DE2655477C3 - Zuführungssystem für Kleinteile - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Zuführungssystem für Kleinteile, gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Es ist üblich, die Zuführung von Kleinteilen zu Bearbeitungs· oder Montagemaschinen mit Hilfe von Vibrator — oder Rüitel*Fördereinrichiungen vorzunehmen. In diesen Fördereinrichtungen werden die Kleinteile jedoch durch das Rütteln und die Vibrationen an ihrer Oberfläche durch Druck und Reibung beansprucht, wodurch sich Veränderungen der Eigenschaften ergeben können, die nicht immer zulässig sind. Derartige Kleinteile mit empfindlicher Oberfläche sind beispielsweise Tantal-Sinterkörper, Dünnschicht-Widerstände und Kleinteile mit optischer Oberflächenwirkung.

Oft müssen Kleinteile auch wiederholt bearbeitet werden, so daß es zusätzlich besonders zweckmäßig ist, diese zu magazinieren. Derartige Magazinier-Einrich-

60 tungen sind bereits vorgeschlagen worden und bestehen aus tablettartigen Magazinscheiben, die zur Aufnahme von je einem Kleinteil rasterförmig angeordnete Fächer aufweisen, Um jedes Kleinteil in seinem Fach einer Bearbeitungseinheit zuzuführen, muß die Magazinscheibe schrittweise und zeilenweise weiterbewegt werden. Dazu ist eine Bewegungseinrichtung erforderlich, die beispielsweise nach Abtastung einer Zeile in die nächste Zeile wechselt und entweder die Bewegungsrichtung wechselt oder an den Zeilenanfang zurückspringt Eine solche Bewegungseinrichtung ist aber aufwendig, da sie eine geeignete Steuereinrichtung für die Abtastung erfordert

Ein Zuführungssystem der eingangs genannten Art ist aus der US-PS 33 15 827 bekannt Dort besteht das Vorschubelement aus einem in sich federnden Gebilde, das sich über vorwärts zu verschiebende Vorsprünge in der Magazinscheibe bewegt

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Zuführungssystem der eingangs genannten Art mit einer einfachen Vorschub-Bewegungsrichtung zu erstellen, die kontinuierlich eine schrittweise Zuführung der Kleinteile zu einer Verarbeitungseinheit ermöglicht

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß das Vorschubelement einfach aufgebaut und leichtauf unterschiedliche Magazinscheiben umstellbar ist, und daß mit diesem Vorschubelement jedes Magazinfach am Ende jeder Schritihewegung in die gleiche definierte Position zu einer Verarbeitungseinheit gebracht wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine Draufsicht auf eine Magazinscheibe und eine Vorschub-Bewegungseinrähturifc, und

Fig.2 eine Seitenansicht einer Bewegungseinrichtung mit einem Ausschnitt einer Magazinscheibe.

Ein erfindungsgemäßes Zuführungssystem für Kleinteile aus einer horizontal angeordneten ebenen runden Magazinscheibe 1, in der nach oben offene Fächer 2 zur Aufnahme je eines Kleinteils spiralförmig angeordnet sind (Fig. 1). Diese Fächer 2 weisen in tangentialer Richtung zur Spirale einen konstanten Abstand voneinander auf. Um die Fächer 2 mit den zu bearbeitenden Kleinteilen nacheinander in eine definierte Lage bezüglich einer Bearbeitungs· oder Montagemaschine zu bringen, ist eine Bewegungseinrichtung 3 für die Magazinscheibe 1 vorgesehen, die im wesentlichen in Form eines pneumatischen oder hydraulischen Linearantriebs aus einem Zylinder 4 mit einer umsteuerbaren Kolbenstange S besteht, an der ein Vorschubelement 6 mittels eines Gelenks 7 befestigt ist (F i g. 2). über dem Zylinder 4 ist parallel zu diesem eine Führungsbuchse 8 mit einer Fühmngsstange 9 angeordnet, die parallel zur Kolbenstange S in beiden Richtungen längsverschiebbar ist und ebenfalls an dem Vorschubelement 6 mittels eines Kippgelenks 10 befestigt ist. Diese Führungsstange 9 kann mittels einer einstellbaren, federbelasteten Bremseinrichtung 11 verzögert werden. Das Vorschubelement 6 weist an seinem freien Ende einen senkrecht zur Ebene der Magazinscheibe 1 nach oben gerichteten Zapfen 12 auf, der in Bohrungen 13 an der Unterseite der Magazinscheibe 1 eingreift, die unter jedem Fach 2, zu diesem

genau zentriert, angeordnet sind. Diese Bewegungseinrichtung 3 ist so unterhalb der in ihrem Mittelpunkt drehbar gelagerten Magazinscheibe 1 angeordnet, daß die periodischen, nahezu linearen Bewegungen der Kolbenstange 5 und der Führungsstange 9 in etwa parallel zur Ebene der Magazinscheibe 1 und tangential zu dieser verlaufen.

Zur Veranschaulichung des Bewegungsablaufs sei angenommen, d?ß sowohl das erste Fach 2 am Anfang der Spirale am Rande der Magazinscheibe 1 als auch das Vorschubelement 6 der Bewegungseinrichtung 3 sich in einer definierten einstellbaren Anfangslage befinden, wobei sich der nach oben gerichtete Zapfen 12 unterhalb der Bohrung 13 des zugehörigen ersten Fachs 2 befindet, ohne mit dieser im Eingriff zu stehen. Die beginnende Vorschubbewegung der Kolbenstange 5 wirkt sich so aus, daß das Vorschubelement 6 eine Drehbewegung in senkrechter Ebene um das Kippgelenk 10 ausführt, so daß der Zapfen 12 nach oben in die betreffende Bohrung 13 des ersten Fachs 2 eingreift Der Dreh winke! ist so begrenzt, daß der Zapfen 12 in der unteren Stellung gerade nicht und in det oberen Stellung voll in die Bohrung 13 eingreift, ohne allerdings senkrecht nach oben eine Kraft auf die Magazinscheibe 1 auszuüben. Bis zur Erreichung des oberen Grenzwinkels verbleibt die Führungsstange 9 infolge der einstellbaren Bremseinrichtung 11 in Ruhe, um von diesem Zeitpunkt an gemeinsam mit der Kolbenstange 5 in einer zur Magazinscheibe 1 nahezu tangential verlaufenden Vorschubbewegung das erste Fach 2 in eine definierte Lage bezüglich einer Bearbeitungsmaschine zu bringen. Die Fixierung dieser definierten Lage erfolgt mittels eines Begrenzungselementes 14, das an der zum Vorschubelement 6 gerichteten Seite einen prismatischen Einschnitt 15 aufweist, in dem das entsprechend ausgebildete freie Ende des Vorschubelements 6 bei der definierten Position zur Anlage kommt

Während das im ersten Fach 2 befindliche Klcinteil in dieser fixierten Lage bearbeitet wird, setzt die Rückzugsbeuegung der Kolbenstange 5 durch Um- *o steuerung ein, wobei die Führungsstange 9 unter der Wirkung der Bremseinrichtung 11 so lange in Ruhe bleibt, bis die Drehbewegung des Vorschubelementes 6 um das Kippgelenk 10 in senkrechter Ebene bei Erreichung des unteren Grenzwinkels beendet ist und der Zapfen 12 sich nicht mehr im Eingriff mit der Bohrung 13 des ersten Fachs 2 befindet Die Rückzugsbewegung ist mit Erreichung des oben beschriebenen Anfangszustandes beendet, wobei sich der Zapfen 12 unterhalb der Bohrung 13 des zweiten so Fachs 2 befindet. Dieser Bewegungsablauf wiederholt sich nun periodisch, bis alie Fächer 2 nacheinander in eine definierte Position bezüglich einer Bearbeitungsmaschine gebracht worden sind.

Da aber die Fächer 2 auf einer Spirale liegen, wird sich der Zapfen 12 nach jeder beendeten Rückzugsbewegung nicht genau zentrisch unter der nachfolgenden Bohrung 13 befinden. Um diese kleine Exzentrizität auszugleichen, ist der Zapfen 12 am oberen freien Ende kegelförmig oder kugelförmig ausgebildet, während die «> Ränder der Bohrungen 13 Senkungen oder Abschrägungen aufweisen. Damit ist auch dem Umstand Rechnung getragen, daß der 2apfen 12 nicht in einer senkrecht nach oben gerichteten linearen Bewegung, sondern in einer kreisbogenförmigen Bewegung in die Bohrungen 13 eingreift. Zusätzlich wird das leichte Eingreifen noch dadurch unterstützt, daO das Vorschubelement 6 parallel zur Ebene der Magazinscheibe 1 und senkrecht zur Vorschubbewegung beweglich ist Dies wird beispielsweise dadurch erreicht, daß der Zylinder 4 an seinem dem Vorschubelement 6 gegenüberliegenden Ende an einer Blattfeder 16 befestigt ist Beim Eingreifen des Zapfens 12 in eine etwas exzentrisch verschobene Bohrung 13 wird die Bewegungseinrichtung 3 in horizontaler Ebene um kleine Winkel ausgelenkt und kehrt bei der eingriffsfreien Rückzugsbewegung infolge des Rückstellmomentes der Blattfeder 16 wieder in seine Normalstellung zurück. Der Zapfen 12 führt also während seiner Bewegungsperiode Bewegungen in einer senkrechten und einer horizontalen Ebene aus. Das Eingreifen des Vorschubelementes 6 in die Magazinscheibe 1 kann auch so erfolgen, daß das Vorschubelement 6 eine Bohrung aufweist in die Zapfen oder Stifte unter jedem Fach 2 der Magazinscheibe 1 eingreifen.

Um alle Fächer 2 der Spirale nacheinander in eine definierte Lage zu bringen, ist die Magazinscheibe 1 nicht nur drehbar, sondern auch senkrecht zur Bewegungsrichtung der Bewegungs&iirichtung 3 frei verschiebbar angeordnet beispielsweise durch einen unter der Magazinscheibe 1 im Mittelpunkt angebrachten Drehzapfen 17, der in einer horizontalen Nut 18 in einer Unterlage gleitet Mit abnehmendem Abstand des jeweils vun der Bewegungseinrichtung 3 transportierten Fachs 2 vom Drehpunkt der Magazinscheibe 1 gleitet der Drehzapfen 17 in der Nut 18 in Richtung des Begrenzungselements 14, bedingt durch die radiale und tangentiale Führung des freien Endes des Vorschubelements 6 an den Kanten des prismatischen Einschnitts 15 des Begrenzungselements 14 in Verbindung mit der Rückstellkraft der Blattfeder 16. Zur Minderung des Aufpralls des freien Endes des Vorschubelements 6 auf das Begrenzungseiement 14 kann letzteres mit einer einstellbaren, nicht dargestellten Dämpfungseinrichtung versehen sein. Um die definierte Lage der Fächer 2 während des Bearbeitungsvorgangs und während der Rücklaufbewegung des Vorschubelements 6 zu gewährleisten, wird vorgeschlagen, die Magazinscheibe 1 während dieser Zeit durch eine nicht dargestellte Klemmvorrichtung unverrückbar zu fixieren. Es hat sich aber gezeigt, daß eine solche Klemmung von einem bestimmten Gewicht der Magazinscheibe f ab nicht vonnöten ist

Das Füllen der Fächer 2 der Magazinscheibe 1 ist vielfach sehr einfach; zum Beispiel genügt es oft, je nach der Form der Kleinteile, diese auf die Magazinscheibe 1 aufzuschütten und durch kleine Rüttelbewegungen in Richtung der Scheibenebene in die Fächer 2 einzufüllen; dabei können bis zu einem gewissen Grade auch unsymmetrische Teile in den entsprechend gestalteten Fächern 2 in eine geordnete Lage gebracht werden.

Bei ungünstig gestalteten Kleinteilen wird zur rationellen Füllung der Fächer 2 der Magazinscheibe 1 eine in der Zeichnung nicht dargestellte Füllscheibe mit spiralförmig angeordneten, durchbrochenen Einfüllfächern vorgesehen, die reproduzierbar auf die Magazinscheibe 1 aufsetz&T ist, wobei die Einfüllfächer jeweils zu den Fächern 2 der Magazinscheibe 1 zentriert sind. Diese Einfüllfächef besitzen eine günstige Geometrie zum geordneten Füllen der Fächer 2, sind aber als eigentliche Magazinfächer für eine Weiterverarbeitung der Kleinteile in einer definierten Position ungeeignet. Zur Veranschaulich! ng sei das Einfüllen von Tantalkondensatoren in eine Magazinscheibe 1 als Beispiel herausgegriffen. Diese Tantalkondensatoren bestehen beispielsweise aus einem zylinderförmigen Sinterkör-

per. der an einer Stirnseite einen in Längsrichtung herausragenden AnschluDdraht aufweist. Zur Weiterverarbeitung müssen die Kondensatoren so in den Fächern 2 angeordnet sein, daß die Anschlußdrähte senkrecht nach oben aus den Fächern 2 herausragen, wobei die Sinterkörper in den zylinderförmigen Fächern 2 möglichst spielfrei gehaltert sein sollen. Wollte man die Kondensatoren in derartige Fächer 2 einschütteln, so wäre die Ausbeute an richtig angeordneten Kondensatoren gering, da es mehr einZufallsereignis ist, daß ein Kondensator mit seinem zylinderförmigen Sinterkörper in das genau passende zylinderförmige Fach 2 der Magazinscheibe 1 hineinfällt. Mit einer auf die Magazinscheibe 1 aufgesetzten FUllscheibe mit durchbrochenen Einfüllfächern, deren Querschnitte an der Unterseite mit denjenigen der Fächer 2 der Magazinscheibe 1 übereinanderstimmen und die sich zur Oberseite hin irichcrför^iig erweitern, gelingt

kurzer Zeit, einen hohen Füllgrad zu erreichen. Eine weitere Verbesserung des Füllvorgangs besteht darin, die Magazinscheibe 1 mit der aufgesetzten FUllscheibe in horizontaler Lage beim Aufschütten der Kleinteile rotieren zu lassen und sie anschließend um etwa 30 Grad zu kippen. Dabei werden durch die Rotation die noch nicht aufgefüllten Fächer 2 immer wieder von noch nicht eingeordneten Kondensatoren erreicht. Die beim beendeten Füllvorgang noch auf der Füllscheibe vorhandenen, nicht mehr benötigten Kondensatoren, sowie die Kondensatoren, die beim Aufschütten auf die horizontale Füllscheibe zufällig mit den Anschlußdrähten in die Fächer 2 gefallen sind, werden durch weiteres Kippen der Magazinscheibe 1 mitsamt der Füllscheibe in eine nahezu senkrechte Lage von der Füllscheibe entfernt, in geeigneter Weise aufgefangen und dem Füllen der nächsten Magazinscheibe 1 zugeführt. Nach dem Entfernen der Füllscheibe wird die gefüllte Magazinscheibe 1 mit ihrem Drehzapfen 17 in die Nut 18 eingesetzt beziehungsweise auf eine Vorschubscheibe aufgesetzt und bezüglich des ersten Fachs 2 in die definierte Anfangslage gebracht.

Auf diese einfache und rationelle Weise ist es zum Beispiel möglich, je nach Größe tausend bis zweitausend Kleinteile in etwa einer Minute in eine Magazinscheibe einzufüllen. Selbstverständlich kann das Füllen der Magazinscheibe 1 auch seriell, beispielsweise durch einen in der Zeichnung nicht dargestellten Manipulator erfolgen, wobei mittels der vorgesehenen Anordnung jedes Fach 2 nacheinander in eine definierte

Einfüllposition gebracht wird. Ist die Magazinscheibe 1 einmal gefüllt, können die Kleinteile in den Fächern 2 über viele Fertigungsstufen

hinweg in geordneter Lage verbleiben. Es können selbst

ί Präzisionsbearbeitungsvorgänge an den Kleinteilen in den Fächern 2 vorgenommen werden, wie zum Beispiel

Bohrungen setzen, Bedrucken, Stifte oder Schrauben

einsetzen, Teilmontagen, Prüfvorgänge usw.

In manchen Fällen können die Kleinteile bei der

in Bearbeitung nicht in der Magazinscheibe 1 verbleiben. Dazu werden die Kleinteile nacheinander bei der definierten Bearbeitungsposition mittels eines Manipulators den Fächern 2 entnommen, einer beliebigen Bearbeitung zugeführt und gegebenenfalls nach der

r> Bearbeitung wieder in die Fächer 2 bei dieser definierten Position eingesetzt.

Bei der als Beispiel angeführten Bearbeitung von TantalknnH<»nsaloren ist ein derartieer Manipulator vorzugsweise mit einem zentrierenden Greifer versein hen. Dieser Greifer besitzt eine Anzahl von Lamellen, die nach Art einer Lochblende angeordnet sind. Mit völlig geöffneter Lochblende wird der Greifer über den Tantalanschlußdraht in die Entnahmeposition abgesenkt, wobei dieser dann durch Schließen der Lochblen-

r> de zentrierend ergriffen und zur Weiterverarbeitung beispielsweise an ein Band in einer definierten Position angeheftet *>der angeschweißt wird. Damit werden auch die Anschlußdrähte erfaßt, die nicht genau senkrecht stehen, sondern sich innerhalb eines bestimmten

in Raumwinkels befinden. Weiterhin wird vorgesehen, den Greifer des Manipulators mit einem Sensor zu versehen, der ein elektrisches Signal abgibt, wenn in einer Entnahmeposition kein Anschlußdraht erfaßt wird. Dies ist dann der Fall, wenn das betreffende Fach 2 entweder

ii leer ist und einen Tantalkondensator enthält, dessen Anschlußdraht sich außerhalb des bestimmten Raumwinkels befindet. Dieses elektrische Signal bewirkt, daß das Band mit den angehefteten oder angeschweißten Tantalkondensatoren so lange angehalten wird, bis der Greifer wieder einer Anschlußdraht erfaßt hat, um Leerstellen auf diesem Band zu vermeiden.

somit kann mi; einer entsprechenden Anzani run Magazinscheiben 1 auf einfache Weise eine Bearbeitungs- oder Montagestraße aufgebaut werden, wobei

«'> die einzelnen Stationen völlig unabhängig voneinander arbeiten, so daß auftretende Störungen an einer Station auf diese beschränkt bleiben.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche;

1. Zufübrungssystem für Kleinteile, bestehend aus einer drehbaren Magazinscheibe mit spiralig angeordneten Fächern zur Aufnahme je eines Kleinteils, und einer Bewegungseinrichtung zur Zuführung jedes Fachs zu einer Verarbeitungseinheit, bei dem die Fächer voneinander tangential einen konstanten Abstand aufweisen und bei dem die Bewegungseinrichtung für die Magazinscheibe ein ι ο Vorschubelement aufweist, das parallel zur Ebene der Magazinscheibe in tangentialer Richtung eine nahezu geradlinige periodische Vorschubbewegung mit einer Schrittlänge ausführt, die gleich oder etwas größer als der tangentiale Abstand der Fächer ist, ·⁵ und daß der Mittelpunkt der Magazinscheibe frei drehbar und senkrecht zur Bewegungsrichtung des Vorschubelements frei verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorschubelement (6) parallel zur Yorschubrichtung in einer senkrechten und einer horizontalen Ebene beweglich ist.

2. Zuführungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorschubelement (6) in der horizontalen Ebene durch eine Feder (16) auslenkbar ist und selbsttätig in die Ruhelage zurückkehrt

3. Zuführungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Magazinscheibe (1) an der Unterseite Bohrungen (13) mit Senkungen oder Abschrägungen aufweist, die zu den Fächern (2) an der Oberseite zentriert sind.

4. Zuführungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dnß das Vorschubelement (6) über ein Gelenk<(7) mit einer Kolbenstange (5) verbunden ist, die in ebsm Zylinder (4) umsteuerbar und über ein Kippgelenk (10) mit einer Führungsstange (9) verbunden ist, die in einer Führungsbuchse (8) beweglich ist.

5. Zuführungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daßdie Führungsstange (9) durch eine einstellbare Bremseinrichtung (11) verzögerbar ist.

6. Zuführungssystem nach einem der vorhergenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine auf die Magazinscheibe (1) genau definiert aufsetzbare Füllscheibe Einfüllfächer aufweist, die zu den Fächern (2) der Magazinscheibe (1) zentriert sind.