DE19743882A1

DE19743882A1 - Transfervorrichtung für Werkstückträger

Info

Publication number: DE19743882A1
Application number: DE1997143882
Authority: DE
Inventors: Lutz Dipl Ing Porsch; Wilfried Dipl Ing Besig
Original assignee: SIM ZUFUEHR und MONTAGETECHNIK
Current assignee: SIM ZUFUEHR und MONTAGETECHNIK
Priority date: 1997-10-04
Filing date: 1997-10-04
Publication date: 1999-04-15

Description

Die Erfindung betrifft eine Transfervorrichtung für Werkstückträger, - mit
einer Transportbahn, die sich von einer Beschickungs station an mehreren Bearbeitungsstationen entlang bis zu einer Entladestation erstreckt,
an der Transportbahn geführten Läufern mit jeweils einem Werkstückträger,
einer Rückführbahn für den Rücklauf der Läufer von der Entladestation bis zur Beschickungsstation und
einem elektrischen Linearantrieb der Läufer,
wobei der Linearantrieb ein aus Spulensegmenten aufgebautes Primärteil aufweist, welches entlang der Transportbahn sowie entlang der Rückführbahn angeordnet ist und ein mit den Läufern wechselwirkendes elektromagnetisches Wanderfeld erzeugt.

Transfervorrichtung bezeichnet eine Anordnung zum Transportieren und Positionieren von Werkstückträgern mit aufliegenden Werkstücken längs einer Fertigungsstrecke aus mehreren hintereinander angeordneten Bearbeitungsstationen. Die Transfervorrichtung kann das gesamte Montage transfersystem bilden oder auch nur eine darin separate Baugruppe darstellen.

Die Transfervorrichtung des eingangs beschriebenen Aufbaus ersetzt Bereiche herkömmlicher mechanischer Transfer systeme, die bei zunehmenden Taktgeschwindigkeiten die geforderten Bewegungsabläufe systembedingt nicht mehr erreichen. Besonders geeignet ist der Einsatz der Transfervorrichtung dort, wo ein Einsatz von kabel gebundenen Läufern nicht möglich ist bzw. zu unerwünschten Einschränkungen führt.

Eine Transfervorrichtung des eingangs beschriebenen Aufbaus ist aus DE-A-35 08 841 bekannt. Im Rahmen der bekannten Maßnahmen ist der Linearantrieb als Asynchron-Linearmotor ausgebildet, dessen Läufer aus einem Induktionskörper in Form einer metallischen Platte besteht. Das Primärteil enthält eine n-phasige Wicklung und wird mit Wechselstrom beaufschlagt. Die bekannte Anordnung ist nicht frei von Nachteilen. So ist die Wärmeentwicklung im Läufer sehr groß. Ferner wird auf den Läufern eine beachtliche Querkraft senkrecht zur gewünschten Bewegungsrichtung ausgeübt. Schließlich ist die Vorschubkraft lastabhängig und nicht vollständig beherrschbar. In der Beschickungs station sowie in der Entladestation sind pneumatisch, elektrisch oder hydraulisch betriebene Lifteinrichtungen vorgesehen, welche die Läufer mit aufliegendem Werk stückträger von der Rückführbahn zur Transportbahn sowie von der Transportbahn zur Rückführbahn bewegen. Die erforderlichen Zusatzeinrichtungen für den Bahnwechsel sind aufwendig und haben einen großen Platzbedarf.

Bekannt sind ferner Antriebsvorrichtungen mit Linearmotor, dessen Wicklungen in einen Läufer eingelegt sind (DE-A 197 00 392).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Transfervorrichtung des eingangs beschriebenen Aufbaus anzugeben, die sich durch verbesserte Antriebseigenschaften auszeichnet sowie einen einfachen und raumsparenden Aufbau aufweist.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß der Linearantrieb als Synchronantrieb ausgebildet ist und die Läufer mindestens einen Permanentmagneten aufweisen, daß die Transportbahn und die Rückführbahn in der Beschickungsstation sowie der Entladestation auf einer Ebene parallel angeordnet sind, wobei der Abstand so eingerichtet ist, daß der Permanentmagnet des in der Beschickungsstation oder der Entladestation positionierten Läufers mit geringem Spaltabstand sowohl am Primärteil der Transportbahn als auch am Primärteil der Rückführbahn anliegt. Die Läufer bzw. deren Permanentmagnet sind an der Innenseite der parallel zueinander auf gleicher Ebene angeordneten Bahnen geführt. Aufwendige Lifteinrichtungen für den Bahnwechsel entfallen. Der Synchronantrieb zeichnet sich dadurch aus, daß auf die Läufer nur geringe Querkräfte ausgeübt werden. Auch die Wärmeentwicklung ist gering. Schließlich ist die Vorschubkraft gut beherrschbar. Im Ergebnis resultiert eine Transfervorrichtung, die sich durch eine hohe Bewegungsdynamik auszeichnet und eine präzise Bewegung der Läufer mit hohen Taktraten ermöglicht.

Die Werkstückträger sind auf den Läufern vorzugsweise auf- und absetzbar gehalten. Die Beschickungsstation sowie die Entladestation können mit Automaten gekoppelt sein, die Werkstückträger mit aufliegendem Werkstück auf den Läufer aufsetzen bzw. von diesem entnehmen. Es besteht ferner die Möglichkeit, die. Beschickungsstation sowie die Entlade station mit mechanischen Transfersystemen zu koppeln. In diesem Falle stellt die erfindungsgemäße Trans fervorrichtung ein Zwischenglied in der Transportkette dar.

Vorzugsweise bestehen die Läufer aus einem plattenförmigen Träger mit beidseitig angebrachten Permanentmagnetleisten. In funktionsmäßiger Hinsicht bedeutet das, daß die Läufer bei dieser Ausführungsform ein Doppel-Sekundärteil mit zwei einzelnen, voneinander unabhängigen Sekundärteilen dar stellen, die nur auf die Transportbahn in Arbeitsrichtung oder auf die Rückführbahn wirken. Der Abstandsspalt zwischen den Permanentmagnetleisten und dem Primärteil ist so eng wie möglich einzustellen und sollte maximal 1 mm betragen. Um eine gute Anpassung zwischen Läufer und Bahn zu gewährleisten, lehrt die Erfindung in weiterer Ausgestaltung, daß die Läufer aus mehreren, hintereinander angeordneten plattenförmigen Trägern bestehen, die gelenkig miteinander verbunden und beidseitig mit Permanent magnetleisten versehen sind. Bei dieser Anordnung sind die Läufer auch auf bogenförmig gekrümmten Bahnen bewegbar, sofern ausreichende Bahnkrümmungsradien gewählt werden.

Die Transportbahn sowie die Rückführbahn sind über ihre gesamte Länge zweckmäßig in gleicher Ebene verlegt und im wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet. Im Bereich der Bearbeitungsstation weist die Transportbahn dabei einen größeren Abstand zur Rückführbahn auf als in der Beschickungs- und Entladestation. Die Übergänge sind aus den schon erläuterten Gründen mit großen Bahn krümmungsradien auszuführen. Im Bereich der Bearbeitungs station ist zwischen der Transportbahn und der Rückführbahn zweckmäßig eine Abschirmung vorgesehen, welche einen magnetischen Rückschluß erzeugt.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung erläutert. Es zeigen schematisch

Fig. 1a und 1b eine Draufsicht auf eine Transfervorrich tung für Werkstückträger in unterschiedlichen Funktionsstellungen,

Fig. 2 den Schnitt A-A aus Fig. 1a,

Fig. 3 den Schnitt B-B aus Fig. 1b,

Fig. 4 die Seitenansicht eines Läufers der in Fig. 1a dargestellten Vorrichtung,

Fig. 5a und 5b eine gelenkige Ausführung des Läufers, in der Draufsicht sowie in einer Seitenansicht,

Fig. 6a und 6b eine weitere Ausführung des Läufers, in der Draufsicht und im Schnitt C-C.

Die in den Figuren dargestellte Transfervorrichtung dient zum Transport und Positionieren von auf Werkstückträgern 1 aufliegenden Werkstücken längs einer Fertigungsstrecke aus mehreren Bearbeitungsstationen 2. Zum Aufbau der Transfervorrichtung gehören eine Transportbahn 3, die sich von einer Beschickungsstation 4 an mehreren Bearbeitungs stationen 2 entlang bis zu einer Entladestation 5 erstreckt, an der Transportbahn 3 geführten Läufern 6 mit jeweils einem Werkstückträger 1, eine Rückführbahn 7 für den Rücklauf der Läufer 6 von der Entladestation 5 bis zur Beschickungsstation 4 sowie ein elektrischer Linearantrieb 8 der Läufer. Der Linearantrieb 8 weist ein aus Spulensegmenten aufgebautes Primärteil 9 auf, welches entlang der Transportbahn 3 sowie entlang der Rückführbahn 7 angeordnet ist und ein mit den Läufern 6 wechselwirkendes elektromagnetisches Wanderfeld erzeugt. Der Linearantrieb 8 ist als Synchronantrieb ausgebildet, dessen Läufer 6 mindestens einen Permanentmagneten 10 aufweisen. Im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführung der Erfindung bestehen die Läufer 6 aus einem plattenförmigen Träger 11 mit beidseitig angebrachten Permanentmagnet leisten 10. Der Träger 11 enthält zusätzlich eine Einlage 12, die einen magnetischen Rückschluß darstellt.

Die Transportbahn 3 und die Rückführbahn 7 sind parallel zueinander auf gleicher Ebene angeordnet. In der Beschickungsstation 4 sowie der Entladestation 5 ist ihr Abstand so eingerichtet, daß die Permanentmagnetleisten 10 des in der Beschickungsstation 4 oder der Entladestation 5 positionierten Läufers 6 mit geringem Spaltabstand sowohl am Primärteil 9 der Transportbahn 3 als auch am Primärteil 9 der Rückführbahn 7 anliegt (Fig. 2). Im Bereich der Bearbeitungsstationen 2 ist der Abstand zwischen der Transportbahn 3 und der Rückführbahn 7 größer. In den Übergangsbereichen sind die Bahnen mit großen Bahnkrümmungsradien ausgeführt. Im Bereich der Bearbeitungsstationen 2 ist zwischen der Transportbahn 3 und der Rückführbahn 7 eine Abschirmung 13 vorgesehen, welche einen magnetischen Rückschluß erzeugt (vgl. Fig. 1a, 1b und 3).

Die Werkstückträger 1 sind auf den Läufern 6 auf- und absetzbar gehalten. Aus einer vergleichenden Betrachtung der Fig. 1a und 1b wird der Bewegungsablauf deutlich. In der Beschickungsstation 4 werden Werkstückträger 1 mit aufliegendem Werkstück auf einen dort positionierten Läufer 6 aufgesetzt. Auf den Läufern 6 werden die Werkstückträger 1 in Arbeitsrichtung von der Beschickungsstation 4 bis zur Entladestation 5 transportiert. In der Entladestation 5 werden die Werkstückträger 1 von den Läufern 6 abgenommen. Diese werden dann entlang der Rückführbahn 7 in die Beschickungsstation 4 zurückbewegt. Das Primärteil 9 des elektrischen Linearantriebes 8 ist aus einzelnen Spulen segmenten aufgebaut, so daß lediglich die Segmente zur Erzeugung des Wanderfeldes angesteuert werden müssen, an deren Position sich ein Läufer 6 befindet. Der Läufer 6 selbst ist kabellos.

Die Läufer 6 können aus mehreren, hintereinander angeord neten plattenförmigen Trägern 11 bestehen, die durch Scharniere 14 gelenkig miteinander verbunden sind (Fig. 5). Die Träger 11 enthalten eine Einlage 12, die einen magnetischen Rückschluß darstellt. An den Außenflächen der Träger 11 sind Permanentmagnetleisten 10 vorgesehen. Die Läuferausführung gemäß Fig. 5 erlaubt die Bewegung der Läufer 6 auf einer gekrümmten Transport- und Rückführbahn 3, 7 unter Beibehaltung eines geringen Spaltabstandes zwischen Permanentmagnet und Primärteil von weniger als 1 mm.

Gemäß einer anderen, in den Fig. 6a und 6b dargestellten Ausführung des Läufers sind die Permanentmagnete 10 als dickwandige Platten ausgebildet und ohne Zwischenplatten in einen Trägerrahmen 15 eingesetzt.

Claims

1. Transfervorrichtung für Werkstückträger, - mit
einer Transportbahn (3), die sich von einer Beschickungsstation (4) an mehreren Bearbeitungs stationen (2) entlang bis zu einer Entladestation (5) erstreckt,
an der Transportbahn (3) geführten Läufern (6) mit jeweils einem Werkstückträger (1),
einer Rückführbahn (7) für den Rücklauf der Läufer (6) von der Entladestation (5) bis zur Beschickungsstation (4) und
einem elektrischen Linearantrieb (8) der Läufer,
wobei der Linearantrieb (8) ein aus Spulensegmenten aufgebautes Primärteil (9) aufweist, welches entlang der Transportbahn (3) sowie entlang der Rückführbahn (7) angeordnet ist und ein mit den Läufern (6) wechselwirkendes elektromagnetisches Wanderfeld erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß der Linearantrieb (8) als Synchronantrieb ausgebildet ist und die Läufer (6) mindestens einen Permanentmagneten (10) aufweisen, daß die Transportbahn (3) und die Rückführbahn (7) in der Beschickungsstation (4) sowie der Entladestation (5) auf einer Ebene parallel angeordnet sind, wobei der Abstand so eingerichtet ist, daß der Permanentmagnet (10) des in der Beschickungsstation (4) oder der Entladestation (5) positionierten Läufers (6) mit geringem Spaltabstand sowohl am Primärteil (9) der Transportbahn (3) als auch am Primärteil (9) der Rückführbahn (7) anliegt.

2. Transfervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Werkstückträger (1) auf den Läufern (6) auf- und absetzbar gehalten sind.

3. Transfervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Läufer (6) aus einem platten förmigen, Träger (11) mit beidseits angebrachten Permanent magnetleisten (10) bestehen.

4. Transfervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Läufer (6) aus mehreren, hintereinander angeordneten plattenförmigen Trägern (11) bestehen, die gelenkig miteinander verbunden und beidseitig mit Permanentmagnetleisten (10) versehen sind.

5. Transfervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Transportbahn (3) im Bereich der Bearbeitungsstationen (2) einen größeren Abstand zur Rückführbahn (7) aufweist als in der Beschickungs- und Entladestation (4, 5), wobei die Übergänge mit großen Bahnkrümmungsradien ausgeführt sind.

6. Transfervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn zeichnet, daß im Bereich der Bearbeitungsstationen eine Abschirmung (13), welche einen magnetischen Rückschluß erzeugt, zwischen der Transportbahn (3) und der Rückführbahn (7) angeordnet ist.