DE19809184C2 - In Zusammenhang mit einer Presse verwendbare Platinen-Positioniervorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine neben einer Presse aufzustellende Platinen-Positioniervorrichtung zum Überführen einer Metall­ blechplatine aus einer ankommenden Istlage in eine Solllage, aus der die Platine von einer Transporteinrichtung abgeholt und in die Presse eingebracht wird, mit einer horizontalen Unterlage für die Platine.

Platinen, die in einer Presse beispielsweise zu Karosserie­ teilen von Autos verformt werden sollen, müssen neben der betreffenden Presse lagegenau bereitgelegt werden, damit sie von der eine automatisierte Bewegung ausführenden Transport­ einrichtung, beispielsweise eine Greifereinrichtung mit Sau­ gern, ergriffen und in der gewünschten Solllage in die Presse überführt werden können.

Die beispielsweise von einer Waschstation, in der die Plati­ nen gewaschen werden, oder von einer anderen Station her kom­ menden Platinen befinden sich jedoch regelmäßig nicht in die­ ser Solllage, sondern in einer davon abweichenden Istlage, so dass sie in einer der Presse benachbarten Zentrierstation mittels einer Positioniervorrichtung in die Solllage gebracht werden müssen.

Bei einer bekannten Positioniervorrichtung erfolgt dies da­ durch, dass an der Unterlage, auf die die Platinen vereinzelt gelegt werden, verteilt angeordnete Anschläge vorhanden sind, die mechanisch oder pneumatisch bewegbar sind und durch ent­ sprechendes Betätigen die jeweilige Platine in die Solllage rücken.

Der damit verbundene technische Aufwand ist verhältnismäßig 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 Un­ terlage auftretende Relativbewegung zwischen diesen Teilen zu Beschädigungen der Unterlage führen, die deren Lebensdauer herabsetzen. Ein weiterer Nachteil besteht 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 zugrun­ de, eine vielseitig verwendbare, konstruktiv verhältnismäßig einfache Positioniervorrichtung zu schaffen, bei der die Pla­ tine und die Unterlage möglichst keiner Beschädigungsgefahr ausgesetzt sind.

Diese Aufgabe wird gemäß vorliegender Erfindung dadurch ge­ löst, dass die Unterlage mindestens drei jeweils mittels einer Antriebseinrichtung für sich antreibbare Freiheitsgrade aufweist, so dass die Unterlage in der Horizontalen zu einer zweidimensionalen Versetzbewegung und zu einer Drehbewegung antreibbar ist, wobei für die zweidimensionale Versetzbewe­ gung zwei rechtwinkelig zueinander linear bewegbare Bewe­ gungselemente und für die Drehbewegung ein Drehbewegungsele­ ment vorhanden sind, von denen ein erstes Element an einer Tragkonstruktion, ein zweites Element am ersten Element und das dritte Element am zweiten Element gelagert ist und von einem endlos umlaufenden Förderband gebildet wird, das mit seinem oberen Trum die Unterlage bildet, 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 Solllage vergleicht und die Antriebseinrichtungen steuert, so dass die Platine in die Solllage gelangt.

Bei der erfindungsgemäßen Positioniervorrichtung wird also die Unterlage mit Hilfe der verschiedenen Antreibseinrichtun­ gen so verstellt, dass die auf ihr befindliche Platine in die Solllage gelangt, aus der sie von der Transporteinrichtung 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 Solllage zusammenhängende Beschädigungen auftreten können.

Das Kamerasystem ist für unterschiedlich große und verschie­ den geformte Platinen verwendbar. Stets lässt sich mit ihm die jeweilige Platinen-Istlage erfassen. Ferner müssen der Rechnereinheit lediglich die Daten der für die jeweilige Pla­ tinenart gewünschten Solllage eingegeben werden, damit sie die von dem Kamerasystem gemeldete Istlage der Platine mit der Solllage vergleichen und die Antriebseinrichtungen ent­ sprechend ansteuern kann. Die erfindungsgemäße Positionier­ vorrichtung ist daher ohne Umrüstarbeiten für Platinen unter­ schiedlicher Größe und Gestalt verwendbar und somit sehr fle­ xibel einsetzbar.

Ein Teil, hier die Unterlage für die Platinen, mit mehreren gesondert antreibbaren Freiheitsgraden auszustatten, ist auf anderen Gebieten, so zum Beispiel bei Werkzeugmaschinen, üb­ lich, so dass die konstruktive Umsetzung keine Schwierigkei­ ten bereitet. Ferner sind solche Kamerasysteme heutzutage nichts Besonderes. Auch die erforderliche Software bringt für einen Fachmann keine besonderen Probleme mit sich, so dass insgesamt eine verhältnismäßig einfach zu realisierende Vor­ richtung vorliegt.

Das Ausrichten der jeweiligen Platine auf die Solllage kann sehr schnell erfolgen, da man die jeweils einem Freiheitsgrad zugeordneten Antriebseinrichtungen gleichzeitig betreiben kann. Selbstverständlich ist auch ein Betrieb der Antriebs­ einrichtungen nacheinander denkbar, was jedoch zeitaufwendi­ ger wäre.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung wartungsfreundlich und wartungsarm ausgebildet werden kann und nur eine geringe Störanfälligkeit aufweist. Außerdem kann die Bauweise kompakt gehalten werden.

Aus der DE 34 30 463 A1 und der DE 36 22 845 A1 ist eine Stanze bekannt, mit der aus einer Werkstückplatte, die eine Vielzahl von auszustanzenden, gedruckten Teilen und bei jedem Teil ei­ ne aufgedruckte Positionsbestimmungsmarkierung enthält, diese Teile ausgestanzt werden. Dabei ist an der Stanze ein opti­ scher Sensor in Gestalt einer Kamera angeordnet, der eine Ab­ weichung zwischen der jeweiligen Solllage und der Istlage der Markierung erfasst und ein korrektes Ausrichten der Werk­ stückplatte in die Solllage steuert, so dass dann der jewei­ lige Stanzvorgang stattfinden kann. Dieser Vorgang läuft beim Stanzen jedes Teils ab.

Demgegenüber handelt es sich vorliegend um eine Positionier­ vorrichtung anderer Art, die nicht in eine Presse integriert ist sondern als eigenständiges Gerät mit anderen Bewegungsab­ läufen neben der Presse angeordnet wird und die jeweils in die Presse zu bringende Platine so zurechtlegt, dass eine sich zwischen der Positioniervorrichtung und der Presse hin und her bewegende Transporteinrichtung die Platine lagege­ recht vorfindet und in dieser Lage in die Presse überführen kann.

Zweckmäßigerweise ist das Drehbewegungselement das zweite Element.

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 irgend welchen 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.

Ein erstes dieser Elemente (linear bewegbares Element 6) ist 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 von einem endlos umlaufenden Förderband 11 gebildet wird, das mit seinem oberen Trum die Unterlage 2 bildet.

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.

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 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 8 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 von dem 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.

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 Einstellgeschwindigkeit 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 (4)

1. Neben einer Presse aufzustellende Platinen-Positionier­ vorrichtung zum Überführen einer Metallblechplatine aus einer ankommenden Istlage in eine Sollage, aus der die Platine von einer Transporteinrichtung abgeholt und in die Presse einge­ bracht wird, mit einer horizontalen Unterlage für die Platine, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterlage (2) mindestens drei jeweils mittels einer Antriebseinrichtung für sich antreibbare Freiheitsgrade aufweist, so daß die Unterlage (2) in der Horizontalen zu einer zweidimensionalen Versetzbewegung und zu einer Drehbewegung antreibbar ist, wobei für die zwei­ dimensionale Versetzbewegung zwei rechtwinkelig zueinander linear bewegbare Bewegungselemente (5, 6) und für die Drehbe­ wegung ein Drehbewegungselement (7) vorhanden sind, von denen ein erstes Element (6) an einer Tragkonstruktion (8), ein zweites Element (7) am ersten Element (6) und das dritte Element (5) am zweiten Element (7) gelagert ist und von einem endlos umlaufenden Förderband (11) gebildet wird, das mit seinem oberen Trum die Unterlage (2) bildet, und daß oberhalb der Unterlage (2) ein Kamerasystem (16) zum Optischen Erfassen der Istlage der Platine (1) vorhanden ist, dem eine Rechner­ einheit zugeordnet ist, die die Istlage mit der Sollage ver­ gleicht und die Antriebseinrichtungen steuert, so daß die Platine (1) in die Sollage gelangt.

2. Positioniervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Drehbewegungselement (7) das zweite Element ist.

3. Positioniervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Förderband (11) ein Magnetband ist.

4. Positioniervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragkonstruktion (8) mit Hilfe von Radblöcken (14) verfahrbar ausgebildet ist.