen (2) für die Werkstücke (1) umfaßt, die in Transportrichtung ortsfest sind,
• - umlaufende (3) oder ortsfeste Aufnahmen (2) über das durch die Oberseite der jeweils anderen Aufnah­ men gegebene Niveau hinweg senkrecht so weit gegen­ einander verschiebbar sind, daß die Werkstücke (1), die sich in einer Aufnahme befinden, während des Transporttaktes keine anderen Aufnahmen berühren,
• - die Werkstücke (1) in den umlaufenden Aufnahmen (3) sich zu Beginn und Ende der Transporttakte senkrecht über den ortsfesten Aufnahmen (2) befin­ den
• - und eine Steuervorrichtung vorhanden ist, die ein Anheben oder Absenken der verschiebbaren Aufnahmen während des Transporttaktes unterbindet, die Werk­ stücke (1) während des Transporttaktes in den um­ laufenden Aufnahmen (3) beläßt, solange der von den an die Bearbeitungsmaschine anschließenden Aufnah­ men gebildete Puffer nicht gefüllt ist, und sie an­ sonsten in den ortsfesten Aufnahmen (2) anordnet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Steuervorrichtung mit Sensoren zur Detektion der Anwesenheit von Werkstücken (1) ausgestattet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß eine zentrale Steuervorrichtung für alle Zuführvorrichtungen einer Fertigungsstraße vorhanden ist oder die Steuervorrichtungen der Fer­ tigungsstraße untereinander verbunden sind.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Aufnahme Werkstückhalterung einer weiteren Be­ arbeitungsmaschine ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Aufnahme Werkstückhalterung ei­ ner Bohrmaschine ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß eine Aufnahme Werkstückhalterung für eine Montagevorrichtung ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Wendeein­ richtung vorhanden ist, durch die Werkstücke (1) mit einem Greifer erfaßbar und um eine Achse dreh­ bar sind.