DE19809184A1 - In Zusammenhang mit einer Presse verwendbare Platinen-Positioniervorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine in Zusammenhang mit einer Presse verwendbare Platinen-Positioniervorrichtung zum überführen einer Metallblechplatine aus einer ankommenden Istlage in eine für das Einbringen der Platine in die Presse mittels einer Transporteinrichtung erforderliche Sollage, mit einer horizontalen Unterlage für die Platine.

Platinen, die in einer Presse beispielsweise zu Karosse­ rieteilen von Autos verformt werden sollen, müssen neben der betreffenden Presse lagegenau bereitgelegt werden, damit sie von der eine automatisierte Bewegung ausführen­ den Transporteinrichtung, beispielsweise eine Greiferein­ richtung mit Saugern, ergriffen und in der gewünschten Sollage in die Presse überführt werden können.

Die beispielsweise von einer Waschstation, in der die Platinen gewaschen werden, oder von einer anderen Station her kommenden Platinen befinden sich jedoch regelmäßig nicht in dieser Sollage, sondern in einer davon abweichen­ den Istlage, so daß sie in einer der Presse benachbarten Zentrierstation mittels einer Positioniervorrichtung in die Sollage gebracht werden müssen.

Bei einer bekannten Positioniervorrichtung erfolgt dies dadurch, daß an der Unterlage, auf die die Platinen ver­ einzelt gelegt werden, verteilt angeordnete Anschläge vor­ handen sind, die mechanisch oder pneumatisch bewegbar sind und durch entsprechendes Betätigen die jeweilige Platine in die Sollage rücken.

Der damit verbundene technische Aufwand ist verhältnis­ mäßig groß. Ferner besteht die Gefahr, daß die jeweilige Platine an ihren Randkanten durch die Anschläge beschädigt wird. Des weiteren kann die beim Zurechtrücken der Platine auf der Unterlage auftretende Relativbewegung zwischen diesen Teilen zu Beschädigungen der Unterlage führen, die deren Lebensdauer herabsetzen. Ein weiterer Nachteil be­ steht darin, daß bei einem Übergang auf die Fertigung anderer Teile aus Platinen anderer Größe Umrüstarbeiten anfallen und die Anschläge auf die neue Platinengröße und -lage eingestellt werden müssen.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zu­ grunde, eine vielseitig verwendbare, konstruktiv verhält­ nismäßig einfache Positioniervorrichtung zu schaffen, bei der die Platine und die Unterlage möglichst keiner Beschä­ digungsgefahr ausgesetzt sind.

Diese Aufgabe wird gemäß vorliegender Erfindung dadurch gelöst, daß die Unterlage mindestens drei jeweils mittels einer Antriebseinrichtung für sich antreibbare Freiheits­ grade aufweist, so daß die Unterlage in der Horizontalen zu einer zweidimensionalen Versetzbewegung und zu einer Dreh­ bewegung antreibbar ist, und daß oberhalb der Unterlage ein Kamerasystem zum optischen Erfassen der Istlage der Platine vorhanden ist, dem eine Rechnereinheit zugeordnet ist, die die Istlage mit der Sollage vergleicht und die Antriebseinrichtungen steuert, so daß die Platine in die Sollage gelangt.

Bei der erfindungsgemäßen Positioniervorrichtung wird also die Unterlage mit Hilfe der verschiedenen Antriebseinrich­ tungen so verstellt, daß die auf ihr befindliche Platine in die Sollage gelangt, aus der sie von der Transportein­ richtung abgeholt und in die Presse gebracht wird. Daher finden keine Relativbewegungen zwischen der Platine und der Unterlage statt, so daß weder an der Platine noch an der Unterlage mit dem Zentrieren der Platine in die Soll­ lage zusammenhängende Beschädigungen auftreten können.

Das Kamerasystem ist für unterschiedlich große und ver­ schieden geformte Platinen verwendbar. Stets läßt sich mit ihm die jeweilige Platinen-Istlage erfassen. Ferner müssen der Rechnereinheit lediglich die Daten der für die jewei­ lige Platinenart gewünschten Sollage eingegeben werden, damit sie die von dem Kamerasystem gemeldete Istlage der Platine mit der Sollage vergleichen und die Antriebsein­ richtungen entsprechend ansteuern kann. Die erfindungsge­ mäße Positioniervorrichtung ist daher ohne Umrüstarbeiten für Platinen unterschiedlicher Größe und Gestalt verwend­ bar und somit sehr flexibel einsetzbar.

Ein Teil, hier die Unterlage für die Platinen, mit mehre­ ren gesondert antreibbaren Freiheitsgraden auszustatten, ist auf anderen Gebieten, so zum Beispiel bei Werkzeug­ maschinen, üblich, so daß die konstruktive Umsetzung keine Schwierigkeiten bereitet. Ferner sind solche Kamerasysteme heutzutage nichts Besonderes. Auch die erforderliche Soft­ ware bringt für einen Fachmann keine besonderen Probleme mit sich, so daß insgesamt eine verhältnismäßig einfach zu realisierende Vorrichtung vorliegt.

Das Ausrichten der jeweiligen Platine auf die Sollage kann sehr schnell erfolgen, da man die jeweils einem Freiheits­ grad zugeordneten Antriebseinrichtungen gleichzeitig be­ treiben kann. Selbstverständlich ist auch ein Betrieb der Antriebseinrichtungen nacheinander denkbar, was jedoch zeitaufwendiger wäre.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die erfindungsge­ mäße Vorrichtung wartungsfreundlich und wartungsarm ausge­ bildet werden kann und nur eine geringe Störanfälligkeit aufweist. Außerdem kann die Bauweise kompakt gehalten werden.

Zweckmäßigerweise sind für die zweidimensionale Versetz­ bewegung zwei rechtwinkelig zueinander linear bewegbare Bewegungselemente und für die Drehbewegung ein Dreh­ bewegungselement vorhanden, von denen ein erstes Element an einer Tragkonstruktion, ein zweites Element am ersten Element und das dritte Element am zweiten Element gelagert ist und die Unterlage bildet oder trägt. Dabei kann das Drehbewegungselement das zweite Element bilden, das heißt sozusagen zwischen den beiden linear bewegbaren Bewegungs­ elementen angeordnet sein. Alternativ hierzu können die beiden linear bewegbaren Bewegungselemente das erste und das zweite oder das zweite und das dritte Element bilden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Unterlage von einem Förderband gebildet wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun anhand der einzigen Figur der Zeichnung erläutert, die eine erfin­ dungsgemäße Positioniervorrichtung in stark schematisier­ ter Darstellung in Seitenansicht zeigt, wobei die An­ triebseinrichtungen und die Rechnereinheit weggelassen worden sind.

Die aus der Zeichnung hervorgehende Positioniervorrichtung befindet sich neben einer nicht dargestellten Presse, in der Metallblechplatinen zu irgendwelchen Blechteilen, beispielsweise Karosserieteile von Autos, geformt werden. Dabei werden die Platinen vereinzelt in die Presse ge­ bracht. Dies erfolgt mittels einer geeigneten Transport­ einrichtung beispielsweise in Gestalt einer Greiferein­ richtung mit Saugern. Solche Transporteinrichtungen sind ebenfalls üblich, so daß auch die zugehörige Transport­ einrichtung nicht gezeigt ist.

Die jeweilige Metallblechplatine 1 wird auf einer horizon­ talen Unterlage 2 der Positioniervorrichtung bereitgelegt, so daß sie von der Transporteinrichtung abgeholt und in die Presse gebracht werden kann. Dabei muß die Platine 1 lagegenau bereitgelegt werden, damit sie anschließend in der Presse die richtige Lage einnimmt.

Die von einer anderen Station, beispielsweise eine Wasch­ station, in der die Platine gewaschen wird, angeförderte Platine 1 gelangt jedoch in einer mehr oder weniger zu­ fälligen Lage auf die Unterlage 2, so daß sie eine von der für das überführen in die Presse erforderlichen Sollage abweichende Istlage einnimmt. Die Platine 1 muß daher zu­ erst in die Sollage überführt werden, bevor sie von der Transporteinrichtung geholt und in die Presse gelegt wird.

Dieses Zentrieren auf die Sollage erfolgt nicht durch ein Verlagern der Platine 1 auf der Unterlage 2, sondern durch eine Lageveränderung der Unterlage 2, bis sich die auf der Unterlage 2 liegenbleibende Platine in der Sollage befindet.

Die Unterlage 2 weist hierzu drei Freiheitsgrade auf, denen jeweils eine Antriebseinrichtung zugeordnet ist, so daß die verschiedenen Freiheitsgrade jeweils für sich an­ treibbar sind. Dabei ist die Unterlage 2 in der Horizon­ talen zu einer zweidimensionalen Versetzbewegung und zu einer Drehbewegung antreibbar, so daß sie sich und mit ihr die Platine 1 in der Ebene beliebig verlagern und in jede gewünschte Drehlage bringen läßt.

Beim Ausführungsbeispiel ist die eine der beiden in der Ebene der Unterlage liegende Bewegungsrichtung durch den Pfeil 3 angegeben. Die zweite lineare Bewegungsrichtung verläuft rechtwinkelig hierzu und steht in der Zeichnung senkrecht zur Zeichenebene. Die Drehbewegung erfolgt um die senkrecht zur Ebene der Unterlage 2 gerichtete Dreh­ achslinie 4.

Falls erforderlich, könnte man der Unterlage noch einen weiteren Freiheitsgrad in der Drehachslinie 4 entsprechen­ der Höhenrichtung zuordnen, so daß man die Unterlage auch in der Höhe verstellen könnte.

Für die zweidimensionale Versetzbewegung sind zwei recht­ winkelig zueinander linear in Richtung des Pfeils 3 bzw. rechtwinkelig hierzu bewegbare Bewegungselemente 5 und 6 und für die Drehbewegung ist ein Drehbewegungselement 7 vorhanden. In welcher Reihenfolge diese Elemente 5, 6, 7 aufeinanderfolgen und aneinander gelagert sind, ist prin­ zipiell beliebig. In jedem Falle ist jedoch ein erstes Element (linear bewegbares Element 6) an einer beim Aus­ führungsbeispiel von einem Grundgestell gebildeten Trag­ konstruktion 8, ein zweites Element (Drehbewegungselement 7) am ersten Element 6 und das dritte Element (linear be­ wegbares Element 5) am zweiten Element 7 gelagert, wobei das dritte Element 5 die Unterlage 2 bildet oder trägt.

Beim Ausführungsbeispiel wird das zweite Element von dem Drehbewegungselement 7 gebildet, so daß sich das Dreh­ bewegungselement 7 zwischen den beiden linear bewegbaren Elementen 5, 6 befindet, von denen das Element 6 an der Tragkonstruktion 8 gelagert ist und das andere Element 5 die Unterlage 2 bildet.

In Abwandlung des dargestellten Ausführungsbeispiels könnte die Anordnung jedoch auch so getroffen sein, daß die beiden linear bewegbaren Elemente aufeinanderfolgend angeordnet und aneinander gelagert sind, so daß sie das erste und das zweite oder das zweite und das dritte Ele­ ment bilden.

Das an der Tragkonstruktion 8 gelagerte lineare Bewegungs­ element 6 wird beim zweckmäßigen Ausführungsbeispiel von einem Schlittenelement gebildet, das an einer an der Trag­ konstruktion 8 angeordneten Schienenanordnung 9 sitzt und von dieser geführt wird. Die zugehörige Antriebseinrich­ tung - es handelt sich um einen üblichen Linearantrieb - ist nicht dargestellt.

Das Drehbewegungselement 7 ist an dem schlittenartigen Element 6 um die Drehachslinie 4 verdrehbar gelagert. Es kann von einem Drehteller od. dgl. gebildet werden. Der Antrieb kann in üblicher Weise mit Hilfe eines mit dem Umfang des Drehbewegungselements 7 kämmenden Antriebszahn­ rads 10 erfolgen, das mittels einer ebenfalls nicht darge­ stellten Antriebseinrichtung angetrieben werden kann.

Das andere lineare Bewegungselement 5 schließlich, das dritte Element, wird von dem Drehbewegungselement 7 ge­ tragen und ist mit diesem drehfest verbunden. Dabei wird dieses lineare Bewegungselement 5 zweckmäßigerweise von einem Förderband 11 gebildet, von dem ein Bandabschnitt die Unterlage 2 darstellt. Das Förderband 11 ist endlos umlaufend ausgebildet und an seinen beiden Enden um Umlenkrollen oder -walzen 12, 13 geführt, von denen eine durch die nicht dargestellte zugeordnete Antriebsein­ richtung angetrieben werden kann. Der als Unterlage 2 dienende Förderbandabschnitt wird vom oberen Trum des Förderbandes 11 gebildet, auf dessen Oberseite die jewei­ lige Platine 1 gelegt wird.

Es versteht sich, daß das die Unterlage für die Platine 1 bildende oder tragende lineare Bewegungselement 5 anstelle eines Förderbandes auch von einem schlittenartigen Element gebildet werden könnte.

Alle Bewegungselemente 5, 6, 7 sind durch die zugeordneten Antriebseinrichtungen jeweils zu einer hin und her gehen­ den Bewegung antreibbar.

Die Antriebseinrichtungen, das heißt die Antriebsmotoren für die drei Bewegungselemente 5, 6, 7, können stationär angeordnet sein, so daß sie nicht zur zu bewegenden Masse beitragen und die Arbeitsgeschwindigkeit damit erhöht wird.

Bei dem Förderband 11 handelt es sich zweckmäßigerweise um ein Magnetband, so daß die aufgelegte Platine 1 durch Ma­ gnetkraft gehalten werden kann.

Die nur schematisch angedeutete Tragkonstruktion 8 kann beispielsweise mit Hilfe von Radblöcken 14 verfahrbar aus­ gebildet sein, so daß sie und mit ihr die von ihr ge­ tragene Anordnung aus den verschiedenen Bewegungselementen 5, 6, 7 auf einem beispielsweise vom Hallenboden neben der Presse gebildeten Untergrund 15 bewegt werden kann.

Die Platine 1 kann in der geschilderten Weise mit Hilfe der Bewegungselemente 5, 6, 7 und der zugeordneten An­ triebseinrichtungen - als Antriebsmotoren sind Servo­ motoren vorgesehen - aus der ankommenden Istlage in die gewünschte Sollage gebracht werden. Hierzu muß die jewei­ lige Istlage erfaßt werden, so daß in Abhängigkeit der jeweiligen Istlage die verschiedenen Antriebseinrichtungen entsprechend angesteuert und so in Gang gesetzt werden, daß die Platine in die Sollage gelangt. Die drei Antriebs­ einrichtungen können gleichzeitig betrieben werden, so daß die Unterlage 2 eine sich aus den Bewegungen der drei Be­ wegungselemente 5, 6, 7 zusammengesetzte Bewegung aus­ führt. Dies ergibt eine wesentlich größere Einstellge­ schwindigkeit als ein Betreiben der verschiedenen An­ triebseinrichtungen nacheinander.

Zum optischen Erfassen der Istlage der jeweiligen Platine ist oberhalb der Unterlage 2 ein Kamerasystem 16 angeord­ net, das beim Ausführungsbeispiel zwei mit horizontalem Abstand zueinander angeordnete, auf die Unterlage 2 ge­ richtete Kameras 17, 18 enthält. Das Kamerasystem 16 kann an einem Träger 19, beispielsweise ein Portalträger, sitzen. Das Kamerasystem 16 kann ferner bewegbar angeord­ net sein, so daß es insbesondere parallel zur Unterlage 2 und/oder senkrecht hierzu verlagert werden kann.

Dem Kamerasystem 16 ist eine nicht dargestellte Rechner­ einheit zugeordnet. Das Kamerasystem meldet der Rechner­ einheit in Form entsprechender Signale die jeweilige Ist­ lage der Platine 1, wonach die Rechnereinheit die Istlage mit der ihr eingegebenen Sollage vergleicht und die An­ triebseinrichtungen dann dem Vergleichsergebnis entspre­ chend ansteuert. Auf diese Weise erhält man ein vollauto­ matisch ablaufendes Ausrichten der Platinen 1.

Den Servomotoren der Antriebseinrichtungen können Absolut­ geber zugeordnet sein.

Somit liegt zusammenfassend eine hinsichtlich ihrer Anwendung für unterschiedlich große und/oder geformte Platinen hochflexible Positioniervorrichtung als Zentrier­ station mit optischer Erkennung der jeweiligen Platinen- Istlage vor, bei der die jeweilige Platine 1 auf Grund der mindestens drei frei programmierbaren Freiheitsgrade der Unterlage in automatischer Weise schnell in die Sollage überführt werden kann.

Claims (5)

1. In Zusammenhang mit einer Presse verwendbare Platinen-Positioniervorrichtung zum überführen einer Metallblechplatine aus einer ankommenden Istlage in eine für das Einbringen der Platine in die Presse mittels einer Transporteinrichtung erforderliche Sollage, mit einer horizontalen Unterlage für die Platine, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Unterlage (2) mindestens drei jeweils mittels einer Antriebseinrichtung für sich antreibbare Freiheitsgrade aufweist, so daß die Unterlage in der Hori­ zontalen zu einer zweidimensionalen Versetzbewegung und zu einer Drehbewegung antreibbar ist, und daß oberhalb der Unterlage (2) ein Kamerasystem (16) zum optischen Erfassen der Istlage der Platine (1) vorhanden ist, dem eine Rechnereinheit zugeordnet ist, die die Istlage mit der Sollage vergleicht und die Antriebseinrichtungen steuert, so daß die Platine (1) in die Sollage gelangt.

2. Positioniervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß für die zwei dimensionale Versetzbewegung zwei rechtwinkelig zueinander linear bewegbare Bewegungs­ elemente (5, 6) und für die Drehbewegung ein Drehbewe­ gungselement (7) vorhanden sind, von denen ein erstes Ele­ ment (6) an einer Tragkonstruktion (8), ein zweites Ele­ ment (7) am ersten Element (6) und das dritte Element (5) am zweiten Element (7) gelagert ist und die Unterlage (2) bildet oder trägt.

3. Positioniervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Drehbewegungselement (7) des zweite Element ist.

4. Positioniervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die beiden linear bewegbaren Bewegungs­ elemente das erste und das zweite oder das zweite und das dritte Element bilden.

5. Positioniervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterlage (2) von einem Förderband (11) gebildet wird.