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Verfahren und Anordnung zum automatischen Markieren von Bauteilen
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Anordnung zum
automatischen Markieren von Bauteilen und dergleichen.
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Bauteile, die auf elektronisch gesteuerten Automaten gefertigt bzw.
geprüft oder geeicht werden müssen, müssen häufig mit einer entsprechenden Markierung
versehen werden. Diese Markierung muß gut sichtbar sein, eine hohe Wisch- bzw. Abriebfestigkeit
aufweisen, eine kurze Eintrocknungszeit besitzen und auch auf nichtentfetteten Untergründen
gut haften. Aus diesem Grund ließen sich bisher schon bestehende Markierungsvorrichtungen
zu diesem Zweck nicht verwenden, sondern es wurden vielmehr die Markierungen von
Hand aufgrund von ausgedruckten Protokollen aufgebracht.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine
Anordnung zu schaffen, die Markierung von Bauteilen bzw. Baugruppen, die auf Automaten
geprüft und abgeglichen werden, so automatisiert, daß die kennzeichnende Einheit
funktions- und steuerungsmäßig möglichst einfach an diese Automaten angebaut bzw.
angepaßt werden kann, unter Einhaltung einer hohen Markierungsgüte.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird dabei so verfahren, daß ein Einschaltsignal
ein Magnetventil öffnet, und einen Pneumatikzylinder in Gang setzt, der einen Schieber
betätigt und eine einen Faserschreiber abdeckende Kappe mittels eines Stößels öffnet,
daß zugleich der Schieber an einem Mitnahmestift anstößt, und bei weiterer
Schubbewegung
einen Elektromotor an eine in einem Rohr drehbar'gelagerte, einen Faserschreiber
enthaltende Hülse bis zur Ausfahrendstellung aus dem Rohr hinausschiebt, wobei gleichzeitig
die Kappe so weit ausgeschwenkt wird, daß sie in eine Rastvorrichtung einrastet,
daß anschließend ein erster Endschalter die Ausfahrendstellung signalisiert und
den Elektromotor einschaltet, daß nach erfolgter Markierung mittels eines Ausschaltsignals
der Elektromotor abgeschaltet, das Magnetventil geschlossen und dadurch der Pneumatikzylinder
in Ruhezustand versetzt wird, daß dann der Faserschreiber durch eine Rückholfeder
in Nullausgangsstellung gebracht wird, daß ein zweiter Endschalter die Nullausgangsstellung
signalisiert und zugleich einen Stoßmagneten über ein Verzögerungsglied einschaltet
und durch Ausklinken der Rastvorrichtung die Kappe über eine Rückstellfeder schließt.
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Die Anordnung zur Durchführung des Verfahrens ist dabei so ausgebildet,
daß auf einem Grundkörper ein Rohr befestigt ist, in dessen Inneren eine einen Faserschreiber
enthaltende, drehbar gelagerte Hülse und ein Elektromotor mit einer Kupplungsvorrichtung
angeordnet ist, daß der Elektromotor mit einer Rückholfeder verbunden ist, die sich
zwischen Rohr und Pneumatikzylinder befindet, daß in dem Lager des Elektromotors
ein Mitnahmestift eingelassen ist, der nach unten aus dem Rohr herausragt und in
eine Ausnehmung eines Schiebers eingreift, daß der Schieber mit einem Pneumatikzylinder
verbunden ist, daß mit dem Schieber zwei Endschalter und ein Stößel verbunden sind,
daß am vorderen Ende des Rohres eine Kappe aufgebracht ist, die mit einer Rastvorrichtung
verbunden ist, und in Ruhestellung mittels einer Zugfeder plan auf das Rohr aufgedrückt
ist, und daß die Rastvorrichtung mit dem Anker eines Stoßmagneten in Wechselwirkung
steht.
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Durch diese Maßnahmen ist es möglich, bei Fertigung und im Prüffeld
die Markierungsarbeiten in einfacher Weise zu rationalisieren.
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Die Rastvorrichtung kann dabei so ausgebildet sein, daß die Rastvorrichtung
aus einem mit an der Kappe verbundenen Arm besteht, an dessen vorderem Ende ein
Raststift nach oben herausragt, daß
dieser Arm gelenkig mit einer
Auskragung des Grundkörpers verbunden ist, daß am anderen Ende dieser Auskragung
ein Rasthebel gelenkig gelagert ist, und daß zwischen dem Rastkopf des Rasthebels
und einer weiteren Auskragung des Grundkörpers eine Zugfeder angeordnet ist, und
daß am hinteren Ende des Armes ein Stift nach unten herausragt, an dem das eine
Ende einer weiteren Zugfeder angreift, deren anderes Ende mit dem Grundkörper verbunden
ist.
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Durch diese Rastvorrichtung läßt sich die zum Schutz vor Austrocknen
am vorderen Ende des Rohres aufgebrachte Kappe in leichter Weise ausschwenken, arretieren
und nach abgeschlossenem Markierungsvorgang wieder auf das Rohr zurückschnappen.
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Im Boden dieser Kappe kann ein mit Flüssigkeit getränktes Filz-oder
Vliesplättchen eingelegt sein. Dadurch wird der Faserschreiber zusätzlich vor dem
Austrocknen geschützt.
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Zur Abdichtung kann außerdem an einem Ende der Hülse ein Silicon-Gummiring
eingesetzt sein, wobei dieser Gummiring gleichzeitig zur Befestigung des Faserschreibers
in der Hülse dient. Die Anordnung kann außerdem so ausgebildet sein, daß am Rohr
ein Justierring aufgebracht ist, und daß am hinteren Ende des Schiebers zwischen
zwei Stiften, von denen der vordere, der am Motorlager befestigt ist, über den Schieber
nach oben hinausragt, eine Zugfeder angeordnet ist, und der hinausragende Stift
als Anschlag für den Justierring dient. Dadurch ist sichergestellt, daß der Faserschreiber
beim Ausfahren durch die Feder solange zurückgehalten wird, bis der Stift eine Aussparung
am Schieber durchlaufen hat, so daß der Faserschreiber nicht gleichzeitig mit der
Kappenöffnung ausgefahren wird, wodurch ein Anstoßen des Faserschreibers an den
Deckel während der oeffnung vermieden wird.
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Eine zwischen Faserschreiber und Kupplung angebrachte Druckfeder dient
zum Toleranzausgleich.
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Anhand der Ausführungsbeispiele nach den Fig.1 bis 5 wird die Erfindung
näher erläutert.
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Fig.1 zeigt die Markierungsvorrichtung im ausgefahrenen Zustand mit
geöffnetem Deckel; Fig.2 zeigt die Markierungsvorrichtung im eingefahrenen Zustand
mit geschlossenem Deckel; Fig.3 zeigt eine Seitenansicht der Markierungsvorrichtung
im eingefahrenen Zustand; Fig.4 zeigt den Querschnitt durch die Markierungsvorrichtung
im eingefahrenen Zustand und Fig.5 zeigt die Draufsicht der Markierungsvorrichtung
im ausgefahrenen Zustand.
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Zunächst wird der Aufbau der Markierungsvorrichtung mit Hilfe der
Fig.1 und 2 beschrieben.
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Ein handelsüblicher Faserschreiber 1 ist durch einen Silicon-Gummiring
2, welcher gleichzeitig als Abdichtung wirkt, in einer Hülse 3 befestigt, Er kann
bei Bedarf durch einfaches Herausziehen ausgewechselt werden.
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Die Hülse 3 ist in einem Rohr 4 drehbar gelagert, welches mit dem
Grundkörper 5 verklebt ist. In diesem Grundkörper befinden sich u.a. auch die Löcher
6 zum Befestigen der Vorrichtung. Ferner sind an ihm Kappe 19, Stoßmagnet 26, Pneumatikzylinder
14 und Endschalter 29 befestigt.
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Ein Mikromotor 7, der über ein Kupplungsstück 8 und einen Mitnahmestift
9 die Hülse 3 antreibt, sorgt für die Drehung des Faserschreibers beim Markierungsvorgang.
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Da die Ausfahrstrecke vom Zuleitungskabel 10 des Motors kompensiert
werden muß, wird dieses spiralfederförmig zu den Lötanschlüssen geführt.
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Um ein Einklemmen der Anschlüsse im Deckel 12 zu vermeiden, ist
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eine Führungshülse 11 auf die Anschlußseite des Motors gesteckt.
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Das Ausfahren des Schreibers geschieht mittels eines Pneumatikzylinders
14. Dieser wirkt über den Schieber 15 und den Mitnahmestift 16, welcher fest mit
der Motorhaltung 17 verbunden ist.
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Beim Ausfahren wird zuerst durch einen Stößel 20, welcher Bestandteil
des Schiebers ist, die Kappe 19 geöffnet.
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Um ein Mitgehen des Faserschreibers zu verhindern, der ja bei gleichzeitigem
Ausfahren und Kippen in der Kappenöffnung klemmen würde, ist im Schieber eine bestimmte
Vorlaufstrecke gegeben. Während dieses Vorlaufs wird der Faserschreiber durch die
Zugfeder 21 am verstellbaren Anschlagring 18 gehalten. Dieser Anschlagring ist über
ein Gewinde am Ende von Rohr 4 deshalb verstellbar, damit der Nullpunkt des Faserschreibers
so eingestellt werden kann, daß die Kappe 19 genau plan auf dem Silicon-Gummiring
2 aufliegt. Hiermit wird eine optimale Abdichtung erzielt und damit das Austrocknen
des Faserschreibers über einen längeren Zeitraum verhindert.
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Die Kappe 19 klinkt beim Öffnen mittels des Raststiftes 23 im Hebel
24 ein. Dadurch wird erreicht, daß bei kurz aufeinanderfolgenden Kennzeichnungen
der Deckel geöffnet bleibt. Dieses Prinzip, das eine erhebliche Verringerung des
mechanischen Verschleißes des Deckelmechanismus erwirkt, funktioniert aufgrund der
Tatsache, daß die Gefahr des Austrocknens bei kurz aufeinanderfolgenden Markierungen,
infolge des stetigen Schreibflüssigkeits-Durchlaufes nicht gegeben ist.
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Ist es aufgrund einer längeren Unterbrechung notwendig, den Dekkel
zu schließen, so gibt man dem Stoßmagneten 26 einen kurzen Stromimpuls. Dieser Impuls
muß von der Steuerung der Anlage kommen, z.B. über ein entsprechend geschaltetes,
zeitlich variables Verzögerungsglied.
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Der Magnet drückt dadurch mit dem Anker den Hebel 24, entgegen der
Kraft der Zugfeder 25, nach hinten und bringt den Raststift 23 außer Eingriff, wodurch
sich der Deckel mit Hilfe der
Zugfeder 22 schließt. Ferner ist
am Schieber 15 noch eine Anschlagfläche 27 angebracht, wodurch es möglich ist, bei
entsprechender Ausführung des Gegenanschlages die Hublänge zu variieren.
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Durch die beiden berührungslosen Endschalter 28, 29 wird das Erreichen
der beiden Endstellungen ("Eingefahren" bzw. 'sAusgefahren") angezeigt.
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Ferner wird bei Erreichen der Position "Ausgefahren" durch den Endschalter
28 der Motor 7 eingeschaltet bzw. beim Verlassen dieser Position wieder ausgeschaltet.
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Weiter ist es möglich, durch das Aufstecken einer exzentrisch gebohrten
Hülse auf den Faserstift die Schreibspitze außer Mitte zu drücken und hiermit eine
ringförmige Markierung zu erzeugen.
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Durch eine Ausdrehung am Grund der Öffnung der Kappe 19 ist es möglich,
eine flüssigkeitsgetränkte Vliesscheibe einzulegen, wodurch die Austrocknungszeit
zusätzlich noch verlängert werden kann.
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Die Funktion der Markierungsvorrichtung wird mittels der Fig.3 bis
5 erläutert, wobei in Fig.5 neben dem Maximalhub auch noch der Minimalhub und die
Nullstellung eingetragen ist.
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Der Funktionsablauf wird in einzelnen Schritten dargelegt, wobei sich
das nicht dargestellte zu markierende Bauteil in Kennzeichnungsposition befinden
soll.
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1. Schritt: Das elektrische Signal für ein Magnetventil öffnet dieses
und setzt dadurch den Pneumatikzylinder 14 in Gang. Der am Zylinder 14 befestigte
Schieber 15 läuft auf die Kappe 19 auf und öffnet diese. Dadurch entspannt sich
die Druckfeder 30 bis auf Vorspannung und schiebt die Hülse 3 mit dem Faserschreiber
1 um einen Toleranzenausgleich von z.B. 2 mm heraus. Gleichzeitig wird die vorgespannte
Zugfeder 21, die ein weiteres Mitgehen des Faserschreibers 1 verhindert, teilweise
entspannt. Nach z.B. 12 mm Hub
v läuft der Schieber 15 auf den
Mitnehmerstift 16 vom Motorlager 17 auf und nimmt dieses zusammen mit der Hülse
3 und dem Faserschreiber 1 mit.
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Außerdem ist nach 12 mm Hub die Kappe 19 soweit geöffnet, daß bei
nun einsetzendem Ausfahren des Faserschreibers 1 und weiterer Kappenöffnung, Schreiberspitze
und Kappe 19 sicher aneinander vorbeigleiten können. Nach z.B. zirka 35 mm Schieberhub
ist die Kappe 19 ganz geöffnet und klinkt in den Rasthebel 24 ein. Zugfeder 22 ist
gespannt. Zirka 1,5 mm vor Erreichen der Hubendstellung (maximaler Hub z.B. = 75
mm) setzt der Faserschreiber 1 auf dem Bauteil auf und wird durch die Druckfeder
30 und das Eigengewicht von Aufnahme, Kupplungsmechanismus, Motoraufnahme und Motor
auf das Bauteil gedrückt.
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2. Schritt: Der Faserschreiber 1 erreicht Hubendstellung und über
den Endschalter 28 wird der Motor 7 eingeschaltet, welcher über das Kupplungsstück
8 die Hülse 3 und über den Dichtring hiermit den Faserschreiber 1 in Drehung versetzt.
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3. Schritt: Nach 1...2 sec Markierungszeit kommt ein Signal für Rücklauf.
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Das Pneumatikventil schließt und der Faserschreiber 1 wird durch die
Zylinderrückholfeder wieder in Nullstellung gebracht. Kurz vor Erreichen der Zylindernullstellung
schlägt der Mitnahmestift des Motorlagers 17 am Justierring 18 an. In den restlichen
12 mm Weg wird die Zugfeder 21 wieder gespannt.
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4. Schritt: Zugleich mit dem Schließen des Pneumatikventils wird der
Motor abgeschaltet.
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5. Schritt: Das Erreichen der Zylindernullstellung wird durch den
zweiten Endschalter 29 signalisiert. Zugleich schaltet der zweite Endschalter 29
den Stoßmagneten über ein Verzögerungsglied ein.
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6. Schritt: Kommt bis zirka 45 sec nach Erreichen der Zylindernullstellung
kein neues Ausfahrsignal an den Zylinder 14 (neue Markierung), so wird der Stoßmagnet
26 über ein nicht dargestelltes Verzögerungsglied kurz eingeschaltet (zirka 0,5...1
sec). Der Stoßmagnet öffnet die Deckelrastwng und Kappe 19 wird durch Zugfeder 22
geschlossen.
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Der Stoßmagnet 26 in Verbindung mit Rasthebel 24 und Verzögerungsglied
hat folgende Funktion: Er verhindert 1. bei normalem Prüfbetrieb, d.h. kurzes Aufeinanderfolgen
von Markierungen, eine zu starke mechanische Belastung des Deckelschließmechanismus
bzw. des Dichtringes; 2. durch das Schließen des Deckels bei längerem Stillstand
eine Austrocknung des Faserschreibers.
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Die Austrocknungszeit wird zudem durch ein mit Flüssigkeit getränktes
Filz- oder Vliesplättchen 38, das sich am Grund der Kappe 19 befindet, verlängert.
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Wird bei noch geöffnetem Deckel eine neue Markierung eingeleitet,
so läuft die Funktionsfolge mit Ausnahme der Deckelöffnung bzw. -rastung wie vorstehend
beschrieben ab.
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Es ist außerdem noch eine zusätzliche Auflaufsicherung eingebaut.
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Sie soll verhindern, daß bei eventuellen Fehlprogrammierungen oder
anderen nicht vorgesehenen Zwischenfällen der Faserschreiber hart auffährt.
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Sie besteht im Prinzip darin, daß der Arbeitsdruck des Pneumatikzylinders
durch ein vorgeschaltetes Druckminderventil auf ein Mindestmaß reduziert wird, so
daß zwar die erforderlichen mechanischen Funktionen noch erfüllt werden, andererseits
aber bei einem Auflaufen kein größerer Schaden am Stift entsteht.
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7 Patentansprüche 5 Figuren