DE3135738A1

DE3135738A1 - "verfahren und vorrichtung zum winkellagerichtigen abgeben von winkellagemaessig ungeordnet zugefuehrten werkstuecken, insbesondere kleinteilen"

Info

Publication number: DE3135738A1
Application number: DE19813135738
Authority: DE
Inventors: Werner 7057 Leutenbach Amon; Hans-Dieter 7057 Winnenden Bautrog
Original assignee: Sortimat Creuz and Co GmbH
Current assignee: Sortimat Creuz and Co GmbH
Priority date: 1981-09-09
Filing date: 1981-09-09
Publication date: 1983-03-31

Description

Verfahren und Vorrichtung zum winkellagerichtigen Abgeben von
winkellagemäßig ungeordnet zugeführten Werkstücken, insbesondere Kleinteilen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Es ist gattungsgemäß bekannt, Werkstücke, insbesondere Kleinteile, in wahlloser Ausrichtung in einen Sortierkessel zu schütten und diesen so in Drehschwingungen zu versetzen, daß die Werkstücke hintereinander aufgereiht auf einer Förderschiene aus dem Sortierkessel austreten. Es ist dabei üblich, an der Förderbahn sog. Schikanen einzubauen, die dafür sorgen, daß solche Werkstücke, die nicht die gewünschte Winkellage haben, entweder aus der Förderbahn wieder in den Sortierkessel abgeworfen oder unter Ausnutzung bestimmter Formmerkmale des Werkstücks in die gewünschte Lage ausgerichtet werden. Die letztgenannte Möglichkeit, von der die Erfindung ausgeht, funktioniert aber nur bei Vorhandensein ausgeprägter Abweichungen von einer symmetrischen Form. Man hat daher bisher häufig auf eine winkellagengerechte Ausrichtung von mehr oder minder symmetrischen Werkstücken, die mittels eines Sortierkessels sortiert werden, verzichtet. Soweit man bereits mittels der genannten Schikanen Ausrichtungen der Winkellage vorgenommen hat, bestand bisher meist nur die Möglichkeit, zwischen verhältnismäßig großen Winkelunterschieden zu unterscheiden, wie beispielsweise zwischen Vorwärt- und Rückwärts lage des Werkstücks, nicht aber die Möglichkeit einer präzisen winkelmäßigen Ausrichtung am Auslauf des Sortierkessels oder einer nachgeordneten Förderstrecke.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Verfahren und eine entsprechend ausgebildete Vorrichtung hinsichtlich der Anlieferung der Werkstücke zu vereinfachen, dabei aber eine hohe Präzision der gewünschten Winkellage eines bereitgestellten Werkstückes sicherstellen zu können.
Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Verfahren gemäß dem Kennzeichen von Anspruch 1 gelöst. Die Erfindung ermöglicht es, auf den Einbau von Schikanen für den Zweck einer Aussortierung oder Ausrichtung von Werkstücken in einem Sortierkessel gänzlich verzichten zu können. Stattdessen läßt man es zu, daß die Werkstücke in ungeordneter Winkellage aus dem Ende der Zuförderstrecke, dem Übergabeort, abgenommen werden. Die gewünschte Winkellagenausrichtung wird dann in neuartiger Weise in einem nachgeordneten Transferschritt vorgenommen.
Die Erfindung ermöglicht es, deutliche Abweichuhgen von einer rotationssymmetrischen Formgebung des Werkstücks selbst als Marke für die optische Winkellagenerfassung zu benutzen. Insofern ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren zunächst ohne weiteres die Verarbeitung auch solcher Werkstücke, die man bisher mittels Schikanen mechanisch ausgerichtet hat. Darüber hinaus vermag man mit dem Verfahren gemäß der Erfindung aber auch solche Werkstücke winkellagerichtig auszurichten, welche eine nur optisch erkennbare Markierung zeigen. Diese Markierung kann eine Eigentümlichkeit des Werkstücks selbst sein. In Frage kommt dabei z.B. eine räumliche Formgebung, die man bisher nicht mittels Schikane nutzen konnte, oder aber auch eine sonstige auf optische Erfassung ansprechende Markierung, wie beispielsweise ein Farbunterschied, eine Bedruckung, eine Bohrung o. dgl.
Man kann aber auch solche Werkstücke, die von Natur aus keine optisch erfaßbare und der gewünschten Winkelorientierung zuordbare Marke aufweisen, gemäß Anspruch 2 vor ihrer Zuführung zum Übergabeort mit einer Markierung versehen. Dies kann insbesondere geschehen, ehe Werkstücke in einen Sortierkessel eingeschüttet werden.
Es ist denkbar, die Winkelausrichtung des Werkstücks jeweils einzeln am übergabeort oder am Abgabeort vorzunehmen, indem man etwa die betreffende Werkstückaufnahme drehbar gestaltet.
Vorzugsweise wird jedoch gemäß Anspruch 3 die überführung des Werkstücks vom Übergabeort zum Abgabeort mit der optischen Abtastung und Drehung in die gewünschte Winkellage gekoppelt, um so unnötige zusätzliche Taktzeiten einzusparen.
Es hat sich gezeigt, daß man mit dem erfindungsgemäßen Verfahren Winkelstellungen der Größenordnung von 1/10 Grad ohne großen Aufwand einstellen kann.
Ein Charakteristikum des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die meist kontinuierliche Anförderung der Werkstücke bis zum übergabeort, aber andererseits taktmäßige einzelne Weiterverarbeitung der Werkstücke zwischen Übergabeort und Abgabeort. Diese vereinzelte taktmäßige Weiterverarbeitung ermöglicht es auch, die am übergabeort einzeln bereitstehenden Werkstücke verschiedenen Abgabeorten zuzuführen. Dies kann einmal dazu dienen, mehrere als Abgabeort dienende Werkstückaufnahmen der Reihe nach zu beschicken. Vorzugsweise besteht dabei sogar die Möglichkeit, Werkstücke unterschiedlicher Art, beispielsweise Werkstücke mit unterschiedlichen Bohrungen, aus demselben Sortierkessel zum gleichen Übergabeort anzuliefern, je nach dem Ergebnis der optischen Abtastung aber an ihrem zugeordneten unterschiedlichen Abgabeort winkelausgerichtet anzuliefern.
Es ist denkbar, daß die Winkelstellung, in welcher das Werkstück am Abgabeort abgelegt wird, bereits der endgültigen gewünschten Winkelstellung entspricht. Das erfordert aber manchmal unerwünscht komplizierte Anordnungen der optischen Abtasteinrichtung und ist insbesondere dann unzweckmäßig, wenn eine Wahlmöglichkeit zwischen verschiedenen Winkelstellungen des abzulegenden Werkstücks gewünscht wird. In diesem Falle wird zweckmäßig gemäß Anspruch 5 vorgesehen, daß die Werkstücke jedenfalls zunächst an den verschiedenen Abgabeorten in derselben Winkellage abgegeben werden. Wenn diese Winkellage nicht die endgültige ist, kann man die Ablage am Ablageort als "Null-Stellung" betrachten und die endgültige Winkelstellung dann in einer von einem Programm oder anderweits vorgegebenen Weise durch Drehung um einen vorgegebenen Winkel nachstellen. Dies sieht Anspruch 6 durch Zur-Verfügung-Stellung einer weiteren Transferbewegung vom Abgabeort zu einem Übernahmeort vor.
Auch bei der Verstellung der Winkellage des Werkstücks vom Abgabeort zum Übernahmeort besteht grundsätzlich die Möglichkeit, diese Verstellung am Abgabeort, während des Transfers zum übernahmeort und/oder am letzteren vorzunehmen. Wenn sich bei der Drehung des Werkstücks um den vorgegebenen Winkel das Werkstück jedoch in Ruhe befindet, benötigt man wiederum mindestens einen zusätzlichen Takt. Daher wird bevorzugt die Drehung um das vorgegebene Winkelmaß während des Weitertransports vom Abgabeort zum übernahmeort vorgenommen.
Es ist auch denkbar, für den Transport des Werkstücks vom Übergabeort zum Abgabeort einerseits und vom Abgabeort zum Übernahmeort andererseits verschiedene Greifmittel einzusetzen.
Dies ist besonders dann bevorzugt, wenn eine sehr schnelle Taktfolge des weiteren Werkstückfortschritts gewünscht wird. Wenn aber bei hinreichender Taktzahl vor allem Einfachheit und im ganzen geringer Aufwand angestrebt sind, wird vorgezogen, daß das Werkstück während seiner überführung vom Übergabeort zum Abgabeort und während seines Weitertransports zum Ubernahmeort von denselben Greifmitteln gehalten wird.
Da der Abgabeort bei der bevorzugten Ausführungsform nur eine Zwischenstation darstellt, wird er im allgemeinen stationär angeordnet sein. Es ist aber auch eine räumliche Verstellung des Abgabeortes grundsätzlich möglich. Vor allem aber läßt die Erfindung gemäß Anspruch 9 auch eine Veränderung der Lage des übernahmeortes zu. Bei sehr großen Änderungen der Lage des Übernahmeortes kann auch bereits eine Zwischenänderung des Abgabeortes zur räumlichen Anpassung der Transferstrecke mit in Frage kommen.
Im Rahmen der Erfindung ist es auch mühelos möglich, solche Werkstücke, die sich bei der optischen Erfassung als nicht oder unzureichend markiert ergeben, auszusortieren; denn jedes am übergabeort anstehende Werkstück wird ja einzeln optisch abgetastet und einzeln weiterverarbeitet, so daß es keinen Zusatzaufwand darstellt, das Werkstück statt zum Abgabeort bzw.
Übernahmeort bei negativem Abtastergebnis zu einem Aussortierungsort zu transportieren.
Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens. Ausgehend von dem eingangs er= wähnten gattungsgemäßen Stand der Technik werden dabei gemäß Anspruch 11 vorrichtungsmäßige Mittel zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1 angegeben. Entsprechend korrespondieren vorrichtungsmäßig Anspruch 14 und 15 zu Anspruch 3, Anspruch 16 zu Anspruch 4, Anspruch 17 zu Anspruch 5, Anspruch 19 zu Anspruch 6, Anspruch 21 zu Anspruch 7, Anspruch 24 zu Anspruch 8, Anspruch 22 zu Anspruch 9 sowie Anspruch 23 zu Anspruch 10.
Die übrigen vorrichtungsmäßigen Unteransprüche stellen bevorzugte vorrichtungsmäßige Weiterbildungen und Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung dar. So zeigt Anspruch 12, daß man als optischen Fühler eine Lichtschranke wählen kann, welche mit der am Werkstück ausgebildeten Marke bzw. Markierung zweckmäßig so zusammenwirkt, daß bei Durchgang der Markierung durch die Lichtschranke während der Drehung des Werkstücks entweder die Ausrichtung gestoppt wird oder nur um ein vorgegebenes Winkelmaß, beispielsweise eine vorgegebene Zahl von Schritten eines Schrittmotors, weiterbewegt wird. Man kann dabei einfache elektro-optische Fühler verwenden, die vorzugsweise gemäß Anspruch 13 konzentrisch angeordnet sein können.
Beispielsweise kann dabei der Wender eines Abtåststrahles, also eine Lichtquelle, im Zentrum eines das reflektierte oder gestreute Licht sammelnden und das Signal auswertenden Strahlenkollektors angeordnet sein. Gemäß Anspruch 15 ist der optische Fühler zweckmäßig mit dem Translationsgestell des Greifers verbunden, um so während der Transferbewegungen eine winkellagenkonstante Größe zu definieren.
Mindestens insoweit, wie nach der Erfindung präzise örtliche oder winkelmäßige Lagen angesteuert werden, empfiehlt es sich, moderne Bewegungssteuerungen einzusetzen. Besonders bewährt hat sich die Verbindung einer zentralen frei programmierbaren Steuerung mit Schrittmotoren für die präzise Ablage der Werkstücke am Abgabeort bzw. übernahmeort. Für weniger bedeutsame Transferbewegungen, wie reines Abheben vom Übergabeort oder Abgabeort, und ebenso gegebenenfalls für Rückbewegungen des Greifers kann man einfache konventionelle Antriebe, insbesondere Pneumatikantriebe, verwenden.
Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel noch näher erläutert, welches weitere Merkmale und Funktionsweisen der Erfindung deutlich werden läßt. Es zeigen: Fig. 1 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung; Fig. 2 in gleichem Maßstab eine Seitenansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 1 längs des Zuförderers und im oberen Bereich der Vorrichtung oberhalb einer Grundplatte; Fig. 3 in einer zu Fig. 2 rechtwinkligen vertikalen Ebene eine Seitenansicht der Vorrichtung längs der Überführungsstrecke vom Übergabeort zum Abnahmeort; Fig. 4 in

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Maßstab in der Zeichnungsebene von Fig. 2 eine aufgeschnittene Darstellung der Übergabe-und Greifeinrichtung von Fig. 2, wobei Fig. 4a eine Rückansicht der Einrichtung gemäß Fig. 4 in der Betrachtungsebene von Fig. 3 darstellt.
Der Auslauf eines konventionellen und nicht dargestellten Sortierkessels, auch Wendelförderer genannt, ist mit zwei hintereinander geschalteten linearen Werkstückförderern 2 und 4 verbunden, die längs einer Anschlußfuge 6 ineinander übergehen. Die beiden Werkstückförderer 2 und 4 weisen jeweils eine horizontale Führungsschiene 10 auf, die von schrägstehenden Blattfedern 8 unterstützt und durch horizontale Elektromagneten 12 in Schwingungen versetzbar ist. Die Führungsschienen sind von einer Abdeckung 14 überdeckt. Innerhalb der Führungsschienen ist ein Führungskanal für Werkstücke W ausgebildet, die hier ohne Beschränkung der Allgemeinheit als Scheiben mit einem überstehenden umlaufenden oberen Randflansch 17 ausgebildet sind.
Die genannten Elemente 2 bis 14 bilden den Zuförderer der Werkstücke W, welche am übergabeort A am freien Ende des äußeren Werkstückförderers 4 mit nicht vorbestimmter Winkelausrichtung bereitgestellt werden. Man kann dabei innerhalb des Sortierkessels und auf der Zuförderstrecke bis zum Ubergabeort A gänzlich von einer Lageausrichtung absehen oder, falls man aus irgendwelchen Gründen doch bereits eine Voraus richtung der Lage vornehmen will, dabei auf Präzision der Winkelausrichtung verzichten.
Alternativ kann man die Werkstücke ohne präzise Winkelausrichtung auch in anderer Weise dem übergabeort A einzeln nacheinander zufördern.
Der Übergabeort A ist hier als obere Ausnehmung eines Balkens 16 angeordnet, der ebenso wie der Werkstückförderer 2, 4 linear und horizontal, aber rechtwinklig zum Zuförderer verläuft. Die beiden Enden des Balkens 16 ruhen auf Säulen 18, deren obere Enden durch Inbusschrauben 20 mit dem Balken und deren untere Enden mit einer Tischplatte 22 der Vorrichtung verbunden sind.
Dieselbe Tischplatte 22 trägt über miteinander verbundene und einen Hohlkörper bildende Platten 24, die teilweise auch noch mit Kabeldurchführungen 26 versehen sind, auch die Elektromagneten 12.
Der Balken 16 erstreckt sich vom übergabeort A im wesentlichen rechtwinklig an einer Seite des Zuförderers und bildet dabei in zum Übergabeort A äquidistanten Abständen Aufnahmen B, C und D für das Werkstück W, die als Abgabeorte dienen, an denen die jeweilige Marke am Werkstück W an der Umfangsseite zu liegen kommen soll, an der in Fig. 1 die Buchstaben B, C und D geschrieben sind (in der Zeichenebene von Fig. 1 rechts).
In der Zeichenebene von Fig. 1 rechts von den Abgabeorten B, C und D befinden sich übernahmeorte G, F und E, wobei eine weitere überführung von B nach G, von C nach F und von D nach E vorgesehen ist. Ohne Beschränkung der Alllgemeinheit sind diese übernahmeorte hier auf einem Endlosförderband vorgesehen. Es kann jede beliebige Werkstückaufnahme an die Stelle des Endlosförderbands 28 treten, insbesondere die Werkstückaufnahme eines Montageautomaten.
Zur Überführung der Werkstücke vom Übergabeort A auf einen der übernahmeorte E, F oder G ist folgende Einrichtung vorgesehen: Auf der in der Zeichnungsebene von Fig. 1 linken Seite des Balkens 16 sind in zwei Leisten 32, die mit der Tischplatte 22 bei 34 verschraubt sind, zwei zueinander parallele und horizontal verlaufende Führungswellen 30 für einen Schlitten 36.
Dieser ist durch einen ersten Schrittmotor 38 schrittweise antreibbar, dessen Abtriebszahnrad 40 mit einem Ritzel 42 einer Stellspindel 44 in Eingriff steht. Die Stellspindel 44 ist mit dem Unterbau über ein Nadellager 46 axial unverschiebbar verbunden und treibt über eine Wandermutter 48 den Schlitten 36 längs den Führungswellen 30. Hierzu ist die Wandermutter 48 mit einer vertikal nach unten ragenden Platte 50 einer versteifenden Plattenkonstruktion 50, 50a, 50b des Schlittens 36 fest verbunden. Dabei verläuft die Platte 50b parallel zur Platte 50, ohne jedoch noch mit der Spindel 44 in Eingriff zu stehen.
Von dem Schlitten 36 ragen zwei zueinander parallele Stäbe 52 und 54 in der Zeichnungsebene von Fig. 2 nebeneinander nach oben. Der Stab 54 ist dabei ein Führungsstab für einen vertikal verschiebbaren und in Fig. 3 nur grob schematisch angedeuteten Zwischenkörper 56, der längs des Führungsstabes 54 vertikal verschiebbar ist. Zu diesem Zweck ist der Zwischenkörper 56 starr mit dem als Hubstempel dienenden anderen Stab 52 verbunden. Dieser ist von einem doppeltwirkenden Pneumatikzylinder 58 über ein Kupplungsstück 60 zwischen zwei Endlagen vertikal auf- und abwärts bewegbar. Zur Überwachung der Endlagen dienen berührungsfreie induktive Näherungsfühler 64, die mit entsprechenden scheibenförmigen Gegenstücken 62 am Hubstempel 52 zusammenwirken.
Quer durch den Zwischenkörper 56 laufen, in diesem crelacrert zwei weitere Stangen 661, die horizontal und vertikal übereinander angeordnet sind und an ihrem freien Ende einen Querschlitten 70 tragen. Die beiden Stangen 66 und 68 sind an ihrem dem Querschlitten 70 abgewandten und an der anderen Seite des Zwischenkörpers 56 herausragenden Ende durch ein Verbindungsstück 67 verbunden. Eine Zugfeder 69 ist dazu vorgesehen, die beiden Stangen 66 und 68 in der Zeichnungsebene von Fig. 2 nach rechts bzw. in der Zeichnungsebene von Fig. 4 nach links bis in Anschlag an eine Einstellschraube 82 zu ziehen. Mittels der Einstellschraube 82 kann die weiteste Auslegerstellung des Querschlittens 70 relativ zum Zwischenkörper 56 eingestellt werden. Zur Rückstellung des Querschlittens dient ein von einem Pneumatikzylinder 80 über ein Kupplungsstück 78 betätigter vertikaler Hubstempel 76, der parallel zum Hubstempel 52 verläuft und lose mit dem unteren freien Ende einer Schwinge 72 zusammenwirkt, deren Drehpunkt 74 ortsfest am Schlitten 36 angeordnet ist und dessen oberes freies Ende mit dem Verbindungsstück 67 zusammenwirkt.
In dem Querschlitten 70 ist eine Drehwelle 84 axial unverschiebbar gelagert. Zum Antrieb der Drehwelle dient ein zweiter Schrittmotor 86, der mit dem oberen Ende der Drehwelle 84 gekoppelt ist. Am unteren Ende der Drehwelle ist.ein Greifkopf 88 vorgesehen, der in der Darstellung von Fig. 2 ein aufgenommenes Werkstück W trägt. Der Greifkopf 88 ist ohne Beschränkung der Allgemeinheit hier als einfacher Gummisauggreifer ausgebildet. An seine Stelle kann jede andere bekannte Art eines Greifers treten, beispielsweise ein Vakuumgreifer, ein Zangengreifer usw.
Der Querschlitten 70 dient als Translationsgestell des Greifkopfs 88. Er trägt einen elektro-optischen Fühler 90, der in aus der Figur nicht im einzelnen ersichtlicher Weise schräg zum Greifkopf 88 auf das von diesem getragene Werkstück W gerichtet ist. Der Fühler 90 hat eine Verkabelung 92 für die Stromversorgung seines Senders und für die Signalabführung seines Empfängers. Senderteil und Empfängerteil sind zweckmäßig konzentrisch so angeordnet, daß der Sender im Zentrum eines ringförmigen Empfängers angeordnet ist. Die Verkabelung 92 ist mit einer nicht dargestellten zentralen frei programmierbaren Programmsteuereinheit zur Betätigung aller Antriebselemente der gesamten Vorrichtung verbunden. Mittels eines Stellknopfes 94 ist die Empfindlichkeit des Fühlers einstellbar.
Jeweils seitlich versetzt zu den drei Abgabeorten B, C und D finden sich die übernahmeorte G, F und E für das jeweilige Werkstück W.
Ebenfalls seitlich neben dem übergabeort A befindet sich ein Aufnahmeort Z für solche Werkstücke, die als Ausschuß behandelt werden sollen.
Die Funktionsweise dieser Vorrichtung ist folgende: Die einzelnen Werkstücke W kommen der Reihe nach kontinuierlich auf dem Zuförderer 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14 an. Dabei steht jeweils ein vorderstes Werkstück W am übergabeort A zur taktmäßigen Abnahme bereit.
Die Abnahme erfolgt mittels des Greifkopfes 88. Wenn dieser das Werkstück W am übergabeort A erfaßt hat, wird das Werkstück W zunächst durch Betätigung des Pneumatikzylinders 58 und damit verbundenes vertikales Anheben des Zwischenkörpers 56 mitsamt dem Querschlitten 70 in eine obere Arbeitslage angehoben. In dieser erfolgt eine seitliche Versetzung des Greifkopfes 88 durch Verschiebung des Schlittens 36 längs der Führungswellen 30 mittels des ersten Stellmotors 38 so lange, bis der Greifkopf axial fluchtend über einem der Abgabeorte B, C, D angekommen ist. Dann wird der Greifkopf abgesenkt und das Werkstück an dem betreffenden Abgabeort B, C oder D abgelegt.
Zugleich mit dieser Transferbewegung erfolgt die Einleitung des Drehens des Greifkopfes 88 mittels des Stell- bzw. Schrittmotors 86.
Während dieses Drehvorgangs ist der elektro-optische Fühler 90 in Betrieb. Sobald die der gewünschten Winkelstellung zugeordnete Marke am Werkstück durch die vom Fühler gebildete Lichtschranke tritt bzw. in den Lichtstrahl eintritt, wird durch den Fühler ein Signal ausgelöst, welches sofort oder nach einer vorgegebenen Zahl von Schritten die Drehbewegung des Greifers stoppt. Die Ablage am Aufnahmeort erfolgt dann so, daß eine vorgegebene Null-Winkelstellung des Werkstücks eingestellt ist. Diese Null-Winkelstellung kann entweder der gewünschten endgültigen Stellung entsprechen oder eine Ausgangsstellung für einen weiteren Verfahrenstakt sein. Wenn dieser weitere Verfahrenstakt nicht erforderlich ist, ist es entbehrlich, noch die Übernahmeorte G, F und E vorzusehen. Diese können dann vielmehr mit den Abgabeorten B, C oder D zusammenfallen.
Im vorliegenden Beispiel sind mehrere, hier drei, Abgabeorte und die gleiche Zahl übernahmeorte vorgesehen. Es können aber auch mehr übernahmeorte vorgesehen sein. Ebenso kann jede beliebige Zahl von Abgabeorten von eins an aufwärts vorhanden sein.
Wenn gleichartige Werkstücke verarbeitet werden, können mehrere Abgabeorte und mehrere übernahmeorte dann sinnvoll sein, wenn man aus derselben Zuführquelle eine Folge von Werkzeugaufnahmen, z.B. eines Montageautomaten, speisen möchte. Man kann aber auch die verschiedenen Aufnahmeorte zur Aufnahme verschiedenartiger Werkstücke vorsehen, deren Unterschied bei der Transferbewegung durch den elektro-optischen Fühler 90 durch Erkennen verschiedener Arten von Marken am Werkstück festgestellt wird. Dann kann man die Transferbewegung des Greifkopfes 88 vom übergabeort A zum jeweils zugeordneten Abgabeort B, C oder D je nach dem optischen Abtastergebnis steuern; zweckmäßig ist dabei Voraussetzung, daß der elektro-optische Abtastvorgang in dieser Hinsicht rechtzeitig früher abgeschlossen ist als die Transferbewegung.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel erfolgt der Weitertransport vom Abgabeort B, C oder D zum übernahmeort G, F oder E mittels desselben Greifkopfes 88. Diese überführbewegung wird durch Verstellung des Querschlittens 70 mittels Zugfeder 69 bzw. Pneumatikzylinder 80 gesteuert, wobei die Abstandsweite zwischen Abgabeort und übernahmeort mittels der Stellschraube 82 einstellbar ist. In im Ausführungsbeispiel nicht dargestellter Weise kann man aber bedarfsweise auch nicht nur die Weite des Weitertransports, sondern auch die Richtung des Weitertransports ändern und auf diese Weise die Lage des jeweiligen Übernahmeorts G, F und E frei variieren.
Wenn der Fühler 90 feststellt, daß die am Werkstück während dessen Drehung mittels des Stellmotors 86 um etwas mehr als einen vollen Umlauf aufzufindende Markierung nicht oder nicht hinreichend vorhanden ist, kann die Transferbewegung des Greifkopfes 88 so umgesteuert werden, daß an Stelle der Ablage an einem der Abgabeorte B, C oder D eine Ablage auf einem Aussortierplatz Z erfolgt.
Ohne Beschränkung der Allgemeinheit sind die Abgabeorte B, C und D hier als entsprechende napfförmige Werkstückaufnahmen am Balken 16 und die Übernahmeorte G, F und E sowie der Abnahmeort von Ausschußteilen Z als ebene Stellen eines taktweise umlaufenden Endlosbandes X dargestellt. Es kommt aber auch jede andere Anordnung und Gestaltung je nach Anwendungszweck in Frage.
Insbesondere wird man meist das sorgfältig gedrehte Werkstück nicht gerade auf einem ebenen Band ablegen, sondern an einer Werkstückaufnahme, an der eine winkellagenrichtige Orientierung wesentlich ist.
An den übernahmeorten G, F und E kann aus der Null-Ausgangslage der Abgabeorte B, C und D jede beliebige gewünschte Winkellage in höchster Genauigkeit durch entsprechend programmierte Schrittzahl des Betriebs des Stellmotors 86 während der Überführung des Greifkopfes 88 vom Abgabeort zum Übernahmeort eingestellt werden.
Es versteht sich, daß während dieses zweiten Überführungstaktes der Auf- und Abhub des Greifkopfes 88 in analoger Weise erfolgt wie bei der Transferbewegung vom Übergabeort zum Aufnahmeort.
Grundsätzlich könnte man an Stelle der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch einen Industrieroboter komplexer Bauart einsetzen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich demgegenüber dadurch aus, daß lediglich besonders einfache Mechanismen zum Transferieren und Drehen ungeordneter Werkstücke vorgesehen sind. Dadurch kann sich der Aufwand und damit auch der Preis einer erfindungsgemäßen Vorrichtung weit unter Aufwand und Preis eines komplexen Industrieroboters wählen lassen. Auf der anderen Seite ist die erfindungsgemäße Vorrichtung trotz ihres relativ einfachen Aufbaus vielseitiger anwendbar als die konventionellen Transferglieder, welche eine Vorausrichtung bereits voraussetzen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist insbesondere als Zwischenglied zwischen kontinuierlichen Zuförderern einfachster Bauart und Montageautomaten geeignet.
Die Kinematik verläuft vorzugsweise, wie gezeigt, indem die Werkstücke W linear zum übergabeort A angefördert, unter einem rechten Winkel seitlich zum Abgabeort B, C oder D überführt und parallel zur Anförderrichtung vom Abgabeort B, C oder D zum Übernahmeort G, F oder E weitertransportiert werden. Diese bevorzugte Kinematik stellt jedoch keine Beschränkung der Möglichkeiten dar, die vielmehr frei wählbar sind.
L e e r s e i t e

Claims

Verfahren und Vorrichtung zum winkellagerichtigen Abgeben von winkellagemäßig ungeordnet zugeführten Werkstücken, insbesondere Kleinteilen Patentansprüche 1. Verfahren zum winkellagerichtigen Abgeben von winllagemäßig ungeordnet zugeführten Werkstücken, insbesondere Kleinteilen, die während ihres Transportweges zum Abgabeort in eine vorgegebene Winkelposition gedreht werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstücke nacheinander einem übergabeort winkellagemäßig ungeordnet zugeführt werden, und daß das jeweils am übergabeort bereitstehende Werkstück nach Maßgabe einer der gewünschten Winkellage zuordbaren Marke am Werkstück optisch abgetastet, in eine vorgegebene Winkellage gedreht und zum Abgabeort überführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstücke vor Ihrer Zuführung zum übergabeort mit einer Markierung versehen werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das jeweilige Werkstück während seiner Überführung zum Abgabeort optisch abgetastet und in die vorgegebene Winkellage gedreht wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstücke, vorzugsweise nach Maßgabe an ihnen vorhandener unterschiedlicher Marken, an verschiedene Abgabeorte überführt werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstücke an den verschiedenen Abgabeorten in derselben Winkellage abgegeben werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Werkstück von seinem Abgabeort zu einem Ubernahmeort nach Drehung um ein vorgegebenes, vorzugsweise einstellbares, Winkelmaß weitertransportiert wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehung um das vorgegebene Winkelmaß während des Weitertransports vorgenommen wird.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück während seiner Überführung vom Übergabeort zum Abgabeort und während seines-Weitertransports zum Übernahmeort von denselben Greifmitteln gehalten wird.
9. -Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage des übernahmeortes verändert wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß Werkstücke, die sich bei der optischen Erfassung als nicht oder unzureichend markiert ergeben, aussortiert werden.
11. Vorrichtung zum Ausführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9 mit einem in einen übergabeort ausmündenden Werkstückförderer sowie einer Einrichtung zum Drehen des jeweiligen Werkstücks in eine vorgegebene Winkelposition, g e k e n n z e i c h n e t durch einen Greifer (Greifkopf 88), mittels dessen das jeweils am Übergabeort (A) bereitstehende Werkstück zu einem Abgabeort (B, C, D) überführbar ist, einen optischen Fühler (90), der das Werkstück (W) am übergabeort während seiner Überführung vom Übergabeort zum Abgabeort und/oder am Abgabeort abtastet und auf eine der gewünschten Winkellage zuordbare Marke am Werkstück anspricht, sowie eine Dreheinrichtung (84, 86) für das Werkstück, die das Werkstück entsprechend dem Ansprechsignal des optischen Fühlers in eine vorgegebene Winkellage dreht.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der optische Fühler (90) als mit der Marke zusammenwirkende Lichtschranke ausgebildet ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß Sender und Empfänger des optischen Fühlers (90) konzentrisch angeordnet sind.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Dreheinrichtung für das Werkstück (W) als Dreheinrichtung (84, 86) des Greifers (Greifkopf 88) ausgebildet ist.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der optische Fühler (90) mit dem Translationsgestell (70) des Greifers (Greifkopf 88) verbunden ist.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Greifer (Greifkopf 88) von einem Überführungsort (A) zu verschiedenen Abgabeorten (B, C, D) bewegbar ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch eine nach einem vorgegebenen, gegebenenfalls einstellbaren, Programm oder nach Maßgabe unterschiedlicher Marken am überführten Werkstück (W) betätigte Weges teuerung des Greifers (Greifkopf 88) zu den verschiedenen Abgabeorten (B, C, D).
18. Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkelstellung des Greifers (Greifkopf 88) an den verschiedenen Abgabeorten (B, C, D) gleich ist.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einem Abgabeort (B, C, D) vorzugsweise allen Abgabeorten, mindestens ein Übernahmeort (G, F, E) zugeordnet ist und daß eine Greif einrichtung (Greifkopf 88) vorgesehen ist, mittels derer das Werkstück (W) vom Abgabeort zum Übernahmeort überführbar ist.
20. Vorrichtung nach Anspruch 19, gekennzeichnet durch eine, vorzugsweise einstellbare, Dreheinrichtung (84, 86) zum Drehen des Werkstücks (W) am Abgabeort, während der überführung vom Abgabeort (B, C, D) zum übernahmeort (G, F, E) und/oder am übernahmeort um ein vorgegebenes Winkelmaß.
21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Dreheinrichtung zum Drehen des Werkstücks (W) eine Dreheinrichtung (84, 86) der Greifeinrichtung (Greifkopf 88) ist.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Weg der Greifeinrichtung (Greifkopf 88) vom Abgabeort (B, C, D) zu verschiedenen übernahmeorten (G, F, E) einstellbar (Anschlagschraube 82) ist.
23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 22, gekennzeichnet durch einen gesonderten Abgabeort und/oder übernahmeort (Z) für Werkstücke (W), die sich bei der optischen Erfassung als nicht oder unzureichend markiert ergeben.
24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 18 und einem der Ansprüche 19 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Greifeinrichtung von dem Greifer (Greifkopf 88) gebildet ist.
25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstückförderer ein Schwingförderer (2, 4) ist.
26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß der übergabeort (A) der Auslauf des Schwingförderers (2, 4) ist.
27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß der Greifer (Greifkopf 88) über dem Werkstück (W) angeordnet ist.
28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß der Greifer (Greifkopf 88) vertikal verstellbar ist, vorzugsweise mittels Pneumatikzylinder (58)
29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß das Translationsgestell (36, 70) des Greifers (Greifkopf 88) als Schlitten, Schwenk- oder Drehteil oder Kombination solcher Elemente ausgebildet ist.
30. Vorrichtung nach Anspruch 29, gekennzeichnet durch einen Präzisionsantrieb, vorzugsweise mittels von einem Schrittmotor (38) angetriebener Spindel (44), für das Translationsgestell (36, 70) des Greifers (Greifkopf 88).
31. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 30, gekennzeichnet durch einen Schrittmotorantrieb (86) der Dreheinrichtung (84, 86) des Werkstücks (W).
32. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 31, gekennzeichnet durch einen pneumatischen Antrieb (80) der Bewegung der Greifeinrichtung (Greifkopf 88) des Werkstücks (W) vom Abgabeort (B, C, D) zum Übernahmeort (G, F, E).
33. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 32, gekennzeichnet durch eine Programmsteuerung.