DE19728264C2

DE19728264C2 - Montage- oder Fertigungsautomat mit Arbeitsstationen

Info

Publication number: DE19728264C2
Application number: DE19728264A
Authority: DE
Inventors: Siegmund Kumeth
Original assignee: Feintool International Holding AG
Current assignee: Preh IMA Automation GmbH
Priority date: 1997-06-26
Filing date: 1997-07-02
Publication date: 2001-11-29
Anticipated expiration: 2017-07-03
Also published as: DE19728264A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Montage- oder Fertigungsautomaten gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1.

Montageautomaten dieser Art sind grundsätzlich bekannt und werden beispielsweise zum automatischen Fertigen oder Montieren von Bauelementen oder Baugruppen aus einzelnen Komponenten verwendet, die an Arbeitsstationen zugeführt werden und jeweils an den an den Aufnahmen vorgesehenen und mit diesen Aufnahmen an den Arbeitsstationen getaktet vorbeibewegten Bauteilen oder bereits teilweise montierten Baugruppen montiert werden, so daß die Bauelemente bzw. Baugruppen sukzessiv auf den Aufnahmen zusammengebaut bzw. montiert werden. Die Arbeitsstationen können teilweise auch als Prüfstationen ausgeführt sein. Jede Arbeitsstation befindet sich an einer Arbeitsposition.

Bekannt ist speziell auch ein Montage- oder Fertigungsautomat der eingangs erwähnten Art (DE 82 00 707 U1). Bei diesem bekannten Automaten sind die an den Arbeitspositionen angeordneten ersten Funktionselemente an einer gemeinsamen Tragvorrichtung vorgesehen und an dieser Tragvorrichtung radial zur Maschinenachse verschiebbar gelagert. Durch eine Hubstange, die achsgleich mit der Achse des Fertigungs- oder Montageautomaten angeordnet und durch den gemeinsamen Antrieb um einen vorgegebenen Hub axial verschiebbar ist, werden die Tragvorrichtung und auch die an dieser Tragvorrichtung vorgesehenen Funktionselemente in vertikaler Richtung auf- und abbewegt. Die Hubstange ist von einer weiteren, als Hohlwelle ausgebildeten Hubstange konzentrisch umschlossen, die an einem oberen Ende eine Druckplatte oder Steuerscheibe trägt, mit der Steuerhebel der einzelnen Funktionselemente derart zusammenwirken, daß beim axialen Bewegen dieser weiteren Hubstange die Funktionselemente eine Bewegung radial zur Maschinenachse ausführen.

Allein schon durch die Notwendigkeit einer als Hohlwelle ausgebildeten weiteren Hubstange weist dieser bekannte Fertigungs- und Montageautomat einen relativ aufwendigen Aufbau auf. Weiterhin sind bei dem bekannten Fertigungs- und Montageautomaten auch keine unterschiedlichen Hübe der ersten Funktionselemente in vertikaler Richtung möglich, da diese Funktionselemente an der gemeinsamen Tragvorrichtung vorgesehen sind.

Bekannt ist weiterhin ein Fertigungs- oder Montageautomat (DE 41 11 547 A1), bei dem die Steuerung der unterschiedlichen Bewegungen mehrerer an Arbeitspositionen vorgesehener Funktionselemente durch eine achsgleich mit der vertikalen Maschinenachse angeordneten Zugstange mit Steuerscheibe sowie durch eine die Zugstange konzentrisch umschließende und um ihre Achse schwenkbare Hohlwelle erfolgt, die an ihrem oberen Ende Steuerkurven aufweist, welche mit weiteren Steuerelementen der Funktionselemente für eine weitere Bewegung zusammenwirken. Auch dieser bekannte Fertigungs- und Montageautomat ist konstruktiv sehr aufwendig.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Fertigungs- und Montageautomaten aufzuzeigen, der bei vereinfachter konstruktiver Ausbildung eine hohe Betriebssicherheit aufweist. Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Fertigungs- und Montageautomat entsprechend dem Patentanspruch 1 ausgebildet.

Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 in vereinfachter Darstellung einen Vertikalschnitt durch einen Fertigungsautomaten gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine Darstellung wie Fig. 1, jedoch in einer anderen Schnittebene;

Fig. 3 in vereinfachter Darstellung eine Draufsicht auf den Fertigungsautomaten der Fig. 1 und 2;

Fig. 4 in vergrößerter Darstellung ein Detail der Fig. 1.

Der in den Figuren dargestellte und dort allgemein mit 1 bezeichnete Fertigungsautomat dient zum Herstellen von Bauteilen oder Baugruppen aus einer Vielzahl von Einzelteilen, die im Fertigungsautomat maschinell zu dem jeweiligen Bauelement oder der Baugruppe zusammengesetzt bzw. montiert werden. Der Fertigungsautomat 1 eignet sich insbesondere zum Herstellen von sehr kleinformatigen mechanischen und/oder elektro-mechanischen Bauteilen, beispielsweise Mikroschaltern usw.

Der Fertigungsautomat besteht im wesentlichen aus einer Grundeinheit 2 und aus einer Vielzahl von Arbeitsstationen 3, die um eine vertikale Mittel- oder Maschinenachse V der Grundeinheit verteilt an dieser vorgesehen sind. An den Arbeitspositionen 3 sind beispielsweise Stationen 4 zum Zuführen von Komponenten vorgesehen, die Bestandteil der herzustellenden Baugruppe bzw. des herzustellenden Bauelementes sind und die an der jeweiligen Arbeitsposition an der dort vorbeigeführten, z. B. bereits teilmontierten Baugruppe montiert werden. Einige der Arbeitspositionen 3 sind beispielsweise auch Meß- und/oder Prüfpositionen. In den Figuren ist jeder Arbeitsposition 3 weiterhin eine Hubeinrichtung 5 mit einem Werkzeugträger 6 zugeordnet, der in der nachstehend noch näher beschriebenen Weise synchron mit dem Antrieb bzw. mit dem Arbeitstakt der Grundeinheit 2 einen horizontalen Hub (Doppelpfeil A) oder vertikalen Hub (Doppelpfeil B) ausführt, wobei der horizontale Hub vorzugsweise radial oder im wesentlichen radial zur Achse V erfolgt.

Die Grundeinheit 2 besitzt ein Maschinengestell oder Gehäuse 7, in welchem u. a. auch der nachstehend noch näher beschriebene mechanische Antrieb der Grundeinheit 2 vorgesehen ist und an welchem außen ein ringförmiger, von einer Vielzahl von Segmenten gebildeter und am Umfang polygonartiger überstehender Tisch 8 befestigt ist, der zur Lagerung bzw. Befestigung der Funktionselemente 4 der Arbeitsstationen 3 dient. Dieser Tisch 8 ist an dem unteren Abschnitt 7' des Maschinengestells 7 vorgesehen.

An der Oberseite besitzt das Maschinengestell 7 einen Abschnitt 7" mit reduziertem Querschnitt, an welchem eine die Achse V konzentrisch umschließende vertikale Säule 9 mit ihrem unteren Ende befestigt ist, die über die Oberseite des Abschnittes 7" vorsteht. An der Säule 9 ist eine Hohlwelle 10 drehbar gelagert, die mit ihrem oberen Ende an einem Rotor oder drehbaren Tischelement 11 befestigt ist. Am unteren Ende der Hohlwelle 10 und innerhalb des Abschnittes 7" bzw. des Maschinengehäuses ist ein Antriebsrad 12 befestigt, welches an seinem Umfang mit einer Malteser-Verzahnung ausgebildet ist, mit einem Malteser-Exzenter 13 zusammenwirkt und zusammen mit diesem einen Malteser-Antrieb derart bildet, daß bei kontinuierlich um eine vertikale Achse parallel zur Achse V angetriebenem Exzenter 13 das Antriebsrad 12 und damit auch das Tischelement 11 eine getaktete Drehbewegung um die Achse V ausführt, und zwar mit Drehschritten und dazwischenliegenden Stillstandszeiten. Das zeitliche Verhältnis zwischen Bewegungszeit und Stillstandszeit ist bei kontinuierlich umlaufendem Exzenter 13 1/1. Der Malteser-Antrieb ist weiterhin so ausgebildet, daß während der Stillstandszeit das Antriebsrad 12 spielfrei gegen Verdrehen blockiert ist, und zwar durch eine entsprechende Steuerfläche des Exzenter- oder Malteser-Antriebes 13.

An der nicht drehenden Säule 9 ist oberhalb des Tischelementes 11 ein Tischelement 14 befestigt, welches ebenso wie das Tischelement 11 kreisscheibenförmig ausgebildet ist und mit seiner Achse achsgleich mit der Achse V liegt. Das Tischelement 11 steht mit einem Umfangsbereich 11' über den Rand des Tischelementes 14 vor. An dem Umfangsbereich 11' sind Aufnahmen 15 befestigt, von denen jede zur Aufnahme einer Baugruppe dient und an ihrer Oberseite ein entsprechendes "Nest" aufweist, in dem die Baugruppen jeweils in einer genau vorgegebenen Orientierung und Positionierung angeordnet sind. Der Malteser-Antrieb 12/13 ist weiterhin so ausgebildet, daß in jedem Arbeitstakt, der aus einem Bewegungsschritt und einer anschließenden Stillstandszeit besteht, die Aufnahmen 15 um eine Maschinenteilung um die Achse V weiterbewegt werden. Die Arbeitspositionen 3 sind dieser Maschinenteilung entsprechend um die Achse V angeordnet.

Mit einem an dem Träger 6 der Hubeinrichtung 5 vorgesehenen Werkzeug, beispielsweise Greifer erfolgt dann an den Arbeitspositionen 3 z. B. das Entnehmen jeweils einer Komponente, die an dem Funktionselement 53 bzw. an der Zuführung der Arbeitsstation 4 bereitsteht, und dann bei stillstehender Aufnahme 15 durch die vertikale Bewegung des Trägers 6 (Doppelpfeil B) das Einsetzen dieser Komponente in die sich an der betreffenden Arbeitsstation 3 befindliche Baugruppe, so daß die an den Aufnahmen 15 angeordneten Baugruppen durch Weiterbewegen von Arbeitsstation zu Arbeitsstation zunehmend zusammengebaut und schließlich an einer als Entnahmestation ausgeführten Arbeitsposition durch ein am dortigen Träger 6 vorgesehenes Werkzeug als fertig montierte Baueinheit entnommen und an einen Transporteur zum Abführen der fertig montierten Bauelemente bzw. Baueinheiten abgegeben werden können.

Oberhalb des Tischelementes 14 setzt sich die vertikale Säule 9 in mehreren, d. h. bei der dargestellten Ausführungsform in vier vertikalen Stangen 16 fort, von denen in der Fig. 1 der deutlicheren Darstellung wegen nur eine angedeutet ist und die in Draufsicht auf die Grundeinheit 2 um die Achse V derart verteilt sind, daß die Achsen der Stangen 14 die Eckpunkte eines Quadrates bildet, dessen Mittelpunkt mit der Achse V zusammenfällt. Die unteren Enden der vertikalen Tragstangen 16 sind mit dem oberen, festen Tischelement 14 verbunden. An den oberen Enden der Tragstangen 16 ist eine Tragplatte 17 befestigt.

In der Säule 9 bzw. in dem Raum zwischen den Stangen 16 sind bei der dargestellten Ausführungsform radial gegenüber der Achse V versetzt und zu dieser parallel zwei Hubstangen 18 und 19 in vertikaler Richtung verschiebbar vorgesehen. Die Hubstangen 18 und 19 sind in der oberen Tragplatte 17 sowie auch in einer Platine 20 im Inneren des Maschinengestells 7 bzw. des Abschnittes 7' um einen vorgegebenen axialen Hub verschiebbar vorgesehen, und zwar in der nachstehend noch näher beschriebenen Weise synchron mit dem zentralen Antrieb der Grundeinheit 2, wobei die Hubstange 18 zur Erzeugung der horizontalen Bewegung (Doppelpfeil A) sämtlicher Hubeinrichtungen 5 und die Hubstange 19 zur Erzeugung der vertikalen Bewegung (Doppelpfeil B) sämtlicher Hubeinrichtungen 5 dient. An den Hubstangen 18 und 19 sind radartige Steuerscheiben 21 und 22 vorgesehen, die jeweils seilscheibenartig mit einer zur kreisringförmigen Umfangsfläche hin offenen Umfangsnut 21' bzw. 22' ausgebildet sind. Die Steuerschrauben 21 und 22 besitzen weiterhin mehrere Öffnungen. Durch diese Öffnungen sind sowohl bei der Steuerscheibe 21, also auch bei der Steuerscheibe 22 sämtliche Stangen 16 und die Hubstangen 18 und 19 hindurchgeführt. Die in der Fig. 1 obere Steuerscheibe 21 ist gleitend auf den Stangen 16 sowie auf der Hubstange 19 geführt und mit der Hubstange 18 fest verbunden. Die in den Figuren untere Steuerscheibe 22 ist gleitend auf den Stangen 16 und der Hubstange 18 geführt und mit der Hubstange 19 fest verbunden, so daß die Steuerscheibe 21 ausschließlich mit der Hubstange 18 und die Steuerscheibe 22 ausschließlich mit der Hubstange 19 auf- und abbewegt wird.

Nachfolgend werden der zentrale Antrieb der Grundeinheit, die Hubeinheiten sowie die Funktionselemente 4 näher beschrieben.

Zentraler Antrieb der Grundeinheit 2

Der Antrieb der Grundeinheit 2 besteht aus einem in den Figuren nicht dargestellten Elektromotor, der in dem Maschinengestell 7 untergebracht ist und zum Antrieb sämtlicher Elemente der Grundeinheit dient. Die Ausgangswelle des Elektromotors ist mit einem Winkelgetriebe 23 verbunden, dessen Ausgangswelle 24 beidseitig aus dem Gehäuse dieses Winkelgetriebes herausgeführt ist. Mit dem einen Ende der Welle 24 wird über eine Getriebeanordnung 25 eine Welle 26 angetrieben, die mit ihrer Achse parallel zur Achse V im Inneren des Maschinengestells 7 drehbar gelagert ist und über ein an dieser Welle vorgesehenes Ritzel 27 einen Zahnkranz 28 antreibt, der um die Achse V drehbar im Maschinengestell 7 gelagert ist. Der Zahnkranz 28 dient in der nachstehend noch näher beschriebenen Weise zum Antrieb von speziellen Funktionselementen der Arbeitsstationen 4.

Auf dem anderen Ende der Welle 24 ist ein Träger 29 für zwei Kurvenscheiben 30 und 31 vorgesehen. Weiterhin treibt dieses Ende der Welle 24 ein als Winkelgetriebe ausgebildetes Getriebe 32 an, dessen vertikale Ausgangswelle 33 den Exzenter 13 oder Malteser-Antrieb 12/13 antreibt. Im Antriebsstrang zwischen dem Träger 29 und dem Eingang des Getriebes 32 befindet sich eine Sicherheitskupplung 34, die bei Überschreiten eines vorgegebenen Drehmomentes mechanisch ausrastet und das Getriebe 32 vom Antrieb abtrennt. Die Sicherheitskupplung 34 besitzt hierbei ein axial verschiebbares Teil 34', welches bei ausgerasteter Sicherheitskupplung eine gegenüber der Normalstellung axial verschobene Position einnimmt. Die Position des Teiles 34' wird mit einem elektrischen Sensor 35 ständig abgefragt bzw. überwacht. Dieser Sensor 35 steuert eine am Getriebe 32 vorgesehene elektromagnetische Bremse 36, die bei Ansprechen der Sicherheitskupplung 34 das Getriebe 32 sofort aufgrund des Signals des Sensors 35 blockiert und diese Blockade solange aufrecht erhält, bis die Sicherheitskupplung 34 wieder eingerastet bzw. der Antrieb über die Sicherheitskupplung wieder hergestellt ist. Das Einrasten der Sicherheitskupplung 34 erfolgt durch langsames Drehen der Welle 24 in einer Drehrichtung, die der normalen Drehrichtung beim Betrieb der Grundeinheit 2 entgegengesetzt ist.

Die Sicherheitskupplung 34 ist weiterhin so ausgebildet, daß das Wiedereinrasten der Sicherheitskupplung 34, d. h. das Wiederherstellen der Antriebsverbindung über diese Kupplung nur in einer einzigen Relativlage des Eingangs und des Ausgangs dieser Kupplung möglich ist, so daß nach jedem Wiedereinrasten der angesprochenen Sicherheitskupplung 34 insbesondere auch durch die Blockierung des Getriebes 32 eine vorgegebene Phasenlage zwischen der Drehstellung der Kurvenscheiben 30 und 31 und der Drehstellung des Antriebsrades 12 wieder hergestellt ist. Durch die Blockierung des Getriebes 32 bei angesprochener bzw. ausgerasteter Sicherheitskupplung 34 gewährleistet, daß das Tischelement 11 bei ansprechender Sicherheitskupplung 34 sofort gestoppt und keine die Phasenlage zwischen den Kurvenscheiben 30 und 31 und der Stellung des Tischelementes 11 verändernde Relativbewegung möglich ist.

Der Antrieb der Hubstangen 18 und 19 erfolgt über jeweils eine Schwinge 37 bzw. 38, die im Maschinengestell 7 jeweils um eine Achse parallel zur Achse der Welle 24 schwenkbar gelagert sind. Die Schwinge 37 für die Hubstange 18 ist als einarmiger Hebel ausgeführt, der an einem Ende schwenkbar gelagert ist und an seinem anderen Ende mit einer Kurvenrolle 39 auf dem oberen Teil der Kurvenscheibe 30 aufliegt. Das freie Ende der Schwinge 37 ist über einen Doppelgelenk-Zwischenhebel 40 mit dem unteren Ende der Hubstange 18 verbunden, so daß die Hubstange 18 der Form der Umfangsfläche der Kurvenscheibe 30 folgend auf- und abbewegt wird. Die Schwinge 38 für die Hubstange 19 ist als doppelarmiger, abgewinkelter Hebel ausgebildet, der im mittleren Bereich schwenkbar gelagert ist, an einem Ende eine Kurvenrolle 41 trägt, die durch Federn 42 gegen die Umfangsfläche der Kurvenscheibe 31 angepreßt anliegt. Das andere Ende der Schwinge 38 ist über einen Doppelgelenk-Zwischenhebel 43 mit dem unteren Ende der Hubstange 19 verbunden.

Durch die Befestigung der Kurvenscheiben 30 und 31 an dem Träger 29 ist ein Justieren der Kurvenscheiben durch Verstellen dieser Scheiben um die Achse der Welle 24 möglich. Durch nicht dargestellte Befestigungsmittel sind die Kurvenscheiben am Träger 29 fixierbar.

Die Getriebeanordnung 32 mit der Bremse 36 und dem Sensor 35 bildet eine austauschbare Baueinheit. Vorzugsweise sind dann für ein und dieselbe Grundeinheit 2 mehrere, beispielsweise vier unterschiedliche Getriebe 32 austauschbar vorgesehen, und zwar derart, daß mit einem ersten Typ des Getriebes 32 bei kontinuierlich angetriebener Eingangswelle ein kontinuierlicher Antrieb der Welle 33 erreicht wird und sich somit in der oben bereits erwähnten Weise über den Malteser-Antrieb 12/30 ein Verhältnis Bewegungszeit/Stillstandszeit von 1/1 ergibt.

Andere Typen des Getriebes 32 sind so ausgebildet, daß bei kontinuierlich umlaufender Eingangswelle dieses Getriebes die Welle 33 eine sich periodisch ändernde Drehgeschwindigkeit aufweist, und zwar durch Verwendung entsprechender Ellipsen- Zahnräder im Getriebes 32 derart, daß z. B. bei einem zweiten Typ des Getriebes das Verhältnis Bewegungszeit/Stillstandszeit 1,8/1, bei einem dritten Typ des Getriebes 32 das Verhältnis Bewegungszeit/Stillstandszeit 1/4,3 und bei einem vierten Typ das Verhältnis Bewegungszeit/Stillstandszeit 1/1,8 beträgt.

Die Kurvenscheiben 30 und 31 sind so ausgeführt, daß jede Hubstange 18 und 19 in jedem Arbeitstag einen vollen Hub aus einer Ausgangsstellung in eine Arbeitsstellung und zurück in die Ausgangsstellung ausführt.

Bei dem vorgenannten dritten und vierten Typ des Getriebes 32 können auch Kurvenscheiben 30 und/oder 31 verwendet werden, derart, daß zumindest eine der Hubstangen 18 und 19 während eines Arbeitstaktes zwei Hubbewegungen ausführt, beispielsweise die Hubstange 19 zum Montieren eines Funktionselementes und zum anschließenden Wenden oder Prüfen der Baueinheit in der Aufnahme 15 oder dem dortigen Nest.

Arbeitsstation 4

Sämtliche Arbeitsstationen 4 sind weitestgehend standardisiert ausgeführt, und zwar bei der dargestellten Ausführungsform im wesentlichen zweiteilig. Jede Arbeitsstation besteht aus einer Basis 50, die aus einer Aufspann- bzw. Befestigungsplatte 51 und einem Träger 52 besteht und mit einer unteren Aufspann- bzw. Befestigungsplatte 51 an dem Tisch 8 befestigbar ist, und zwar mit Hilfe von Schrauben oder anderen geeigneten Befestigungselementen. Die Befestigungsmittel für die Aufspannplatte 51 am Tisch 8 sind ebenfalls standardisiert, und zwar derart, daß die Befestigung der Basis 50 am Tisch 8 in der jeweils erforderlichen Position und Orientierung ohne zusätzliche Arbeiten am Tisch 8 möglich ist. Insbesondere ist eine Einstellung der Basis 50 hinsichtlich des radialen Abstandes von der Achse V sowie auch hinsichtlich der Orientierung einer horizontalen Achse C der Basis 50 möglich.

Speziell für diese Orientierung der Achse C ist der Träger 52 einstellbar (beispielsweise drehbar) und in der jeweiligen Einstellung fixierbar an der Aufspannplatte 51 vorgesehen. An der Oberseite des Trägers 52 ist das für die jeweilige Arbeitsstation 4 typische Teil 53 vorgesehen, beispielsweise eine Zuführung für ein bestimmtes Bauelement. Auch dieser an das jeweilige Bauelement stärker angepaßte Teil der Arbeitsstation 4 kann wiederum aus teilweise standardisierten Komponenten bestehen. Eine Besonderheit besteht darin, daß die Basis 50 eine achsgleich mit der Achse C angeordnete und in dem Träger 52 drehbar gelagerte Welle 54 aufweist, die mit wenigstens einer in dem Gehäuse des Trägers 52 untergebrachten Steuereinrichtung für den Antrieb von aktiven Elementen des Funktionsteiles 53 antriebsmäßig verbunden ist. Beispielsweise ist auf der Welle 54 wenigstens eine Kurvenscheibe zum Steuern von Wippen, Schiebern usw. vorgesehen, die Bestandteil des Funktionsteiles 53 sind. Über die Welle 54 und die Steuer- oder Getriebeanordnung ist eine rein mechanische Steuerung solcher Funktionselemente der Arbeitsstation 4 möglich, und zwar mit hoher Geschwindigkeit, verzögerungsfrei und exakt synchron mit dem Antrieb der Grundeinheit 2.

Die Welle 54 ist über eine Gelenkwelle 55 mit einem Winkelgetriebe 56 verbunden, welches auf dem horizontalen Absatz 7''' des Maschinengestells 7 befestigt ist, und zwar an einer dort vorgesehenen Öffnung 57. Das Winkelgetriebe 56 ist im Bereich dieser Öffnung an dem Absatz 7''' angeflanscht und steht mit einem an der Eingangswelle des Winkelgetriebes 56 vorgesehenen Zahnrad 58 mit der Verzahnung des Zahnkranzes 28 in Eingriff. Dort, wo an einer Arbeitsposition 3 keine Basis 50 mit dem von der Welle 54 gebildeten Steuerantrieb notwendig ist, ist die Öffnung 57 durch einen nicht dargestellten Deckel verschlossen.

Die beschriebene Ausbildung der Arbeitsstation 4 hat erhebliche Vorteile. Zum einen kann für unterschiedliche Funktionen dieser Arbeitsstationen stets die gleiche Basis 50 verwendet werden, auf der dann das der Arbeitsstation stärker angepaßte Funktionsteil 53 montiert wird. Jede Arbeitsstation 4 ist auswechselbar und kann insbesondere auch bezüglich des Steuerantriebs (Welle 54) außerhalb des Fertigungsautomaten 1 getestet, justiert und/oder repariert werden. Durch den mechanischen Antrieb über das Winkelgetriebe 56, die Gelenkwelle 55 und die Welle 54 ist eine Steuerung der Funktionselemente des Funktionsteiles 53 synchron mit dem Betrieb des Fertigungsautomaten 1 möglich, und zwar verzögerungsfrei, so daß hohe Leistungen möglich sind.

Durch das Anflanschen des Winkelgetriebes an dem horizontalen Absatz 7''' ist eine einfache Montage des jeweiligen Winkelgetriebes gewährleistet. Weiterhin ist es möglich, das jeweilige Winkelgetriebe 56 um die Achse der horizontalen Eingangswelle, auf der das Zahnrad 58 vorgesehen ist, zu drehen, so daß hierdurch auch eine Änderung der Lage bzw. Orientierung der Welle 54 in der horizontalen Ebene möglich ist, und zwar beispielsweise für eine schräge bzw. nicht radiale Anordnung dieser Welle und damit der Arbeitsstation 4 in bezug auf die Achse V, sofern dies in speziellen Fällen erforderlich ist. Durch die Gelenkwelle 55 werden Toleranzen in der Ausrichtung zwischen der Ausgangswelle des Winkelgetriebes 56 und der Welle 54 ausgeglichen. Das Anflanschen des Winkelgetriebes 56 an dem horizontalen Absatz 7''' ist die Höhenlage der Ausgangswelle des Winkelgetriebes genau definiert und damit an die Höhenlage der Welle 54 angepaßt. Mit der Basis 50 ist die Arbeitsstation 4 bzw. deren Funktionsteil 53 in allen drei Raumachsen einstellbar. Die Gelenkwelle 55 ist vorzugsweise als Gelenk- oder Kardanwelle mit Teleskop und mit Kreuzgelenken an beiden Enden ausgebildet, so daß nach dem Anflanschen des jeweiligen Winkelgetriebes 56 ein Einstellen der Arbeitsstation 4 in allen drei Raumachsen möglich ist.

Hubeinrichtung 5

Die Hubeinrichtung 5 besteht jeweils aus einer Basisplatte 60, die an der Oberseite des Tischelementes 14 befestigt ist und an der zwei vertikale Führungsstangen 61 und 62 mit ihrem unteren Ende gehalten sind. Diese Führungsstangen liegen mit ihren Achsen in einer Ebene, die auch die Achse V einschließt, d. h. die Führungsstange 61 ist bezogen auf die Achse V radial weiter außenliegend als die Führungsstange 62. An den beiden Führungsstangen 61 und 62 ist ein Klotz oder Schlitten 63 in vertikaler Richtung verschiebbar geführt. An dem Schlitten 63 ist ein Schlitten 64 in horizontaler Richtung und radial zur Achse V geführt. Letzterer besitzt an seinem radialen außenliegenden Ende den Träger 6.

Die oberen Enden der Führungsstangen 61 und 62 sind an einer Tragplatte 65 befestigt, die über einen Haltearm 66 fest mit der Tragplatte 17 verschraubt ist. An der Tragplatte 65 ist ein abgewinkelter Steuerhebel 67 befestigt, der mit seinem einen Ende gegen die Unterseite des Randes der oberen Steuerscheibe 21 anliegt und mit seinem anderen Ende in eine vertikale Führung des Schlittens 64 eingreift, und zwar derart, daß eine vertikale Bewegung der Schlittenanordnung 63/64 ohne ein Schwenken des Steuerhebels 67 keine horizontale Bewegung des Schlittens 64 bewirkt. Mit 68 ist eine Feder bezeichnet, die zwischen dem einen Ende des Steuerhebels 67 und der Steuerscheibe 21 wirkt und dieses Ende bzw. ein an diesem Ende vorgesehene Kurvenrolle gegen die Unterseite der Steuerscheibe 21 andrückt. Durch Heben und Senken der Steuerscheibe 21 wird der Hebel 67 geschwenkt, so daß dann der Schlitten 64 die horizontale Hubbewegung (Doppelpfeil A) ausübt.

An der Basis 60 ist ein zweiter Steuerhebel 69 in seiner Mitte schwenkbar vorgesehen, der mit einem Ende in die Umfangsnut 22' der Steuerscheibe 22 eingreift und mit seinem anderen Ende gegen die Unterseite des Schlittens 63 anliegt. Durch Absenken der Steuerscheibe 22 wird somit der Schlitten 63 und damit auch der Schlitten 64 in vertikaler Richtung angehoben. Umgekehrt wird durch Anheben der Steuerscheibe 22 der Schlitten 63 abgesenkt.

Der Steuerhebel 69 besitzt mehrere Bohrungen, die in Längsrichtung dieses Hebels gegeneinander versetzt sind. Weiterhin sind auch in einem Lagerelement 70, welches für den Steuerhebel 69 an der Basis 60 vorgesehen ist, mehrere Bohrungen vorgesehen, so daß die Lage des Gelenkpunktes 71 des Steuerhebels 69 einstellbar ist, und zwar für eine unterschiedliche Übersetzung des Steuerhebels 69 und damit für einen unterschiedlichen Hub des Schlittens 63 bei für alle Arbeitspositionen 3 gleichem Hub der Steuerscheibe 22.

Ebenso wie das Übersetzungsverhältnis des Steuerhebels 69 ist auch das Übersetzungsverhältnis des Steuerhebels einstellbar, und zwar beispielsweise durch Verwendung unterschiedlicher Steuerhebel 67 zum Anpassen des horizontalen Hubes des Schlittens 64 an die jeweiligen Erfordernisse der jeweiligen Arbeitsposition 3 bzw. Arbeitsstation 4.

Wie in den Figuren angedeutet ist, können auch mehr als zwei Steuerscheiben, beispielsweise drei Steuerscheiben 21, 22 und 21a in vertikaler Richtung übereinander vorgesehen sein, wobei dann wiederum für jede Steuerscheibe eine eigene Hubstange vorgesehen ist.

Bezugszeichenliste

1

Fertigungsautomat

2

Grundeinheit

3

Arbeitsposition

4

Arbeitsstation

5

Hubeinrichtung

6

Träger

7

Maschinengestell

7

',

7

" Abschnitt

7

''' Absatz

8

Tisch

9

Säule

10

Hohlwelle

11

Tischelement

11

' Umfangsbereich

12

Antrieb

13

Exzenter- oder Malteserantrieb

14

Tischelement

15

Aufnahme

16

Stange

17

Tragplatte

18

,

19

Hubstange

20

Platine

21

,

21

a,

22

Steuerscheibe

21

',

22

' Umfangsnut

23

Winkelgetriebe

24

Welle

25

Getriebeanordnung

26

Welle

27

Ritzel

28

Zahnkranz

29

Träger

30

,

31

Kurvenscheibe

32

Getriebe

33

Welle

34

Sicherheitskupplung

34

' Kupplungsteil

35

Sensor

36

Magnetbremse

37

,

38

Schwinge

39

Kurvenrolle

40

Zwischenhebel

41

Kurvenrolle

42

Feder

43

Zwischenhebel

50

Basis oder Block

51

Aufspannplatte

52

Träger

53

Funktionsteil

54

Welle

55

Gelenkwelle

56

Winkelgetriebe

57

Öffnung

58

Zahnrad

Claims

1. Fertigungs- und Montageautomat
mit einem in einem Maschinengestell (7) angeordneten um eine vertikale Maschinenachse (V) drehbaren Rotor (11),
mit mehreren am Umfang des Rotors (11) vorgesehenen Aufnahmen (15) für Bauelemente oder Baugruppen,
mit einem zentralen Antrieb für den Rotor (11) zum getakteten Vorbeibewegen der Aufnahmen (15) an Arbeitsstationen (4),
mit ersten Funktionselementen (5) jeweils an jeder Arbeitsstation (4),
mit einer für mehrere erste Funktionselemente (5) gemeinsamen und von dem zentralen Antrieb angetriebenen Steuereinrichtung für mit der Drehbewegung des Rotors (11) synchron gesteuerte Bewegungen der ersten Funktionselemente (5),
wobei die Steuereinrichtung wenigstens zwei Zug- oder Hubstangen (18, 19) aufweist, die mit ihren Achsen parallel zur Maschinenachse (V) angeordnet und für die Bewegung der ersten Funktionselemente (5) axial verschiebbar sind, wobei an der ersten Hubstange (18) ein erstes Hubelement vorgesehen ist, das über Steuerelemente (67) mit den ersten Funktionselementen (5) zur Steuerung einer ersten Bewegung dieser Funktionselemente (5) zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß an der zweiten Hubstange (19) ebenfalls ein Hubelement vorgesehen ist, das über Steuerelemente (69) mit den ersten Funktionselementen (5) für eine zweite Bewegung zusammenwirkt, daß die Hubelemente in Richtung der Maschinenachse (V) axial gegeneinander versetzt sind, daß die Hubstangen (18, 19) mit ihren Achsen radial gegenüber der Maschinenachse (V) sowie radial gegeneinander versetzt sind.

2. Fertigungs- oder Montageautomat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubelemente Steuerscheiben (21, 22) sind.

3. Fertigungs- oder Montageautomat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerscheibe (21, 22) jeder Hubstange (18, 19) auf der einer anderen Steuerscheibe (21, 22) zugeordneten Hubstange (18, 19) axial verschiebbar angeordnet sind.

4. Fertigungsautomat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Maschinengestell (7) ein Hilfsantrieb zum Ankoppeln von Steuerantrieben (54, 55, 56) für die Arbeitsstationen (4) vorgesehen sind.

5. Fertigungsautomat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Antriebsstrang zwischen einem den Rotor (11) antreibenden Motor und diesem Rotor (11) eine Sicherheitskupplung (34) vorgesehen ist, die bei Überschreiten eines vorgegebenen Drehmomentes den Antriebsstrang durch Ausrasten trennt, und daß im Antriebsstrang nach der Sicherheitskupplung (34) eine Bremse (36) vorgesehen ist, die bei ausgerasteter Sicherheitskupplung (34) den Rotor (11) blockiert.

6. Fertigungsautomat nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß um die Maschinenachse (V) verteilt Führungsstangen (16) vorgesehen sind, die mit ihren Achsen parallel zur Maschinenachse (V) und gegenüber dieser radial versetzt angeordnet sind, und daß die Steuerscheiben (21, 22) auf diesen Führungsstangen (16) verschiebbar geführt sind.

7. Fertigungsautomat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedes erste Funktionselement (5) einen Träger (6) aufweist, an welchem ein Werkzeug befestigbar ist, daß der Träger (6) an einem in einer ersten Achsrichtung (A) beweglichen Schlitten (64) vorgesehen ist, daß der Schlitten (64) an einem Hilfs-Schlitten (63) angeordnet ist, der in einer zweiten Achsrichtung (B) beweglich ist, und daß das erste Steuerelement (67) des ersten Funktionselementes (5) zum Bewegen des Schlittens (64) in der ersten Achsrichtung (A) sowie das zweite Steuerelement (69) zum Bewegen des Schlittens (64) in der zweiten Achsrichtung (B) ausgebildet ist.

8. Fertigungsautomat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerelemente Steuerhebel (67, 69) sind.

9. Fertigungsautomat nach Anspruch (8), dadurch gekennzeichnet, daß die Übersetzung jedes Steuerhebels (67, 69) einstellbar ist.

10. Fertigungsautomat nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß mehr als zwei Hubstangen (18, 19) vorgesehen sind, und daß an jeder Hubstange eine Steuerscheibe (21, 22) befestigt ist.

11. Fertigungsautomat nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Hubstangen durch sämtliche Steuerscheiben (21, 22) hindurchgeführt sind.

12. Fertigungsautomat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Funktionselemente (5) Hubeinrichtungen sind.

13. Fertigungsautomat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Maschinengestell des Fertigungsautomaten vorgesehene Arbeitsstationen (4), jeweils eine für sämtliche Arbeitsstationen gleiche Basis (50) und an die jeweilige Arbeitsstation angepaßte zweite Funktionselemente (53) aufweisen.

14. Fertigungsautomat nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Funktionselemente (53) Zuführungen sind.

15. Fertigungsautomat nach einem der Ansprüche 4 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsantrieb von einem um die Maschinenachse (V) umlaufend angetriebenen Zahnrad oder Zahnkranz (28) gebildet ist, und daß die Steuerantriebe jeweils ein Winkelgetriebe (56) mit einem mit dem Zahnrad oder Zahnkranz (28) in Eingriff bringbaren Zahnrad (58) am Eingang und mit wenigstens einer Welle (54, 55) am Ausgang ausgebildet ist.

16. Fertigungsautomat nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Winkelgetriebe (56) an einer Öffnung (57) an einem gehäuseartigen Maschinengestell (7) anflanschbar ist.

17. Fertigungsautomat nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Winkelgetriebe (56) an einer horizontalen Fläche (7''') des Maschinengestells (7) anflanschbar ist.

18. Fertigungsautomat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Antriebsstrang zwischen einem den Rotor (11) antreibenden Motor und dem Rotor (11) ein Malteser-Antrieb (12, 13) vorgesehen ist.

19. Fertigungsautomat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Antriebsstrang zwischen einem den Rotor (11) antreibenden Motor und diesem Rotor (11) ein austauschbares Getriebe (32) zur Realisierung unterschiedlicher Bewegungs- und Stillstandzeiten vorgesehen ist.