DE3329902A1 - Periphere hilfseinrichtung zur automatischen beschickung- und entsorgung einer stanz-nibbel-maschine - Google Patents

Periphere hilfseinrichtung zur automatischen beschickung- und entsorgung einer stanz-nibbel-maschine

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DE3329902A1
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Description

^SIEMENS AK
AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen Berlin und München VPA 83 P 3 2 6 7 DE
Periphere Hilfseinrichtung zur automatischen Beschickung- und Entsorgung einer Stanz-Nibbel-Maschine
Die Erfindung bezieht sich auf eine periphere Hilfseinrichtung zur automatischen Beschickung und Entsorgungeiner Stanz-Nibbel-Maschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Stanz-Nibbel-Maschinen dienen zum Ausstanzen von Fertigteilen vorgegebener Geometrie aus Rohplatinen größerer Grundfläche. Zur Führung der Platinen weist eine derartige Stanz-Nibbel-Maschine ein Zangenlineal auf, mit dem die Platine im gewissen Bereich verschoben werden kann. Mittels Stanzkopf, der aus dem zugeordneten Schnittwerkzeug-Revolvermagazin die jeweils zweckmäßigen Werkzeuge erhält, lassen sich die Teile gewünschter Geometrie ausstanzen.
Beim Betrieb einer Stanz-Nibbel-Maschine werden folgende Arbeitsgänge nacheinander durchgeführt: 25
a) Einlegen der Rohplatine
b) Stanzen
c) Entnehmen der Fertigteile und gegebenenfalls Abfallstücke
d) Entfernen der Platinen-Restgitter bzw. gegebenenfalls Reststreifen.
Die Arbeitsgänge a), c) und d) erfolgten bisher meist manuell. Bei modernen numerisch gesteuerten Stanz-Nibbel-Maschinen sind spezifische Lösungen für eine Automatisierung der Arbeitsgänge verbekannt, die allerdings lediglich für bestimmte Werkstückgeometrien gelten und Wht 2 Gr /09.08.1983
jeweils in die spezielle Maschine integriert sind.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine periphere Hilfseinrichtung unter Verwendung eines Industrie-Roboters zu schaffen, mit der das Beschicken und Entsorgen einer Stanz-Nibbel-Maschine optimiert ist.
Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Vorzugsweise Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Besonders vorteilhaft bei der Erfindung ist, daß auch bisher manuell beschickte bzw. entsorgte Stanz-Nibbel-Maschinen ohne mechanischen Änderungsaufwand der Maschine nachgerüstet werden können. Mit der Gesamtanordnung - das sind im wesentlichen ein frei programmierbares Handhabungsgerät und die erfindungsgemäße periphere Hilfseinrichtung - ist ein System geschaffen, mit dem sich die unterschiedlichsten Werkstücke programmgesteuert handhaben lassen.
Bei der Erfindung spielen die spezielle Ausbildung der Greifvorrichtung einerseits und der Ablagevorrichtung andererseits eine wesentiche Rolle. Da bei den Stanzmaschinen mit der Hilfseinrichtung sowohl die großflächigen Anlieferplatinen als auch die gegebenenfalls kleinen Fertigteile gehandhabt werden sollen und letztere bei in der Maschine weit vorgefahrenem Zangenlineal nur durch einen engen Kanal zugänglich sind, ist die Greifvorrichtung V-förmig gestaltet und weist als eine nach dem Unterdruckansaugprinzip arbeitende Haftvorrichtung Saugnäpfe in unterschiedlichem, gegebenenfalls veränderbarem Abstand auf, die programmäßig aktiviert werden können. In vorzugsweiser Ausbildung ist ein gruppenweises Aktivieren bestimmter Saugnäpfe möglich. Dies erweist sich als vorteilhaft insbesondere für die Platinen-Restgitter, die
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für das Entnehmen praktisch nur noch an den Spannrand mittels der Saugnäpfe erfaßt werden können. Hierzu ist außerdem eine Zwischenablagevorrichtung dergestalt vorgesehen, deren Ablagefläche in einem Arbeitsgang gleichermaßen verschwenkbar und verschiebbar ist. Eine solche Ablageeinrichtung wird als "Wippentisch" bezeichnet und ermöglicht, die verbiegungs- und verhakungsempfindlichen Restgittergebilde lagenweise übereinanderzuschichten.
10
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung.
Es zeigen
FIG 1 eine schematische Darstellung der Stanz-Nibbel-Waschine einschließlich der zugehörigen erfindungsgemäßen peripheren Hilfseinrichtung.
FIG 2 eine spezifische Ausbildung der Greifvorrichtung. FIG 3, Arbeitspositionen der Greifvorrichtung und
FIG 4 schematisch in verschiedenen Betriebspositionen einen sogenannten "Wippentisch" als Zwischenlagereinrichtung.
In den Figuren sind identische Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
In der FIG 1 ist mit 1 das Gestell einer Stanz-Nibbel-Maschine angedeutet, die in zeitgemäßer Technik numerisch gesteuert ist. Im einzelnen ist mit 11 der Stanzkopf der Maschine bezeichnet, der ein Schnittwerkzeug-Revolver-Magazin 12 zugeordnet ist.
Zur Handhabung der Rohplatinen, Fertigteile und Restgitter sind der Stanz-Nibbel-Maschine 1 verschiedene Arbeitstische zugeordnet. Unter dem Stanzkopf 11 befindet sich ein fester Tisch 15, dem sich rückwärtig ein Raupengliedertisch 16 anschließt. An der Rückseite des Raupenglxedertisches 16 ist ein Zangenlineal 17 zum Führen der Platinen bei der Bearbeitung angeordnet. Der Verfahrbereich des Zangenlineals 17 ist mit 18 angedeutet. Ein sogenannter "Wippentisch", der als Zwischenlagereinrichtung dient, ist mit 20 gekennzeichnet. Daneben ist ein Ablagetisch 25 für Fertigteile vorgesehen.
Der obenbeschriebenen Stanz-Maschine 1 ist ein Industrieroboter 30 zugeordnet. Solche Roboter mit einem Handhabungsarm 35 sind vom Stand der Technik bekannt. Am Handhabungsarm 35 ist eine Greifvorrichtung 40 angebracht, mit der Rohplatinen, Fertigteile und Restgitter handhabbar sind. Die Greifvorrichtung 40 wird weiter unten im einzelnen beschrieben. Weiterhin ist in FIG 1 ein Rohplatinenstapel angedeutet, der mit 19 bezeichnet ist.
Aus der FIG 2 ist ersichtlich, daß die Greifvorrichtung 40 aus einem V-förmig ausgebildeten Gestell aufgebaut ist. Mit 41 bis 44 sind mechanische Träger bezeichnet, die durch entsprechende Verbindungseinrichtungen 45 bis 48 in der vorgesehenen Geometrie angeordnet sind. Mit 49 ist die Befestigungseinheit für den Roboterarm 35 bebezeichnet.
Die Greifvorrichtung ist geometrisch derart ausgebildet, daß der Trägerarm 42 jeweils am Rand einer Platine zu liegen kommt, während der Trägerarm 41 in etwa die Diagonale darstellt. Die Greifvorrichtung arbeitet mit Saugelementen nach dem Unterdruckansaugprinzip, mit dem flächenhafte Teile wie Platinen, Stanzteile und/oder Restgitter handhabbar sind. An beiden Trägern 41 und 42 sind
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daher im vorgegebenen Abstand Saugnäpfe 51 bis 64 angebracht, die an ein pneumatisches Unterdrucksystem anschließbar sind und einzeln bzw. in Gruppen im Sinne des Ansaugens an eine Fläche aktivierbar sind. 5
Im V-förmigen Winkel sind weiterhin über einen Ausleger 50, der mechanisch oder pneumatisch verschiebbar ist, zwei .frontseitige Saugnäpfe 65 und 66 angebracht.
Aus der Ausschnittszeichnung für den Ausleger 50 ist ersichtlich, daß der Auslegerarm aus einem in seiner Längsachse verschiebbaren Stab 501, einer Zahnradkette 502 und einer zugehörigen Schraubenfeder 503 bestehen kann. Statt der Schraubenfeder kann auch ein Blattfederpaar zum Ausrichten der Kette dienen. Mit einer derartigen Ausbildung ist in einfacher Weise eine Längsund Querverschiebbarkeit bei genügender Stabilität des Auslegers 50 gewährleistet. Der gesarate Ausleger-Greifarm 50 ist also derart ausgebildet, daß er in vertikaler Richtung bei Ansaugen der Saugnäpfe 65 und/oder 66 mit dem Gewicht eines Fertig- oder Abfallteils belastbar, jedoch in horizontaler Richtung nachgiebig und verschiebbar ist.
Aus der FIG 2 ist ersichtlich, daß die Saugnäpfe 51 bis in vorgegebenen Abständen am Gerüst angeordnet sind.Die Abstände können manuell oder auch gesteuert veränderbar sein. Wesentlich ist dabei, daß die einzelnen Saugnäpfe bis 66 für sich getrennt oder nach Gruppen nach Maßgabe eines Steuerprogrammes aktivierbar sind, was im Rahmen der alternativen Handhabung der Rohplatinen, Abfall- oder
Fertigteile und/oder der Restgitter Bedeutung hat. Für die verschiedenen Arbeitsschritte müssen unterschiedliche Saugnapfgruppen bzw. -bereiche aktiviert werden.Dies ist im einzelnen in der FIG 3 für vier Beispiele dargestellt. 35
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Aus der FIG 3 ist zunächst ersichtlich, daß die V-förmige Ausbildung der Greifvorrichtung mit einem Randbereich und einem Diagonalbereich für Rechteckteile von Vorteil ist.
In der Teilfigur a sind zum Anheben einer Rohplatine 19 die schwarz gekennzeichneten Saugnäpfe aktiviert. Dabei werden üblicherweise nicht alle der Rand- bzw. Diagonalsaugnapfe benötigt; die Saugnäpfe 65, 66 des Auslegers 50 sind nicht aktiviert.
Bei der Teilfigur b soll dagegen ein Restgitter 190, aus dem Fertigteile ausgestanzt sind, gehandhabt werden. Hierzu werden lediglich die Saugnäpfe im Randbereich benötigt, wobei, wie weiter unten anhand des Arbeitsablaufes gezeigt wird, in diesem Fall ein horizontales Herausziehen des Gitters 190 erfolgt.
Teilfigur c zeigt die Aktivierung von Saugnäpfen für ein größeres Fertigteil 191. Je nach Größe eines solchen Teiles werden Saugnäpfe im V-förmigen Spitzenbereich sowie auch am entsprechend ausgefahrenen Ausleger 50 aktiviert.
Bei kleinen Fertigteilen 192 gemäß Teilfigur d kann es genügen, wenn lediglich ein Saugnapf des Auslegers 50 aktiviert wird.
Es wurde bereits erwähnt, daß prinzipiell jeder Saugnapf einzeln nach Programm aktiviert werden kann. Da
aber am Roboterarm 30 wegen der begrenzten Belastbarkeit im allgemeinen nicht beliebig viel Magnetventile angebracht werden können und auch vom Roboter 30 selbst her nur eine begrenzte Anzahl von Funktionen, d.h. Schalt-35
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signale, zur Verfügung stehen, werden die Saugnäpfe 51 bis 66 vorteilhaft in Gruppen dem spezifischem Problem angepaßt aktiviert. Es hat sich gezeigt, daß mit sechs Ein-VAus-Schaltsignalen eine hinreichende Kombinationsmöglichkeit gegeben wird. Die Auswahl der Kombinationen hängt dabei nicht nur von der Größe der Teile, sondern auch von deren Geometrie ab. Für Kleinteile mit kleinen bzw. schmalen Aufsetzflächen für die Saugnäpfe kann es beispielsweise notwendig sein, speziell entwickelte Saugnapfgebilde anzuwenden.
In der FIG 4 ist schematisch die Funktion des sogenannten "Wippentisches" 20 für die Ablage der Restgitter dargestellt. Ein solcher Wippentisch ist mit seiner AbIagefläche 201 über vier Schwenkgelenke 202 bis 205 über mechanische Hebel an der Unterlage 210 befestigt. Die Funktion besteht im wesentlichen darin, daß ein solcher Wippentisch 20 im gleichen Arbeitsgang mit .seiner Ablagefläche 201 sowohl verschwenkbar als auch verschiebbar ist. Dies ist in den Teilfiguren a,b und c angedeutet. kennzeichnet die Lagerfläche für die Restgitter, der eine senkrechte Anschlagfläche 221 zugeordnet ist.
Bei auf der Fläche 201 aufliegendem Restgitter 190, kann der Wippentisch 20 schräg verkippt werden. Bei Erreichen eines bestimmten Schrägungswinkels der Fläche 201 kann ein Restgitter 190 aufgrund der Überwindung der Haftreibung langsam abrutschen. Es ist jedoch sinnvoll, dem Bewegungsablauf eine gewise Dynamik zu geben. Dazu wird der Tisch 20 mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit gegen einen· unteren, gegebenenfalls gedämpften Anschlag geschwenkt, so daß die Restgitterplatine 190 schräg nach vorne gegen den Anschlag 221 schießt. Dabei
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rutscht das Restgitter 190 mit der Vorderkante nach unten ab bis auf die Höhe eines bereits vorliegenden Stapels 225. Duch Zurückschwenken des Wippentisches 20 mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit bzw. Beschleunigung wird die Restgitterplatine 190 infolge ihrer tragen Masse nicht mitgezogen und verbleibt an der Anschlagkante 221 anliegend, bis an der anderen Seitenkante die Unterstützung durch die Fläche 201 verloren geht. Die Platine klappt somit auf den bereits vorhandenen Stapel.
Nachfolgend wird der gesamte Arbeitsablauf mit Hilfe der erfindungsgemäßen Hilfseinrichtung geschildert, wobei in diesem Zusammenhang auf die Figuren 1 bis 4, insbesondere auf FIG 1, verwiesen wird:
Mit der Greifvorrichtung 40 wird eine Rohplatine 19 vom Rohteil stapel abgehoben und in das Zangenlineal 17 gegen den Anschlagbolzen in einer festgelegten Standardposition eingelegt. Dabei ist der Wippentisch 20 zur Unterstützung durchhängender, dünner Blechplatinen hochgeklappt. Am Greifer sind in diesem Fall entsprechend FIG 3a die Saugnapf-Reihe "Rand" und die Saugnapf-Reihe "Diagonale" aktiviert.
Für den Stanzvorgang wird der Wippentisch 20 heruntergeklappt. Es schließt sich der numerisch gesteuerte Stanz-Nibbel-Programmablauf bis zum Freitrennen eines ersten Fertigteiles an. Die Stanzmaschine 1 geht dann in die Halteverriegelung. Anschließend wird der Roboterarm 35 eingeschwenkt und erfolgt eine Vorwärtsbewegung der Greifvorrichtung 40 mit dem Auslegerarm 50 in den Kanal zwischen Zangenlineal 17 und Verkleidung des Schnittwerkzeugmagazins 11 ο Danach ist das Entnehmen eines Fertigteiles möglich,
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wobei nach Bedarf programmiert eine oder mehrere Saugnäpfe an der Greiferspitze aktiviert sind. Das Ablegen von Fertigteilen erfolgt beispielsweise auf dem Ablagetisch Abfallstücke können auch entnommen und in einem Abfallbehälter abgeworfen werden.
Nach Ausstanzen aller Fertigteile aus einer Platine fährt das Zangenlineal 17 in die Standardposition zurück und die Stanz-Nibbel-Maschine 1 geht in Halte-Position. Danach wird der Wippentisch 20 hochgeklappt.
Zum Entnehmen eines Restgitters 190 wird nun lediglich die am Rand befindliche Saugnapfreihe entsprechend FIG 3b aktiviert, weil der andere Bereich mehr oder weniger ausgestanzt ist. Dazu befindet sich das Zangenlineal 17 in der gleichen Standardposition wie beim Einlegen der Rohplatinen. Der Greifer wird also mit seinem Randbereich an der gleichen definierten Stelle aufgesetzt. Zum Entnehmen und schichtweise Ablegen der Restgitter 190 wird ein solches Teil von der Greifvorrichtung vom Raupengliedertisch 16 auf den Wippentisch 20 gleitend herübergezogen und abgelegt. Nach Lösen der Saugnäpfe fährt die Greifvorrichtung 40 in eine Warteposition.
Anschließend wird der Wippentisch 20 umgeklappt, so daß, wie im einzelnen anhand der FIG 4 beschrieben, das Restgitter 190 schräg abrutscht und schichtweise übereinander zu liegen kommt.
Es hat sich gezeigt, daß durch die erfindungsgemäße periphere Hilfseinrichtung eine optimal günstige Handhabung der Platinen, Fertigteile und Restgitter für eine Stanz-Nibbel-Maschine mit einem vorhandenen Industrie-Roboter möglich ist. Die Handhabung der Restgitter 190 könnte dabei auch unabhängig vom Industrie-Roboter erfolgen, wenn das Zangenlineal 17 der Stanz-Nibbel-
-KJ- VPA 83 P 32 6 7 DE
Maschine entsprechend ausgebildet ist. Der Wippentisch hat aber in einem solchen Fall die gleiche Funktion.
Anhand der Figuren 2 und 3 wurde gezeigt, daß die Aktivierung der Saugnäpfe der Greifvorrichtung nach Programm erfolgen kann. In Ergänzung dieser Merkmale kann auch die exakte Positionierung veränderbar sein und nach Programm vorgenommen werden. Dazu müßten die Saugnapfhalterungen beispielsweise durch pneumatische Zylinder verschiebbar am Gerüst angeordnet sein. Eine Konstruktionsmöglichkeit würde darin bestehen, den Verschiebeweg der Saugnapfhalterungen mittels eines Rasters von programmäßig ansteuerbaren Anschlägen zu begrenzen. In der Praxis kann es schon in vielen Fällen genügen, wenn der Auslegerarm 50 entsprechend ausgerüstet ist.
Insgesamt kommt es bei der Realisierung von zusätzlichen Programmiermöglichkeiten immer darauf an, die am Roboterarm zur Verfügung stehenden Steuersignale durch eine Kombinations-Auswerteschaltung so auszunützen, daß die Steuerungsmöglichkeiten vervielfältigt werden. Bei Vorhandensein von sechs Signalen ließen sich dann 2 =64 Schaltungszustands-Varianten nutzen.
pe 16 Patentansprüche
4 Figuren

Claims (16)

  1. - y\ - VPA 83 Pa^b/ut
    Patentansprüche
    MUyPeriphere Hilfseinrichtung zur automatischen Beschik-Rung und Entsorgung einer Stanz-Nibbel-Maschir.e, unter Anwendung eines Industrie-Roboters mit einer Greifvorrichtung für die Platinen einerseits sowie zugehöriger Transport- und Ablageeinrichtungen für die Stanzteile und Restfilter andererseits, dadurch gekennzeichnet, daß zum Aufnehmen der Stanzteile (19, 102) ebenfalls die Greifvorrichtung (40) des Roboters (30) vorgesehen ist und daß zum schichtweise Ablegen der Restgitter (190) eine Zwischenlagereinrichtung (20) vorhanden ist, deren Ablagefläche (201) in einem Arbeitsgang gleichermaßen verschwenk- und verschiebbar ist.
  2. 2. Hilfseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Greifvorrichtung eine nach dem Unterdruck-Ansaugprinzip arbeitende Haftvorrichtung für Platinen (19)/ Stanzteile (191/ 192) und/oder Restgitter (190) ist.
  3. 3. Hilfseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Greifvorrichtung (AO) ein flächenhaftes V-förmiges Gerüst (41 - 44) bildet, das in Bezug auf eine Platine (19) einen Randträger (41) und einen Diagonalträger (42) aufweist.
  4. 4. Hilfseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß in der V-förmigen Spitze des Gerüstes (41 bis 44) ein Auslegerarm (50) angeordnet ist.
  5. 5. Hilfseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß der Auslegerarm (50) in senkrechter Richtung belastbar, in horizontaler Richtung dagegen nachgiebig und verschiebbar ausgebildet ist.
  6. 6. Hilfseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß der horizontale Verschiebeweg des Auslegerarms (50) programmäßig vorgebbar ist.
  7. 7. Hilfseinrichtung nach Anspruch 2 und 3, d adurch gekennzeichnet, daß am Gerüst (41 - 44) und Ausleger (50) der Greifvorrichtung (40) eine Anzahl von Saugnäpfen (51 - 66) mit Vakuumleitungsanschlüssen angeordnet sind.
  8. 8. Hilfseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Saugnäpfe (51 bis 66) separat aktivierbar im Sinne des Anschlusses an die Saugleitung sind.
  9. 9· Hilfseinrichtung nach Anspruch 3 und 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Saugnäpfe (51 bis 64) in Gruppen am Randträger (42) und Diagonalträger (42) des V-förmigen Gerüstes angeordnet und gruppenweise aktivierbar sind.
  10. 10. Hilfseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktivierung der Saugnäpfe (51 - 66) programmgesteuert erfolgt.
    - *5 - VPA 83 P 3 2 6 7 DE
  11. 11. Hilfseinrichtung nach Anspruch 7/dadurch gekennzeichnet , daß die Saugnäpfe (51 - 66) an den Trägern des Gerüstes (41 - 43) in horizontaler Richtung mechanisch oder pneumatisch verschiebbar
    5 angeordnet sind.
  12. 12. Hilfseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Verschiebung der Saugnäpfe (61 - 64) an den Trägern (41,42) programm-
    10 gesteuert erfolgt.
  13. 13. Hilfseinrichtung nach Anspruch 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß am Auslegerarm (50) wenigstens ein für sich aktivierbarer, vorzugsweise zwei getrennt aktivierbare Saugnäpfe (65, 66) angeordnet sind.
  14. 14. Hilfseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Zwischenlagereinrichtung (20) durch einen Wippentisch gebildet ist, dessen Pfosten sowohl mit der Standfläche (20) als auch mit der Ablagefläche (201) Schwenklager (202 - 205) bilden.
  15. 15. Hilfseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Verschwenken des Wippentisches (20) programmgesteuert erfolgt.
    ■
  16. 16. Hilfseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Greifvorrichtung (40) in Verbindung mit den Transport- nd Ablageeinrichtungen (15, 20, 25) ein geraeinsames Handhabungssystem bilden.
DE19833329902 1983-08-18 1983-08-18 Periphere hilfseinrichtung zur automatischen beschickung- und entsorgung einer stanz-nibbel-maschine Withdrawn DE3329902A1 (de)

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