DE19733774B4

DE19733774B4 - Montageautomat

Info

Publication number: DE19733774B4
Application number: DE19733774A
Authority: DE
Inventors: Siegmund Dipl.-Ing. Kumeth
Original assignee: Feintool International Holding AG
Current assignee: Preh IMA Automation GmbH
Priority date: 1997-06-21
Filing date: 1997-08-05
Publication date: 2005-10-13
Anticipated expiration: 2017-08-06
Also published as: DE19733774A1

Abstract

Montageautomaten oder eine Grundeinheit für einen solchen Automaten, mit einem Vorrichtungsgestell (2), mit wenigstens einem an dem Vorrichtungsgestell drehbar angeordneten Tischelement (4), mit mehreren am Umfang (4') des Tischelementes vorgesehenen und dort mit Rastelementen (19) durch Einrasten fixierbare Aufnahmen (7) für Bauelemente oder Baugruppen, und mit durch wenigstens einen Halter (10) gebildete Halterungen (10') am Tischelement (4), die taschenartige Ausnehmungen (11, 12) aufweisen, in die die Aufnahmen (7) einsteckbar sind und die die Aufnahmen (7) formschlüssig aufnehmen sowie jeweils wenigstens eine erste Anlagefläche (15) für eine genaue Positionierung der jeweiligen Aufnahmen (7) am Umfang (4') bilden, dadurch gekennzeichnet,
daß die Aufnahmen (7) radial zur Achse des Tischelementes (4) steckbar sind, wobei die erste Anlagefläche (15) an einer ersten Längsseite (8') der mit ihrer Längserstreckung radial zur Achse des Tischelementes orientierten plattenförmigen Aufnahmen (7) angeordnet ist, und
daß bei verrasteter Aufnahme (7) an einer gegenüberliegenden Längsseite (8'') der jeweiligen...

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Montageautomaten oder auf eine Grundeinheit für einen solchen Montageautomaten gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1.
Derartige Montageautomaten sind bekannt und werden zum maschinellen Montieren von Bauteilen, beispielsweise von Mikroschaltern, aus einer Vielzahl von Einzelteilen verwendet. Der Montageautomat besitzt u.a. einen um eine vertikale Achse getaktet angetriebenen Drehtisch (Tischelement), an dessen Umfang Aufnahmen mit sogenannten „Nestern" vorgesehen sind, in denen das sukzessive Montieren der Bauteile erfolgt, und zwar an Arbeitsstationen, die stationär am Umfang des Drehtisches vorgesehen sind. Die Aufnahmen sind fest mit dem Tischelement verbunden.
Insbesondere dann, wenn es sich bei den Bauteilen um solche mit sehr kleinen Abmessungen handelt, ist eine sehr maßgenaue und exakte Anordnung der Aufnahmen am Umfang des Tischelementes notwendig.

Bekannt ist speziell auch, bei Montageautomaten die Aufnahmen auswechselbar vorzusehen, um eine Anpassung des Automaten an unterschiedliche Anwendungen zu ermöglichen (Mikron: neuer Montageautomat für universellen Einsatz, Sonderdruck aus VDI-Z 121, 1979, Nr. 22), wobei das Austauschen der Aufnahmen z.B. durch Einsetzen in am Tisch vorgesehene Halterungen oder Öffnungen erfolgt, und zwar durch axiales Einstecken, d.h. durch Einstecken von oben und in Richtung der vertikalen Maschinenachse ( DE 41 1 1 545 A1 ). Für das Zentrieren und Fixieren der auswechselbaren Aufnahmen ist aber ein relativ hoher konstruktiver Aufwand notwendig.

Bekannt ist schließlich eine Rundtisch-Widerstandsschweißmaschine ( DE 20 25 650 A1 ), bei der an einem um eine Achse umlaufend angetriebenen Tisch radial außen liegend erste Aufnahmen zur Aufnahme von Bolzen und jeder ersten Aufnahme zugeordnet eine zweite Aufnahme vorgesehen, die zur Aufnahme des jeweiligen Gewindebolzens dient und für das Verschweißen auf die erste Aufnahme radial zustellbar ist. Ein Austauschen von Aufnahmen ist bei dieser bekannten Rundtisch-Widerstandsschweißmaschine nicht vorgesehen.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Montageautomaten aufzuzeigen, der bei vereinfachter Konstruktion einen Austausch von Aufnahmen am Tischelement ermöglicht. Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Montageautomat entsprechend dem Patentanspruch 1 ausgebildet.

Eine Besonderheit der erfindungsgemäßen Montagemaschine besteht u.a. darin, daß die Aufnahmen durch Stecken am Umfang des drehenden Tischelementes befestigt sind, also einfach montiert und auch demontiert bzw. ausgetauscht werden können. Dennoch ist durch die spezielle Ausbildung der Halterungen eine exakte Positionierung und Orientierung der Aufnahmen nach dem Einstecken gewährleistet.

Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
Es zeigen:
1 in vereinfachter Darstellung und in Seitenansicht die Grundeinheit eines Montageautomaten;
2 in Teildarstellung eine Draufsicht auf den getaktet angetriebenen Drehtisch der Grundeinheit der 1;
3 einen Schnitt entsprechend der Linie I-I der 2;
4 in Unteransicht eine der Halter für die Aufnahmen der Grundeinheit der 1;
5 in vereinfachter Darstellung und in Draufsicht eine abgewandelte Ausführungsform eines Halters zur Verwendung bei dem Montageautomaten der 1;
6 einen Schnitt entsprechend der Linie II-II der 5.
Die in der 1 dargestellte Grundeinheit ist Bestandteil eines ansonsten nicht näher dargestellten Montageautomaten und besteht im wesentlichen aus einem Vorrichtungsgestell 2, an dessen Oberseite an einer achsgleich mit einer vertikalen Maschinenachse V vorgesehenen Säule ein horizontales, nicht drehendes kreisscheibenförmiges Tischelement 3 vorgesehen ist. Unter diesem Tischelement 3 ist ein ebenfalls kreisscheibenförmiges Tischelement 4 angeordnet, welches um die horizontale Achse V drehbar ist und mit einem Umfangsbereich 4' über den Umfang des Tischelementes 3 vorsteht. Durch einen nicht dargestellten Antrieb ist das Tischelement 4 um die Achse V getaktet angetrieben.
An dem Vorrichtungsgestell sind außen Zuführeinrichtungen und andere Arbeits-Stationen 5 verteilt um die Achse V vorgesehen. Am Tischelement 3 sind weitere Funktionselemente 6, beispielsweise Greifer usw. befestigt. Die Funktionselemente 6 sind dann beispielsweise jeweils einer Station 5 zugeordnet.
Am Umfangsbereich 4' des Tischelementes 4 sind in gleichmäßigen Winkelabständen um die Achse V verteilt über diesen Umfangsbereich 4' wegstehende Aufnahmen 7 befestigt, die bei der dargestellten Ausführungsform jeweils von einer im wesentlichen rechteckförmigen Platte 8 gebildet sind, welche mit ihren Oberflächenseiten in einer horizontalen Ebene, d.h. in einer Ebene senkrecht zur Achse V liegt und mit ihrer längeren Mittelachse radial zu der Achse V angeordnet ist. Die Oberseite jeder Platte 8 liegt in einer Ebene mit der Oberseite des Tischelementes 3. An ihrem über den Umfangsbereich 4' wegstehenden Teil bilden die Platten 8 an der Oberseite „Nester" 9, die jeweils zur Aufnahme eines Bauteils oder einer Baugruppe dienen, welches bzw. welche in dem Montageautomaten zu einem fertigen Produkt montiert werden, und zwar dadurch, daß diese Nester 9 getaktet an den Stationen 5 vorbei bewegt werden und an jeder Station ein weiterer Montage- und/oder Prüfschritt an dem in einem Nest 9 angeordneten Bauelement vorgenommen wird, so daß mit dem getakteten Weiterbewegen jeder Aufnahme 7 die dort vorhandene Baueinheit zunehmend zu dem fertigen Produkt vervollständigt wird.
Die Besonderheit der dargestellten Grundeinheit 1 besteht darin, daß die Aufnahmen 7 gesteckt und damit austauschbar an dem drehenden Tischelement 4 vorgesehen sind. Hierfür sind am Umfangsbereich 4' oben in gleichmäßigen Winkelabständen um die Achse V verteilt Halter 10 vorgesehen, die zwischen sich Halterungen 10' bilden und bei der dargestellten Ausführungsform im Wesentlichen als rechteckförmige Platten ausgeführt sind. Diese sind mit ihrer Längserstreckung tangential zu einer gedachten Kreislinie um die Achse V angeordnet. Jeder Halter 10 ist im Bereich seiner schmäleren Umfangsseiten jeweils mit einer Ausnehmung oder Ausfräsung 11 bzw. 12 derart versehen, daß die an der Oberseite im wesentlichen rechteckförmigen Halter 10 an ihrer Unterseite trapezförmig ausgebildet sind, und zwar mit zwei im wesentlichen parallelen Anlageseiten 13 und 14 sowie mit zwei schrägen Anlageseiten 15 und 16. Von diesen ist die Anlageseite 13 bei am Tischelement 4 befestigtem Halter 10 bezogen auf die Achse V radial innen und die Anlageseite 14 radial außen liegend angeordnet, und zwar jeweils tangential zu einer gedachten, die Achse V umschließenden Kreislinie. Die beiden schrägen Anlageseiten 15 und 16, die jeweils von einer Ausnehmung 11 bzw. 12 gebildet sind, bilden jeweils ebene Flächen, die senkrecht zu der Ober- und Unterseite des plattenförmigen Halters 11 liegt und bei am Tischelement 4 montierten Halter 10 senkrecht zur Ebene dieses Tischelementes angeordnet sind. Die Ebenen der Anlageseiten 15 und 16 schließen jeweils mit der Ebene der benachbarten Schmalseite des plattenförmigen Halters 10 einen spitzen Winkel α ein, der sich bei montiertem Halter 10 zur Achse V der Grundeinheit 1 hin öffnet und beispielsweise 6°–10° beträgt.
Die Ausnehmungen 11 und 12 sind weiterhin so geformt, daß der Halter 10 an der Oberseite jeweils einen über die Anlagefläche 15 bzw. 16 überstehenden Plattenabschnitt 17 bzw. 18 bildet. In jedem Halter 10 ist ein bolzenartiges Rastelement 19 gegen die Wirkung einer Druckfeder 20 in Längsrichtung verschiebbar vorgesehen, und zwar in einer Ausnehmung 21 und in einer Achsrichtung L, die parallel zu den Ebenen der Oberflächenseiten des Halters 10 liegt und mit der radial innenliegenden Längs- oder Anlageseite 13 bzw. deren gedachten Verlängerung einen spitzen Winkel β, d.h. einen Winkel wesentlich kleiner als 45° einschließt, der sich zu der Anlageseite 15 hin öffnet. An der Anlageseite 16 ist die Ausnehmung 21 offen. Weiterhin ist die Ausbildung so getroffen, daß das Rastelement 19 mit einem spitz zulaufenden Ende 19' über die von der Anlageseite 16' gebildete Fläche vorsteht.
Im montierten Zustand befindet sich jede Aufnahme 7 bzw. deren Platte 8 in der Halterung 10' zwischen zwei am Umfangsbereich 4' aufeinander folgenden Haltern 10, die derart voneinander beabstandet vorgesehen sind, daß die jeweilige Platte 8 mit einer Längsseite 8', die eben ausgebildet ist, gegen die ebene Fläche bzw. Trapezseite 15 eines Halters 10 anliegt. Die andere Längsseite 8'' der Platte 8 ist der Trapezseite 16 eines benachbarten Halters 10 benachbart. Das an diesem benachbarten Halter 10 vorgesehene Rastelement 19 greift mit seinem Ende 19' in eine Rastvertiefung 22 an der Längsseite 8'' ein. Durch die Feder 20 ist weiterhin die jeweilige Aufnahme bzw. Platte 8 mit ihrer Längsseite 8' gegen die Trapezseite 15 dicht anliegend angedrückt.
Durch die überstehenden Abschnitte 17 und 18, die die jeweilige Platte 8 an ihrer Oberseite übergreifen, ist diese Platte an beiden Längsseiten 8' und 8'' in den taschenartigen Ausnehmungen 11 und 12 formschlüssig gehalten.
Jede Platte 8 besitzt weiterhin an der Längsseite 8' einen Stift 23, der bei jeder vollständig in die Halterung 10' eingeschobener Platte 8 gegen die außenliegende Längsseite eines Halters 10 anliegt. Mit dem jeweiligen Stift 23 und mit der gegen die Anlageseite 15 des gleichen Halters 10 anliegenden Längsseite 8' ist jede Aufnahme 7 in bezug auf diesen in der 2 jeweils links von jeder Aufnahme 7 vorgesehenen Halter 10 exakt orientiert bzw. justiert, so daß bei exakter Montage der Halter 10 am Umfangsbereich 4' auch die Aufnahmen 4 nach dem Einstecken in die taschenartigen Halterungen 10' exakt positioniert sind.
Für die Befestigung bzw. Fixierung der Halter 10 am Umfangsbereich 4' wird ein Werkzeug 24 verwendet, welches hinsichtlich seiner Formgebung einer Platte 8 entspricht, aber mit Hilfe eines Fixierelementes 25 am festen Tischelement 3 befestigt bzw. fixiert ist, und zwar derart, daß eine der Längsseite 8' entsprechende Längsseite 24' des Werkzeuges 24 exakt die Orientierung aufweist, die diese Längsseite 8' bzw. die Anlageseite 15 des zu befestigenden Halters 10 besitzen sollen.
Zur Befestigung eines Halters 10 wird dieser mit seiner Anlageseite 15 an der Längsseite 24' des Werkzeuges 24 anliegend auf den Umfangsbereich 4' aufgesetzt, und zwar derart, daß die außenliegende Längsseite bzw. Anlageseite 14 des Halters 10 gegen den am Werkzeug 24 ebenfalls vorgesehenen Stift 23 anliegt. Anschließend wird der plattenförmige Halter durch Anschrauben mit dem Umfangsbereich 4' verbunden und dann ggf. in der genauen Position verstiftet.
Das Tischelement 4 wird dann um eine Teilung weitergedreht, und zwar in der Weise, daß sich der zuvor befestigte Halter 10 von der Anlagefläche 24' wegbewegt, womit das Werkzeug 24 am Tischelement 3 verbleiben kann. Durch Anlegen eines weiteren Halters 10 mit seiner Anlageseite 15 gegen die Anlagefläche 24' kann auch dieser Halter in der vorstehend beschriebenen Weise exakt positioniert werden. Der Abstand zwischen zwei Haltern 10 wird beispielsweise durch Verwendung einer Aufnahme 7 eingestellt. Die Halter 10 sind auch an der Unterseite der überstehenden Abschnitte 17 und 18 mit geringen Toleranzen gearbeitet, so daß durch die Unterseite der überstehenden Abschnitte 17 und 18, gegen die die Oberseite der jeweiligen Aufnahme 7 anliegt, eine genaue Positionierung in der Höhe gegeben ist. Zum Ausgleich von Toleranzen in der Dicke der Platten 8 sind zwischen der Oberseite des Umfangsbereich 4' und der Unterseite der jeweiligen Platte 8 Ausgleichsplatten 26 vorgesehen.
Die 5 und 6 zeigen einen Halter 10a, der in seiner grundsätzlichen Ausbildung und Funktion dem Halter 10 entspricht und wiederum ein unter der Wirkung der Druckfeder 20a stehende Rastelement 19a aufweist, welches zum rastenden Fixieren der jeweiligen Aufnahme 7 dient, wie dies vorstehend für das Rastelement 19 des Halters 10 beschrieben wurde.
Die Besonderheit des Halters 10a besteht darin, daß in diesem in einer Achsrichtung senkrecht zur Bewegungsrichtung des Rastelementes 19a ein Betätigungs- und Sperrsschieber 27 verschiebbar vorgesehen ist, und zwar gegen die Wirkung der Druckfeder 28 aus einer nicht betätigten Stellung, in der sich das Rastelement 19a in seiner die Aufnahme 7 fixierenden Stellung befindet, und einer betätigten Stellung, in der das Rastelement 19a durch den Betätigungsschieber 27 aus der fixierenden Stellung (beispielsweise zur Freigabe der Aufnahme 7) zurückbewegt ist. Der Betätigungsschieber 27 steht mit einem Ende 27' über die Vorderseite des Halters 10a und damit bei am Tischelement 4 montiertem Halter auch über den Außenumfang dieses Tischelementes vor, so daß er gegen die Wirkung der Druckfeder 28 in Bezug auf die Achse des Tischelementes 4 im wesentlichen radial nach innen gedrückt werden kann.
Der Betätigungsschieber 27 besitzt an einer Seite eine Ausnehmung 29, die von dem Rastelement 19a durchgriffen wird. Die Abmessung der Ausnehmung 29a in Achsrichtung des Betätigungsschiebers 27 legt den maximalen Hub für diesen Betätigungsschieber fest.
Im Bereich der Ausnehmung 29 besitzt der Betätigungsschieber 27 weiterhin eine Steuerkurve 30, die von einer entsprechenden Öffnung im Boden der Ausnehmung 29 gebildet ist. In die Steuerkurve 30 greift ein am Rastelement 19a vorgesehener Führungsbolzen 31. Der Verlauf der Steuerkurve 30 für den in diese eingreifenden Führungsbolzen 31 ist dabei so gewählt, daß dann, wenn sich der Betätigungsschieber 27 in seiner nicht gedrückten Stellung befindet, sich das Rastelement 19a in seiner rastenden oder fixierenden Stellung befindet und in dieser auch so verriegelt ist, daß ein unerwünschtes Lösen der durch das jeweilige Rastelement 19a gehaltenen Aufnahme 7 nicht möglich ist. Durch Drücken des Betätigungsschiebers 27, d.h. durch Verschieben dieses Betätigungsschiebers gegen die Druckfeder 28 radial oder in etwa radial zur Achse des Tischelementes 4 nach innen wird die Rastverbindung zwischen dem Rastelement 19a und der mit diesem gehaltenen Aufnahme 7 gelöst.
Für die vorgenannten Funktionen verläuft die Steuerkurve 30 insgesamt derart, daß sie mit der Längsachse des Betätigungsschiebers 27 einen Winkel wesentlich kleiner als 45° einschließt, der sich zu der der Achse des Tischelementes 4 abgewandten Seite hin öffnet. Das innere, d.h. der Feder 28 benachbarte Ende der Steuerkurve 30 liegt weiterhin der Seite 16a des Halters 10a, über die (Seite) das Rastelement 19a vorsteht, näher als das andere Ende der Steuerkurve 30. Der Winkel, den die Steuerkurve 30 mit der Achse des Betätigungsschiebers 27 einschließt, ist wesentlich kleiner als 45°, so daß ein Druck auf das Ende 19a' ein Verschieben des Betätigungsschiebers 27 über den Führungsbolzen 31 und die Steuerkurve 30 nicht bewirken kann.
Die Halter 10, 10a und Aufnahmen 7 bestehen ebenso wie die Tischelemente 3 und 4 vorzugsweise aus Metall.

1: Grundeinheit
2: Vorrichtungsgestell
3: Tischelement
4: Tischelement
4': Umfangsbereich
5: Arbeitsstation
6: Funktionselement
7: Aufnahme
8: Platte
8', 8'': Längsseite
9: Nest
10, 10a: Halter
10': Halterung/ Haltebereich
11, 12: Ausnehmung
13–16, 16a: Anlageseite
17, 18: Abschnitt
19, 19a: Rastelement
20: Druckfeder
21: Ausnehmung
22: Rastvertiefung
23: Stift
24: Justierwerkzeug
24': Anlagefläche
25: Fixierelement
26: Ausgleichsplatte
27: Betätigungsschieber
27': Ende
28: Druckfeder
29: Ausnehmung
30: Steuerkurve
31: Führungsbolzen

Claims

Montageautomaten oder eine Grundeinheit für einen solchen Automaten, mit einem Vorrichtungsgestell (2), mit wenigstens einem an dem Vorrichtungsgestell drehbar angeordneten Tischelement (4), mit mehreren am Umfang (4') des Tischelementes vorgesehenen und dort mit Rastelementen (19) durch Einrasten fixierbare Aufnahmen (7) für Bauelemente oder Baugruppen, und mit durch wenigstens einen Halter (10) gebildete Halterungen (10') am Tischelement (4), die taschenartige Ausnehmungen (11, 12) aufweisen, in die die Aufnahmen (7) einsteckbar sind und die die Aufnahmen (7) formschlüssig aufnehmen sowie jeweils wenigstens eine erste Anlagefläche (15) für eine genaue Positionierung der jeweiligen Aufnahmen (7) am Umfang (4') bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmen (7) radial zur Achse des Tischelementes (4) steckbar sind, wobei die erste Anlagefläche (15) an einer ersten Längsseite (8') der mit ihrer Längserstreckung radial zur Achse des Tischelementes orientierten plattenförmigen Aufnahmen (7) angeordnet ist, und daß bei verrasteter Aufnahme (7) an einer gegenüberliegenden Längsseite (8'') der jeweiligen Aufnahme (7) das Rastelement (19) in eine dortige Rast-Vertiefung (22) eingreift.
Montageautomat oder Grundeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Halter (10) jeweils eines der bolzenartig ausgebildeten Rastelemente (19) vorgesehen ist, das gegen die Wirkung einer Druckfeder (20) verschiebbar ist, wobei das Rastelement (19) ein spitz zulaufendes Ende (19') aufweist, welches, bei in dem Halter (10) verrasteten Aufnahme (7), in die Rastvertiefung (22) eingreift und die Aufnahme (7) mit ihrer einen Längsseite (8') gegen die erste Anlagefläche (15) dicht anliegend andrückt.
Montageautomat oder Grundeinheit nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen über die Vorderseite des jeweiligen Halters (10a) vorstehenden Betätigungsschieber (27), der gegen die Wirkung einer Druckfeder (28) in radialer Richtung zur Achse des Tischelementes (4) nach innen gedrückt werden kann, und dadurch, über eine Steuerkurve (30) am Betätigungsschieber (27), in einen Führungsbolzen (31) des Rastelements (19a) eingreift und das Rastelement (19a) gegen die Wirkung der Druckfeder (20) in eine die Aufnahme (7) freigebende Stellung bewegt wird.
Montageautomat oder Grundeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Halter (10, 10a) jeweils eine zweite feste Anlagefläche (14) zur Festlegung des radialen Abstandes der Aufnahmen (7) von der Achse (V) des Tischelementes aufweisen, wobei an den Aufnahmen (7) jeweils ein Stift (23) als Gegenfläche vorgesehen ist.
Montageautomat oder Grundeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Anlagen für jede Aufnahme (7) jeweils an einem gemeinsamen Halter (10, 10a) vorgesehen sind.