Fertigungs- und/oder Montagevorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Fertigungs- und/oder Montagevorrichtung zum Fertigen
und/oder Montieren eines Werkstücks, mit einem Vorrichtungsgestell mit einer Bewegungseinrichtung, an der mehrere Werkstückträger angeordnet sind, die bezüglich
am Vorrichtungsgestell feststehend angeordneten Arbeitsmodulen und Zubringeinrichtungen getaktet bewegbar sind.
Solche Fertigungs- und/oder Montagevorrichtungen sind in Form von Rundtaktanlagen
mit einem die Werkstückträger fördernden Drehteller als Bewegungseinrichtung wie auch als Lineartaktanlagen mit einer entsprechenden linearen, die
Werkstückträger bewegenden Förderstrecke ausgebildet. Sie kommt überall dort zum Einsatz, wo maschinell in mehreren Fertigungs- oder Montagestufen ein Gegenstand
herzustellen ist, beispielsweise bei der Herstellung elektrotechnischer oder elektromechanischer Bauteile, feinmechanischer Werkstücke oder auch im
pharmazeutischen Bereich wie auch in der Automobilindustrie. Bei diesen Anlagen wird das Werkstück kontinuierlich zusammengesetzt oder hergestellt, wozu
es getaktet zu den jeweiligen Arbeitsmodulen und Zubringeinrichtungen gebracht wird, welche einen der Arbeitsreihenfolge entsprechenden Arbeitsschritt durchführen
beziehungsweise das der Arbeitsreihenfolge entsprechend erforderliche Bauteil oder dergleichen zubringen. Als Arbeitsmodule können hier beispielsweise
Handlingeinrichtungen in Form von Zangen und Greifern zum Einsatz kommen, gleichermaßen sind auch Schraub-, Schweiß- oder Löteinrichtungen wie auch
Präge- oder Druckeinrichtungen verwendbar. Bei der Zubringeinrichtung kann es sich beispielsweise um eine Bauteilfördereinrichtung handeln, gleichermaßen
auch um eine Stapeleinheit oder ein Stanzband mit einer entsprechenden Stanzeinrichtung, um aus einem Bauteilband die erforderlichen Komponenten
herauszustanzen, welche anschließend mit dem Arbeitsmodul zu verarbeiten sind. Dabei sind die Anlagen in ihrem Aufbau und Ausbildung einzig zur Fertigung desjenigen
Werkstückes, für welches sie konzipiert wurden, ausgebildet, das heißt, sämtliche Komponenten sind entsprechend den jeweils durchzuführenden Arbeitsschritten
beziehungsweise den zu verarbeitenden Teilen etc. gefertigt. Das heißt, daß für unterschiedliche Werkstücke jeweils eine separate Vorrichtung vorgesehen
sein muß. Ein Umrüsten der bekannten Anlagen im Falle einer Änderung
des Werkstückaufbaus oder dergleichen ist nicht oder nur mit großem Aufwand
möglich. Für den Betreiber derartiger Anlagen bedeutet dies ein hohes Maß an Unflexibilität, da er hinsichtlich der herzustellenden Werkstücke weitgehend mit
den vorhandenen Vorrichtungen festgelegt ist und im Falle einer Änderung der Werkstücke oder dergleichen eine neue Vorrichtung anschaffen oder unter hohen
Investitionskosten die Umrüstung vornehmen muß. Dies gilt auch in dem Fall, daß ein Werkstück nicht mehr hergestellt wird und insoweit die Anlage nicht mehr betrieben
wird.
Der Erfindung liegt somit das Problem zugrunde, eine Fertigungs- und/oder Montagevorrichtung
anzugeben, welche ein schnelles und einfaches Umrüsten ohne großen Aufwand ermöglicht, so daß es möglich ist, bei entsprechenden Änderungen
im Werkstück oder im Produktionsablauf oder dergleichen die Anlage sofort umstellen zu können, wie auch die Möglichkeit gegeben werden soll, eine Vorrichtung
mühelos zur Fertigung/Montage eines anderen, neuen Werkstücks umzurüsten.
Zur Lösung diese Problems ist bei einer Fertigungs- und/oder Montagevorrichtung
der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Werkstückträger und/oder die Arbeitsmodule und/oder die Zubringeinrichtungen mittels für die
Werkstückträger und/oder die Arbeitsmodule und/oder die Zubringeinrichtungen jeweils gleich ausgebildeten Wechselbefestigungseinrichtungen derart lösbar und
austauschbar befestigt beziehungsweise befestigbar sind, daß zum Umrüsten der Vorrichtung lediglich das oder die zu verändernden Werkstückträger und/oder Arbeitsmodule
und/oder Zubringeinrichtungen am eine Grundeinheit bildenden Vorrichtungsgestell
auszutauschen sind.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist modular aufgebaut bestehend aus einem
standardisierten und für alle Vorrichtungen gleichen Vorrichtungsgestell, das eine
Grundeinheit bildet, welche entsprechend auf- oder nachgerüstet wird. Die im Rahmen der Nachrüstung gegebenenfalls zu wechselnden Komponenten sind mit
besonderem Vorteil mittels für die jeweilige Komponenten standardisierten Schnellwechselbefestigungseinrichtungen am Vorrichtungsgestell befestigbar. Im
Bedarfsfall werden einfachst diese Wechselbefestigungseinrichtungen gelöst und
infolge der Standardisierung dieser Befestigung das neue Element eingesetzt und befestigt, wonach dieser Umrüstungsschritt beendet ist. Am Vorrichtungsgestell
selbst sind keinerlei Tätigkeiten vorzunehmen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht also mit besonderem Vorteil sowohl bei Rundtakt- wie auch bei Lineartaktanlagen
ein einfaches und schnelles Umrüsten ohne schwierige und komplizierte Umrüstarbeiten. Dieses System kann erfindungsgemäß auch bei der Befestigung
einer Arbeitseinheit am Arbeitsmodul beziehungsweise einer Zubringeinheit an der Zubringeinrichtung zum Einsatz kommen, so daß auch diese Einheiten
mühelos im Bedarfsfall ausgetauscht werden können.
Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn erfindungsgemäß die Wechselbefestigungseinrichtungen
als Steck-Rast-Verbindung mit einem am Vorrichtungsgestell beziehungsweise der Bewegungseinrichtung, gegebenenfalls am Arbeitsmodul
beziehungsweise der Zubringeinrichtung angeordneten ersten Teil und einem am Werkstückträger beziehungsweise dem Arbeitsmodul beziehungsweise der Zubringeinrichtung,
gegebenenfalls der Arbeitseinheit beziehungsweise der Zubringeinheit angeordneten zweiten Teil ausgebildet sind, wobei sich hier als besonders
vorteilhaft eine Schwalbenschwanzverbindung erwiesen hat. Diese Steck-Rast-Verbindung
ermöglicht es mit besonderem Vorteil, das auszutauschende Element einfachst durch Lösen der Rastverbindung abzuziehen und das neue
Element durch einfaches Einstecken und Verschieben bis zum Verrasten zu befestigen.
Infolge dieser erfindungsgemäßen Ausbildung der Befestigungseinrichtung ist die richtige Positionierung stets vorgegeben. Nach Herstellen der Verbindung
ist der jeweilige Umrüstungsschritt beendet. Insbesondere die Schwalbenschwanzverbindung
läßt hier ein einfaches und sicheres Arbeiten zu. Als vorteilhaft hat es sich ferner erwiesen, wenn die Steck-Rast-Verbindung als selbsthemmende
Verbindung ausgebildet ist, um ein unbeabsichtigtes Lösen der Verbindung zu vermeiden.
Erfindungsgemäß kann die Wechselbefestigungseinrichtung einen an einem Teil
vorgesehenen, mittels eines Betätigungselements bewegbaren Rastzapfen und eine am anderen Teil ausgebildete Zapfenaufnahme umfassen. In einer einfach-
sten Ausführung kann hier der Rastzapfen als Steckzapfen mit einem entsprechenden
Angriffsabschnitt ausgebildet sein, der beim Ineinanderschieben der Teile in die entsprechende Zapfenaufnahme eingesteckt wird. Besonders vorteilhaft
jedoch ist es, wenn das Betätigungselement ein manuell gegen eine Rückstellkraft
zu betätigender Druckbolzen ist, an welchem der Rastzapfen bewegungsgekoppelt gelagert ist. Die Bewegungskopplung kann erfindungsgemäß
mittels eines am Rastzapfen vorgesehenen und in eine am Betätigungselement ausgebildete Führungsnut eingreifenden Lagerzapfens realisiert sein. Eine gleichermaßen
wirkungsvolle und selbsthemmende Alternative kann vorsehen, daß die Bewegungskopplung mittels eines über einen Lagerzapfen am Betätigungselement
gelagerten Kniehebels, dessen Enden am jeweiligen Teil beziehungsweise am Rastzapfen gelagert sind, gebildet ist. Daneben kann die Bewegungskopplung
auch mittels einer am Betätigungselement ausgebildeten, kulissenartigen Führung,
an der der Rastzapfen gelagert und geführt ist, gebildet sein.
Die Wechselbefestigungseinrichtung kann erfindungsgemäß ferner derart ausgebildet
sein, daß das jeweilige zu befestigende Element in mehreren Befestigungspositionen
positionierbar ist, wozu lediglich entsprechend mehrere Rastaufnahmen vorgesehen sein müssen. Dies schafft insbesondere beim Umrüsten auf
neue Komponenten mehr Möglichkeiten hinsichtlich der Ausrichtung derselben. Dabei hat es sich besonderes zweckmäßig erwiesen, wenn an den Arbeitsmodulen
und/oder den Zubringeinrichtungen Justiermittel zum Einrichten der Arbeitsmodule
und/oder deren Arbeitseinheiten und/oder der Zubringeinrichtungen und/oder deren Zubringeinheiten vorgesehen sind, wobei diese Justiermittel vorteilhaft
eine Verstellspindel zum Bewegen der Rastaufnahme umfassen. Bei dieser Ausführungsform kann die Rastaufnahme bewegt werden, wodurch sich das
ganze jeweilige Element bezüglich des ersten Teils am Vorrichtungsgestell bewegen
läßt. Dies ist insbesondere in dem Fall von Vorteil, wenn bei der Zubringeinrichtung
lediglich die Zubringeinheit ausgetauscht wird, um auf diese Weise die Zubringeinheit der Abnehmerposition nachführen zu können, da die Abnehmer
fest an der in diesem Fall nicht ausgetauschten Zubringeinrichtung angeordnet sind und das Oberteil bezüglich der Abnehmerposition nachgeschoben werden
muß.
Als besonderes vorteilhaft im Hinblick auf einen einfachen Aufbau der erfindungsgemäßen
Vorrichtung hat es sich erwiesen, wenn zumindest ein Teil der Arbeitsmodule und/oder ein Teil der Zubringeinrichtungen jeweils lösbar mit einem für die
Arbeitsmodule und/oder Zubringeinrichtungen gemeinsamen Antrieb verbunden beziehungsweise verbindbar sind. Selbstverständlich ist alternativ hierzu ein jeweils
komponenteneigener Antrieb, welcher über die elektronische Steuerungseinrichtung
gesteuert werden kann, denkbar. Im Falle eines gemeinsamen Antriebs
kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, daß am Vorrichtungsgestell mehrere
den jeweiligen Arbeitsmodulen beziehungsweise Zubringeinrichtungen zugeordnete, mit dem Antrieb gekoppelte Antriebskupplungen vorgesehen sind, mit
welchen die Arbeitsmodule beziehungsweise die Zubringeinrichtungen lösbar verbindbar sind. Dabei kann erfindungsgemäß die den Zubringeinrichtungen zugeordneten
Antriebskupplungen als Winkelgetriebe ausgebildet sein, an welche einfachst die Zubringeinrichtung mit ihrem entsprechenden Kupplungsteil angeschlossen
wird. Im Falle der Arbeitsmodule können die Arbeitskupplungen gegebenenfalls
mehrere über den Antrieb bewegbare Kupplungsaufnahmen, in oder an denen entsprechende Kupplungselemente der Arbeitsmodule festlegbar sind,
umfassen. Bei diesen Kupplungsaufnahmen kann es sich beispielsweise um horizontal
angeordnete hinterschnittene Kupplungsringe handeln, welche mittels des Antriebs vertikal bewegbar sind, und in welche die entsprechenden Kupplungselemente
der Arbeitsmodule einfachst eingesteckt werden können. Ferner können die den Zubringeinrichtungen zugeordneten Antriebskupplungen, ggf. die Winkelgetriebe,
am Vorrichtungsgestell mittels einer ebenfalls als Steck-Rast-Verbindung ausgebildeten Wechselbefestigungseinrichtung lösbar und austauschbar bei gegebener
Ankoppelbarkeit an den Antrieb befestigt bzw. befestigbar sein. Diese Ausgestaltung ermöglicht es, im Falle einer Nichtbesetzung eines Zubringeinrichtungs-Arbeitsplatzes
das dortige Winkelgetriebe herauszunehmen und die entsprechende Öffnung im Vorrichtungsgestell mittels einer Platte oder dgl. zu verschließen,
wodurch etwaige Verletzungen durch das ansonsten mitbetriebene weil mit dem Antrieb gekoppelte Getriebe vermieden werden. Die Steck-Rast-Verbindung
kann in einer der vorbeschriebenen Formen ausgebildet sein, wobei
sich hier insbesondere die Ausführungen mit der kulissenartigen Zapfenführung
als zweckmäßig erwiesen hat.
Im Hinblick darauf, daß bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein einfaches
Auswechseln auch der Werkstückträger möglich ist, ist es selbstverständlich möglich,
nur so viele Werkstückträger vorzusehen, wie tatsächlich Arbeitsschritte vorzunehmen
sind. Das heißt, es sind Bereiche möglich, in denen keine Werkstückträger vorhanden sind. Hier hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn mindestens
ein feststehendes Sensorelement zur Erfassung der daran vorbeibewegten Werkstückträger vorgesehen ist, wobei der Betrieb der Arbeitsmodule und/oder
der Zubringeinrichtungen in Abhängigkeit des Erfassungsergebnisses gesteuert wird. Dies kann derart sein, daß bei Erfassung eines fehlenden Werkstückträgers
dessen arbeits- beziehungsweise bewegungstaktbezogene Position in der den Arbeitsbetrieb des Arbeitsmoduls beziehungsweise der Arbeitseinheit und/oder
der Zubringeinrichtung beziehungsweise der Zubringeinheit steuernden Steuereinrichtung
gespeichert wird und mit jedem Bewegungstakt der Arbeitsbetrieb des Arbeitsmoduls beziehungsweise der Arbeitseinheit und/oder der Zubringeinrichtung
beziehungsweise der Zubringeinheit der nachfolgend zu erreichenden oder bereits erreichten Position unterbrochen wird. Dies geschieht dabei derart, daß
lediglich in die pneumatische Bewegungssteuerung beispielsweise des Greifers oder der Zange oder aber der Zubringeinheit eingegriffen wird, und so die eigentliche
Arbeitstätigkeit unterbrochen wird. Der eigentliche Bewegungsablauf beispielsweise
des Arbeitsmoduls, welches zum Beispiel in Richtung der Zubringeinheit verfährt und wieder zurückkehrt, und welcher über den gemeinsamen Antrieb
ohnehin zwangsgesteuert ist, wird dabei nicht unterbrochen. Auf diese Weise wird
also erreicht, daß tatsächlich nur dort gearbeitet wird, wo es erforderlich ist.
Im Hinblick auf die Auswechselbarkeit insbesondere der Werkstückträger kann
mitunter das Problem auftreten, daß ein Werkstückträger nicht vollständig eingerastet
ist. Beim Bewegen der Werkstückträger kann dieser nun an einem Gestellteil oder dergleichen anstoßen. Ein Weiterbewegen würde im günstigsten Fall lediglich
zur Zerstörung des Werkstückträgers führen. Um dem vorzubeugen kann erfindungsgemäß im Antriebsstrang zwischen dem Antrieb und der Bewegungs-
einrichtung für die Werkstückträger eine Sicherheitskupplung vorgesehen sein, die
im Bedarfsfall, insbesondere bei Überschreiten eines vorgegebenen Drehmoments den Antriebsstrang trennt, wobei dieser eine Bremse nachgeschaltet ist, die
bei getrennter Sicherheitskupplung die Bewegungseinrichtung blockiert. Dabei kann ein weiteres Sensorelement vorgesehen sein, welches kontinuierlich die Lage
eines beweglichen Teils der Sicherheitskupplung erfaßt und mit der elektromagnetischen
Bremse in Steuerverbindung steht, wobei die Steuerung der Bremse in Abhängigkeit des Erfassungsergebnisses erfolgt. Das heißt, die Bremse wird automatisch
dann gelöst, wenn das bewegliche Teil wieder in der korrekten, einen fehlerfreien Arbeitsbetrieb zulassenden Position ist. Schließlich hat es sich als
vorteilhaft erwiesen, wenn erfindungsgemäß ein die Werkstückträger automatisch austauschendes Wechselmagazin vorgesehen ist, welches in geeigneter Position
am Vorrichtungsgestell angeordnet wird und das automatisch die „alten" Werkstückträger
gegen die „neuen" Werkstückträger austauscht.
Neben der Fertigungs- und der Montagevorrichtung selbst betrifft die Erfindung
ferner einen Werkstückträger, ein Arbeitsmodul sowie eine Zubringeinrichtung für
die erfindungsgemäße Vorrichtung. Diese zeichnen sich jeweils dadurch aus, daß an ihnen ein zweites Teil vorgesehen ist, welches mit einem an der Fertigungs-
und/oder Montagevorrichtung vorgesehenen ersten Teil unter Bildung einer Steck-Rast-Verbindung
lösbar verbindbar ist. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind den jeweiligen Unteransprüchen zu entnehmen. Daneben betrifft die Erfindung
auch eine Arbeitseinheit für ein erfindungsgemäßes Arbeitsmodul sowie eine Zubringeinheit
für eine erfindungsgemäße Zubringeinrichtung. Auch diese zeichnen sich erfindungsgemäß dadurch aus, daß jeweils ein zweites Teil vorgesehen ist,
welches mit einem am Arbeitsmodul beziehungsweise an der Zubringeinrichtung vorgesehenen ersten Teil unter Bildung einer Steck-Rast-Verbindung lösbar verbindbar
ist. Auch hier sind weitere Erfindungsausgestaltungen den Unteransprüchen zu entnehmen.
Die Erfindung umfaßt desweiteren eine Wechselbefestungseinrichtung zur lösbaren
Befestigung eines Werkstückträgers und/oder eines Arbeitsmoduls und/oder einer Zubringeinrichtung an einer Fertigungs- und/oder Montagevorrichtung, oder
zum Befestigen einer Arbeits- oder Zubringeinheit an einem Arbeitsmodul oder
einer Zubringeinrichtung einer Fertigungs- und/oder Montagevorrichtung. Die Wechselbefestigungseinrichtung zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus,
daß sie als Steck-Rast-Verbindung mit einem ersten und einem zweiten Teil ausgebildet
ist, umfassend einen an einem Teil vorgesehenen, mittels eines gegen eine Rückstellkraft bewegbaren Druckbolzens bewegbaren Rastzapfen und eine
am anderen Teil vorgesehene Zapfenaufnahme, wobei die Bewegungskopplung zwischen Druckbolzen und Rastzapfen mittels eines am Rastzapfen vorgesehenen
und in eine am Druckbolzen ausgebildete Führungsnut eingreifenden Lagerzapfens
oder mittels eines über einen Lagerzapfen am Druckbolzen gelagerten Kniehebels, dessen Enden am jeweiligen Teil beziehungsweise am Rastzapfen
gelagert sind, gebildet ist, wobei die Verbindung bevorzugt eine selbsthemmende Schwalbenschwanzverbindung ist.
Schließlich betrifft die Erfindung desweiteren ein Fertigungs- und/oder Montagevorrichtungssystem,
umfassend ein eine standardisierte Grundeinheit bildendes Vorrichtungsgestell mit einer bezüglich diesem bewegbaren Bewegungseinheit
und mehrere, in ihrer Art und/oder Funktion unterschiedlich ausgebildete Werkstückträger
und/oder Arbeitsmodule und/oder Arbeitseinheiten und/oder Zubringeinrichtungen und/oder Zubringeinheiten, wobei die Werkstückträger an der Bewegungseinheit,
die Arbeitsmodule und die Zubringeinrichtungen am Vorrichtungsgestell, und die Arbeitseinheiten an den Arbeitsmodulen und die Zubringeinheiten
an den Zubringeinrichtungen mittels Wechselbefestigungseinrichtungen lösbar
anbringbar sind, wobei jede Wechselbefestigungseinrichtung ein an der Bewegungseinheit
beziehungsweise dem Vorrichtungsgestell beziehungsweise dem Arbeitsmodul beziehungsweise der Zubringeinrichtung angebrachtes erstes Teil
und ein an jedem Werkstückträger beziehungsweise Arbeitsmodul beziehungsweise jeder Zubringeinrichtung beziehungsweise Arbeitseinheit beziehungsweise
Zubringeinheit vorgesehenes zweites Teil umfaßt, und wobei die zweiten Teile aller Werkstückträger beziehungsweise Arbeitsmodule beziehungsweise Zubringeinrichtungen
beziehungsweise Arbeitseinheiten beziehungsweise Zubringeinheiten jeweils identisch ausgebildet sind, so daß sie an jedem beliebigen zugeordneten
ersten Teil befestigbar sind. Dieser Erfindungsteil schafft also ein komplettes
Wechselsystem, das die Umrüstung einer vorhandenen Vorrichtung in jeder beliebigen
Form ermöglicht.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus dem
im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiel sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:
Fig. 1 eine Teilansicht, teilweise im Schnitt, einer erfindungsgemäßen Fer-
tigungs- und/oder Montagevorrichtung in Form einer Rundtaktanlage,
Fig. 2, 3, 4 Schnittansichten der erfindungsgemäßen Wechselbefestigungseinrichtung
in unterschiedlichen Perspektiven,
Fig. 5 eine Explosionsdarstellung der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung,
Fig. 6 eine Teilschnittansicht eines an der Bewegungseinrichtung angeordneten
Werkstückträgers mit einer Wechselbefestigungseinrichtung einer ersten Ausführungsform,
20
Fig. 7 eine Teilschnittansicht mehrerer an einer Bewegungseinrichtung an
geordneter Werkstückträger mit einer Wechselbefestigungseinrichtung
gemäß einer zweiten Ausführungsform,
Fig. 8 Prinzipskizzen einer selbsthemmenden Wechselbefestigungseinrich
tung gemäß einer weiteren Ausführungsform,
Fig. 9 eine vergrößerte Schnittansicht des Winkelgetriebes in eingesetzter
Stellung,
30
Fig. 10 eine Aufsicht auf die Einsatzposition des Winkelgetriebes am Vor
richtungsgestell, und
Fig. 11 eine Aufsicht auf ein Winkelgetriebe mit Befestigungsplatte.
Fig. 1 zeigt in Form einer Teilansicht eine erfindungsgemäße Fertigungs- und/oder
Montagevorrichtung. Diese besteht aus einem eine standardisierte Grundeinheit bildenden Vorrichtungsgestells 2, an dem integriert ein eine Bewegungseinrichtung
3 bildender Drehteller angeordnet ist. An diesem Drehteller, welcher über einen nicht gezeigten, im unteren Teil des Vorrichtungsgestells 2 angeordneten
motorischen Antrieb z. B. in Form eines Kurvenscheibenantriebs rotierend antreibbar
ist, sind randseitig mehrere Werkstückträger 4 angeordnet. An beziehungsweise in diesen Werkstückträgern 4 erfolgt die Fertigung/Montage des jeweiligen
Werkstücks. Um dies zu ermöglichen sind an einer am Vorrichtungsgestell
2 vorgesehenen Befestigungsaufnahme 5 feststehend mehrere Zubringeinrichtungen 6 bestehend aus einem Unterbauteil 7 sowie einer Zubringeinheit 8
vorgesehen. Mit einer derartigen Zubringeinrichtung ist es möglich, am Werkstückträger
4 zu verbauende Bauteile in die entsprechende, für eine Weiterbearbeitung erforderliche Position zu bringen. Bei diesen Zubringeinrichtungen kann es sich
beispielsweise um eine Fördereinrichtung wie im gezeigten Ausführungsbeispiel handeln, gleichermaßen kann sie auch als Stapeleinheit oder als Stanzeinrichtung
zum Ausstanzen der Bauteile aus einem Stanzband ausgebildet sein. Im gezeigten
Ausführungsbeispiel ist die Zubringeinrichtung 6 mittels einer lösbaren Antriebsverbindung
9 mit einer Antriebskupplung 10 in Form eines Winkelgetriebes 11, welches in Antriebsverbindung mit dem nicht gezeigten Antrieb steht, gekuppelt.
Auf diese Weise wird die Zubringeinheit 8, die im gezeigten Beispiel die Gegenstände
aus einer Vielzahl derselben aufnehmenden Aufnahme an die Abnahmepositition heranfördert, angetrieben.
An einem am Vorrichtungsgestell zwei angeordneten, oberhalb des Drehtellers
befindlichen Aufbauteller 12 ist ein Arbeitsmodul 13 vorgesehen, an dem eine Arbeitseinheit
14, im gezeigten Beispiel ein Greifer, angeordnet ist. Mittels dieses bewegbaren Greifers (vgl. die beiden Doppelpfeile) ist es möglich, im Bereich der
Abnahmposition an der Zubringeinheit 8 den angeförderten Gegenstand aufzunehmen,
an den Werkstückträger 4 zu fördern und dort zu verbauen. Anstelle dieses ein Bauteilhandling zulassenden Arbeitsmoduls 13 kann das Arbeitsmodul
auch als Schraub-, Lot- oder Schweißeinrichtung ausgebildet sein, welcher dann
natürlich nicht unbedingt eine Zubringeinrichtung 6 zugeordnet sein muß. Auch eine Ausbildung aus Druck- oder Prägeeinrichtung ist möglich. Hier sind keinerlei
Grenzen gesetzt. Das Arbeitsmodul 13 ist, wie beschrieben, bodenseitig am Aufbauteiler
12 angeordnet. Mittels eines Trägers 15 ist das Arbeitsmodul 13 des weiteren an einem gestellseitig vorgesehenen Deckel 16 befestigt, was zu einer
stabilen Anordnung führt. Die Bewegung des Arbeitsmoduls 13 mitsamt der Arbeitseinheit
14 in x- und y-Richtung erfolgt mittels einer Antriebseinrichtung 17. Diese besteht im gezeigten Beispiel aus einer Hubstange 18, welche mit dem
nicht gezeigten motorischen Antrieb gekoppelt ist und die in vertikaler Richtung
bewegt werden kann. An der Hubstange 18 sind im gezeigten Beispiel zwei Kupplungsaufnahmen 19 in Form von Hubtellern angeordnet, welche vertikal bewegbar
sind. In diesen Kupplungsaufnahmen sind über Hebel 20 an dem Arbeitsmodul
13 angeordnete Kupplungselemente 21 bewegbar und lösbar aufgenommen.
Bewegt sich nun die Hubstange 18 samt Kupplungsaufnahme 19 vertikal,
so führt dies infolge der entsprechenden Hebelanordnung an dem Arbeitsmodul 13 dazu, daß dieses vertikal und horizontal bewegt wird, damit also auch die
Arbeitseinheit 14. Die eigentliche Arbeitssteuerung der Arbeitseinheit 14 (wie auch
gegebenenfalls bei entsprechender Ausgestaltung der Zubringeinrichtung 8) erfolgt
über ein nicht gezeigtes pneumatisches System, welches also beispielsweise zum Öffnen und Schließen des Greifers oder dergleichen dient.
Wie in Fig. 1 gezeigt, ist der Werkstückträger 4, die Zubringeinrichtung 6 und das
Arbeitsmodul 13 über Wechselbefestigungseinrichtungen 22, die nachfolgend noch näher beschrieben werden, lösbar am Vorrichtungsgestell 2 beziehungsweise
an der Bewegungseinrichtung 3 angeordnet. Dies ermöglicht es, diese Komponenten mühelos durch einfaches Lösen dieser Wechselbefestigungseinrichtung
22, die als selbsthemmende Steck-Rast-Verbindung ausgebildet ist, vom Vorrichtungsgestell
2 zu trennen und an einer beliebigen, entsprechenden Befestigungseinrichtung wieder anzuordnen. Infolge des soweit standardisierten Aufbaus hinsichtlich
der Befestigung der jeweiligen Komponenten am ebenfalls eine standardisierte Grundeinheit bildenden Vorrichtungsgestell ist es insoweit auch möglich,
ein beliebiges anderes Arbeitsmodul beziehungsweise eine andere Zubringein-
richtung oder einen anderen Werkstückträger im Rahmen der Umrüstung der Vorrichtung
zur Fertigung/Montage eines anders ausgebildeten Werkstücks anzubringen, wozu die jeweilige Komponente lediglich mittels der nachfolgend noch
beschriebenen Wechelbefestigungseinrichtung anzubringen ist. Wie Fig. 5, in der
die Lösbarkeit der jeweiligen Komponenten dargestellt ist, ferner zeigt, ist es ebenfalls möglich (wenngleich nicht explizit dargestellt) die Zubringeinheit 8 sowie
die Arbeitseinheit 14 ebenfalls mittels einer derartigen Wechselbefestigungseinrichtung
lösbar und austauschbar zu lagern, so daß im Bedarfsfall nur noch diese Komponenten ausgetauscht werden müssen. Die Austauschbarkeit ist durch die
gestrichelt dargestellte Zubringeinheit beziehungsweise Arbeitseinheit angedeutet.
Fig. 1 zeigt ferner prinzipiell die im Antriebsstrang integrierte Sicherheitskupplung
43. Sie umfaßt ein bewegliches Teil 44, welches bei Überschreiten eines bestimmten
Drehmoments seine Position ändert, was von einem Sensorelement 45 erfaßt wird. Über dieses wird eine elektromagnetische Bremse 46 gesteuert, die sofort
eingreift und ein Weiterbewegen verhindert.
In den Figuren 2 bis 4 ist eine erfindungsgemäße Wechselbefestigungseinrichtung
gezeigt, wobei hier das Grundprinzip dargestellt ist, wie es in soweit bei sämtlichen
lösbaren Vorrichtungskomponenten zum Einsatz kommt. Die Wechselbefestigungeinrichtung
22 besteht aus einem ersten Teil 23, welches am Vorrichtungsgestell beziehungsweise an der Bewegungseinrichtung beziehungsweise im
Bedarfsfall der Zubringeinrichtung und dem Arbeitsmodul angeordnet ist. In dieses
einzusetzen ist ein zweites Teil 24, welches an der jeweiligen Komponente angeordnet
ist. In den Figuren 2 bis 4 ist diese exemplarisch dargestellt. Beide Teile
23, 24 bilden miteinander eine Schwalbenschwanzverbindung, wie insbesondere aus Fig. 3 zu entnehmen ist. An der Schrägfläche 25 des zweiten Teils 24 ist eine
Zapfenaufnahme 26 ausgebildet, in welche ein bewegbarer Rastzapfen 27, welcher an dem ersten Teil 23 angeordnet ist, einrasten kann. Der Rastzapfen 27
weist einen Lagerzapfen 28 auf, welcher in eine an einem Betätigungselement in Form eines Druckbolzens 29 ausgebildete Führungsnut 30 eingreift. Wie die Figuren
2 und 4 zeigen, ist der Druckbolzen 29 gegen eine Feder 31 beweglich gelagert. Zum Bewegen des Rastzapfens 27 im und aus seinem Eingriff mit der Zap-
fenaufnahme 26 ist der Druckbolzen 29 entsprechend zu betätigen. Wird bei eingerastetem
Rastzapfen (entsprechend der Stellung in Fig. 2) der Druckbolzen 29 betätigt, so wandert infolge der Verschiebung der Führungsnut 30 der Lagerzapfen
28 in der Führungsnut. Diese ist etwas gebogen gestaltet, was dazu führt, daß der Rastzapfen senkrecht zur Bewegungsrichtung des Druckbolzens verschoben
und aus seinem Eingriff mit der Rastaufnahme 26 gebracht wird. Die Federkraft der dabei komprimierten Feder 31 drängt den Druckbolzen 29 nach Lösen der
Gegenkraft wieder in die Ausgangsstellung zurück, was dazu führt, daß auch der Rastzapfen 27 in Richtung des zweiten Teils 24 gedrängt wird. Die Führungsnut
30 in Verbindung mit dem Lagerzapfen 28 sind dabei derart angeordnet und ausgebildet,
daß eine selbsthemmende Befestigung erzielt wird, da es insoweit nicht möglich ist, daß ohne Betätigen des Druckbolzens 29 der Rastzapfen aus seiner
Eingriffsstellung unbeabsichtigt wandern kann, da der Lagerzapfen 28 von der Führungsnut 30 derart gegengelagert ist, daß ein Verschieben ohne Betätigen
des Druckbolzens nicht möglich ist.
Soll nun eine der Komponenten der Vorrichtung ausgetauscht werden, wird lediglich
die Rastverbindung durch Betätigen des Druckbolzens 29 gelöst, wonach das
jeweils auszutauschende Teil einfach aus der Rastverbindung herausgezogen werden kann Das neue Bauteil wird in gleicher Weise einfachst durch Einschieben
des zweiten Teils 24 in das erste Teil 23 eingesetzt und soweit verschoben, bis die beiden Rastelemente in Eingriff miteinander stehen. Dabei ist darauf hinzuweisen,
daß das erste Bauteil 23, welches im gezeigten Beispiel einstückig ist,
gleichermaßen auch zweistückig ausgebildet sein kann, derart, daß die die Schwalbenschwanzführung bewirkenden Teile des ersten Teils 23 separate Führungswinkel
oder -schienen sind. Wie bereits ausgeführt kommt eine derartige Wechselbefestigungseinrichtung an den in Fig. 1 gezeigten Stellen zum Einsatz.
Die Figuren 6 und 7 zeigen zwei Beispiele, wie die Wechselbefestigungseinrichtung
im Bereich der Werkstückträger ausgebildet sein kann. Fig. 6 zeigt eine erste Ausführungsform, wobei jedem Werkstückträger 4 eine separate Wechselbefestigungseinrichtung
22a zugeordnet ist. Diese ist wie bezüglich der Figuren 2 bis 4
beschrieben aufgebaut. Die Schrägflächen der beiden Teile 23a, 24a verlaufen im
wesentlichen geradlinig, wobei hier das erste Teil 23a ein einstückiges Teil ist.
Anders die Modifikation (22b) gemäß Fig. 7. Dort sind die an der Bewegungseinrichtung
3 angeordneten ersten Teile 23b entsprechend länger ausgebildet. Jede Seitenkante bildet eine Führungsfläche für die Schwalbenschwanzverbindung.
Das heißt, zwei nebeneinander geordnete erste Teile 23b bilden jeweils die einander
gegenüberliegenden Führungsflächen. Zwischen diesen beiden Teile 23b ist der Werkstückträger 4 einzuschieben, bis er entsprechend verrastet. Die Ausbildung
der Schwalbenschwanzverbindung verjüngt sich in diesem Fall in Richtung
des Einschubendes des Werkstückträgers, das heißt, es wird insoweit auch eine Einschubbegrenzung realisiert, als die beiden Anlageflächen der Teile 23b,
24b bei hinreichend tiefem Einschieben aneinanderstoßen und nach Art einer Presspassung ein weiteres Einschieben verhindern.
Schließlich zeigt Fig. 8 eine zweite Ausbildungsform einer erfindungsgemäßen
selbsthemmenden Wechselbefestigungseinrichtung 42. Bei dieser kommt am ersten Teil 32 eine Kniehebelverbindung zum Einsatz. Diese besteht aus einem
Kniehebel 33, welcher mit seinem einen Ende 34 am ersten Teil 32 und mit seinem
anderen Ende 35 am Rastzapfen 36, welcher auch hier in eine entsprechende Rastaufnahme 37 eines einzusetzenden Elements eingreift, gelenkig befestigt
ist. Mittig ist der Kniehebel mittels eines Lagerzapfens 38 in einer Durchbrechung
39 des Druckbolzens 40, welcher auch hier gegen eine Feder 41 bewegbar ist, gelagert. Die Arbeitsweise ist nun derart, daß bei Drücken des Druckbolzens 40
(ausgehend von der in Fig. 8 rechts gezeigten Position) die beiden Arme des Kniehebels 33 um den Lagerzapfen 38 verschwenkt werden, was dazu führt, daß
der Rastzapfen 36 etwas nach innen gezogen wird, wobei zu diesem Zweck der Lagerzapfen 38 etwas in der Durchbrechung 39 beweglich ist. Der Bewegungsablauf
läuft umgekehrt, wenn der Druckbolzen 40 entlastet wird.
Wie Fig. 5 zu entnehmen ist, ist auch das Winkelgetriebe 11 aus seiner mit dem
Antrieb gekoppelten Einsatzposition entnehmbar. In der eingesetzten Stellung,
siehe Fig. 9, kämmt ein Ritzel 47 des Winkelgetriebes 11 mit einem zentralen An-
triebszahnkranz 48, an welchem alle radial verteilten, jeweils einer Arbeitsposition
zugeordneten Winkelgetriebe angekoppelt sind. Die Bewegung des Antriebszahnkranzes
48 wird vom Ritzel 47 über das Winkelgetriebe auf den Kupplungszapfen 49 übertragen, an welchem die Zubringeinrichtung gekoppelt ist, siehe exemplarisch
Fig. 1.
An jeder Befestigungsposition für eine Winkelgetriebe 11 ist am Vorrichtungsgestell
2 eine kreisrunde Ausnehmung 50 vorgesehen, deren Durchmesser etwas größer als der Außendurchmesser des Ritzels 47 ist, welches durch diese Ausnehmung
50 hindurchgesteckt werden muß. Am Vorrichtungsgestell 2 sind Schwalbenschwanzführungen 51 ausgebildet, an welchen das Winkelgetriebe 11
über seine entsprechend ausgebildete Befestigungsplatte 52 befestigbar ist. Hierzu
sind an der Unterseite der Befestigungsplatte 52 kurze Schwalbenschwanzführungsabschnitte
53 vorgesehen, die die entsprechenden Schwalbenschwanzführungsabschnitte
51 untergreifen, wenn das Winkelgetriebe 11 eingesetzt wird. Zum Einsetzen wird zunächst das Ritzel 47 durch die Ausnehmung 50 geschoben,
bis die Befestigungsplatte 52 aufsitzt. Anschließend wird das Winkelgetriebe 11 um ca. 8 mm zum Zentrum des Automaten verschoben, wobei einerseits die
Schwalbenschwanzabschnitte einander übergreifen, zum anderen der Rastzapfen 54 in eine entsprechende Rastaufnahme 55 an der Befestigungsplatte 52 einrastet,
wobei die Rastaufnahme 55 ebenfalls etwas schräg verlaufend angeordnet ist. Der Rastzapfen 54 wird über einen manuell betätigbaren Druckbolzen 58 bewegt,
wobei die Bewegungskupplung hier mittels einer kulissenartigen Führung 56, an welcher der Druckbolzen 56 über einen entsprechenden Vorsprung 58 gelagert
und geführt ist, realisiert ist. Der Druckbolzen 56 ist gegen eine Feder 59 gelagert. Wird der Druckbolzen 56 nach innen gedrückt, so verschiebt sich die
kulissenartige Führung 57 bzgl. des Vorsprungs 58, dieser wandert auf dieser also
entlang. An der Führung 57 sind Führungsflächen mit zwei unterschiedlichen Winkeln
realisiert. Der Winkel des Führungsabschnitts, an welchem der Vorsprung 57 im eingerasteten Zustand angreift, ist - bzgl. der Bolzenlängsachse - sehr klein,
das heißt, beim Eindrücken des Bolzens 56 erfolgt zunächst kaum eine Bewegung des Rastzapfens 54. Hierdurch wird sichergestellt, daß ein unbeabsichtigtes
leichtes Eindrücken nicht bereits ein Lösen der Rastverbindung mit sich führt. Erst
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wenn der Druckbolzen 56 soweit eingedrückt ist, daß der zweite Führungsabschnitt
am Vorsprung 58 angreift, wird dieser aus seiner Raststellung herausbewegt. Soll nun ein eingesetztes Winkelgetriebe entnommen werden, ist zunächst
der Druckbolzen 56 einzudrücken, wonach das Winkelgetriebe 11 horizontal nach
außen zu ziehen ist, bis die Schwalbenschwanzverbindung gelöst ist, wonach es entnommen werden kann.
Das erfindungsgemäße System beruht obigen Ausführungen zufolge einerseits
auf dem Einsatz einer einfach zu bedienenden Schnellwechselbefestigungseinrichtung,
und andererseits darauf, daß diese Schnellwechselbefestigungseinrichtungen für die jeweilige Komponentenart, die am Vorrichtungsgestell beziehungsweise
der Bewegungseinrichtung oder aber an der Zubringeinrichtung oder dem Arbeitsmodul lösbar gelagert ist, in soweit identisch und standardisiert aufgebaut
ist. Das heißt, ein neues Element besitzt ebenfalls die für dieses Element spezifisehe
Befestigungskomponente, welche mit dem komplementären Befestigungsteil am Vorrichtungsgestell etc. kompatibel ist. Auf diese Weise ist eine einfache und
beliebige Umrüstung möglich.