DE19908740A1 - Verfahren und Vorrichtung zur automatischen Montage von Beschlägen an Fensterrahmen - Google Patents

Abstract

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine automatische Montagevorrichtung anzugeben, welche alle Beschlagteile, wie Schließteile, Ecklager, Scherenlager und dergleichen ohne manuelle Zwischenstufen automatisch zu montieren. DOLLAR A Erfindungsgemäß gelingt die Lösung der Aufgabe dadurch, daß DOLLAR A - eine am Montagetisch angeordnete zentrale Montageeinheit (10.1, 10.2), die in beliebige Positionen oberhalb des Fensterrahmens gebracht werden kann, an die jeweils erforderliche Montageposition gefahren wird und DOLLAR A - daß die Montageeinheit (10.1, 10.2) dort aus einem mitfahrenden Kleinmagazin (5) das jeweils zu montierende Beschlagteil entnimmt und mit Hilfe eines Montageaggregates (MS, MB) am Fensterrahmen befestigt. DOLLAR A Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur automatischen Montage von Beschlägen an Fensterrahmen, bei der der Fensterrahmen auf einem Montagetisch fixiert wird und die Beschlagteile mit einer Montageeinheit angeschraubt werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur automatischen Montage von Beschlägen an Fensterrahmen, bei der der Fensterrahmen auf einem Montagetisch fixiert wird und die Beschlagteile mit einer Montageein­ heit angeschraubt werden.

Die Erfindung ist insbesondere zur automatischen Montage von Beschlagtei­ len an fertig verschweißten Fensterrahmen für Kunststoffenster geeignet.

Im Stand der Technik ist es zur Montage der Schließteile sowie der übrigen Beschlagteile an fertig verschweißten Fensterrahmen üblich, diese Teile manuell anzuschrauben.

Es ist auch bekannt, Schließteile automatisch an einzelnen losen Stäben zu befestigen und diese Stäbe nachträglich zu Fensterrahmen zu verschweißen. Nachteilig ist hierbei, daß die Montage von Schließteilen am Stabende, den späteren Rahmenecken, mit Rücksicht auf die folgenden Arbeitsgänge nicht möglich ist.

Es sind ferner Vorrichtungen bekannt, die es gestatten, an fertig verschweiß­ ten Rahmen Eck- und Scherenlager automatisch zu montieren. Dazu werden von einem Bediener die zu bearbeitenden Rahmen auf den Arbeitstisch des Automaten aufgelegt und danach zwei Lager automatisch befestigt.

Nachteilig bei den im Stand der Technik bekannten Lösungen ist, daß die vielfältigen an dem Rahmen anzubringenden Beschlagteile mit einem hohen manuellen Aufwand oder sogar ausschließlich manuell montiert werden müssen. Bei den bekannten automatisierten Verfahren gelingt es nur die Eck- und Scherenlager, welche an den äußeren Ecken befestigt werden müssen, automatisch zu montieren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine automatische Montagevor­ richtung anzugeben, welche alle Beschlagteile, wie Schließteile, Ecklager, Scherenlager und dergleichen ohne manuelle Zwischenstufen automatisch zu montieren.

Erfindungsgemäß gelingt die Lösung der Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen der Ansprüche 1 und 5.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es möglich, die komplizierten Montagearbeitsgänge an Fensterrahmen, bei der die Montage aus mehreren Richtungen außerhalb und innerhalb des Rahmens erfolgen muß, automati­ siert durchzuführen.

Die Vorrichtung ermöglicht das Anbringen verschiedenartiger Beschlagteile an beliebigen Stellen des Rahmens. Es können unterschiedliche Rahmen, selbst Rahmen, die mit einem oder mit mehreren Kämpfern versehen sind, bearbeitet werden.

Dabei erfolgt die Zuführung der zu montierenden Beschlagteile über Fördereinrichtungen, vorzugsweise über Vibrationsförderer zu Hauptmaga­ zinen. Die Montageköpfe der Montagevorrichtung können über eine Rechnersteuerung beliebige Positionen anfahren und dort Beschlagteile positionieren. Die Montageköpfe werden an den jeweiligen Stellen, an welche das jeweilige Teil zu befestigen ist, positioniert und entnehmen dort das entsprechende Teil einem Kleinmagazin, welches mit dem Montagekopf gemeinsam bewegt wird. Aus diesem Kleinmagazin entnimmt der Montage­ kopf das zu montierende Teil und befestigt es an der Sollposition. Danach wird die nächste Position angefahren und das dort vorgesehene Teil montiert. Nachdem alle Teile eines Rahmens befestigt sind, fährt der Monta­ gekopf mit den Kleinmagazinen zum Hauptmagazin, wo die Kleinmagazine aufgefüllt oder ausgewechselt werden.

Es ist auch möglich, daß die zu montierenden Beschlagteile mit Hilfe von flexiblen Zuführungen, z. B. mit Schläuchen und dergleichen, ohne Zwischenmagazine direkt vom Förderer an die Montageköpfe transportiert werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht vorteilhafterweise aus einer Speichervorrichtung und einer Montageanlage.

Die Speichereinrichtung verfügt über Teilespeicher mit Sortier-, Vereinze­ lungs- und Kommisioniereinrichtungen für das externe Teilehandling, die u. a. externe Magazine als Speicher und Zwischenmagazine zur Kommisio­ nierung der Teile enthält.

Die Montageanlage verfügt über

• - Montageeinheiten (z. B. Montageeinheiten für Schließteile und/oder Lager), die wiederum mit Montageaggregaten (z. B. Bohraggregate, Schraubaggregate) und mit Kleinmagazinen zur direkten Teilebevorratung und Teilebereitstellung an der Montageeinheit ausgerüstet sind,
• - Greif- und Handlingeinheiten
  sowie
• - einem Meßsystem.

Die Teilelogistik erfolgt in der nachfolgend beschriebenen Weise:
Das Bedienpersonal füllt außerhalb des Arbeitsbereichs der Maschine die Teile in separate Teilespeicher.

Die Sortierung und Magazinierung kann automatisch z. B. durch Vibrations­ förderer - oder manuell - z. B. durch das Bedienpersonal - erfolgen.

Während der Bearbeitung eines Rahmens werden im Zwischenmagazin alle Teile für den nächsten Rahmen gesammelt bzw. zusammengestellt - wobei vorteilhafterweise die Montagereihenfolge der Teile am Rahmen berücksich­ tigt wird.

Mit dem Eintransport des nächsten Rahmens in den Arbeitsbereich der Maschine werden die dazugehörenden Teile aus dem Zwischenmagazin in die mitfahrenden Kleinmagazine übergeben.

Die Teile können direkt oder mit Hilfe eines Wechselmagazines übergeben werden.

Die Befüllung der mitfahrenden Kleinmagazine erfolgt bedarfsgerecht.

Die Zahl der zur Speicherung benötigten Schächte reduziert sich ab dem Zwischenmagazin auf wenige, vorteilhafterweise auf zwei.

Dies ist möglich durch die sinnvolle Zusammenfassung ähnlicher Teile zu Teilefamilien.

Die Teile werden bedarfsgerecht und in der Reihenfolge der Montage für den nächsten Rahmen zusammengestellt, wobei mit dem Eintransport eines Rahmens die zugehörigen Beschlagteile in die Kleinmagazine geladen werden.

Wesentlich bei der Zusammenstellung der Teile ist die Möglichkeit der gleichzeitigen Magazinierung geometrisch unterschiedlicher Teile.

Dadurch ist es möglich eine beliebige Anzahl verschiedener Schließteilvari­ anten im gleichen Bearbeitungszyklus mit ein und derselben Montagevor­ richtung zu montieren.

Die Montageeinheiten der Maschine können über eine Rechnersteuerung beliebige Positionen anfahren und dort die jeweils erforderlichen Beschlag­ teile positionieren. Die Montageeinheiten werden an den jeweiligen Stellen, an welche das jeweilige Teil zu befestigen ist, positioniert und entnehmen dort das entsprechende Teil dem Kleinmagazin, welches mit der Montage­ einheit gemeinsam bewegt wird. Aus diesem Kleinmagazin entnimmt die Montageeinheit das zu montierende Teil und befestigt es an der Sollposition.

Danach wird die nächste Position angefahren und das dort vorgesehene Teil montiert. Nachdem alle Teile eines Rahmens befestigt sind, fährt die Monta­ geeinheit mit den Kleinmagazinen zum Zwischenmagazin, wo die Klein­ magazine aufgefüllt oder ausgewechselt werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung der Gesamtanordnung,

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung einer Montageeinheit für die Lagermontage,

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung einer Montageeinheit für die Schließteilmontage, und

Fig. 4 ein erfindungsgemäßes Kleinmagazin in drei Ansichten.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, montiert die erfindungsgemäße Vorrichtung an einem bereits verschweißten Rahmen (1) für Kunststoffenster alle Beschlagteile.

Der Montageablauf ist so gestaltet, daß umlaufend (2) die notwendigen Lager (3) und anschließend die verschiedenen Schließteile (4) in den Rahmen eingebracht und verschraubt werden.

Mit dem Einsatz von an den Montageeinheiten mitfahrenden Kleinmagazinen (5) ist die vollständige Bearbeitung eines Rahmens ohne Unterbrechung möglich. Das Auffüllen der Kleinmagazine kann während des Rahmenein- und/oder Rahmenaustransportes ausgeführt werden.

Der Rahmen wird vollautomatisch ein- (6.1) und austransportiert (6.2).

Zum Positionieren und Ausrichten des Rahmens dient ein Anschlag- und Spannsystem. Das Spannsystem besteht im wesentlichen aus zwei gegenein­ ander verfahrbaren Vorrichtungen (7.1, 7.2). Die Einzelvorrichtungen wirken gegen die als Bezugskante ausgelegte Transportkante (8), indem sie die freiliegenden Ecken des Rahmens von außen erfassen (9). Damit wird die flächige Anlage von drei äußeren Schenkein des Rahmens und das Erfassen des vierten äußeren Schenkels an zwei Punkten ermöglicht.

Mindestens eine Vorrichtung kann auch zum Transport des bearbeiteten Rahmens genutzt werden.

Die Montage der Beschlagteile wird mit einer frei über der Rahmenfläche positionierbaren und um eine senkrecht auf der Rahmenfläche stehende Achse drehbaren Montageeinheit (10.1, 10.2) durchgeführt. Dadurch ist die Bearbeitung an allen vier Außenschenkeln des Rahmens sowie an Quer- und Längskämpfern möglich.

Es können deshalb Rahmen mit beliebigen Feldanordnungen (11) verarbeitet werden.

Die Beschlagteile werden außerhalb der Anlage durch das Bedienpersonal bereitgestellt.

An das jeweilige Beschlagteil angepaßte Sortier- und Transporteinrichtun­ gen der Speichervorrichtungen (12.1, 12.2) übernehmen die Bereitstellung der Teile an einem definierten Punkt im Arbeitsbereich der Anlage.

Die Teile stehen bedarfsgerecht und in der für den nächsten Fensterrahmen erforderlichen Montagereihenfolge zur Übernahme in die mitgeführten Kleinmagazine bereit (13.1, 13.2).

Die Grundkonfiguration der Anlage sieht die in Fig. 1 dargestellte Anord­ nung von Einzelmaschinen dar. Je nach Anwendungsfall und gewünschter Leistungsfähigkeit kann diese abgewandelt und entsprechend angepaßt werden. Beispielsweise ist eine vorteilhafte Kombination zu einer kompakten Anlage möglich, bei der zwei Montageeinheiten auf einem Gestell angeord­ net sind.

Fig. 2 erläutert die Montage der Eck- und Scherenlager. Hierzu werden zunächst die Schraub- und Zapfenlöcher am Rahmen vorgebohrt und danach die Lager positioniert und verschraubt.

Zur Gewährleistung hoher Anforderungen an die Genauigkeit des Montage­ prozesses wird die Montageposition durch ein Meßsystem ermittelt. Das Meßsystem wird in einen definierten Abstand von der tatsächlichen Monta­ geposition gebracht und danach durch eine Meßfahrt die tatsächliche Monta­ geposition bestimmt. Anschließend wird die Montagevorrichtung in die genaue Sollposition gebracht. Die so für mindestens zwei Ecken ermittelten Korrekturwerte können durch weitere Meßfahrten ergänzt werden, so daß die tatsächliche Rahmengröße bestimmt werden kann. Bei der nachfolgend den Schließteilmontage können diese Daten zur Korrektur der Bearbeitungspositionen verwendet werden. Das Meßsystem ist dabei nicht an eine der beiden Montageeinheiten gebunden.

Die Lagermontageeinheit besteht aus zwei separat drehbaren Aggregaten MB, MS und den notwendigen Magazinen für die Eck- und Scherenlager ESM. Eine wichtige Eigenschaft ist die Drehbarkeit der Aggregate um ihre eigenen Achsen A. Das Schraubaggregat beinhaltet gleichzeitig ein Greifsys­ tem und kann mit Hilfe einer für diese Anwendung vorgesehenen Teilelogi­ stik jedes Lager auf jeden Schenkel eines üblichen rechtwinkligen Rahmens setzen und verschrauben.

Die mitgeführten Kleinmagazine ESM befinden sich vor dem Schraubaggre­ gat und sind in ihrer Position verfahrbar.

Mit einer Übergabeeinrichtung erfolgt die Entnahme der Beschlagteile aus den Magazinen und die Übergabe an das Schraubermundstück. Die Entnahme erfolgt aus dem jeweils vor dem Schrauber befindlichen Magazin.

Zur Montage wird das Montageaggregat über die Bearbeitungsposition gebracht. Danach taucht das Meßsystem in das Rahmenfeld ein und mißt den Rahmen wie oben erläutert aus.

Anschließend wird das Bohraggregat MB in der richtigen Drehlage über die Bearbeitungsstelle (5.1) gebracht und die zur Befestigung der Beschlagteile erforderlichen Löcher werden in den Rahmen gebohrt.

Im nächsten Arbeitsgang bewegt sich das Schraubaggregat MS, welches bereits mit dem zu montierenden Beschlagteil bestückt ist, über die Bearbei­ tungsstelle (5.2), Das Teil wird positioniert und verschraubt.

Die weiteren Lager werden in gleicher Weise montiert.

Fig. 3 erläutert die Schließteilmontage. Im erläuterten Beispiel werden die zu montierenden Schließteiltypen in mitgeführten Schließteilmagazinen SM gestapelt. Dahinter befinden sich quer dazu verfahrbare, absenkbare Bohr- (MB) und Schraubeinheiten (MS), mit denen alle Schrauben vollautomatisch gesetzt werden. Die gesamte Einrichtung ist in 90°-Schritten um 270° drehbar.

Die Schraubeinheit wird hinter das zu montierende Schließteil positioniert. Zeitgleich bewegt sich die Montageeinheit so über den Rahmen, daß dieses Schließteil direkt oberhalb seiner Position am Rahmen steht. Die Schraubein­ heit und ein Teil des Schließteilmagazins SM, in dem sich Schließteile befin­ den, senken sich in die Bearbeitunghöhe ab (5.1). Durch eine Schwenkbewegung des Magazins (5.2) um eine Achse an dessen oberem Ende wird das Schließteil positioniert. Die Schraubeinheit setzt vorteil­ hafterweise in einem Arbeitszyklus alle Schrauben am Schließteil.

Den Aufbau und die Funktionsweise der Kleinmagazine erläutert Fig. 4.

Das Kleinmagazin 5 verfügt über einen Teileschacht TS, der auch in Form eines Wechselmagazins ausgeführt sein kann. Dieser speichert alle für die Bearbeitung eines Rahmens notwendigen Teile einer Teilefamilie. Der Teile­ schacht TS besteht aus zwei Seitenteilen ST und einer Anlagefläche AF.

Im unteren Bereich des Kleinmagazins befindet sich das Abschlußteil AT. Es ermöglicht die Montage der Beschlagteile und bildet mit dem Teileschacht TS den feststehenden Teil des Kleinmagazins.

Ein beweglicher Teil des Kleinmagazins ermöglicht die Führung und Bewegung der gespeicherten Beschlagteile. Hierzu sind zwei Führungsstege FS im Abstand x angeordnet, die untereinander mit Befestigungselementen BE verbunden sind, welche wiederum in Führungen, die hier in Form von Langlöchern ausgebildet sind, die in den Seitenteilen ST des Kleinmagazins angebracht sind, gleiten. Die Führungsstege verlaufen im Abstand y parallel zur Anlagefläche und gewährleisten so die definierte Bewegung der Beschlagteile.

Mit Hilfe von Schlitzen, die in den Beschlagteilen angebracht sind, gleiten diese in definierten Schritten im Kleinmagazin 5 nach unten, bis sie die Endposition im Abschlußteil AT erreicht haben.

Die Montage erfolgt mit drei Bewegungsschritten.

Die Bereitstellung des zu montierenden Teiles wird in einem Zustell- und einem Einstellhub vorgenommen, wobei letzterer teilebezogen ist. Danach führt das Magazin eine Schwenkbewegung aus, mit der das vorgeschaltene Teil in die Montagenut eingedrückt und dort angeschraubt wird.

Für jede Beschlagteilfamile ist ein nach dem gleichen Prinzip arbeitendes Kleinmagazin 5 an der Montageeinheit vorhanden. Die Schwenkbewegung kann ebenso wie die Einstellbewegung für alle Magazine gemeinsam vorge­ nommen werden.

Bezugszeichenliste

1

Rahmen

2

Umlaufender Montageablauf

3

Bereich Eck- und Scherenlager

4

Bereich Schließteile

5

Kleinmagazin

6.1

Eintransport

6.2

Austransport

7.1

,

7.2

Spannsystem

8

Transportkante

9

Spannsystem

10.1

,

10.2

Montageeinheit

11

mögliche Feldanordnungen am Rahmen

12.1

,

12.2

Sortier- u. Transporteinrichtungen der Speichervorrichtungen

13.1

,

13.2

Zwischenmagazin
A Drehachsen
ESM Eck- und Scherenlagermagazin mit Übergabevorrichtung
MS Mehrfach-Schraubaggregat mit integriertem Greifsystem
MB Mehrfach-Bohraggregat
as Ausrichtungsbewegungen des Schraubaggregates
ab Ausrichtungsbewegungen des Bohraggregates
SM Schließteilmagazin
TS Teileschacht
AT Abschlußteil
FS Führungssteg
AF Anlagefläche
ST Seitenteil
BE Befestigungselement
x Abstand der Führungsstege untereinander
y Abstand der Führungsstege von der Anlagefläche

Claims (11)

1. Verfahren zur automatischen Montage von Beschlägen an Fensterrahmen, bei der der Fensterrahmen auf einem Montagetisch fixiert wird und die Beschlagteile mit einer Montageeinheit (10.1, 10.2) angeschraubt werden, dadurch gekennzeichnet, daß

• - eine am Montagstisch angeordnete zentrale Montageeinheit (10.1, 10.2), die in beliebige Positionen oberhalb des Fensterrahmens gebracht werden kann, an die jeweils erforderliche Montageposition gefahren wird,
• - daß die Montageeinheit (10.1, 10.2) dort aus einem mitfahrendem Klein­ magazin (5) das jeweils zu montierende Beschlagteil entnimmt und mit Hilfe eines Montageaggregates (MS, MB) am Fensterrahmen befestigt und
• - daß die Montageeinheit (10.1, 10.2) vor der Bearbeitung eines neuen Fensterrahmens zu einem Hauptmagazin zum Nachladen des Kleinmagazins (5) fährt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Nachla­ den des Kleinmagazins (5) durch Auswechseln extern vorsortierter Wechsel­ magazine erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils mit dem Einbringen eines neuen Fensterrahmens in den Arbeitsbe­ reich der Montageeinheit (10.1, 10.2) die zugehörigen Beschlagteile in vorsortierter Form aus einem Zwischenmagazin an das mitfahrende Kleinma­ gazin (5) übergeben werden.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Kleinmagazin (5) zum Nachladen komplett ausgewechselt wird.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß

• - am Montagstisch eine zentrale Montageeinheit (10.1, 10.2) angeordnet ist, die in beliebige Positionen oberhalb des Fensterrahmens gebracht werden kann, wobei an der Montageeinheit (10.1, 10.2) Montageaggregate (MB, MS) sowie mindestens ein Kleinmagazin (5) zur Aufnahme der zu montie­ renden Beschläge angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Klein­ magazin (5) eine lotrechte Anlagefläche (AF) zur definierten Abstandslage der Beschlagteile und mindestens zwei parallel dazu verlaufende Führungs­ stege (FS) aufweist, die in Schlitze der Beschlagteile eingreifen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Kleinmagazin (5) um eine im oberen Bereich des Magazins gelegene waage­ rechte Drehachse schwenkbar an der Montageeinheit gelagert ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kleinmagazin (5) mit einem Hauptmagazin über eine flexible Zuführung zum Versorgen mit Beschlagteilen verbunden ist.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Vorrichtung eine zweite Montageeinheit (10.2) angebracht ist, wobei die erste Montagestation (10.1) zur Montage von Schließteilen und die zweite Montagestation zur Montage von Eck- und Scherenlager dient.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß beide Montageeinheiten (10.1, 10.2) an einem gemeinsamen Montageträger befestigt sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Montageeinheit (10.2) an einem gesonderten Montageträger befestigt ist.