DE19806142A1 - Vorrichtung zum Ausrichten von Teilstücken in Prozeßlinien und Verfahren zur Verwendung der Vorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ausrichten von Teilstücken in Prozeßlinien und ein Verfahren zur Verwendung der Vorrichtung.

Bei der Herstellung verschiedenster Gegenstände sind verschiedene Arbeitsschritte notwendig, die auf verschiedenen Aggregaten einer Prozeßlinie ausgeführt werden. Hierbei müssen die Aggregate absolut exakt auf einer Linie ausgerichtet sein, damit die Gegenstände in der Prozeßlinie gerade gefördert werden und die einzelnen Aggregate immer in der richtigen Ausrichtung zum geförderten Gegenstand stehen.

Beispielsweise bei der Herstellung von Windeln wird mit einem Rohling begonnen, zu dem Zellstoff und Abdeckmaterialien hinzugefügt werden und der beim Durchlaufen der Prozeßlinie an speziellen Stellen beschnitten wird und an anderen Stellen mit Klebelaschen versehen wird. Bei jedem Prozeßschritt ist auf absolut genaue Ausrichtung der Zuführeinrichtung zum in der Prozeßlinie geförderten Gegenstands zu achten, da jeder Ausrichtungsfehler zu falsch positionierten Elementen, wie beispielsweise an der falschen Stelle angeklebten Klebelaschen, führt.

Um eine genaue Ausrichtung der einzelnen Aggregate oder Teilstücke der Prozeßlinie zu erzielen, wird beispielsweise ein Faden gespannt oder die Ausrichtung wird mit optischen Einrichtungen vermessen. Diese Vermessung ist jedoch besonders aufwendig, da auf der Achse der Prozeßlinie nur mit großem Aufwand Meßeinrichtungen aufgestellt werden können und daher ein Fluchten der Teilstücke nur in Ausnahmefällen mit herkömmlichen Meßeinrichtungen überprüfbar ist.

In der Praxis wird daher auf Hilfseinrichtungen, wie gespannte Schnüre, zurückgegriffen, die den Meßvorgang jedoch aufwendig gestalten und zu zusätzlichen Fehlerquellen führen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine einfache Vorrichtung zu entwickeln, die es erlaubt, schnell und genau Teilstücke in Prozeßlinien auszurichten.

Diese Aufgabe wird mit einer gattungsgemäßen Vorrichtung gelöst, die eine ortsfest positionierbare Trageinrichtung aufweist, an der ein im wesentlichen waagerechter Arm angeordnet ist, wobei auf dem Arm eine Laserstrahleinrichtung befestigt ist, die entweder auf dem Arm der Trageinrichtung waagerecht über die Grundfläche der Trageinrichtung hinaus verschiebbar ist oder mit einem auf dem Arm der Trageinrichtung außerhalb der Grundfläche angeordneten Spiegel zusammenwirkt.

Die Vorrichtung erlaubt es, nicht nur bestehende Prozeßlinien auszumessen, sondern ist insbesondere auch sehr gut dafür geeignet, ausgetauschte Teilstücke in die Prozeßlinie positionsgenau zu integrieren. Vor allem, wenn die Prozeßlinie in Benutzung ist und um die Prozeßlinie wenig Platz ist, um aufwendige Meßeinrichtungen zu installieren, eignet sich die beschriebene Vorrichtung hervorragend, um ausgetauschte Teilstücke einer Prozeßlinie wieder positionsgenau in die Prozeßlinie zu integrieren.

Vorteilhaft ist es, wenn die Laserstrahleinrichtung das Laserlicht zu einer Linie auffächert. Während eine übliche Laserstrahleinrichtung nur einen oder mehrere ortsgenau Lichtpunkte angibt, mittels derer das Teilstück ausrichtbar ist, erlaubt das Auffächern des Laserlichts zu einer Linie die Abbildung einer definierten Linie mittels derer die Ausrichtung des Teilstücks erleichtert wird.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Laserstrahleinrichtung um eine senkrechte Achse drehbar ist. Dies erlaubt es einerseits mit der Laserstrahleinrichtung die Trageinrichtung ortsgenau, beispielsweise mittels Bodenmarkierungen, zu positionieren und andererseits die Laserstrahleinrichtung auf den Spiegel auszurichten oder in ihrer Position außerhalb der Grundfläche der Trageinrichtung in verschiedene Richtungen strahlen zu lassen.

Da vor allem die Ausrichtung auf Linien parallel zur Prozeßlinie und quer zur Prozeßlinie von Bedeutung ist, wird vorgeschlagen, daß die Laserstrahleinrichtung um 90°- oder 180° Winkel einrastend verstellbar ist.

Die Ausrichtung der Vorrichtung im Raum wird erleichtert, wenn vorzugsweise am Arm der Trageinrichtung eine Wasserwaage montiert ist.

Der praktische Umgang mit der Vorrichtung wird darüberhinaus erleichtert, wenn ein Wegstreckenzähler vorgesehen ist, der das Maß der waagerechten Verschiebung der Laserstrahleinrichtung mißt. Der Wegstreckenzähler kann auf einer Position der Laserstrahleinrichtung direkt oberhalb einer parallel zur Prozeßlinie verlaufenden Bodenmarkierung in seine Null-Stellung gebracht werden und zeigt somit den Abstand der Laserstrahleinrichtung zur Bodenmarkierung an. Wenn die Bodenmarkierung in einem definierten Abstand A zur Mittellinie der Prozeßlinie angebracht ist, ist es vorteilhaft, wenn der Wegstreckenzähler auf den Abstand A eingestellt wird, während die Laserstrahleinrichtung direkt oberhalb der Bodenmarkierung angeordnet ist. Dies hat zur Folge, daß bei einer Verschiebung der Laserstrahleinrichtung zur Prozeßlinie hin vom Wegstreckenzähler immer der Abstand der Laserstrahleinrichtung zur Mittellinie der Prozeßlinie angezeigt wird.

Da eine manuelle Verschiebung der Laserstrahleinrichtung aufwendig und häufig ungenau ist, wird vorgeschlagen, daß ein erster Motor vorgesehen wird, der über eine Spindel die Laserstrahleinrichtung waagerecht verschiebt. Die Geschwindigkeit dieses Motors kann stufenlos oder stufenweise verstellt werden, um eine genaue Positionierung der Laserstrahleinrichtung zu ermöglichen.

Ein universeller Einsatz der Vorrichtung für verschiedenste Aufgaben wird dadurch erreicht, daß die Laserstrahleinrichtung höhenverstellbar ist. Vorzugsweise ist der gesamte Arm, auf dem die Laserstrahleinrichtung angeordnet ist, relativ zur Trageinrichtung höhenverstellbar angeordnet.

Um auch die Höhenverstellung relativ zu einer definierten Null-Stellung festzulegen, wird ein weiterer Wegstreckenzähler vorgeschlagen, der das Maß der senkrechten Verschiebung der Laserstrahleinrichtung mißt.

Um auch die senkrechte Verschiebung einfach und genau durchzuführen, wird ein zweiter Motor vorgeschlagen, der über eine Spindel die Laserstrahleinrichtung senkrecht verschiebt.

Weiterhin wird ein Verfahren zur Verwendung der beschriebenen Vorrichtung vorgeschlagen, bei dem parallel zum Verlauf der Prozeßlinie eine Markierung auf dem Boden angebracht wird, die Trageinrichtung über der Markierung positioniert und an der Markierung ausgerichtet wird und die Laserstrahleinrichtung waagerecht in den Bereich der Prozeßlinie verschoben wird oder auf einen im Bereich der Prozeßlinie auf dem Arm der Trageinrichtung angeordneten Spiegel gerichtet wird.

Da die Prozeßlinie selbst in den allermeisten Fällen keine geraden Orientierungslinien aufweist, wird vorgeschlagen, daß auf dem Boden neben der Prozeßlinie parallel zur Prozeßlinie eine Markierung als Linie oder aus linear ausgerichteten Punkten vorgesehen wird. Mittels dieser Linie kann die Trageinrichtung absolut parallel zur Sollinie der Prozeßlinie angeordnet werden. Hierzu wird vorzugsweise schon die Laserstrahleinrichtung verwendet, die vorzugsweise einen aufgefächerten Strahl aussendet, der auf die Bodenmarkierungen zeigen soll. Der Laserstrahl, der vorzugsweise um eine senkrechte Achse in Rastschritten von 90 oder 180° verstellbar ist, kann dabei auf beiden Seiten der Trageinrichtung mit den Bodenmarkierungen in Deckung gebracht werden. Anschließend wird die Laserstrahleinrichtung waagerecht in den Bereich der Prozeßlinie verschoben, so daß im Bereich der Prozeßlinie eine Laserstrahleinrichtung mit absolut genauer Ausrichtung entsprechend der Sollinie der Prozeßlinie zur Vermessung der Teilstücke verwendet werden kann.

Anstelle der Verschiebung der Laserstrahleinrichtung kann die Laserstrahleinrichtung auch so gedreht werden, daß sie den Laserstrahl auf einen auf dem Arm der Trageinrichtung angeordneten Spiegel richtet, so daß wiederum im Bereich der Prozeßlinie ein ortsgenau zur Sollinie angeordneter Laserstrahl der Vermessung der Teilstücke dient.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung und das Verfahren zur Verwendung der Vorrichtung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und

Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf die erfindungsgemäße Vorrichtung.

Die Vorrichtung 1 besteht aus einer ortsfest positionierbaren Trageinrichtung 2 und einem waagerecht daran angeordneten Arm 3, auf dem eine Laserstrahleinrichtung 4, 4' waagerecht verschiebbar angeordnet ist. Die Laserstrahleinrichtung ist in ihrer Position oberhalb der Grundfläche 5 mit der Bezugsziffer 4 bezeichnet und dieselbe Laserstrahleinrichtung ist in ihrer über die Grundfläche 5 der Trageinrichtung 2 hinaus verschobenen Position am Ende des Armes 3 mit der Bezugsziffer 4' bezeichnet. Die Laserstrahleinrichtung 4 ist derart mit einem optischen Aufsatz versehen, daß das Laserlicht zu einer Linie aufgefächert wird. Auf der Halterung 6 ist die Laserstrahleinrichtung 4 um 90° Winkelschritte einrastend verstellbar, so daß die Laserstrahleinrichtung sowohl quer zur Erstreckung des Armes 3 einen Linienstrahl ausbilden kann als auch einen Strahl, dessen eine Achse in Richtung der Achse des Armes verläuft.

Zur waagerechten Einrichtung der gesamten Vorrichtung 1 und insbesondere des Armes 3 ist am Arm 3 eine Wasserwaage 7 vorgesehen. Außerdem ist am Arm 3 ein Wegstreckenzähler 8 angeordnet, der den Abstand der momentanen Position der Laserstrahleinrichtung relativ zu einem definierten Punkt mißt. Als definierter Punkt eignet sich ein beliebiger Punkt auf dem Arm 3. Vorzugsweise wird jedoch als definierter Punkt der Schnitt des Armes 3 mit einem Lot auf einer Bodenmarkierung 9 verwendet.

Ein Motor 10 ist über eine Spindel 11 mit dem Halter 6 verbunden und erlaubt es somit, den Halter 6 auf dem Arm in waagerechter Richtung zu verschieben.

Ein weiterer Motor 12 erlaubt es, über eine Spindel 13 den Arm 3 in vertikaler Richtung auf und ab zu bewegen. Der Arm 3 bewegt sich dabei mittels einer Rolleneinrichtung 14 am senkrechten Holm 15 der Trageinrichtung 2. Ein weiterer Wegstreckenzähler 16 mißt den vertikalen Abstand des Armes 3 von einem definierten Punkt, wie beispielsweise vom Boden 17.

Da die Einrichtung 1 als mobile Einrichtung an verschiedenen Stellen einer Prozeßlinie 18 aufstellbar sein muß, sind unter der Grundfläche 5 der Trageinrichtung 2 Rollen 19, 20 zum Verschieben der Einrichtung und Aufsatzpunkte 21, 22 zum definierten Positionieren der Trageinrichtung vorgesehen.

Die Fig. 2 zeigt die relative Positionierung dem Vorrichtung 1 in Bezug auf die Prozeßlinie 18 und die Markierung 9.

Um ein Teilstück 23 der Prozeßlinie 18 genau vermessen zu können, wird zunächst die Vorrichtung 1 mittels der Laserstrahleinrichtung 4 genau oberhalb der Linie der Markierungen 9 angeordnet. Hierzu kann entweder die Trageinrichtung 2 relativ zum Boden oder die Laserstrahleinrichtung 4 relativ zum Arm 3 verschoben werden bis der aufgefächerte Strahl der Laserstrahleinrichtung 4 mit der Linie der Markierungen 9 zur Deckung kommt. Die Laserstrahleinrichtung 4 kann hierbei um 180° verdreht werden, so daß der Laserstrahl beidseitig der Vorrichtung 1 mit der Markierungslinie 9 in Deckung kommt. Diese Position definiert einen Null-Punkt, der am Wegstreckenzähler eingestellt werden kann. Da der Abstand der Markierungslinie 9 relativ zur Mittellinie 24 der Prozeßlinie 18 bekannt ist, kann am Wegstreckenzähler 8 auch dieser Abstand nach Ausrichtung der Vorrichtung 1 eingegeben werden. Anschließend wird die Höhe des Armes 4 mittels des Motors 12 so eingestellt, daß der Arm etwa in der Höhe des zu vermessenden Teilstücks 23 angeordnet ist. Anschließend wird die Laserstrahleinrichtung 4 mittels des Motors 10 in die Position 4' bewegt, die etwa oberhalb der Mittellinie 24 der Prozeßlinie 18 liegt. Dies ermöglicht es, im Bereich der Prozeßlinie an beliebigen Punkten Laserstrahllinien anzuzeigen, die der Vermessung des Teilstücks 23 dienen und es ermöglichen, das Teilstück 23 positionsgenau in die Prozeßlinie 18 zu integrieren. Über die Motoren 10 und 12 kann die Laserstrahleinrichtung 4 in beliebige Positionen bewegt werden, wobei gleichzeitig die Wegstreckenzähler die genaue Position angeben.

Die Vorrichtung 1 erlaubt es somit, eine Laserstrahleinrichtung im Bereich der Prozeßlinie zu positionieren und sowohl die Positionierung als auch das Ablesen der Position der Laserstrahleinrichtung in einem Abstand von der Prozeßlinie durchzuführen. Dies erleichtert das Auswechseln von Teilstücken 23 aus der Prozeßlinie beträchtlich und führt zu einem schnelleren und genaueren Einbau einzelner Aggregate der Prozeßlinie 18.

Anstelle der Verschiebung der Laserstrahleinrichtung 4 kann im Bereich der Prozeßlinie auf dem Arm 3 auch eine Spiegeleinrichtung (nicht gezeigt) sein, die ebenfalls mittels der Spindel 11 in Richtung des Armes 3 verschiebbar ist und um eine senkrechte Achse vorzugsweise in 90°-Winkel-Raststellungen verstellbar ist. Die Verwendung des Spiegels erlaubt es, die Laserstrahleinrichtung 4 in Richtung des Armes strahlen zu lassen und am Ende des Armes den Strahl in die gewünschte Richtung, vorzugsweise rechtwinklig zur Ausrichtung des Armes, abzulenken.

Claims (11)

1. Vorrichtung (1) zum Ausrichten von Teilstücken (23) in Prozeßlinien (18)

• - mit einer ortsfest positionierbaren Trageinrichtung (2),
• - an der ein im wesentlichen waagerechter Arm (3) angeordnet ist,
• - wobei auf dem Arm (3) eine Laserstrahleinrichtung (4, 4') befestigt ist,
• - die entweder auf dem Arm (3) der Trageinrichtung (2) waagerecht über die Grundfläche (5) der Trageinrichtung (2) hinaus verschiebbar ist oder
• - mit einem auf dem Arm (3) der Trageinrichtung (2) außerhalb der Grundfläche (5) angeordneten Spiegel zusammenwirkt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Laserstrahleinrichtung (4) das Laserlicht zu einer Linie auffächert.

3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Laserstrahleinrichtung (4) um eine senkrechte Achse drehbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Laserstrahleinrichtung (4) um 90°- oder 180° Winkel einrastend verstellbar ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Vorrichtung (1), vorzugsweise am Arm (3) der Trageinrichtung (2) eine Wasserwaage (8) montiert ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Wegstreckenzähler (7), der das Maß der waagerechten Verschiebung der Laserstrahleinrichtung (4) mißt.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen ersten Motor, der über eine Spindel (11) die Laserstrahleinrichtung (4) waagerecht verschiebt.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Laserstrahleinrichtung (4) höhenverstellbar ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch einen weiteren Wegstreckenzähler (16), der das Maß der senkrechten Verschiebung der Laserstrahleinrichtung (4) mißt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, gekennzeichnet durch einen zweiten Motor (12), der über eine Spindel (13) die Laserstrahleinrichtung (4) senkrecht verschiebt.

11. Verfahren zur Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10,

• - bei dem parallel zum Verlauf der Prozeßlinie (18) eine Markierung (19) auf dem Boden (17) angebracht wird,
• - die Trageinrichtung (2) über der Markierung (9) positioniert und an der Markierung (9) ausgerichtet wird und
• - die Laserstrahleinrichtung (4) waagerecht in den Bereich der Prozeßlinie (18) verschoben wird oder
• - auf einen im Bereich der Prozeßlinie (18) auf dem Arm (3) der Trageinrichtung (2) angeordneten Spiegel gerichtet wird.