DE19651933C1 - Verfahren zum Einschalen von Betonfertigteil-Formen mit einem Schalungsroboter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einschalen von plattenförmigen Betonfertigteilen, wie Deckenelementen, Wandelementen oder Doppelwandelementen, unter Verwendung eines Schalungsroboters mit einer Greifeinrichtung, die Abstellerelemente auf einem ebenen Formboden, insbesondere einer Palette abstellt.

Um ein plattenförmiges Betonfertigteil in reproduzierbaren Formen bei wechselnder Geometrie und genauen Abmessungen fehlerfrei herzustellen, sind bereits Schalungsroboter zum automatischen Abstellen von Abstellerelementen beim Einschalen auf einer Palette bekannt geworden, die bei einer stationären Anlage mit einem ortsfesten Portal und einer daran verfahrbaren Greifeinrichtung ausgestattet sind. Bei einem in der Zeitschrift Betonwerk und Fertigteil-Technik, Heft 2/1993, Seiten 78 bis 80, beschriebenen Schalungsroboter hat das zum Verfahren der Greifeinrichtung vorgesehene Portal eine Länge von 13 m und eine Spannweite von 4,5 m, um die gesamte Fläche der Palette und die daneben gestapelten Abstellerelemente zu übergreifen, die in Magazinfächern sortiert und vorgehalten sind. Die Paletten weisen eine Standardlänge von 10 m auf und sind auf eine Fertigungsbreite von 3,20 m zugeschnitten.

Daraus ergibt sich für das Anordnen der Magazinfächer eine vergleichsweise eng begrenzte Fläche unter dem Portal, die durch eine entsprechend hohe Stapeldichte der Abstellerelemente ausgenutzt werden muß. Wenn beim Übereinanderstapeln der Abstellerelemente die Stapelhöhe von Fußboden bis über die Schalungsfläche hinaus reicht, muß der Schalungsroboter mit seiner Greifeinrichtung beim Überführen der Abstellerelemente aus den Magazinfächern bis zu der Palette in vertikaler Richtung große Wege zurücklegen. Für das Ein - und Auslagern der Abstellerelemente kann dadurch ein hoher Zeitaufwand erforderlich werden. Außerdem muß das Portal entsprechend der Stapelhöhe der Abstellerelemente höher ausgebildet werden.

Bekannt ist ferner aus dem deutschen Gebrauchsmuster 94 10 444, daß zum Verkürzen der Wege beim Einschalen der Schalungsroboter mit einer Greifeinrichtung zum Entnehmen von zwei Schalungselementen gleichzeitig ausgerüstet werden kann. Hierbei hat die Greifeinrichtung die doppelte Last zu tragen. Dabei treten beim schnellen Anfahren, Abbremsen und Bewegen der Greifeinrichtung Beschleunigungskräfte auf, die auf das Portal übertragen werden. Aus den genannten Gründen muß der gesamte Maschinenaufbau robust ausgelegt werden, damit eine schnelle und dynamische Arbeitsweise erzielt werden kann. Eine weitere Ausdehnung der Größe des Portals kann von daher nur im Rahmen des Möglichen vorgenommen werden.

Um das Einschalen von Betonfertigteilen weiter zu beschleunigen, wurde gemäß dem deutschen Gebrauchsmuster 295 05 868 ein mit einfachen Mitteln aufgebauter Zusatzroboter zum Einlagern und Auslagern der Schalungselemente vorgeschlagen, der über einer Magazineinrichtung auf einer zweiten Fahrbahn unabhängig verfahrbar ist. Mit dem Zusatzroboter werden die Schalungselemente an der gewünschten Stelle bei dem Schalungsroboter positioniert, welcher auf einer ersten Fahrbahn gleichermaßen unabhängig verfahrbar ist. Infolgedessen umfaßt der Schalungsroboter ein bis zu der Greifeinrichtung führendes, aus mehreren Rollenbahnen bestehendes Transportsystem, das einer Magazineinrichtung zum Einordnen und Entstapeln der Abstellerelemente vor - und nachgeschaltet ist. Die Abstellerelemente müssen dadurch mehrere Arbeitsstationen durchlaufen, bis sie auf der Palette plaziert werden können. Um die Rollenbahnen untereinander zu verketten, sind weitere Vorkehrungen zur Steuerung erforderlich, welche die Aufwendungen bei der Unterhaltung des Schalungsroboters in Betrieb und Wartung erhöhen können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Einschalen von plattenförmigen Betonfertigteilen anzugeben, mit dem die Rüstzeiten wie auch die Taktzeiten minimiert und die Aufwendungen beim Magazinieren der Abstellerelemente gesenkt werden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch das Verfahren nach dem Anspruch 1 gelöst. Die durch den Vertikaltransport bedingten Nebenzeiten beim Stapeln und Entstapeln der Schalungselemente aus der Magazineinrichtung können auf diese Weise ganz und gar entfallen. Der Vertikaltransport der Schalungselemente reduziert sich auf einen geringen Höhenunterschied, und zwar den lotrechten Abstand zwischen dem Formboden beziehungsweise der Formbodenebene und der Arbeitsebene für die Greifeinrichtung, der im wesentlichen durch die Höhe der Randschalung oder der Abstellerelemente vorgegeben ist. Bei einer geringeren Rüstzeit können so mehr Abstellerelemente in vergleichbarer Zeit auf einer großen Formbodenfläche abgestellt werden. Dadurch besteht die Möglichkeit, die Abmessungen und das Gewicht der Schalungselemente zu verringern und die Fahrgeschwindigkeit des Schalungsroboters zu erhöhen. Ein weiterer Vorteil, der sich aus dem nicht ins Gewicht fallenden Vertikaltransport ergibt, ist die geringe Bauhöhe des Portals. Folglich kann der konstruktive Aufwand für das Portals gesenkt werden.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann die Rüstzeit außerdem verringert werden, wenn die Abstellerelemente im Speichermagazin mit Hilfe der Greifeinrichtung beim Entstapeln selbsttätig auf das Niveau zwischen der Arbeitsebene und der Formbodenebene gehoben und beim Stapeln von diesem aus abgesenkt werden. Dabei ist es zweckmäßig, wenn die Abstellerelemente beim Entstapeln sowie beim Stapeln und beim Horizontaltransport bis zum Abstellen auf der Schalungsfläche an einer glatten Rückenfläche mit Sauggreifern und pneumatischem Unterdruck gehalten werden. Sauggreifer gewährleisten einen sicheren Halt beim Transport und ermöglichen ein einfacheres Abstellen im Vergleich mit einer Greifeinrichtung, die mit einer mit den Schalungselementen korrespondierenden Griffanordnung ausgestattet ist.

Im Rahmen der Erfindung ist weiterhin vorgesehen, daß die Abstellerelemente auf ein und derselben Förderbahn bis zu einem Festanschlag transportiert und mit berührungslosen optische Sensoren gemessen sowie identifiziert werden. Bei Verwendung einer einzelnen Förderbahn, die mit der notwendigen Ausstattung zum Erkennen und zur Positionsbestimmung der Schalungselemente am Ende mit einem Festanschlag versehen ist, kann der konstruktive Aufwand für einen Schalungsroboter wesentlich gesenkt und der Betriebsablauf vereinfacht werden, was anhand von Zeichnungen und im nachfolgenden mit einem Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert werden soll.

In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 in der Draufsicht eine Palettenumlaufanlage mit einen Schalungsroboter,

Fig. 2 einen Querschnitt durch ein Abstellerelement und

Fig. 3 eine Seitenansicht der Palettenumlaufanlage mit dem Schalungsroboter in schematischer Darstellung.

Fig. 1 zeigt in der Draufsicht stark schematisiert eine Palettenumlaufanlage zur Herstellung von plattenförmigen Betonfertigteilen mit Hilfe von Paletten 1, die in Richtung des Pfeils 2 nach dem Durchlaufen eines Arbeitsplatzes zum Entschalen und nach dem Reinigen und Ölen zum Einschalen bis zu einem Einschalungsplatz geführt werden, der sich im Arbeitsbereich eines Schalungsroboters unter einem Portal 3 befindet. Mit dessen Hilfe ist eine zu dem Schalungsroboter gehörende Greifeinrichtung 4 in der horizontalen Pfeilrichtung 5 verfahrbar. Außerdem ist die Greifeinrichtung 4 senkrecht zur Zeichnungsebene in der Z-Achse frei beweglich sowie drehbeweglich, um durch einen mit einer Computereinheit 6 programmierbaren Bewegungsablauf auf der Palette 1 durch Abstellen von Abstellerelementen 7 in beliebiger Anordnung ein herzustellendes Betonfertigteil einzuschalen. Die Abstellerelemente sind in einem Speichermagazin 8 gespeichert oder werden mit einer Förderbahn 9 dem Schalungsroboter zugeführt.

Das Speichermagazin 8, das in unmittelbarer Nähe der Palette 1 neben der Förderbahn 9 angeordnet ist, umfaßt mehrere unterschiedlich lange Speicherkassetten 11, in denen die Abstellerelemente 7 von der Förderbahn 9 kommend vom Schalungsroboter geordnet und der Größe nach eingestapelt werden. Auf der Förderbahn 9 passieren die Abstellerelemente 7, die sich von einer Reinigungsstation 12 nach dem Entschalen der Palette 1 zu dem Speichermagazin 8 bewegen, mehrere hintereinander angeordnete Sensoren 13, mit denen die Abmessungen errechnet werden. Am Ende der Förderbahn 9 befindet sich des weiteren ein Festanschlag 14 zum lagegenauen Positionieren eines Abstellerelements 7, dessen Anwesenheit mit einem weiteren Sensor 15 feststellbar ist.

Die Sensoren 13, 15 sind in an sich bekannter Weise über eine Rückkopplung mit der Computereinheit 6 und der Antriebssteuerung für die Greifeinrichtung 4 verbunden, so daß das Abstellerelement 7 am Festanschlag 14 an der passenden Stelle des Programmablaufs beim Einschalen in erster Linie auf der Palette 1 abgestellt werden kann. Wenn es nicht passend ist, wird es nach seiner Größe sortiert und in einer Speicherkassette 11 gestapelt. Wenn beim Einschalen an dem Festanschlag 14 kein passendes Abstellerelement 7 vorhanden ist, wird ein passendes Abstellerelement 7 aus einer Speicherkassette 11 ausgewählt und von der Greifeinrichtung 4 zu der vorgesehenen Stelle auf der Palette 1 befördert.

Die zum Einsatz gelangenden Abstellerelemente 7, die im Querschnitt gesehen gemäß Fig. 2 ein Kastenträgerprofil aufweisen, sind insbesondere aus einem extrudierbaren Kunststoff mit einer durchgehend glatten Rückenfläche 16 hergestellt und mit einem oder mehreren Magnetkörpern 17 auf der Unterseite baulich vereinigt. Durch die Anziehungskraft des Magnetkörpers 17 wird eine sichere Verankerung des Abstellerelements 7 auf der Palette 1 gewährleistet. Beim Entstapeln sowie beim Stapeln im Speichermagazin 8 und beim Horizontaltransport bis zum Abstellen auf dem Formboden 19 wird das Abstellerelement 7 an der glatten Rückenfläche 16 durch die Greifeinrichtung 4 mittels Sauggreifern und pneumatischen Unterdrucks gehalten.

Das Einschalen eines Betonfertigteils auf einer Palette 1 und der Transport der Abstellerelemente 7 in Vertikalrichtung ist in Fig. 3 dargestellt. Erkennbar ist ein Untergestell 21 mit einer darauf ruhenden Palette 1 mit einem auf dem Formboden 19 abgelegten Abstellerelement 7, durch dessen Oberkante 22 die Arbeitsebene 23 des Schalungsroboters definiert wird, die von der Formbodenebene 24 lotrecht beabstandet ist. In der Arbeitsebene 23 ist die Greifeinrichtung 4 zwischen der Förderbahn 9 und der Palette 1 in X- und Y-Richtung verfahrbar. Zum Ablegen und Aufnehmen der Abstellerelemente 7 bewegt sich die Greifeinrichtung 4 außerdem zwischen einer angehobenen und einer abgesenkten Position zwischen der Arbeitsebene 23 und der Formbodenebene 24, bei welcher das Abstellerelement 7 in Berührung mit dem Formboden 19 kommt und durch die Magnetkörper 17 fixiert werden kann.

Erkennbar ist, daß die Summe der Vertikalbewegungen der Greifeinrichtung 4 gegenüber der Fahrbewegung in der Horizontalen sehr klein ist. Die Vertikalbewegung ist lediglich so groß, daß die auf der Palette 1 vorhandenen Abstellerelemente 7 mit einem geringen Sicherheitsabstand überfahrbar sind. Die Vertikalbewegung beinhaltet aufgrund dieser Sache beim Einschalen einen sehr geringen Anteil an den Nebenzeiten.

In dieser Art und Weise können die Rüstzeiten weiter verringert werden, wenn die Greifeinrichtung 4 beim Entstapeln und beim Stapeln der Abstellerelemente 7 im Speichermagazin 8 nur zwischen der Arbeitsebene 23 und der Formbodenebene 24 bewegt werden muß. Hierzu weist das Speichermagazin 8 Speicherkassetten 11 auf. Eine Speicherkassette 11 zum Stapeln der Abstellerelemente 7 umfaßt gegebenenfalls einen absenkbaren Boden 25 mit seitlichen Führungswänden 26, die jeweils einen Stapel 27 von Abstellerelementen 7 mit gleicher Längenabmessung einschließen. Der Boden 25 mit dem darauf ruhenden Stapel 27 wird beim Stapeln abgesenkt und beim Entstapeln selbsttätig mit Hilfe der Greifeinrichtung 4 angehoben, damit das auf dem Stapel 27 zuoberst liegende Abstellerelement 7 stets auf einem Niveau zwischen der Formbodenebene 24 der Palette 1 und der Arbeitsebene 23 der Greifeinrichtung positioniert ist. Dadurch werden die Nebenzeiten beim Einrüsten der Palette 1 gering gehalten, unabhängig davon, ob das Speichermagazin 8 voll oder nahezu leer ist.

Claims (5)

1. Verfahren zum Einschalen von plattenförmigen Betonfertigteilen, wie Deckenelementen, Wandelementen oder Doppelwandelementen, unter Verwendung eines Schalungsroboters mit einer Greifeinrichtung (4), die Abstellerelemente (7) mit zu deren Fixierung dienenden Magnetkörpern (17) auf einem ebenen Formboden (19) aus Stahl oder dergleichen, insbesondere einer Palette, abstellt, wobei die Greifeinrichtung (4) des Schalungsroboters an einem den Formboden (19) sowie eine Förderbahn (9) und ein Speichermagazin (8) für die Abstellerelemente (7) überdeckenden Portal (3) verfahrbar gelagert ist und beim Aufnehmen und Abstellen der Abstellerelemente (7) hauptsächlich in einer knapp oberhalb der Formbodenebene (24) angeordneten Arbeitsebene (23) horizontal verfahren und vertikal zwischen der Arbeitsebene (23) und der Formbodenebene (24) bewegt wird und die Abstellerelemente (7) mit zumindest einer Förderbahn (9) auf ein Niveau zwischen der Arbeitsebene (23) und der Formbodenebene (24) transportiert und beim Stapeln von diesem Niveau aus im Speichermagazin (8) in Vertikalrichtung nach unten abgesenkt und beim Entstapeln im Speichermagazin (8) auf das Niveau zwischen der Arbeitsebene (23) und der Formbodenebene (24) gehoben werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstellerelemente (7) im Speichermagazin (8) unter Verwendung der Greifeinrichtung (4) beim Entstapeln selbsttätig auf das Niveau zwischen der Arbeitsebene (23) und der Formbodenebene (24) gehoben und beim Stapeln selbsttätig abgesenkt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstellerelemente (7) auf ein und derselben Förderbahn (9) bis zu einem Festanschlag (14) transportiert und mit berührungslosen Sensoren (13, 15) gemessen und identifiziert werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Identifizieren und zum Erkennen der Anwesenheit der Abstellerelemente (7) optische Sensoren (13, 15) eingesetzt werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstellerelemente (7) beim Entstapeln sowie beim Stapeln im Speichermagazin (8) und beim Horizontaltransport bis zum Abstellen auf dem Formboden (19) an einer glatten Rückenfläche (16) mit Sauggreifern und pneumatischem Unterdruck gehalten werden.