DE2719229A1

DE2719229A1 - Beschickungsvorrichtung fuer werkzeugmaschinen

Info

Publication number: DE2719229A1
Application number: DE19772719229
Authority: DE
Inventors: Lothar Hoppe; Arthur Wirz
Original assignee: Micafil AG
Current assignee: Micafil AG
Priority date: 1976-12-15
Filing date: 1977-04-29
Publication date: 1978-06-22
Also published as: DD133935A5; IT1079209B; DE7713605U1; CH597059A5; FR2374135B1; FR2374135A1; GB1567587A

Description

MICAPIL AG, ZÜRICH ^ *\ - Mi 281/77

1OO99

Beschickungsvorrichtung für Werkzeugmaschinen

Die Erfindung betrifft eine Beschickungsvorrichtung zur Zufuhr- und zum Weitertransport von Werkstücken bei Fertigungsmaschinen, insbesondere Ankerfertigungsmaschinen, mit mindestens zwei paral-IeI geschalteten Fertigungsstationen.

Bei Fertigungsmaschinen, vorzugsweise Ankerfertigungsmaschinen, mit zwei oder mehreren parallel geschalteten Fertigungsstationen, werden einerseits taktgebundene und anderseits taktungebundene Zu- und Wegführsysteme verwendet.

Die bekannten taktgebundenen Systeme, die immer auf die langsamste Maschine abgestimmt sind und bei welchen beim Stillstand einer Maschine auch die anderen, parallel betriebenen Maschinen nicht mehr beschickt werden können, ermöglichen in der Regel keinen wirtschaftlichen Arbeitsablauf.

Demgegenüber wird bei taktungebundenen Systemen stets dem individuellen Takt jeder Fertigungsstation gefolgt, so daß bei Ausfall einer Station die restlichen ohne Unterbruch weiter beschickt werden können. Es sind Gurtförderer bzw. Einketten-Transportbänder bekannt, bei welchen der Ankertransport, beispielsweise Ankerrohlinge, in Ankerachsenrichtung ohne Eigenbewegung der

809825/0580

Anker erfolgt. Hierdurch ergeben sich jedoch Nachteile, da diese Beschickungsvorrichtungen nur beschränkt anwendbar sind und beim Stauen der axial hintereinander liegenden Anker kommt es auch zum gegenseitigen Verhaken der Anker.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, geneigte Pendelklinkenbahnen zu verwenden, bei welchen die quer zur Ankerachse transportierten Anker auf ihren äußeren Wellenenden abrollen. Diese Beschickungsvorrichtungen sind für Anker mit unterschiedlichen Wellenendendurchmessern nicht anwendbar, da u.a. im Arbeitsablauf Niveaudifferenzen zu überwinden sind. Ein weiterer erheblicher Nachteil ist darin zu sehen, daß diese Vorrichtungen konstruktiv aufwendig sind.

Es sind weiterhin Ankerfertigungsmaschinen bekannt, bei welchen die Anker auf geneigten Rollbahnen quer zur Ankerachse selbstrollend hintereinander transportiert werden. Die Anker müssen zuerst auf die erforderliche Höhe angehoben werden, um mittels eines mechanischen Weichensystems und weiterer Rollbahnen, beispielsweise zu drei parallel angeordneten Wickelmaschinen, zu gelangen.

Diese bekannten Bahnen sind nicht für alle Ankerarten anwendbar, da die Ankerführung schwierig ist und auf größeren Bahnlängen sich die Anker verhaken und beschädigen können. Weiterhin müssen auch bei diesem System im Arbeitsablauf die Niveaudifferenzen berücksichtigt werden, wodurch zusätzliche Störquellen entstehen können.

809825/0580

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Beschickungsvorrichtung zu schaffen, welche die Mängel des Bekannten nicht aufweist, den betrieblichen Anforderungen von parallelgeschalteten Fertigungsstationen anpassungsfähiger ist und innerhalb eines gesamten Beschickungssystems automatisierter Ankerfertigungsmaschinen leicht und variabel intergrierbar ist.

Die vorstehende Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Bereich der parallel geschalteten Fertigungsstationen nebeneinander je ein Förderer für die Werkstückzufuhr und ein Förderer für den Werkstückweitertransport angeordnet sind, wobei beide Förderer aus mehreren einzelnen Bahnabschnitten gebildet sind, welche endlos und individuell angetrieben sind und daß zwischen den einzelnen Bahnabschnitten Werkstückübergabevorrichtungen vorgesehen sind, sowie jede der paarweise nebeneinander angeordneten Bahnabschnitte jedes Förderers eine Zufuhr- und Abgabevorrichtung zu und von den einzelnen taktungebundenen Fertigungsstationen angeordnet sind.

Der Vorteil der Erfindung ist gegenüber funktionsmäßig gleichwertigen Anordnungen darin zu sehen, daß die einzelnen BaueIe- mente der Beschickungsvorrichtung, bestehend aus mehreren endlosen Bahnabschnitten, gekoppelt mit Werkstückübergabe-, sowie Zufuhr- und Abgabevorrichtungen, bei parallelgeschalteten Fertigungsstationen je nach Bedarf zu beliebig großen Beschickungseinheiten variabel kombiniert werden können, wodurch auch bei Sortimentsänderungen die Kapazität der parallelgeschalteten Stationen leicht und schnell den neuen Bedingungen angepaßt werden kann. 809825/0580

Besonders vorteilhaft ist es, wenn am Ende jedes Bahnabschnittes des Förderers I eine Warteposition und am Anfang jedes Bahnabschnittes des Förderers II eine Abgabeposition vorgesehen sind.

Dadurch, daß einerseits die Wartepositionen des Förderers I immer mit Werkstücken belegt sind, bzw. in diese Positionen weitere Werkstücke sofort nachrücken, und anderseits die Abgabepositionen von Werkstücken freigehalten, bzw. die Werkstücke aus diesen Positionen sofort weitertransportiert werden, werden zusätzliche Stillstände der parallelgeschalteten Fertigungsstationen vermieden.

Ferner ist es zweckmäßig, daß jeweils eine werkstückfreie Endposition an jedem Bahnabschnitt des Förderers II vorgesehen ist.

Diese Maßnahme kann zusätzlich zur Optimierung des Fertigungsablaufs vorgenommen werden, wenn die parallelgeschalteten Fertigungsstationen mit einer sehr kurzen Taktzeit arbeiten.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform sind am Förderer I und am Förderer II Vorrangsteuerungs-Elemente vorgesehen.

Durch diese Vorrangsteuerung ist ein taktungebundener Arbeitsablauf der parallelgeschalteten Fertigungsstationen gewährleistet.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist anhand der beiliegenden Zeichnung erläutert.

Eb zeigt

809825/0580

Pig.1 ein Prinzipschema einer erfindungsgemäßen

Vorrichtung in perspektivischer Darstellung,

Pig.2 einen Längsschnitt einer Werkstückübergabevorrichtung zwischen zwei Bahnabschnitten gemäß Fig.1, und Pig.3 einen Querschnitt einer Zufuhr- und Abgabevorrichtung von und zu einer Fertigungsstation entlang der Schnittlinie I-I gemäß Fig.2.

Gemäß Fig.1 ist mit 1 eine Beschickungsvorrichtung bezeichnet, welche zum Beladen und Entladen von beispielsweise drei parallelgeschalteten Fertigungsstationen 2a,2b,2c, vorzugsweise Wickelstellen, mit einer zusätzlichen Beschickung mittels eines Drehkreuzes 8 mit vier gleichen horizontal drehbaren Armen zum Zuführen ■von Ankern 6, und im Bereich der parallelgeschalteten Wickelstationen 2a,2b,2c, installiert ist. Die Beschickungsvorrichtung besteht aus zwei nebeneinander angeordneten Förderern I, II , wobei der Förderer I für die Zufuhr von unbewickelten Ankern 6¹ und der Förderer II für den Weitertransport der bereits bewickeltenten Anker 6" bestimmt sind. Jeder Förderer 1,11 ist aus einzelnen Bahnabschnitten 3, 3¹ gebildet, welche endlos und individuell angetrieben sind, wobei diese jeweils durch Ankerübergabevorrichtungen 4 miteinander gekoppelt sind. Die paarweise zueinander angeordneten Bahnabschnitte 3»3' der beiden Förderer 1,11 stehen wiederum mit der entsprechenden Zufuhr- und Abgabevorrichtung 5a,5b,5c in Verbindung. Während die Fertigungsstationen arbeiten, befinden sich die Zufuhr- und Abgabevorrichtungen 5a, 5b,5c in ihren Wartepositionen A'a, A'b, A'c, die sich jeweils oberhalb der Wartepositionen Aa,Ab,Ac des Förderers I für die

809825/0580

Werkstückzufuhr befinden. Um ein taktungebundenes Arbeiten der Fertigungsstationen 5a,5b,5c zu gewährleisten, sind Vorrangsteuerungs-Elemente für den Ankertransport zu und von den parallelgeschalteten Fertigungsstationen vorgesehen. Für das taktgemäße Nachrücken bzw. für den Weitertransport der Anker sind in den Anfangs- und Endpositionen jedes Bahnabschnittes weitere Steuerelemente 7« vorzugsweise Näherungsschalter, vorgesehen.

Die Bezugszahlen in Fig.1 gelten für gleiche Teile auch in den Fig.2 und Fig.3· Die an sich bekannten nicht näher dargestellten Vorrang-Steuerschaltungen, die unter Verwendung der Schaltalgebra vorwiegend Relais als Schaltelemente enthalten, können selbständig oder im Rechner als Bestandteil des eigentlichen Arbeiteablauf programme vorgesehen werden.

In der Fig.2 ist der Förderer für die Zufuhr der Anker 6* mit I bezeichnet, wobei in Teillängsquerschnitten zwei Bahnabschnitte dargestellt sind, die durch die Werkstückübergabevorrichtung 4 miteinander in Verbindung stehen. Die durch einen nicht dargestellten Anbauträger an den Bahnabschnitt 3 befestigte Werkstückübergabevorrichtung 4 besteht aus einem Pneumatikzylinder 9 für das Anheben bzw. Absenken des Ankers 6* von bzw. in prismenförmige Aufnahmen 13* der Werkstückträger 13 und einem mittels eines weiteren Pneumatikzylinders 9¹ betätigbaren Schwenkarm 10 für das Übergeben des Ankers 6' aus der Warteposition Aa des vorhergehenden Bahnabschnittes 3 in die Anfangsposition des Bahnabschnittes 3 mit der erwähnten Werkstückübergabevorrichtung 4· Die Zufuhr- und Abgabevorrichtung 5a befindet sich in ihrer

809825/0580

Varteposition oberhalb der Varteposition Aa des Bahnabschnittes 3» wobei der unbewickelte Anker 6¹ durch einen höhenverstellbaren Greifer 11 vom Förderer I aus dem Werkstückträger 13 entnommen wurde, um nachfolgend zum Drehkreuz 8 gebracht zu werden.

Fig. 3 zeigt im Querschnitt entlang der Schnittlinie I-I in Fig.2 die beiden nebeneinander angeordneten Bahnabschnitte 3»3* der Förderer I₁II mit der Werkstückübergabevorrichtung 4· Die Zufunrund Abgabevorrichtung 5a weist einen höhenverstellbaren Greifer auf und ist über eine Führung 12 aus seiner Warteposition A'a oberhalb des Förderers I zum Drehkreuz 8 und zurück zur Abgabeposition Ba des Förderers II und weiter in dessen Warteposition A'a, d.h. seine Auegangslage, horizontal verschiebbar angeordnet. Zwischen der Zufuhr- und Abgabevorrichtung 5a ist das Drehkreuz vorgesehen, jedoch kann diese erforderlichenfalls auch direkt mit der

Fertigungsstation 2a in Verbindung stehen.

Die Wirkungsweise der Beschickungsvorrichtung gemäß den Fig. 1 bis 3 ist Folgendet

Bei den parallelgeschalteten, die gleiche Arbeitsoperation ausübenden, Fertigungsstationen 2a,2b,2c handelt es sich beispiels- weise um WickelStationen für die Bewicklung von Ankern 6*, bei welchen jeder Anker 6' einzeln über das horizontal angeordnete, arbeitstaktmäßig um jeweils 90° drehbare Drehkreuz 8 der Wickelstelle 2a,2b,2c zugeführt wird. Von einer näher nicht bezeichneten Eingabestelle bzw. von einer eine vorherige Arbeitsoperation verrichtenden Fertigungsstation, beispielsweise einem Kollektor-

•09825/0580

Aufpreßautomat, gelangen die unbewickelten Anker 6* zur Beschikkungsvorrichtung 1. Die unbewickelten Anker 6¹ können gegebenenfalls auch aus einem fahrbaren Magazin mittels der Ankerübergabevorrichtung 4 entnommen und auf den im Bereich der WickelStationen 2a,2b,2c befindlichen Förderer I für die Ankerzufuhr in die erste auf dem Bahnabschnitt 3 befindliche Aufnahme 13" des Werkstückträgers 13 abgelegt werden. Parallel zum Förderer I ist ein weiterer Förderer II für den Weitertransport der bereits bewickelten Anker 6" vorgesehen. Der Ankertransport auf den einzelnen Bahnabschnitten 3,3' der beiden Förderer 1,11 erfolgt ohne irgendwelche Spannmechanismen zum Ein- und Entspannen der einzelnen Anker 6. Besonders vorteilhaft sind Förderer, bei welchen die einzelnen Bahnabschnitte 3t3' jeweils aus zwei parallel angeordneten endlosen Rollenketten bestehen, und an welche zum horizontalen Ankertransport eine Vielzahl von Werkstückträgern 13» welche beispielsweise aus dem Führungshalter mit prismenförmigem Aufnahmeteil 13' in gleichen Abständen voneinander angebracht sind. Die Bahnabschnitte 3 des Förderers I werden mit unbewickelten, in die Werkstückträger 13 eingelegten Ankern 6* bis zur Endposition Ac des letzten Bahnabschnittes 3 befördert. Die in den Endpositionen Aa,Ab,Ac der Bahnabschnitte 3 des Förderers I in den Werkstückträgern 13 eingelegten unbewickelten Anker 6' befinden sich jeweils in einer Warteposition für das nachfolgende Wickeln, bzw. für das weitere Nachrücken, wobei alle in der Förderbahn I befindlichen Werkstückträger 13 mit unbewickelten Ankern 6* belegt sind. Sobald die Warteposition und die nachfolgende Anfangsposition des darauffolgenden Bahnabschnittes 3 mit Ankern 6* belegt sind, bleibt die Obergabevorrichtung 4 solange gesperrt, bis die Anfangsposition

•09825/0560

durch den nachrückenden Ankertransport wieder freigelegt wird. Demgegenüber werden die Abgabepositionen Ba₁Bb₁Bc des Förderers II für den Weitertransport der Anker 6" so gesteuert, daß sich in diesen Positionen der Bahnabschnitte 3¹ in den Werkstückträgern 13 keine Anker 6" befinden, bzw. diese so schnell als möglich weitertransportiert werden, um diese Positionen wieder freizumachen. Sobald einer oder mehrere der bewickelten Anker 6" durch die Greifer 11 der Zufuhr- und Abgabevorrichtungen 5a.f5b,5c in den entsprechenden Abgabepositionen Ba,Bb,Bc der Werkstückträger I3 abgelegt werden, wird ein taktmäßiger Weitertransport sämtlicher nachfolgender bewickelter Anker 6" nach und nach ausgelöst, bis alle Abgabepositionen Ba,Bb,Bc von Ankern 6" wieder freigelegt sind. Falls die Taktzeit der parallalgeschalteten Fertigungsstationen sehr kurz ist, kann zusätzlich noch jeweils die Endposition Ca,Cb,Cc jedes Bahnabschnittes 3" des Förderers II von bewickelten Ankern 6" auf ähnliche Weise freigehalten werden, wodurch ein taktungebundenes Arbeiten der Fertigungsstationen auch bei sehr kurzer Taktzeit gewährleistet wird. In diesem Falle wird die erste und letzte Stelle jedes Bahnabschnittes 3¹ von Ankern 6" freigehalten, wie in der Fig.1 gezeigt wird, und sobald ein Anker in die Endposition Ca,Cb,Cc eines Abschnittes 3' nachrückt, wird dieser durch die entsprechende übergabevorrichtung 4 auf den nachfolgenden Bahnabschnitt 3' übertragen. Für diesen taktmäßigen Ankertransport, d.h. Nachrücken und Übertragen der Anker 6, sind an der ersten und letzten Stelle jedes Bahnabschnittes 3,3* beider Förderer 1,11 Steuerelemente 7, vorzugsweise Näherungsschalter, vorgesehen. Für den Fall, daß ein unbewickelter Anker 6' gleichzeitig entweder durch die Zufuhr- und Abgabevorrichtung 5a,5b,5c

•09825/0580

zur Wickelstation oder mittels der Übergabevorrichtung 4 auf den weiteren Bahnabschnitt 3 übergeben werden soll, sind zusätzliche Steuerelemente zur Vorrangsteuerung vorgesehen, durch welche die Anker vorrangig zur Wickelstation 2a,2b,2c gebracht werden und erst nachfolgend das Auffüllen des Förderers I sichergestellt wird. Eine ähnliche Vorrangsteuerung ist beim Förderer II für den Weitertransport der fertiggewickelten Anker 6" vorgesehen, wenn einerseits die bewickelten Anker 6^M durch die Zufuhr- und Abgabevorrichtungen 5a,5b,5c in die Aufnahme des Werkstückträgers 13 der Abgabeposition Bb,Bc abgelegt werden und anderseits bewickelte Anker 6" aus der zugehörigen Endposition Ca,Cb,Cc des vorhergehenden Bahnabschnittes 3' durch die entsprechende Übergabevorrichtung 4 in die Abgabepositionen Bb₁Bc nachrücken sollen. In einem solchen Fall wird vorrangig die Abgabe der Anker 6" durch die entsprechende Zufuhr- und Abgabevorrichtung 5a,5b,5c in die der Abgabeposition Bb₁Bc befindliche Aufnahme 13' des Werkstückträgers 13 der Bahnabschnitte 3' gewährleistet. Durch diese Vorrangsteuerung wird ein taktungebundenes Arbeiten der parallelgeschalteten Wickelstationen erreicht. Sobald eine oder mehrere Zufuhr- und Abgabevorrichtungen 5a,5b,5c ihre Ausgangs-Wartepositionen A'a, A'b, A'c verlassen, wird die jeweils entsprechende Vorrangsteuerung ausgelöst.

Der vorstehende Arbeitsablauf der Beschickungsvorrichtung könnte in vorteilhafter Weise mittels eines nicht dargestellten Rechners zusammen mit dem eigentlichen Arbeitsablauf der parallelgeschalteten Fertigungsstationen gesteuert werden.

809825/0580

- VT -

Der Erfindungsgegenstand ist auf das in der Zeichnung Dargestellte selbstverständlich nicht beschränkt. So könnten an Stelle von Wickelstationen auch andere, die gleiche Arbeitsoperation ausübenden Fertigungsstationen, wie beispielsweise zwei oder mehrere parallelgeschaltete Anker-Träufelstationen, Verwendung finden.

Gemäß der Fig.1 bis Fig.3 ist die Beschickungsvorrichtung für die Fertigung von Ankern für elektrische Maschinen dargestellt. In Abweichung hiervon ließe sich aber auch die Beschickungsvorrichtung für andere ähnliche Werkstücke gestalten. Dies würde lediglich eine Anpassung der Aufnahme des Werkstückträgers, gegebenenfalls auch der Werkstückübergabevorrichtung, erfordern.

809825/0580

-h-

L e e r s e ι r e

Claims

2710229

Patentansprüche

.' Beschickungsvorrichtung zur Zufuhr und zum Weitertransport von Werkstücken bei Fertigungsmaschinen, insbesondere Ankerfertigungsmaschinen, mit mindestens zwei parallel geschalteten Fertigungsstationen, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der parallel geschalteten Fertigungsstationen (2a,2b,2c,...2x) nebeneinader je ein Förderer (l»3+4+3···) für die Werkstückzufuhr und ein Förderer (lI=3^l+4+3'⁺···) für den Werkstückweitertransport angeordnet sind, wobei beide Förderer (I₁Il) aus mehreren einzelnen Bahnabschnitten (3*3') gebildet sind, welche endlos und individuell angetrieben sind, und daß zwischen den einzelnen Bahnabschnitten (3i3') Werkstückübergabevorrichtungen (4) vorgesehen sind, sowie für jede der paarweise nebeneinander angeordneten Bahnabschnitte (3>3^f) jedes Förderers (I₁Il) eine Zufuhr- und Abgabevorrichtung (5a,5b, 5c,...5x) zu und von den einzelnen taktungebundenen Fertigungs-Btationen (2a,2b,2c,...2x) angeordnet sind.
2.Beschickungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende jedes Bahnabschnittes (3) des Förderers (l) eine Warteposition (Aa,Ab,Ac,...Ax) und am Anfang jedes Bahnabschnittes (3¹) des Förderers (il) eine Abgabeposition (Ba₁Bb,Bc,...Bx) vorgesehen sind.

3· Beschickungsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils eine werkstückfreie Endposition (Ca₁ Cb,Cc,...Cx) an jedem Bahnabschnitt (3¹) des Förderers (il) vorgesehen ist.

809825/0580

4· Beschickungsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß am Förderer (i) und am Förderer (il) Vorrangsteuerungs-Elemente vorgesehen sind.

809825/0580