DE3624416A1 - Vorrichtung zur zufuehrung eines werkstueckes zu einer presse und zur herausfuehrung desselben aus der presse - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Zuführung eines Werkstückes zu einer Presse und zur Herausführung derselben aus der Presse, genauer gesagt eine Vorrichtung zur automatischen Zuführung von verschiedenen Werkstücken, die einem Preßvorgang unterzogen werden sollen, zu einer Presse, welche in einer Pressenstraße angeordnet ist, die kontinuierlich einen Preßvorgang durchführt.

Mit der Automatisierung von Fertigungsstraßen wurde auch die Beschickung der zu pressenden Werkstücke automatisiert. Bei einer Pressenstraße, die von 5 bis 6 Pressen gebildet wird, finden eine Entnahmevorrichtung zur Herausführung der gepreßten Werkstücke und eine Beschickungsvorrichtung zur Beschickung der Presse mit den Werkstücken Verwendung. Die Beschickungsvorrichtung trägt ein Werkstück, das formgerecht geschnitten worden ist, zu einer Presse, während die Entnahmevorrichtung das gepreßte Werkstück zu einer anderen Presse trägt. Auf diese Weise wird jedes Teil, beispielsweise eines Fahrzeuges, mit Hilfe von verschiedenen Preßvorgängen hergestellt.

Bei einer Pressenstraße, wie sie beispielsweise in Fig. 3 dargestellt ist, bewegt sich ein Förderer 12 zwischen Pressen 10-1 und 10-2. Eine Entnahmevorrichtung 18, die ein Werkstück 16 von einem Pressenteil 14-1 der Presse 10-1 wegführt, und eine Beschickungsvorrichtung 18′, die das Werkstück 16 einem Pressenteil 14-2 der nachfolgenden Presse 10-2 zuführt, sind hierbei vorgesehen. Die Entnahmevorrichtung 18 zieht das Werkstück 16 heran, hält es und ordnet es auf einer Hubvorrichtung 20-1 an. Die Hubvorrichtung 20-1 bewegt das Werkstück 16 in Vertikalrichtung und setzt es in einem vorgegebenen Steuertakt auf dem Bandförderer 12 ab. Als nächstes wird das Werkstück von einer Hubvorrichtung 20-2 an der Seite der nachfolgenden Presse 10-2 gehalten. Auf diese Weise wird das von der Presse 10-1 überführte Werkstück von der Beschickungsvorrichtung 18′ in der gleichen Weise wie von der Entnahmevorrichtung 18 dem Pressenteil 14-2 zugeführt.

Fig. 4 zeigt den Aufbau der Beschickungsvorrichtung 18′ (Entnahmevorrichtung 18). Die Beschickungsvorrichtung 18′ ist mit einer Befestigungseinheit 22 versehen, die zwei Arme besitzt, die das Werkstück 16 halten und tragen. Zwei Anzieheinrichtungen 24-1, 24-2 zum Halten des Werkstückes 16, wie beispielsweise ein Magnet, sind an den Vorderenden der beiden Arme vorgesehen.

In Abhängigkeit von der Form eines vorgegebenen Werkstückes zu einer bestimmten zu pressenden Form oder in Abhängigkeit von einer bestimmten Bewegungsbahn besitzt die Befestigungseinheit 22 eine bestimmte Form und Länge. Sie wird jedesmal dann, wenn ein anderes Werkstück bearbeitet werden soll, durch eine andere Befestigungseinheit versetzt. Die Befestigungseinheit 22 ist über einen Bajonettabschnitt 26 an zwei Verbindungselemente 28-1 und 28-2 angeschlossen.

Das Verbindungselement 28 ist an einer Gleitplatte 34 befestigt, die auf einer Gleitschiene 82 in der durch den Pfeil b angedeuteten Richtung gleitet. Die Gleitschiene ist an einem Beschickungsvorrichtungs (Entnahmevorrichtungs)- gehäuse 30 vorgesehen. Das Verbindungselement 28 wird durch einen Schwenkarm 38, der mit einem Antriebsstift 36 in Eingriff steht, verschwenkt. Der Antriebsstift 36 steht mit einer Nockenplatte 40 in Eingriff, die am Gehäuse 30 der Beschickungsvorrichtung befestigt ist. Die Nockenplatte 40 legt die Bewegungsbahn der Befestigungseinheit 22 und somit die Bewegungsbahn des Werkstückes 16 fest. Somit bewegt der von einem Antriebsmotor 42 getriebene Schwenkbarm 38 die Befestigungseinheit 22 auf der durch den Pfeil 100 angedeuteten Bewegungsbahn. Die Befestigungseinheit 22 bewegt sich konstant auf der durch die Nockenplatte 40 fixierten Bahn.

Die Beschickungsvorrichtung 18′ kann sich relativ zur Presse 10 nach links und rechts bewegen. Das Gehäuse 30 der Beschickungsvorrichtung ist an einer Gehäuselagerung 44 fixiert, die auf einer Längsschiene 46 o. ä. gleiten kann, welche an der Presse 10 befestigt ist. Eine Beschickungsspindel 50, die an einem Längswellenantriebsmotor 48 angeschlossen ist, steht mit einer an der Gehäuselagerung 44 vorgesehenden Spindelaufnahme 52 in Eingriff.

Da die Befestigungseinheit 22 in Längsrichtung relativ zur Presse beweglich ist, wird das Werkstück 16 auf der vorgegebenen Bewegungsbahn 100 so in die Presse 10 eingesetzt, daß es auf dem Pressenteil 14 angeordnet wird.

Eine herkömmlich ausgebildete Werkstoffträgervorrichtung dieser Art ist jedoch insofern unzweckmäßig, als daß die mit den zwei Armen versehene Befestigungseinheit 22 so an der Nockenplatte 40 fixiert ist, daß die von der Nockenplatte abhängige Bewegungsbahn nur eine geringe Bewegungsfreiheit besitzt, und als daß bei der Förderung eines Werkstückes mit einer speziellen zu pressenden Form, beispielsweise bei der Förderung eines Werkstückes 16′, wie durch die gestrichelte Linie in Fig. 4 angedeutet, die Befestigungseinheit einen Arm aufweisen muß, der länger ist als der andere. Mit anderen Worten, es ist erforderlich, für jedes Werkstück mit unterschiedlicher Form eine spezielle Befestigungseinheit einzusetzen und diese Einheit jedesmal dann auszutauschen, wenn ein Werkstück einer anderen Form gepreßt werden soll.

Das Bereithalten von diesen vielen Befestigungseinheiten ist mit hohen Kosten verbunden. Darüberhinaus ist der Austausch der Befestigungseinheiten schwierig und sehr gefährlich, da er von einer Bedienungsperson ausgeführt werden muß. Er stellt eine Grenze in bezug auf die Vollautomatisierung einer Pressenstraße dar.

Da die Befestigungseinheit darüberhinaus nach dem Gebrauch daurch Zusammensetzen einzelner Teile hergestellt wird, ist eine sehr lange Zeitdauer erforderlich, falls die Befestigungseinheit während des Gebrauches durch Fehler verformt worden ist, um dieselbe wieder in ihre ursprüngliche Form zu bringen und sie wieder herzustellen, was es unmöglich macht, den Betrieb der Pressenstraße sofort wieder aufzunehmen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Zuführung eines Werkstückes zu einer Presse und zur Herausführung desselbem aus der Presse zur Verfügung zu stellen, die in der Lage ist, die Bewegungsbahn des Werkstückes frei einzustellen und die keine Vielzahl von Befestigungseinheiten unterschiedlicher Form in Anpassung an die Form eines einzelnen Werkstückes benötigt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung gelöst, die sich aus mindestens zwei Werkstückträgermechanismen zusammensetzt, von denen jeder eine Befestigungseinheit zum Halten und Tragen eines Werkstückes aufweist, nämlich einen Querbewegungsmechanismus zur horizontalen Bewegung der Befestigungseinheit in Querrichtung der Presse und einen Vertikalbewegungsmechanismus zur Bewegung der Befestigungseinheit in Vertikalrichtung. Diese Werkstückträgermechanismen führen einzeln biaxiale Funktionen der entsprechenden Befestigungseinheiten in Quer- und Vertikalrichtung durch, so daß auf diese Weise das Werkstück auf der gewünschten Bewegungsbahn geführt wird.

Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform kann sich jede Befestigungseinheit auf ihrer eigenen Bahn in Vertikal- und Querrichtung bewegen. Wenn sie sich in Richtung auf ein Werkstück bewegt, bewegt sich jede Befestigungseinheit auf einer vorgegebenen Bewegungsbahn. Nachdem sie das Werkstück übernommen hat, bewegt sie sich ebenfalls auf einer vorgegebenen Bewegungsbahn, um das Werkstück der Presse zuzuführen. Da diese Funktionsweise von jedem Werkstückträgermechanismus unabhängig von anderen durchgeführt wird, es möglich, verschiedene Arten von Werkstücken frei zu führen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 den Aufbau einer ersten Ausführungsform einer Beschickungsvorrichtung (Entnahmevorrichtung) als erfindungsgemäß ausgebildeter Werkstückträgermechanismus;

Fig. 2 eine Ansicht einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 3 eine Darstellung der Werkstückbeschickungs- und Werkstücksentnahmevorgänge an der Pressenstraße; und

Fig. 4 eine Darstellung einer herkömmlich ausgebildeten Beschickungsvorrichtung (Entnahmevorrichtung).

In Fig. 1 ist eine Gestänge-Trägervorrichtung (Beschickungsvorrichtung und Entnahmevorrichtung) als erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Für diejenigen Elemente, die mit denen der herkömmlich ausgebildeten Vorrichtung identisch sind, werden die gleichen Bezugszeichen verwendet. Auf eine Erläuterung dieser Elemente wird verzichtet.

Die erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Werkstückträgermechanismen vorgesehen sind, von denen jeder in der Lage ist, biaxiale Vorgänge einer Befestigungseinheit in Quer- und Vertikalrichtung durchzuführen. Diese biaxialen Vorgänge werden von jedem Mechanismus unabhängig vom anderen Mechanismus durchgeführt. Bei dieser Ausführungsform ist ein Paar von Beschickungsvorrichtungen als Werkstückträgermechanismus vorgesehen, von denen jeder mit einer Befestigungseinheit 54-1 (54-3) oder 54-2 (54-4) versehen ist. Ein Querbewegungsmechanismus besteht aus einem Gestängemechanismus, während ein Vertikalbewegungsmechanismus aus einem Spindelbeschickungsmechanismus besteht. Diese Ausführungsform ist desweiteren mit Längsbewegungsmechanismen zur horizontalen Bewegung der Beschickungsvorrichtungen nach rechts und links relativ zur Presse versehen. Wie vorstehend erläutert, besitzt diese Ausführungsform zwei Beschickungsvorrichtungen. Die Beschickungsvorrichtung auf der rechten Seite wird zur Vereinfachung der Erläuterung zuerst beschrieben.

Erfindungsgemäß besteht eine Befestigungseinheit 54 aus einem Arm mit einer an einem Ende desselben befestigten Anziehrichtung 24. Als Anzieheinrichtung 24 kann beispielsweise ein Elektromagnet, ein Vakuumbecher oder eine Greifbetätigungseinrichtung Verwendung finden. Bei dieser Ausführungsform wird ein Elektromagnet benutzt. Die Anzieheinrichtungen 24-1 und 24-2 sind an den beiden Beschickungsvorrichtungen befestigt, um das Werkstück 16 anzuziehen. Die Befestigungseinheit 54 ist mit den Verbindungselementen 28-1 und 28-2 verbunden. Ein Querbewegungsmechanismus, der diese Verbindungselemente 28-1 und 28-2 umfaßt, bewegt das Werkstück in Querrichtung der Presse, wenn er es zur Presse trägt.

Der Querbewegungsmechanismus besteht aus den beiden Verbindungselementen 28, einer Gleitplatte 34, die auf einer Gleitschiene 32 gleitet, einem Schwenkarm 56 und einem Antriebsmotor 42 zum Betreiben des Schwenkarmes 56. Der Schwenkarm 56 steht mit dem Verbindungselement 28-1 über einen Stift 58 drehbar in Eingriff. Obwohl die Gleitschiene 32 an einem Beschickungsvorrichtungsgehäuse 60 befestigt ist, kann jedes Element, das den Querbewegungsmechanismus bildet, in Vertikalrichtung des Beschickungsvorrichtungsgehäuses 60 zusammen mit einem Lagerelement 62, das den Schwenkarm 56 und den Antriebsmotor 42 lagert, gleiten. Das Lagerelement 62 ist gleitend an der Gleitschiene 32 gelagert.

Der den vorstehend beschriebenen Aufbau aufweisende Querbewegungsmechanismus führt eine geradlinige Bewegung (Scott Russel-Typ) durch, und die Gleitplatte 34 wird über die Schwenkbewegung des Schwenkarmes 56 in der durch den Pfeil b angedeuteten Richtung vertikal bewegt, so daß die Befestigungseinheit 54 in Rückwärts- und Vorwärtsrichtung der Presse horizontal und linear bewegt wird.

Dies sei nachfolgend im einzelnen erläutert. Wenn der Antriebsmotor 42 läuft, wird der Schwenkarm 56 verschwenkt. Durch die Schwenkbewegung der Schwenkarme 56 werden die parallelen Verbindungselemente 28-1 und 28-2 verschwenkt, wodurch die Befestigungseinheit 54 in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung der Presse bewegt wird, wie durch den Pfeil A angedeutet. Da die Lagerpunkte beider Verbindungselemente 28 drehbar von der Gleitplatte 34 gelagert werden, die sich vertikal auf der Gleitschiene 32 bewegt, wie vorstehend erläutert, bewegt sich die Befestigungseinheit 54 in Horizontalrichtung, während sie die Horizontalposition an einer vorgegebenen Stelle konstant aufrechterhält.

Der Vertikalbewegungsmechanismus setzt sich aus einer Vertikalbeschickungsspindel 64, die sich mit einer Mutter (nicht gezeigt) in Eingriff befindet, die mit dem Lagerelement 62 des Vertikalbewegungsmechanismus verbunden ist, einem Vertikalwellenantriebsmotor 66 und einem Transmissionriemensystem zur Übertragung der Antriebskraft des Motors 66 zusammen. Durch die Antriebskraft des Vertikalwellenantriebsmotors 66 wird eine Riemenscheibe 68 über den Transmissionsriemen gedreht, wodurch die Vertikalbeschickungsspindel 64 im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn gedreht wird. Folglich wird das mit der Mutter verbundene Lagerelement 62 vertikal bewegt, wodurch die Befestigungseinheit 54 auf der vertikalen Bewegungsbahn bewegt wird.

Der Längsbewegungsmechanismus ist wie beim Stand der Technik mit Gehäuselagerungen 44-2 und 44-2 versehen, die gleitend auf einer Längsschiene 46 gelagert sind, welche an der Presse o. ä. befestigt sind, so daß eine miteinem Längswellenantriebsmotor 48 in Verbindung stehende Längsbeschickungsspindel 50 das Beschickungsgehäuse 60 von der Presse nach rechts und links bewegen kann.

Diese Ausführungsform besitzt zwei Beschickungsvorrichtungen (Entnahmevorrichtungen) als Werkstückträgermechanismen, die diesen Aufbau aufweisen. Die Befestigungseinheiten 54-1 und 54-2 können ihre entsprechenden triaxialen Bewegungen, nämlich in Querrichtung, wie durch den Pfeil A angedeutet, in Vertikalrichtung, wie durch den Pfeil B angedeutet, und Längsrichtung, wie durch den Pfeil C angedeutet, ausführen. Mit anderen Worten, die Befestigungseinheiten 54-1 und 54-2 bewegen sich jeweils auf Bewegungsbahnen, die durch die Pfeile 200-1 und 200-2 angedeutet sind. Es ist ferner für die Befestigungseinheiten möglich, andere Bahnen zu durchlaufen. Beispielsweise kann die Befestigungseinheit 54-1 die durch die gestrichelte Linie 201 angedeutete Bewegungsbahn durchlaufen, so daß das Werkstück 16 in die Position 16′ überführt wird.

Es ist auch möglich, die Zwischenbewegungsbahn für die Befestigungseinheit 54 frei einzustellen. Beispielsweise kann die Befestigungseinheit die durch die Pfeile 300 angedeuteten Bahnen durchlaufen, so daß es auf diese Weise möglich ist, die Bewegungsbahn zum Fördern des Werkstückes 16 mit einem hohen Freiheitsgrad zu bestimmen.

Eine solche Bewegungsbahn für das Werkstück 16 wir durch die Play back-Systemsteuerung der Antriebsmotoren 42, 46, 48 für den Querbewegungsmechanismus, den Vertikalbewegungsmechanismus und den Längsbewegungsmechanismus bestimmt. Indem Befehle in Übereinstimmung mit Werkstücken, an denen unterschiedliche Preßvorgänge ausgeführt werden sollen, abgegeben werden, können die verschiedenen Werkstücke in einfacher Weise der Presse zugeführt und aus dieser herausgeführt werden.

Jeder Motor benutzt einen Servomotor o. ä. für eine genaue Antriebssteuerung. Eine Verzögerungseinheit ist in den Querwellenantriebsmotor 42 eingebaut, um den Werkstückfördervorgang glatt durchführen zu können.

Da bei dieser Ausführungsform zwei Werkstückträgermechanismen vorgesehen sind, wird die Last eines Werkstückträgermechanismus, wenn er ein Werkstück trägt, im Vergleich zum Stand der Technik, bei dem nur ein Werkstückträgermechanismus Verwendung findet, der aus einer Befestigungseinheit besteht, die mit zwei Armen versehen ist, verringert. Der Werkstückübertragungsvorgang wird daher sehr rasch durchgeführt, was zur Erhöhung der Geschwindigkeit der Pressenstraße stark beiträgt.

Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform einer Werkstückträgervorrichtung. Bei dieser Ausführungsform handelt es sich um eine Entnahmevorrichtung vom orthogonalen Typ.

Der Querbewegungsmechanismus besitzt hierbei keinen Gestängemechanismus, sondern einen Querbewegungsabschnitt 72, der eine Befestigungseinheit 70 hält und auf einer Basis 74 gleitet. Die Befestigungseinheit 70 wird durch den Querwellenantriebsmotor 42 in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung der Presse entlang der Basis 74 bewegt, die am Entnahmevorrichtungsgehäuse 60 befestigt ist. Der Vertikalbewegungmechanismus ist so ausgebildet, daß die Befestigungseinheit 70 mit der Beschickungsspindel einer Vertikalwelle 76 in Eingriff steht, welche am Querbewegungsabschnitt 72 fixiert ist, so daß die Befestigungseinheit 70 vom Vertikalwellenantriebsmotor 66 vertikal bewegt wird.

Die zweite Ausführungsform besitzt zwei Werkstückträgermechanismen dieser Art. Die beiden Werkstückträgermechanismen halten das Werkstück 16 und führen es aus der Presse heraus auf den Bandförderer 12.

Da mindestens zwei Werkstückträgermechanismen vorgesehen sind, die unabhängig voneinander eine biaxiale Bewegung in Quer- und Vertikalrichtung durchführen, ist es möglich, in Abhängigkeit von der auszuführenden Pressarbeit eine gewünschte Bewegungsbahn einzustellen. Es ist daher nicht mehr notwendig, eine Vielzahl von Befestigungseinheiten entsprechend der Zahl der verschiedenen Preßvorgänge herzustellen. Somit entfällt ein Austausch von Befestigungseinheiten, wodurch die Kosten der Anlage reduziert werden.

Wenn in Übereinstimmung mit einer Änderung der zu pressenden Form ein neues Werkstück übertragen werden soll, reicht es völlig aus, die neue Bewegungsbahn einzugeben. Durch die entsprechende Beschleunigung des Werkstückübertragungsvorganges wird die Automatisation der Pressenstraßen beträchtlich erweitert.

Erfindungsgemäß wird somit eine Vorrichtung zur Zuführung eines Werkstückes zu einer Presse und zur Herausführung desselben aus der Presse vorgeschlagen. Die Vorrichtung ist mit mindestens einem Paar von Werkstückträgermechanismen versehen, die unabhängig voneinander angetrieben und gesteuert werden. Jeder dieser Mechanismen besitzt mindestens eine Befestigungseinheit zum Anziehen des Werkstückes. Die Werkstückträgermechanismen können sich unabhängig voneinander in Rückwärts- und Vorwärtsrichtung der Presse bewegen und können ferner unabhängig voneinander die entsprechenden Befestigungseinheiten in Vertikalrichtung bewegen. Daher kann in bezug auf jede Befestigungseinheit deren Position zum Anziehen des Werkstückes und deren Bewegungsbahn in Abhängigkeit von der Form des Werkstückes frei festgelegt werden. Es ist ferner möglich, die Werkstückträgermechanismen nach rechts und links von der Presse zu steuern, falls dies erforderlich sein sollte.

Claims (3)

1. Vorrichtung zur Zuführung eines Werkstückes zu einer Presse und zur Herausführung desselben aus der Presse mit mindestens zwei Werkstückträgermechanismen, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Werkstückträgermechanismus die folgenden Bestandteile umfaßt:
Eine Befestigungseinheit (54) zum Halten und Tragen des Werkstückes (16) in Richtung auf die Presse und aus dieser heraus,
einem Querbewegungsmechanismus zum horizontalen Bewegen der Befestigungseinheit (54) in Rückwärts- und Vorwärtsrichtung relativ zur Presse und
einen Vertikalbewegungsmechanismus zum vertikalen Bewegen der Befestigungseinheit (54),
wobei die Werkstückträgermechanismen unabhängig voneinander biaxiale Arbeitsvorgänge der entsprechenden Befestigungseinheiten (54) in Quer- und Vertikalrichtung durchführen, um das Werkstück (16) auf einer vorgegebenen Bewegungsbahn zur Presse und aus dieser heraus zu führen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie desweiteren eine Längsbewegungsmechanismus zum horizontalen Bewegen der Werkstückträgermechanismen von der Presse nach rechts und links aufweist, um auf diese Weise das Werkstück (16) über einen triaxialen Arbeitsvorgang zur Presse und aus dieser heraus zu führen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Vertikalbewegungsmechanismus einen Lagerabschnitt (62) zum Lagern des Querbewegungsmechanismus aufweist, der gleitend auf einer Schiene (32) angeordnet ist, die am Hauptkörper (60) des Werkstückträgermechanismus vorgesehen ist, und der über eine Vorschubspindel (64) auf der Schiene (32) bewegt wird.