DE19603253A1

DE19603253A1 - Montagemaschine mit zumindest einer Arbeitsstation

Info

Publication number: DE19603253A1
Application number: DE19603253A
Authority: DE
Inventors: Georg Dipl Ing Dornieden; Carsten Dipl Ing Tischendorf
Original assignee: SIM ZUFUEHR und MONTAGETECHNIK
Current assignee: SIM ZUFUEHR und MONTAGETECHNIK
Priority date: 1995-12-07
Filing date: 1996-01-30
Publication date: 1997-06-12
Anticipated expiration: 2016-01-31
Also published as: DE19603253C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Montagemaschine mit einem Maschinengestell zumindest einer maschinengestellfesten Arbeitsstation und einer Transfereinrichtung, die mehrere Werkstückaufnahmestationen aufweist, welche mit auf ge nommenen Werkstücken taktweise der Arbeitsstation vor stellbar sind, wobei der Antrieb der Transfereinrichtung sowie der Antrieb der Arbeitsstation mit Hilfe einer einzigen Motor/Getriebe-Anordnung erfolgt, welche Motor/Getriebe-Anordnung mit Hilfe eines Zahnriementriebes über ein Rast/Schritt-Getriebe auf die Transfereinrichtung arbeitet und welche Motor/Getriebe-Anordnung über eine Steuerwelle mit aufgesetzten, der Arbeitsstation zuge ordneten Kurvenscheiben sowie von den Kurvenscheiben betätigten Zug/Druck-Betätigungselementen auf die Arbeitsstation arbeitet und wobei die Arbeitsstation zumindest ein mechanisches Betätigungselement (z. B. Hebel oder Schieber) aufweist, welches einerseits von dem Zug/Druck-Betätigungselement und andererseits von einem Energiespeicher beaufschlagbar ist. Die erfindungsgemäße Montagemaschine kann ohne weiteres in ein Montagesystem integriert werden, welches eine Mehrzahl von Arbeitsstationen und eine daran angepaßte Transferein richtung aufweist. Bei dem Montagesystem kann es sich insbesondere um kurvengesteuerte Rundtaktautomaten mit Innenringläufer-Transfereinrichtung oder Außenring läufer-Transfereinrichtung oder auch um einen kurvenge steuerten Längstaktautomaten handeln.

Bei der aus der technischen Praxis bekannten Montage maschine, von der die Erfindung ausgeht, ist der Energiespeicher eine mechanische Feder mit beachtlicher Federkraft. Um die Feder zu spannen, muß eine verhältnismäßig hohe Spannkraft aufgebracht werden. Das verlangt einen entsprechenden Aufbau der Montagemaschine insgesamt, was aufwendig ist. Im übrigen stören häufig die Nachteile, die daraus resultieren, daß die Feder eine fallende Federcharakteristik aufweist. Die Montagemaschi nen des beschriebenen Aufbaus müssen an verschiedene Montageaufgaben anpaßbar sein. Dazu sind in der Arbeits station unterschiedliche Werkzeuge erforderlich - und auch die Feder muß häufig ausgetauscht werden. Zwar ist die bekannte Montagemaschine in diesem Sinne durch Umrüsten flexibel, das Umrüsten selbst ist jedoch aufwendig, wenn auch die Feder ausgetauscht werden muß.

Demgegenüber liegt der Erfindung das technische Problem zugrunde, eine Montagemaschine des eingangs beschriebenen Aufbaus in bezug auf die Flexibilität zu verbessern und gleichzeitig baulich zu vereinfachen.

Zur Lösung dieses technischen Problems lehrt die Erfin dung, ausgehend von der eingangs beschriebenen Montage maschine, daß als Energiespeicher eine Luftfeder verwendet ist, die einem geschlossenen pneumatischen System mit Druckspeicher angehört, und daß die Luftfeder permanent mit konstantem Druck aus dem Druckspeicher beaufschlagt ist. Es versteht sich, daß die Beaufschlagung der Luft feder nur bei arbeitender Montagemaschine erforderlich ist. Konstanter Druck meint ausreichend konstanten Druck. Er läßt sich unschwer sicherstellen, wenn das Volumen des Druckspeichers ausreichend groß ist. Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung ist der Druck in dem pneuma tischen System für die Durchführung von unterschiedlichen Montagearbeiten auf diese einstellbar. Eine Weiterbildung der erfindungsgemäßen Montagemaschine ist dadurch gekennzeichnet, daß die Luftfeder auf der dem Anschluß an den Druckspeicher abgewandten Seite über ein steuerbares Ventil, z. B. Magnetventil, an eine weitere Druckmittel quelle angeschlossen ist, deren Druck ausreichend höher ist als der Druck des geschlossenen pneumatischen Systems, und daß durch Öffnen des steuerbaren Ventils die Arbeitsstation von dem Antrieb der Transfereinrichtung abkoppelbar ist.

Bei der erfindungsgemäßen Montagemaschine arbeitet die Luftfeder mit konstanter Kraft über den gesamten Rück stellweg, was für den Arbeitsablauf in der Arbeitsstation von Vorteil ist und einen vereinfachten Aufbau der Arbeitsmaschine zuläßt. Die erfindungsgemäße Montage maschine arbeitet in bezug auf das geschlossene Druckmittelsystem ventillos, was zur Funktionssicherheit beiträgt. Außerdem ist die erfindungsgemäße Montage maschine auf einfache Weise und in besonderem Maße flexibel, weil der Austausch einer mechanischen Feder nicht erforderlich ist. Es ist vielmehr lediglich der Druck in dem geschlossenen pneumatischen System auf unter schiedliche Betriebsweisen einzustellen, was auf einfache Weise geschehen kann, zumal selbstverständlich eine ent sprechende Druckmittelquelle zum Aufladen des Druck speichers vorgesehen ist. Gegenstand der Erfindung ist auch die Verwendung der erfindungsgemäßen Montagemaschine nach Maßgabe der Patentansprüche 4 und 5.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung

Fig. 1 die Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Montage maschine, ausschnittsweise,

Fig. 2 den vergrößerten Ausschnitt A aus dem Gegenstand der Fig. 1,

Fig. 3 eine Draufsicht auf den Gegenstand der Fig. 2,

Fig. 4 den Gegenstand der Fig. 2 in anderer Funktions stellung,

Fig. 5 eine Seitenansicht des Gegenstandes der Fig. 2 aus Richtung des Pfeiles B,

Fig. 6 den Gegenstand der Fig. 5 und damit der Fig. 2 in anderer Funktionsstellung,

Fig. 7 eine Seitenansicht des Gegenstandes der Fig. 6 aus Richtung des Pfeiles C,

Fig. 8 die erfindungsgemäße Montagemaschine in einem Montagesystem in Form eines Rundtaktautomaten,

Fig. 9 eine erfindungsgemäße Montagemaschine in einem Montagesystem in Form eines Längstaktautomaten und

Fig. 10 schematisch den Längstaktautomaten aus Fig. 9 insgesamt.

Die in den Fig. 1 bis 7 dargestellte Montagemaschine besteht in ihrem grundsätzlichen Aufbau aus einem nur an gedeuteten Maschinengestell 1, zumindest einer maschinen gestellfesten Arbeitsstation 2 und einer üblichen, nicht gezeichneten Transfereinrichtung, die mehrere Werkstück aufnahmestationen aufweist, welche mit auf genommenen Werkstücken taktweise der Arbeitsstation vorstellbar sind (vgl. DE 43 20 501 A1, DE 43 28 988 A1). Der Antrieb der Transfereinrichtung sowie der Antrieb der Arbeitsstation erfolgt mit Hilfe einer einzigen Motor/Getriebe-Anordnung 3, welche Motor/Getriebe-Anordnung 3 mit Hilfe eines Zahnriemenantriebes 3a über ein Rast/Schritt-Getriebe 3b auf die Transfereinrichtung arbeitet. Die Motor/Ge triebe-Anordnung 3 arbeitet über eine Steuerwelle 4 mit aufgesetzten, der Arbeitsstation 2 zugeordneten Kurven scheiben 5 sowie von den Kurvenscheiben 5 betätigten Zug/Druck-Betätigungselementen 6 auf die Arbeitsstation 2 selbst. Der beschriebene Antrieb umfaßt auch eine Ausführungsform, bei der der Arbeitsstation 2 lediglich eine Kurvenscheibe zugeordnet ist, die ein Zug/Druck-Be tätigungselement 6 oder deren mehrere steuern kann. Die Arbeitsstation 2 weist zumindest ein mechanisches Betätigungselement 7, hier in Form eines Schlittens auf.

Aus der Fig. 1 und den vergrößerten Ausschnitten Fig. 2, 4 und 6 entnimmt man, daß als Energiespeicher für das Betätigungselement 7 eine Luftfeder 8 verwendet ist. Die Luftfeder 8 gehört einem geschlossenen pneumatischen System 9 an. Die Anordnung ist so getroffen, daß die Luftfeder 8 bei arbeitender Montagemaschine permanent mit konstantem Druck aus dem Druckspeicher 10 beaufschlagt wird. Der Druck in dem pneumatischen System 9 kann für die Durchführung von unterschiedlichen Montagearbeiten unterschiedlich hoch eingestellt werden.

In der Fig. 1 erkennt man fernerhin, daß die Luftfeder 8 auf der dem Anschluß an den Druckspeicher 10 abgewandten Seite über ein steuerbares Ventil 11, z. B. ein Magnet ventil, an eine weitere, nicht gezeichnete Druckmittel quelle angeschlossen werden kann, deren Druck ausreichend höher ist als der Druck in dem geschlossenen pneumatischen System 9. Durch Öffnen des steuerbaren Ventils 11 kann folglich die Arbeitsstation 2 von dem Antrieb abgekoppelt werden, während die Transfereinrichtung weiter angetrieben wird. Insoweit wird auf die Fig. 4 und 6 verwiesen, die die ausgekoppelte Stellung der jeweiligen Luftfeder 8 zeigen. In der Fig. 4 erkennt man fernerhin, daß die Arbeitsstation 2 insgesamt mit den als Schlitten ausge führten Betätigungselementen sich in der ausgekoppelten Stellung befindet. In den Fig. 6 und 7 erkennt man, daß das an die vertikale Luftfeder 8 angeschlossene Betätigungselement 7 sich in der ausgekoppelten Stellung befindet. Die beschriebenen Maßnahmen für die Auskopplung sind für die erfindungsgemäße Montagemaschine zwar vorteilhaft, jedoch nicht zwingend erforderlich.

In der Fig. 8 erkennt man ein Montagesystem (vgl. DE 43 28 988 A1) in Form eines sog. Rundtaktautomaten und darin die schon beschriebenen Bauteile. Es handelt sich um einen Rundtaktautomaten mit Außenringläufer 12, der dem Transfersystem angehört und die Werkstückaufnahmen 13 aufweist. Das Maschinengestell 1 ist mit einer maschinen gestellfesten Kreisplatte 14 versehen. Die Kreisplatte 14 trägt eine Mehrzahl von Arbeitsstationen 2. Im übrigen gehört zu dem Montagesystem ein in bezug auf die Kreisplatte 14 konzentrischer, taktweise angetriebener Aufnahmeteller 15, dessen Radius größer ist als der der Kreisplatte 14 und der an seinem äußeren Rand den Außenringläufer 12 als Werkstückaufnahmering aufweist. Der Antrieb des Werkstückaufnahmeringes sowie der Antrieb der Arbeitsstation erfolgen mit Hilfe der einzigen Motor/Getriebe-Anordnung 3, die kontinuierlich arbeitet und sich unter dem Aufnahmeteller 15 im unteren Teil des Maschinengestells 1 befindet. Die Motor/Getriebe-Anordnung 3 arbeitet mit Hilfe eines Zahnriementriebes 16 über ein Rast/Schritt-Getriebe 17 auf den Aufnahmeteller 15. Die Motor/Getriebe-Anordnung 3 arbeitet über die Steuerwelle 4 mit aufgesetzten, den einzelnen Arbeitsstationen zugeord neten Kurvenscheiben 5 sowie von den Kurvenscheiben 5 betätigten Zug/Druck-Betätigungselementen 6 auf die einzelnen Arbeitsstation 2. Die Zug/Druck-Betätigungs elemente 6 im Zentrum des Maschinengestells 1 sind durch entsprechende Ausnehmungen in dem Aufnahmeteller 15 in der Kreisplatte 14 und im Rast/Schritt-Getriebe 17 an die Arbeitsstation 2 angeschlossen. Man erkennt fernerhin eine zentrale Säule 18, die von einer Hohlwelle 19 für den Aufnahmeteller 15 umgeben ist. Im übrigen erkennt man die in den Fig. 1 bis 3 schon erläuterten Bauteile mit der Luftfeder 8.

In den Fig. 9 und 10 erkennt man eine Anlage für die Bearbeitung und/oder Montage von auf Werkstückträgern 20 angeordneten Werkstücken, die eine Arbeitsstation 2 sowie eine Beschickstation 21 für die Werkstückträger 20, eine Entleerstation 22 für die Werkstückträger 20 und eine Rücklaufeinrichtung 23 für die Werkstückträger 20 auf weist. Der Arbeitsstation 2 ist die Vorrichtung für den Transport und die Positionierung der Werkstückträger 20 vorgestellt, die als Lineareinheit ausgeführt ist und die eine Antriebswelle 24 mit räumlichem Kurvengetriebe 25 aufweist. Diese besitzt Transportabschnitte mit schrauben wendelförmiger Steigung und steigungsfreie Positionier- und Ruheabschnitte (vgl. DE 43 20 501 A1). Im übrigen erkennt man in der Fig. 5 die in den Fig. 1 bis 3 be schriebene Luftfeder 8 mit den zugeordneten Bauteilen.

Claims

1. Montagemaschine mit einem Maschinengestell, zumindest einer maschinengestellfesten Arbeitsstation und Transfer einrichtung, die mehrere Werkstückaufnahmestationen auf weist, welche mit aufgenommenen Werkstücken taktweise der Arbeitsstation vorstellbar sind,
wobei der Antrieb der Transfereinrichtung sowie der Antrieb der Arbeitsstation mit Hilfe einer einzigen Motor/Getriebe-Anordnung erfolgen, welche Motor/Ge triebe-Anordung mit Hilfe eines Zahnriementriebes über ein Rast/Schritt-Getriebe auf die Transfereinrichtung arbeitet und welche Motor/Getriebe-Anordnung über eine Steuerwelle mit aufgesetzten, den Antriebsstationen zugeordneten Kurvenscheiben sowie von den Kurven scheiben betätigten Zug/Druck-Betätigungselementen auf die Arbeitsstation arbeitet,
und wobei die Arbeitsstation zumindest ein mechanisches Betätigungselement aufweist, welches einerseits von dem Zug/Druck-Betätigungselement (z. B. Hebel oder Schieber) und andererseits von einem Energiespeicher beaufschlagt ist, dadurch gekennzeichnet, daß als Energiespeicher eine Luftfeder (8) verwendet ist, die einem geschlossenen pneumatischen System (9) mit Druckspeicher (10) angehört, und daß die Luftfeder (8) permanent mit konstantem Druck aus dem Druckspeicher (10) beaufschlagt ist.

2. Montagemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß der Druck in dem pneumatischen System (9) für die Durchführung von unterschiedlichen Montagearbeiten auf: unterschiedlichen Systemdruck einstellbar ist.

3. Montagemaschine nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftfeder (8) auf der dem Anschluß an den Druckspeicher (10) abgewandten Seite über ein steuerbares Ventil (11), z. B. ein Magnetventil, an eine weitere Druckmittelquelle angeschlossen ist, deren Druck p₂ ausreichend höher ist, als der Druck p₁ des geschlossenen pneumatischen Systems (9) (p₁ kleiner p₂) und daß durch Öffnen des steuerbaren Ventils (11) die Arbeitsstation (2) von dem Antrieb der Transfereinrichtung abkoppelbar ist.

4. Verwendung der Montagemaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, im Rahmen eines Montagesystems mit einem Maschinengestell, einer maschinengestellfesten Kreis platte, die eine Mehrzahl von Arbeitsstationen trägt, und einem in bezug auf die Kreisplatte konzentrischen, takt weise rotierend angetriebenen Aufnahmeteller, dessen Radius größer ist, als der der Kreisplatte und der an seinem äußeren Rand einen Werkstückaufnahmering aufweist,
wobei der Aufnahmeteller unmittelbar unter der Kreisplatte angeordnet ist und der Werkstückaufnahmering sich im Bereich des Höhenniveaus der Kreisplatte befindet,
wobei der Antrieb des Werkstückaufnahmeringes sowie der Antrieb der Arbeitsstationen mit Hilfe einer einzigen Motor/Getriebe-Anordnung erfolgt, die kontinuierlich an getrieben ist und sich unter dem Aufnahmeteller im unteren Teil des Maschinengestells befindet,
wobei die Motor/Getriebe-Anordnung mit Hilfe eines Zahnriementriebes über ein Rast/Schritt-Getriebe auf den Aufnahmeteller arbeitet,
wobei die Motor/Getriebe-Anordnung über eine Steuerwelle mit aufgesetzten, den einzelnen Arbeitsstationen zugeord neten Kurvenscheiben sowie von den Kurvenscheiben betätigten Zug/Druck-Betätigungselementen auf die einzelnen Arbeitsstationen arbeitet, und
wobei die Zug/Druck-Betätigungselemente im Zentrum des Montagesystems durch entsprechende Ausnehmungen in dem Aufnahmeteller in der Kreisplatte und im Rast/Schritt-Ge triebe an die Arbeitsstationen angeschlossen sind.

5. Verwendung der Montagemaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3 im Rahmen eines Montagesystems für die Bearbeitung und/oder Montage von auf einem Werkstückträger angeord neten Werkstücken, die eine Arbeitsstation sowie eine Beschickstation für den Werkstückträger, eine Entleer station für den Werkstückträger und eine Rücklaufein richtung für den Werkstückträger aufweist, welche die Beschickstation und die Entleerstation für die Werk stückträger verbindet,
wobei die Arbeitsstation zumindest eine Vorrichtung für den Transport und die Positionierung von Werkstückträgern aufweist, die als Lineareinheit ausgeführt ist und eine Antriebswelle, ein räumliches Kurvengetriebe mit Stegkurve auf der Antriebswelle und eine Werkstückträgerführungsein richtung besitzt, wobei die Stegkurve den Werkstückträger formschlüssig bewegt,
wobei das räumliche Kurvengetriebe aus einem Transportab schnitt mit schraubenwendelförmiger Steigung und einem steigungsfreien Positionier- und Ruheabschnitt besteht,
wobei die Arbeitsstation eine Arbeitsmaschine für die Bearbeitung und/oder Montage der auf den Werkstückträgern angeordneten Werkstücke aufweist, die dem Positionier- und Ruheabschnitt des räumlichen Kurvengetriebes zugeordnet ist,
wobei für die Beschickstation und die Entleerstation für diese Manipulationen eingerichtete Arbeitsmaschinen und jeweils eine der Vorrichtung der Arbeitsstationen ent sprechende Vorrichtung für den Transport und die Positionierung der Werkstückträger angeordnet ist,
wobei die Rücklaufeinrichtung für die Werkstückträger als überkopf-Rückführeinrichtung für die Werkstückträger mit Umlenkabschnitten und im übrigen den gleichen Werkstück trägerführungseinrichtungen ausgeführt ist wie die Arbeitsstation, die Beschickstation und die Entleer station,
wobei die Vorrichtungen für den Transport und die Positionierung der Werkstückträger einerseits, die Arbeitsmaschine andererseits über unterschiedliche Getriebe an den gleichen Antriebsmotor oder an das gleiche Motor/Getriebe-Aggregat angeschlossen sind.