DE3835486A1 - Sortiervorrichtung fuer biegeschlaffe teile - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Sortiervorrichtung für biegeschlaffe Teile.

In einer Vielzahl von Anwendungsfällen müssen biegeschlaf­ fe Teile, wie beispielsweise O-Ringe, Schlauchstücke oder dergleichen, die in unterschiedlichen Ausführungsformen und insbesondere unterschiedlicher Größe vorliegen, mon­ tiert werden. Insbesondere dann, wenn die Montage dieser Teile automatisiert erfolgt, müssen hierzu die Teile nach dem jeweiligen Klassifizierkriterium sortiert bereitge­ stellt werden, damit die automatische Montageeinrichtung beispielsweise einen O-Ring mit dem richtigen Durchmesser und der richtigen "Schnurstärke" greift und montiert.

Dies bedeutet bislang, daß die Teile bereits in einer Bereitstellungs-Einrichtung sortiert vorliegen müssen.

Andererseits wäre es aus einer Reihe von Gründen günsti­ ger, wenn die zu verarbeitenden biegeschlaffen Teile nicht sortiert bereitgestellt werden müßten:

Beispielsweise werden derartige Teile häufig im Rahmen einer flexiblen Fertigung in einem sogenannten Produktmix gefertigt, so daß eine einzige Fertigungseinrichtung die unterschiedlichsten biegeschlaffen Teile beispielsweise auf einer Zuführeinrichtung bereitstellt. Weiterhin ist der Transport und die Lagerung von biegeschlaffen Teilen in einem sogenannten Haufwerk wesentlich kostengünstiger als der Transport und die Lagerung von derartigen Teilen in einem Sortiments-Magazin.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sortiervor­ richtung für biegeschlaffe Teile anzugeben, die ein schnelles und sicheres Sortieren der Teile nach einem Sortierkriterium, beispielsweise dem O-Ring-Durchmesser oder der Schlauch-Länge gestattet.

Eine erfindungsgemaße Lösung dieser Aufgabe ist mit ihren Weiterbildungen in den Patentansprüchen gekennzeichnet.

Eine spezielle Sortiervorrichtung für biegeschlaffe Teile ist bislang nicht bekannt gewesen. Andererseits können be­ kannte Sortiervorrichtungen - wie erfindungsgemäß erkannt worden ist - nicht zum Sortieren von biegeschlaffen Teilen verwendet werden:

Herkömmliche Sortiervorrichtungen arbeiten beispielsweise mit Vibrationswendelförderern, an denen Schikanen oder dergleichen angebracht sind, oder mit Lichtschranken, die von den zu klassifizierenden Teilen überlaufen werden. Die bei biegeschlaffen Teilen auftretenden Lageabweichungen, wie beispielsweise eine nicht ebene Auflage eines O-Rings auf der Vibrationsschiene, führen bei der Klassifizierung der Teile beispielsweise nach dem Durchmesser zu Fehlern, die größer als die Differenz des Durchmessers unterschied­ licher O-Ringe sein können.

Erfindungsgemäß wird deshalb eine Sortiervorrichtung für biegeschlaffe Teile geschaffen, die in an sich bekannter Weise eine Fördereinrichtung für die zu sortierenden Teile und eine Aufnahmeeinheit mit einer Reihe von Aufnahmen für die nach einem Sortierkriterium sortierten Teile aufweist. Erfindungsgemäß ist eine Erfassungs- und Sortiereinrich­ tung vorgesehen, in der die biegeschlaffen Teile elastisch verformt werden. Aus der Verformung und/oder der für eine bestimmte Verformung benötigten Kraft wird das Sortierkri­ terium, beispielsweise der Durchmesser des O-Rings ermit­ telt. Die Erfassungs- und Sortiereinrichtung legt dann das klassifizierte Teil in der zugehörigen Aufnahme ab.

Die erfindungsgemäße Sortiervorrichtung hat damit eine Reihe von Vorteilen:

Durch die definierte elastische Verformung werden Form- und Lageabweichungen der biegeschlaffen Teile von der Idealform kompensiert. Damit können die biegeschlaffen Teile schnell und zuverlässig klassifiziert werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich darüber hinaus zum Anbau an bekannte nicht sensorgestützte Verein­ zelungsvorrichtungen oder kann an Standardfördermitteln, wie beispielsweise Schwingförderern, Transportbänder etc. verwendet werden.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben:

Als Sortierkriterium können beliebige Kriterien verwendet werden, solange sie nur aus der elastischen Verformung und/oder der für eine bestimmte elastische Verformung benötigten Kraft ermittelbar sind:

Beispiele für derartige Sortierkriterien sind beispiels­ weise die Größe der biegeschlaffen Teile, also z.B. die Länge eines Schlauchstücks oder der Durchmesser eines O-Rings (Anspruch 2).

Besonders vorteilhaft ist es gemäß Anspruch 3, wenn die Erfassungs- und Sortiereinrichtung einen Greifer aufweist, der das einzusortierende Teil greift. Eine Sensor- und Auswerteeinheit ermittelt die für eine bestimmte Greifer­ stellung aufzubringende Kraft beziehungsweise die bei einer bestimmten Greifkraft erreichte Greiferstellung. Aus diesen Wertepaaren errechnet die Erfassung- und Sortier­ einrichtung, die beispielsweise eine handelsübliche Mikro­ computerschaltung, aber auch eine aus digitalen oder analogen Bauelementen aufgebaute Rechenschaltung aufweisen kann, das Sortierkriterium.

Die Flexibilität der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann gemäß Anspruch 4 weiter dadurch erhöht werden, daß der Greifer von Außen- auf Innenangriff und umgekehrt um­ rüstbar ist. Damit können die zu sortierenden Teile entwe­ der elastisch gestaucht oder gedehnt werden, so daß die unterschiedlichsten Teile untersucht werden können.

Im Anspruch 5 ist eine bevorzugte Greiferform für das Sortieren von O-Ringen angegeben.

Besonders bevorzugt ist es dabei, wenn die O-Ringe hori­ zontal gefördert werden und der Greifer den jeweils zu sortierenden O-Ring von unten erfaßt (Anspruch 6). Hierzu ist es weiterhin von Vorteil, wenn gemäß Anspruch 7 ein Anschlag vorgesehen ist, der das zu sortierende Teil stoppt, da sich dann das Teil in einer definierten Lage befindet, in der es ohne weiteres vom Greifer erfaßt wer­ den kann.

Der Greifer, der die Verformungs-Prüfung ausführt, kann bei einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfin­ dung auch dazu verwendet werden, das Teil nach der Klassifizierung in der jeweiligen Aufnahme abzulegen (Anspruch 8). Hierzu ist der Greifer bei einer vorteil­ haften Ausgestaltung in einer Richtung senkrecht zur Förderrichtung der Fördereinheit beweglich (Anspruch 9).

Selbstverständlich ist es möglich, die nach dem Klassifi­ zierungskriterium sortierten Teile beispielsweise in einem Magazin oder auf einer Transporteinheit (Anspruch 10) abzulegen. Die Transporteinheit kann dann beispielsweise die Teile zu weiteren Verarbeitungsstationen überführen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann selbstverständlich in an sich bekannter Weise in eine numerisch gesteuerte Anlage, beispielsweise eine O-Ring-Montageanlage eingebun­ den werden. Hierzu kann entweder die Auswerteeinheit mit entsprechenden Schnittstellen versehen sein, oder die Sensorausgangssignale werden direkt an eine "übergeordne­ te" Steuereinheit angelegt, die die Auswertung und Steue­ rung der erfindungsgemäßen Vorrichtung übernimmt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbei­ spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrie­ ben, in der zeigen

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Vor­ richtung,

Fig. 2 einen Schnitt bei A-A in Fig. 1, und

Fig. 3a und 3b zwei unterschiedliche Greiferkonfigurationen.

Die Fig. 1 und 2 zeigen einen O-Ring (1), der von einer Zuführeinheit (2) beispielsweise einem Transportband, längs Leitschienen (3) bis zu einem Anschlag (4) gefördert worden ist.

Vor dem Anschlag ist unterhalb der Transportebene (2′) ein Greifer (5) angeordnet, der in Richtung eines Pfeils (6) "hochgefahren" werden kann. Durch Ausfahren der Greifer­ backen (5′ und 5′′) in Richtung der Pfeile (7) wird der O-Ring (1) elastisch verformt. Dabei kann die Verformung kraftgesteuert oder ausdehnungsgesteuert erfolgen:

Bei der kraftgesteuerten Messung wird mittels eines Sen­ sors die Kraft gemessen, die benötigt wird, um das biege­ schlaffe Teil, also den O-Ring (1) auf eine bestimmte Länge (Durchmesser) elastisch zu dehnen. Aus dem Ausgangs­ signal der beispielsweise mit DMS-Streifen als Sensoren versehenen Meßeinheit (8) berechnet eine nicht dargestell­ te Erfassungs- und Sortiereinrichtung den ursprünglichen Durchmesser des O-Rings (1) (Prinzip: Große Kraft = klei­ ner Durchmesser, kleine Kraft = großer Durchmesser).

Bei der ausdehnungsgesteuerten Meßmethode werden mit einer definierten Kraft unterschiedliche Ausdehnungen, d.h. Abstände zwischen den ausgefahrenen Greifern je nach O- Ring-Größe gemessen (große Ausdehnung = großer Durchmes­ ser, kleine Ausdehnung = kleiner Durchmesser). Als Meßein­ heit (8) kann hier ein DMS-Streifen oder bei größeren Durchmesserunterschieden z.B. ein Potentiometer oder eine Lichtschranke dienen. Das dabei erhaltene Naß entspricht der großen Halbachse der entstehenden Ellipse, die durch die Aufbringung einer definierten Kraft in unmittelbarem Zusammenhang mit dem Durchmesser des im unverformten Zu­ stand nahezu kreisförigen O-Ringes steht.

Durch die Aufbringung der definierten Kraft oder durch das Erreichen einer bestimmten vorgegebenen Länge werden bei beiden Meßmethoden die 3-dimensionalen Lage- oder Formab­ weichungen der biegeschlaffen Teile hinreichend kompen­ siert.

Aus der Greiferstellung bei einer bestimmten "Dehnungs­ kraft" ermittelt die Erfassungs- und Sortiereinrichtung die O-Ring-Größe und verfährt entsprechend dem ermittelten Durchmesser den Greifer (6) in Richtung des Pfeils (9) und legt anschließend den O-Ring im gespannten Zustand in der für seine Größe bestimmten weiterführenden Transportein­ heit (10) ab.

Selbstverständlich ist es nicht nur möglich, Greifer mit Innenangriff zu verwenden, die bei dem in den Fig. 1 und 2 gezeigten Beispiel O-Ringe (1) dehnen. Bei anderen zu sortierenden biegeschlaffen Teilen (1′), wie beispiels­ weise nach dem Durchmesser zu sortierenden Schläuchen können auch Greifer mit Außenangriff verwendet werden, die die Teile "elastisch stauchen".

Die Fig. 3a und 3b zeigen eine einfache Möglichkeit, ein- und denselben Greifer durch Auswechseln der Greifer­ backen 5′ und 5′′ von Innenangriff beispielsweise bei O- Ringen (1) auf Außenangriff bei anderen Teilen (1′) und umgekehrt umzurüsten. Dabei sind dieselben Bezugszeichen wie in Fig. 1 bzw. 2 verwendet, so daß auf die dortige Erläuterung Bezug genommen werden kann.

Vorstehend ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbei­ spiels ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedan­ kens beschrieben worden, innerhalb dessen selbstverständ­ lich die verschiedensten Abwandlungen möglich sind:

Beispielsweise können bei zusätzlicher Verwendung einer einfachen Steuerung gleiche (z.B. O-Ring A) oder unter­ schiedliche Teile verschiedenen nachfolgenden Transport­ einrichtungen in unterschiedlicher Anzahl zugeführt wer­ den.

Durch den Sortierer können an dem zugeführten Teil gegebe­ nenfalls Positionskorrekturen durchgeführt werden.

Bei beiden oben aufgeführten Meßmethoden (Messung der aufgebrachten Kraft für eine bestimmte Verformung oder Messung der Verformung bei einer bestimmten Kraft) kann bei bestimmten Werkstücken (zusätzlich) der Elastizitäts­ modul bestimmt werden,

Durch Verwendung der oben beschriebenen Steuerung und der Sensoren ist ein Einsatz bei bereits vorhandenen Greifer­ einheiten, die beispielsweise an einen Industrieroboter angeflanscht sind, einfach zu realisieren. Selbstverständ­ lich kann die erfindungsgemäße Einrichtung aber auch als stationäres System, das ohne die Verwendung eines Indu­ strieroboters auskommt, realisiert werden.

Durch einfache Änderung der Kinematik können die zu prüfen­ den Teile gelängt oder gepreßt werden.

Claims (10)

1. Sortiervorrichtung für biegeschlaffe Teile, mit einer Fördereinrichtung, die die zu sortierenden Teile zuführt, einer Aufnahmeeinheit mit einer Reihe von Aufnah­ men, in die die Teile entsprechend einem Sortierkriterium sortiert werden, und einer Erfassungs- und Sortiereinrich­ tung, die zum Erfassen des Sortierkriteriums der biege­ schlaffen Teile diese elastisch verformt und aus der Ver­ formung und/oder der für eine bestimmte Verformung benö­ tigten Kraft das Sortierkriterium ermittelt, und das je­ weilige Teile entsprechend seiner Klassifikation in die zugehörige Aufnahme überführt.

2. Sortiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sortierkriterium die Größe der biegeschlaffen Teile ist.

3. Sortiervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungs- und Sortier­ einrichtung einen Greifer, der das einzusortierende Teil greift, und eine Sensor- und Auswerteeinheit aufweist, die Sensoren für die für eine bestimmte Greiferstellung aufzu­ bringende Kraft oder die bei einer bestimmten Greifkraft erreichte Greiferstellung aufweist, und die aus dem Aus­ gangssignal der Sensoren die Klassifizierung des zu sor­ tierenden Teils ermittelt.

4. Sortiervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Greifer von Außen- auf Innenangriff und umgekehrt umrüstbar ist.

5. Sortiervorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum Sortieren von O-Ringen der Greifer ein Parallelbackengreifer ist, der den zu sortie­ renden O-Ring ergreift und in einer Richtung elastisch dehnt.

6. Sortiervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinrichtung die O- Ringe im Greiferbereich horizontal fördert und der Greifer den jeweils zugeführten O-Ring von unten erfaßt.

7. Sortiervorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Anschlag das zu sortieren­ de Teil stoppt.

8. Sortiervorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Greifer das Teil nach der Klassifizierung in der jeweiligen Aufnahme ablegt.

9. Sortiervorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zum Sortieren der Teile der Greifer senkrecht zur Förderrichtung der Fördereinheit beweglich ist.

10. Sortiervorrichtung nach einem der Anspruche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeeinheit eine Transporteinheit ist, die die sortierten Teile zu einer weiteren Verarbeitungsstation überführt.