DE3741591A1 - Transportvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Transportvorrichtung, der eine Transportstange eingegliedert ist, und insbesondere auf eine Transportvorrichtung, die imstande ist, Spannvor­ richtungspaletten, auf denen Werkstücke angeordnet und gehal­ ten sind, zu transportieren.

Es sind Montage- oder Fertigungsstraßen, wie eine Automo­ bil-Montagestraße, bekannt, in denen Werkstücke, wie ein Boden-, Seitenteil usw., auf Spannvorrichtungspaletten gela­ gert und befestigt sind, welche in geeigneter Weise in eine Montagestation verbracht werden, in welcher die Montage unter Verwendung der Spannvorrichtungspaletten als Montage­ paletten durchgeführt wird. Eine solche Art einer Montage­ straße ist beispielsweise aus der US-PS 46 67 866 bekannt. Es stehen verschiedene Systeme zum Transport der Spannvor­ richtungspaletten, die im folgenden als Spannpaletten be­ zeichnet werden, zur Verfügung, wie ein Pendel-, Förder­ wagen-, Hängeketten- und Gliederbandtransportsystem. Von diesen Transportsystemen wird das Pendeltransportsystem am meisten bevorzugt, weil dieses eine hohe Präzision in der Positionierung der Spannpaletten mit Bezug zur Montagesta­ tion wie auch eine stetige gleichförmige Bewegung der Spannpaletten gewährleistet.

Im allgemeinen umfaßt das Pendeltransportsystem eine Mehrzahl von - in typischer Weise zwei - Transportschienen, die dazu bestimmt sind, eine kastenförmige Bewegung mit einem Auf­ wärts-, Vorwärts-, Abwärts- und Rückwärtshub auszuführen. Diese Transportschienen sind imstande, die Spannpalette zu tragen, so daß diese in eine vorbestimmte Position in der Montagestation verbracht wird.

Das Pendeltransportsystem weist jedoch ein Problem insofern auf, als die Taktzeit auf Grund der Notwendigkeit der verti­ kalen Auf- und Abwärtshübe zusätzlich zu der horizontalen Bewegung verlängert wird, was Schwierigkeiten in bezug auf eine Steigerung in der Produktionsleistung hervorruft. Darüber hinaus erfordern die vertikalen Auf- und Abwärtshübe notwendigerweise einen speziellen Gelenkmechanismus wie auch Stütz- und Führungsmechanismen, was zum Ergebnis hat, daß die Abmessungen der Transportvorrichtung groß werden.

Es ist im Hinblick auf den Stand der Technik die Aufgabe der Erfindung, eine Transportvorrichtung zu schaffen, die imstande ist, von Spannpaletten getragene Werkstücke zu einer Montagestation ohne die Anwendung irgendeiner vertikalen Bewegungskomponente, d. h. lediglich also durch eine Linear­ bewegung, zu überführen.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß eine Trans­ portvorrichtung geschaffen, die umfaßt: ein Paar von eine Mehrzahl von Spannvorrichtungspaletten, von denen jede ein zu bearbeitendes Werkstück trägt, in deren Längsrichtung beweglich lagernden und führenden Transportschienen, eine zwischen den Transportschienen angeordnete sowie längs dieser sich erstreckende Transport- oder Taktstange, die längs der Transportschienen hin- und herbewegbar ist, eine an der Transportstange angebrachte Mitnehmerklaue, die in einer zur Längserstreckung der Transportstange rechtwinkligen Ebene in eine Eingriffslage mit der Spannvorrichtungspalette und in eine Lage, in der sie mit der Palette außer Eingriff ist, verschwenkbar ist, und ein Paar von beidseits der Transportstange angeordneten Stellzylindern, die der Mit­ nehmerklaue eine Schwenkbewegung vermitteln sowie diese in ausgewählter Weise in die Eingriffs- und Löselage mit Bezug zur Spannvorrichtungspalette versetzen.

Die Transportvorrichtung in der oben beschriebenen Ausfüh­ rungsform kann eine Mehrzahl von Sätzen von Mitnehmerklauen sowie Stellzylinderanordnungen umfassen, die in der Längs­ richtung der Transportstange angeordnet sind. Vorzugsweise sind diese Sätze mit einer Teilung vorgesehen, die der Tei­ lung der Montage- oder Bearbeitungsstationen längs der Fer­ tigungsstraße entspricht.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung können die Transport­ stange und die Spannpalette in und außer Eingriff miteinander durch eine geeigneete Schwenkbewegung der Mitnehmerklaue durch die Tätigkeit der zugeordneten Stellzylinderanordnung gebracht werden, so daß die Spannpalette allein durch eine Linearbewegung der Transportstange fortbewegt werden kann. Da die Bewegung der Transportstange keinerlei vertikale Hub­ komponente einschließt, wird die Taktzeit verkürzt, so daß eine höhere Produktionsleistung gewährleistet wird. Weil darüber hinaus die Bewegung der Transportstange verein­ facht wird, kann die Vorrichtung eine einfachere konstruktive Ausgestaltung erhalten und können die Investitionskosten in vorteilhafter Weise vermindert werden.

Die Aufgabe und die Zeit wie auch die Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden, auf die Zeichnungen Bezug nehmenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform einer Transportvorrichtung deutlich. Es zeigen

Fig. 1 und 2 eine Drauf- bzw. Seitenansicht eines größeren Teils einer Transportvorrichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 3 eine Draufsicht auf eine Spannpalette, die durch die Transportvorrichtung fortbewegt werden kann;

Fig. 4 eine teilweise geschnittene Darstellung eines An­ triebsteils der Transportvorrichtung gemäß der Er­ findung;

Fig. 5 eine Seitenansicht des Antriebsteils;

Fig. 6 eine Frontansicht einer Stützvorrichtung des Antriebs­ teils;

Fig. 7 eine Frontansicht einer stützenden Führung für eine Transportstange, die der Transportvorrichtung gemäß der Erfindung eingegliedert ist;

Fig. 8 eine Frontansicht einer Vorrichtung zur Kopplung der Transportstange und der Spannpalette.

Gemäß den Fig. 1 und 2 ist ein Paar von Transportschienen 3 auf einer Mehrzahl von Stützen 1, die auf einem Boden 2 längs einer Montagestraße angeordnet sind, abgestützt und auf beiden Seiten der Montagestraße vorgesehen. Eine Spann­ palette 4 kann mit Hilfe von Rädern 5 längs der Schienen 3 laufen. Ein Werkstück W, das in diesem Fall ein Bodenteil eines Automobils ist, ist auf der Spannpalette 4 angebracht und wird von dieser zum Transport getragen. Entweder die Transportschienen 3 oder die zugehörigen Räder 5 an der Spannpalette haben V-förmige Stirnflächen, die mit ebenen Flächen an den Rädern 5 oder an den Schienen 3 zusammen­ passen, so daß die Spannpalette 4 standsicher längs der Schienen 3 laufen kann. Eine aus einem Hohlkörper mit einem im wesentlichen rechteckigen oder quadratischen Querschnitt gebildete Transport- oder Taktstange 6 verläuft parallel zu den Transportschienen 3 und in einer zwischen diesen be­ findlichen Position längs der Montagestraße. Die Transport­ stange 6 wird von mehreren stützenden Führungen 7 so abge­ stützt, daß sie eine Linearbewegung längs der Transportschie­ nen ausführen und durch die Antriebskraft einer Antriebs­ quelle 8 eine Hin- und Herbewegung längs dieser Schienen ausführen kann. Eine Mehrzahl von lösbaren Kopplungsvorrich­ tungen, die aus einer Mitnehmervorrichtung 9 und einem Paar von Antriebs- oder Stellzylindern 10 gebildet werden, sind an der Transportstange 6 bzw. am Boden 2 auf beiden Seiten der Transportstange 6 angeordnet, um die Spannpaletten 4 mit der Transportstange 6 lösbar zu koppeln. Die Anordnung ist so getroffen, daß die Kopplungsvorrichtung in ausgewähl­ ter Weise die jeweilige Spannpalette 4 als Folge der Bewegung der Transportstange 6 längs der Transportschie­ nen 3 bewegt werden können.

Die Montagestraße weist eine Mehrzahl von Montagestationen ST 1, ST 2 und ST 3 auf, die mit verschiedenen Vorrichtungen, wie einem Schweißroboter und Positioniervorrichtungen, ver­ sehen sind. Die Spannpaletten 4 wie auch die Kopplungsvor­ richtungen 9, 10 sind mit einer Teilung oder einem ab­ stand, die bzw. der der Teilung der Montagestationen ST 1, ST 2 sowie ST 3 entspricht, angeordnet. Zufolge dieser Anord­ nung sind die Spannpaletten 4 zu einer Bewegung in der Rich­ tung des Pfeils A längs der Transportschienen 3 durch das Arbeiten der Kopplungsvorrichtungen imstande, so daß sie aufeinanderfolgend in den Montagestationen ST 1, ST 2 und ST 3 positioniert werden.

Wie die Fig. 3 zeigt, hat die Spannpalette 4 einen in übli­ cher Weise ausgebildeten Rahmen 11, der an eine Vielzahl von Typen und Modellen von Automobilen angepaßt werden kann, und eine Mehrzahl von am Rahmen 11 angebrachten Bezugsglie­ dern 12, von denen ebenfalls jedes einem bestimmten Typ oder Modell eines Automobils anzupassen ist. Der Rahmen 11 trägt des weiteren eine (nicht gezeigte) Klemmvorrichtung. Die Anordnung ist so getroffen, daß das Unterteil W auf den Bezugsgliedern 12 abgelegt und gehalten werden kann. Die Spannpalette 4 weist ferner einen Fixierblock 13 auf, der jeweils an einem vorderen und rückwärtigen Teil vorgesehen ist und Bezugsbohrungen 13 a hat. Der Fixierblock 13 kann in jeder Montagestation ST 1, ST 2 oder ST 3 positioniert wer­ den, da die an den Montagestationen vorhandenen (nicht ge­ zeigten) Positionierzapfen jeweils in den Bezugsbohrungen 13 a aufgenommen werden. Darüber hinaus ist die Spannpalette 4 an der vorderen und rückwärtigen Stirnseite des Rahmens 11 mit Stoß- oder Anschlagplatten 14 versehen, an deren bei­ den Stirnflächen später noch erläuterte Mitnehmerklauen 30 der Mitnehmervorrichtung 9 zur Anlage gebracht werden kön­ nen, um jegliche Relativbewegung zwischen der Spannpalette 4 und der Transportstange 6 in der Transportrichtung zu be­ schränken.

Wie den Fig. 4-6 zu entnehmen ist, besteht die Antriebs­ quelle 8 in der Hauptsache aus einer Antriebsvorrichtung 15 zum Antrieb der Transportstange 6 und aus einer Stützvor­ richtung 16, die die Transportstange 6 abstützt und führt. Die Antriebsvorrichtung 15 umfaßt einen am Boden 2 festen Unterbau, ein auf diesem gehaltenes Gehäuse 18, einen mit dem einen Ende dieses Gehäuse 18 verbundenen Antriebsmotor 19, ein einstückig auf der Abtriebswelle 19 a des Motors 19 innerhalb des Gehäuses 18 befestigtes Ritzel 20 und eine mit der Transportstange 6 einstückige Zahnstange 6 a, die mit dem Ritzel 20 kämmt.

Die Stützvorrichtung 16 hat Tragarme 22, die an der Front- und Rückseite von auf dem Unterbau 17 aufrecht stehenden Stützpfosten 21 angebracht sind, und eine Mehrzahl von an den Tragarmen 22 befindlichen Führungsrollen 23, die mit der Ober-, Unterseite und mit den Seitenteilen der Transport­ stange 6 in Anlage sind. Im Betrieb wird die Drehbewegung des Antriebsmotors 19 durch den Zahnstangen-/Ritzelmechanis­ mus 6 a, 20 in eine Linearbewegung der Transportstange 6 um­ gesetzt, so daß diese unter Führung durch die Führungsrollen 23 sich linear bewegt. Die von der Transportstange 6 durch­ laufene Strecke wird durch einen in der Antriebsvorrichtung 15 enthaltenen Tachogenerator 24 ermittelt.

Die stützenden Führungen 7 haben eine Konstruktion, die weitgehend derjenigen der Stützvorrichtung 16 der Antriebs­ quelle 8 gleichartig ist. Im einzelnen weist eine stützende Führung 7, wie die Fig. 7 zeigt, eine Mehrzahl von Führungs­ rollen 27 auf, die über Tragarme 26 an auf dem Boden 2 auf­ recht stehenden Stützen 25 angebracht sind. Diese Führungs­ rollen 27 liegen an der unteren Fläche sowie den seitlichen Flächen der Transportstange 6, so daß für diese eine gleichförmige, ruhige Bewegung gewährleistet wird.

Gemäß Fig. 8 umfaßt diese Mitnehmervorrichtung 9, die einen Teil der Kopplungsvorrichtung zwischen der Transportstange 6 und der Spannpalette 4 bildet, einen Tragblock 28, welcher an der Transportstange 6 befestigt ist, eine am Tragblock mit Hilfe einer Welle fest angebrachte Mitnehmerklaue 30, die in einer zur Transportstange 6 rechtwinkligen Ebene ver­ schwenkt werden kann, und ein Paar von Anschlägen 32, die mit an der Mitnehmerklaue 30 befindlichen Rollen 31 zur An­ lage kommen können, um die Schwenkbewegung der Mitnehmer­ klaue 30 entgegen dem und im Uhrzeigersinn zu begrenzen. Die Mitnehmerklaue 30 hat ein gegabeltes Endstück, so daß sie die Anschlagplatten 14 an der Spannpalette 4 klemmend erfassen kann, und sie ist zwischen einer mit ausgezogenen Linien dargestellten Position, in der sie mit den Anschlag­ platten 14 in Eingriff ist, und einer gestrichelt dargestell­ ten Position, in der sie von den Anschlagplatten gelöst ist, verschwenkbar. Wenn die Mitnehmerklaue 30 mit den An­ schlagplatten 14 in Anlage ist, so sind die Transportstange 6 und die Spannpalette 4 miteinander in der Transportrich­ tung in Eingriff oder verriegelt, so daß sie als eine Ein­ heit miteinander bewegt werden.

Die Antriebszylinder 10, die ebenfalls einen Teil der Kopp­ lungsvorrichtung bilden, umfassen beidseits der Transport­ stange 6 auf dem Boden 2 angeordnete Stützpfeiler 33, an diesen Pfeilern unter einer Neigung gehaltene Zylinder 34, mit den Kolbenstangen 34 a der Zylinder 34 einstückige, mit zwischenliegenden Schaltringen 35 versehene Schaltstangen 36 und mit den Schaltringen zur Anlage zu bringende Endschal­ ter 37, die die Aus- und Einfahrbewegung der Zylinder 34 ermitteln. Üblicherweise befinden sich die Kolbenstangen 34 a der Zylinder 34 in der gezeigten, eingefahrenen Stel­ lung. Diese Zylinder 34 arbeiten abwechselnd, so daß ihre Kolbenstangen 34 a aus- und eingefahren werden, womit die Mitnehmerklaue 30 in ausgewählter Weise in eine der beiden vorher beschriebenen Positionen verlagert wird, so daß die Transportstange 6 und die Spannpalette 4 in ausgewählter Weise und lösbar miteinander gekoppelt werden. Signale von den Endschaltern 37 und das Signal vom Tachogenerator 24 der Antriebsquelle 8 werden einem getrennt angeordneten programmierbaren Steuergerät PC zugeführt, das die Trans­ portvorrichtung gemäß der Erfindung im großen und ganzen steuert.

Eine Mehrzahl von Spannpaletten 4, von denen jede ein Unter­ teil W trägt, wird auf die Transportschienen 3 aufgebracht, worauf einer der Zylinder 34 in jeder der Kopplungs- oder Mitnehmervorrichtungen 10, 9 betätigt wird, um die zugeordne­ te Mitnehmerklaue 30 zum Eingriff mit den Anschlagplatten 14 der Spannpalette 4 zu bringen, womit jede Spannpalette 4 mit der Transportstange 6 gekoppelt wird. Wenn dann die Transportstange 6 durch das Arbeiten des Antriebsmotors 19 vorwärts bewegt wird, werden die Spannpaletten 4 durch die Transportstange 6 gezogen, so daß sie sich längs der Trans­ portschienen 3 bewegen und in die jeweilige Montagestation ST 1, ST 2 und ST 3 gebracht werden. Die jeder Montagestation ST 1, ST 2 und ST 3 zugehörigen Stellzylinder 10 werden betä­ tigt, so daß die Spannpaletten 4 in die jeweilige Montage­ station verbracht werden, wie die Fig. 1 und 2 zeigen.

Die Vorwärtsbewegung der Transportstange 6 wird unterbro­ chen, wenn die Spannpaletten 4 in den jeweiligen Montage­ stationen ST 1, ST 2 und ST 3 ihre korrekten Positionen erreicht haben. Anschließend werden die Mitnehmerklauen 30 durch die Tätigkeit des anderen der Zylinder 34 umgekehrt, so daß sie die Spannpaletten 4 von der Transportstange 6 lösen. Unmittel­ bar nach dem Lösen wird der Antriebsmotor 19 betrieben, um lediglich die Transportstange 6 in die Ausgangslage zu­ rückzuführen. Zwischenzeitlich werden in jeder der Montage­ stationen ST 1, ST 2 und ST 3 Positionierzapfen in die Bezugs­ bohrungen 13 a in den Fixierblöcken 13 eingeführt, so daß die Spannpalette 4 mit Bezug zur Montagestation positioniert und festgelegt wird, worauf die notwendige Montagearbeit, z. B. ein Schweißen durch einen Roboter, an dem von der Spann­ palette 4 getragenen Werkstück W ausgeführt werden kann. Nach der Beendigung der Montagearbeiten in der jeweiligen Montagestation werden die Zylinder 34 der Kopplungsvorrich­ tungen betätigt und der Antriebsmotor 19 wird in Betrieb gesetzt, so daß die Spannpaletten in die nächste Montage­ station ST 1, ST 2 und ST 3 transportiert werden. Die be­ schriebenen Arbeitsvorgänge werden wiederholt, womit jedes Werkstück W, das im Fall der beschriebenen Ausführungsform ein Bodenteil ist, einer Reihe von Montagevorgängen unter­ worfen wird.

Bei der beschriebenen Ausführungsform ist für jede der Mon­ tagestationen ST 1, ST 2 und ST 3 eine Kopplungsvorrichtung 9, 10 vorgesehen, um in ausgewählter Weise die Spannpalette 4 mit der Transportstange 6 zu verbinden, so daß die Überfüh­ rung der Spannpaletten 4 lediglich zwischen den Montagesta­ tionen, welche eine derartige Überführung von Werkstücken erfordern, ausgeführt werden kann. Die Montagestraße kann jedoch auch in zufriedenstellender Weise arbeiten, selbst wenn beispielsweise eine der Spannpaletten aus dem Zugver­ band dieser herausgenommen wird.

Eine Vorrichtung zum Transport einer Mehrzahl von Werk­ stücken, die jeweils auf einer Spannvorrichtungspalette gelagert sind, umfaßt ein Paar von Transportschienen, längs welcher sich die Spannvorrichtungspaletten bewegen. Zwischen dem Transportschienenpaar ist eine in der Längsrichtung der Transportschienen hin- und herbewegbare Transportstange angeordnet, an welcher mehrere Mitnehmerklauen angebracht sind, die in zur Transportrichtung rechtwinkligen Ebenen verschwenkbar sind, um mit einer zugeordneten Spannvorrich­ tungspalette durch das Arbeiten eines Paares von beidseits der Transportstange angeordneten Stellzylindern in und außer Eingriff gebracht zu werden. Die Spannvorrichtungspaletten werden insofern allein durch eine Linearbewegung der Trans­ portstange weitertransportiert.

Claims (3)

1. Transportvorrichtung, gekennzeichnet

• - durch ein Paar von eine Mehrzahl von Spannvorrichtungs­ paletten (4), von denen jede ein zu bearbeitendes Werk­ stück (W) trägt, längsbeweglich lagernden Transport­ schienen (3),
• - durch eine zwischen den Transportschienen angeordnete sowie längs dieser sich erstreckende Transportstange (6), die längs der Transportschienen hin- und herbe­ wegbar ist,
• - durch eine an der Transportstange angebrachte Mitneh­ merklaue (30), die in einer zur Längserstreckung der Transportstange rechtwinkligen Ebene in eine Eingriffs­ lage mit der Spannvorrichtungspalette und in eine Lage, in der sie mit der Palette außer Eingriff ist, verschwenk­ bar ist, und
• - durch ein Paar von beidseits der Transportstange (6) angeordneten Stellzylindern (10), die der Mitnehmerklaue (30) eine Schwenkbewegung vermitteln sowie diese in ausgewählter Weise in die Eingriffs- und Löselage mit Bezug zur Spannvorrichtungspalette (4) versetzen.

2. Transportvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mehrere, jeweils eine Mitnehmerklaue (30) sowie ein Paar von Stellzylindern (10) umfassende Sätze in der Längsrichtung der Transportstange (6) angeordnet sind.

3. Transportvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere, aus einer Mitnehmerklaue (30) sowie zugeordneten Stellzylindern (10) bestehende Sätze längs einer Fertigungsstraße mit gleicher Teilung wie eine Mehrzahl von Montage- oder Bearbeitungsstatio­ nen (ST 1, ST 2, ST 3, . . .) in der Fertigungsstraße angeord­ net sind.