DE3931673A1 - Verfahren und vorrichtung zum zusammenfuehren, ausrichten und gemeinsamen verarbeiten von biegeschlaffen werkstuecklagen - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum zusammenfuehren, ausrichten und gemeinsamen verarbeiten von biegeschlaffen werkstuecklagenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren nach dem Oberbegriff des
Anspruches 1 sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung des
Verfahrens.
Ein derartiges Verfahren und eine solche Vorrichtung sind
aus der EP-OS 02 60 331 bekannt.
Bei dem bekannten Verfahren werden die Werkstücklagen mittels
Fördereinrichtungen aufeinander zugeführt, die auf Schienen geführte
Laufwagen umfassen, an denen jeweils Klammern angebracht sind, die das
obere Ende der Werkstücklagen halten. Diese Fördereinrichtungen weisen
parallel zueinander geführte Bahnabschnitte in einer Abtast- und einer
Ausrichtstation auf. Zur Ermöglichung einer gegenseitigen Ausrichtung
der Werkstücklagen sind die Klammern an den Laufwagen einer der
Fördereinrichtungen mittels eines Haltekopfes angebracht, der in
mehreren Richtungen gegenüber dem ihn tragenden Laufwagen beweglich
ist. Dieser Haltekopf trägt eine magnetisierbare Platte, die in der
Ausrichtstation an einem Permanentmagneten, der an dem benachbarten
Laufwagen der anderen Fördereinrichtung befestigt ist, reibschlüssig
in Anlage gelangt. Mittels einer Stelleinrichtung der ortsfesten
Ausrichtstation wird der bewegliche Haltekopf der Klammern an den
erstgenannten Laufwagen entsprechend dem Abtastergebnis so verstellt,
daß die beiden in der Ausrichtstation einander benachbarten
Werkstücklagen die vorbestimmte Relativposition erreichen. Aufgrund
des Reibschlusses zwischen der magnetisierbaren Platte an dem
Haltekopf des einen Laufwagens und dem Permanentmagneten am anderen
Laufwagen wird diese Relativposition beibehalten, wenn sich die beiden
Laufwagen nach dem Ausrichten der Werkstücklagen gemeinsam aus der
Ausrichtstation in eine nachfolgende Verarbeitungsstation bewegen.
Diese Konstruktion ist relativ aufwendig, da sie an jedem der
Laufwagen der einen Fördereinrichtung einen in mehreren Richtungen
verstellbaren Haltekopf erfordert. Darüber hinaus muß die
Stelleinrichtung zum Verstellen der Halteköpfe zur Erzielung der
vorgeschriebenen Relativposition der beiden Werkstücklagen eine
beachtliche Kraft aufbringen, um die Reibungskraft zwischen der
magnetisierbaren Platte und dem Permanentmagneten überwinden zu
können, die, wie erläutert, so groß sein muß, daß die einmal
eingestellte Relativlage zwischen Permanentmagnet und Platte und damit
die Ausrichtlage der Werkstücklagen aufrechterhalten bleibt.
Bei dem bekannten Verfahren wird davon ausgegangen, daß die
zusammenzuführenden Werkstücklagen bereits an den von den Laufwagen
der Fördereinrichtungen getragenen Klammern angehängt sind, wobei
offengelassen ist, wie dieses Anhängen durchgeführt wurde.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, das
zum einen das automatische Zuführen der Werkstücklagen zu der Abtast
und Ausrichtstation ermöglicht und zum anderen so ausgestaltet ist,
daß es mit einer einfach aufgebauten Vorrichtung durchführbar ist. Die
Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches
gelöst.
Durch die Maßnahme, mit der Zuführung der Werkstücklagen zur Abtast-
und Ausrichtstation die Verfahrensschritte Aufnehmen und Überführen in
eine vertikale Lage zu verbinden, besteht die Möglichkeit, die
einander zuzuordnenden Werkstücklagen entweder auf einem Auflagetisch
von Hand nebeneinanderliegend und damit sich gegenseitig nicht
beeinflussend vorauszurichten, oder die Werkstücklagen von einer
Ausgabestation einer vorgeschalteten Bearbeitungsmaschine zu
übernehmen.
Da ferner die Werkstücklagen an die Abtast- und Ausrichtstation
übergeben und erst nach dem Ausrichten wieder zum Zweck des Wei
tertransportes in Richtung der Behandlungs- oder Verbindungsstelle
übernommen werden, sind die Werkstücklagen während der Ausrichtung von
den die Zuführung und Wegführung bewirkenden Fördermitteln gelöst, so
daß die Ausrichtung unabhängig und unbeeinflußt von diesen
Fördermitteln erfolgen kann. Aufgrund dieser Umstände ist die
Voraussetzung dafür gegeben, daß die Vorrichtung für die Durchführung
des Verfahrens vergleichsweise einfach aufgebaut sein kann.
Die Weiterbildung des Verfahrens nach Anspruch 2 schafft eine günstige
Voraussetzung für das randparallele Verbinden zweier Werkstücklagen
mit stark unregelmäßigem Randverlauf, da die Werkstücklagen von ihrer
Einspannstelle frei herabhängen und daher leicht Relativbewegungen zu
einer geradlinig bewegten Nahtbildemaschine ausführen können.
Die Weiterbildung des Verfahrens nach Anspruch 3 ermöglicht eine
zeitüberlappende und dadurch besonders rationelle Bearbeitung jeweils
zweier Paare von einander zugeordneten Werkstücklagen.
Im Anspruch 4 ist eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
nach Anspruch 1 angegeben. Die Ansprüche 5 bis 12 geben vorteilhafte
Weiterbildungen der Vorrichtung an.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf zwei in den
Zeichnungen dargestellte Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es
zeigen:
Fig. 1 eine schaubildliche Übersichtsdarstellung einer Vorrichtung
mit den Merkmalen der Erfindung;
Fig. 2 in Ansicht von oben als Teildarstellung den Bereich um die
Nähmaschine;
Fig. 3 eine Teildarstellung, ähnlich Fig. 1, bei der die Übergabe
einer Werkstücklage an die Abtast- und Ausrichtstation
dargestellt ist;
Fig. 4 eine stirnseitige Ansicht der Abtast- und Ausrichtstation
mit zwei darin gehaltenen Werkstücklagen;
Fig. 5 eine Schnittdarstellung eines Greifers mit dem eine
Werkstücklage von einem Auflagetisch abgenommen wird;
Fig. 6 eine schaubildliche Teildarstellung aus dem Bereich des
Auflagetischs beim Überführen einer Werkstücklage in die
Abtast- und Ausrichtstation,
Fig. 7 eine teilweise geschnittene Darstellung der
Ausrichtvorrichtung in der Abtast- und Ausrichtstation; und
Fig. 8 eine Darstellung ähnlich Fig. 1 eines zweiten Ausfüh
rungsbeispieles der Erfindung zur Handhabung von Werk
stücklagen, die in ihrer Längserstreckung einer Nähmaschine
zugeführt werden.
Die Vorrichtung nach der Erfindung enthält gemäß Fig. 1 mehrere
zusammenwirkende Grundkomponenten, und zwar ein Gestell G, zwei
nebeneinander angeordnete Fördereinrichtungen F und F′, eine Abtast
und Ausrichtstation R sowie eine Nähstation N. Die Fördereinrichtungen
F, F′ umfassen einen Zuführförderer Z bzw. Z′ zum Zuführen zweier
Werkstücklagen W1, W2 zu der Abtast- und Ausrichtstation R sowie eine
Transportvorrichtung T bzw. T′ zum Weiterfördern der ausgerichteten
Werkstücklagen W1, W2 zur Nähstation N.
Der Zuführförderer Z ist als Manipulator ausgebildet und weist einen
Arm 1 auf, dessen eines Ende auf der Welle 2 eines am Gestell G
befestigten Getriebemotors 3 befestigt und dabei um eine horizontale
Achse A1 schwenkbar ist und dessen anderes gabelförmig ausgebildetes
Ende einen zangenartig ausgebildeten Greifer 4 trägt. Der Greifer 4
enthält eine erste (gemäß Fig. 5 untere) Greifplatte 5, die auf einer
am Ende des Armes 1 gelagerten Welle 6 befestigt ist, sowie eine
zweite (obere) Greifplatte 7, die auf der Welle 6 schwenkbar gelagert
ist. An einem Ansatz 8 der ersten Greifplatte 5 ist ein
Druckluftzylinder 9 angelenkt, dessen Kolbenstange 10 mit einem Ansatz
11 der zweiten Greifplatte 7 gelenkig verbunden ist.
Die Welle 6 ist mit einem am Arm 1 befestigten Drehmagnet 12 an
triebsmäßig verbunden, durch den die Greifplatten 5 und 7 gemeinsam um
die Längsachse A2 der Welle 6 schwenkbar sind, wobei die Längsachse A2
senkrecht zur Längserstreckung des Armes 1 und parallel zu dessen
Schwenkebene verläuft.
An der Unterseite der ersten Greifplatte 5 sind mehrere parallel zur
Schwenkebene des Armes 1 verlaufende flache Rippen 14 ausgebildet. Die
beiden Greifplatten 5 und 7 weisen mehrere bis zu ihrem ablaufseitigen
Rand reichende Aussparungen 15 bzw. 16 auf, wobei die Aussparungen 15
der ersten Greifplatte 5 mit den Aussparungen 16 der zweiten
Greifplatte 7 fluchten. Mit "ablaufseitig" ist hierbei derjenige Rand
der Greifplatten 5, 7 gemeint, über den die Werkstücklage W1 bei der
Übergabe an die Abtast- und Ausrichtstation R abgezogen wird.
Die Werkstücklage W1, die durch den Greifer 4 erfaßt werden soll, wird
auf einem sich im wesentlichen horizontal erstreckenden Auflagetisch
17 abgelegt, bei dem es sich um das Abgabeende einer vorgelagerten
Bearbeitungseinrichtung handeln kann, beispielsweise um die
Kühlstation einer Fixiermaschine. An der Oberseite des Auflagetisches
17 sind mehrere sich bis zu derem ablaufseitigen Rand erstreckende,
zueinander parallel verlaufende Ausnehmungen 18 vorgesehen, welche die
Rippen 14 der ersten Greifplatte 5 bei in Aufnahmestellung
befindlichem Greifer 4 (Fig. 5) aufnehmen. Durch eine entsprechende
Abschrägung des vorderen, zulaufseitigen Randbereiches der ersten
Greifplatte 5 wird erreicht, daß bei in der Aufnahmestellung
befindlichem Greifer 4 (Fig. 5) zumindest dieser abgeschrägte
Randbereich bündig mit der Oberseite des Auflagetisches 17 abschließt,
so daß die auf dem Auflagetisch 17 abzulegende Werkstücklage W1 nicht
am vorderen Rand der Greifplatte 5 anstoßen und hängenbleiben kann,
sondern über diesen Rand hinweg auch auf der Greifplatte 5 flach
ausgebreitet wird. Gegebenenfalls könnte die erste Greifplatte auch
gabelförmig ausgebildet werden, so daß in diesem Fall nicht nur der
vordere, zulaufseitige Randbereich, sondern die gesamte Greifplatte
mit der Oberseite des Auflagetisches 17 bündig abschließen würde.
Wie aus der Zusammenschau der Fig. 1, 3 und 6 ersichtlich ist,
erfolgt mit Hilfe des beschriebenen Zuführförderers Z die Überführung
der Werkstücklage W1 von der horizontalen Oberseite des Auflagetisches
17 mit zwei einander überlagerten Schwenkbewegungen in eine hängende
Position, in der die Werkstücklage der Abtast- und Ausrichtstation R
dargeboten wird. Während der Schwenkbewegung des Armes 1 um die Achse
A1 wird die Werkstücklage W1 von der Horizontalen in die Vertikale
gebracht und gleichzeitig durch Schwenken des Greifers 4 um die Achse
A2 geschwenkt so daß sie sich schließlich in Verlängerung des Armes 1
befindet, wie Fig. 3 zeigt.
Es ist an dieser Stelle anzumerken, daß der Zuführförderer Z′ der
Fördereinrichtung F′ im wesentlichen identisch ist mit dem vorstehend
beschriebenen Zuführförderer Z. Daher wurden für die gleichen
Bauelemente auch die gleichen Bezugszeichen verwendet, wobei sich die
Bezugszeichen für den Zuführförderer Z′ gegenüber den Bezugszeichen
für den Zuführförderer Z lediglich durch einen Apostroph
unterscheiden. Hierbei ist anzumerken, daß für die Verschwenkung des
Armes 1′ derselbe Getriebemotor 3 verwendet wird wie für die
Verschwenkung des Armes 1, wozu der Getriebemotor 3 eine durchgehende
Welle 2 und damit zwei Ausgänge aufweist.
Der Abtast- und Ausrichtstation R ist eine Zwischenplatte 19 zu
geordnet, die vertikal im Gestell G befestigt ist und der beidseitig
je eine Klammer 20, 20′ in vorbestimmtem Abstand im oberen Bereich der
Zwischenplatte 19 gegenübersteht. Wenigstens eine der einander
identisch aufgebauten Klammern 20, 20′ ist mit Hilfe einer
Ausrichtvorrichtung 21 nach Art eines Kreuzschlittens in zwei
zueinander senkrechten Richtungen parallel zur Ebene der
Zwischenplatte 19 verstellbar und außerdem um eine dazu senkrechte
Achse verschwenkbar. Die Ausrichtvorrichtung 21 wird für die Klammer
20 anhand von Fig. 7 näher erläutert.
Die Ausrichtvorrichtung 21 ist innerhalb eines auf dem Gestell G
befestigten Gehäuses 22 der Abtast- und Ausrichtstation R
untergebracht. Am Gehäuse 22 ist ein senkrecht zur Zwischenplatte 19
verlaufender Zapfen 23 befestigt, auf dem eine Trägerplatte 24
schwenkbar gelagert ist. Zur Durchführung der Schwenkbewegung der
Trägerplatte 24 dient ein gelenkig am Gehäuse 22 angeordneter
Schrittmotor 25, der über eine Gewindespindel 26 und einen
Gewindeblock 27 mit einer Halterung 28 verbunden ist, die ein fester
Bestandteil der Trägerplatte 24 ist.
In einer Führungsbahn 29 der Trägerplatte 24 ist ein im wesentlichen
in horizontaler Richtung verschiebbarer Schlitten 30 aufgenommen. Die
Verschiebung des Schlittens 30 gegenüber der Trägerplatte 24 wird
durch einen an einem festen Ansatz 31 der Trägerplatte 24 befestigten
Schrittmotor 32 bewirkt, der über eine Gewindespindel 33 mit dem
Schlitten 30 verbunden ist.
In einer Führungsbahn 34 des Schlittens 30 ist ein im wesentlichen in
vertikaler Richtung verschiebbarer zweiter Schlitten 35 aufgenommen.
Die Verschiebung dieses Schlittens 35 gegenüber dem ersten Schlitten
30 wird durch einen an einem festen Ansatz 36 des ersten Schlittens 30
befestigten Schrittmotor 37 bewirkt, der über eine Gewindespindel 38
mit dem zweiten Schlitten 35 verbunden ist.
An einem am unteren Ende des zweiten Schlittens 35 angeordneten Ansatz
39 ist die Klammer 20 befestigt, die aus einem sich horizontal
erstreckenden Klammerbalken 40 und mehreren an ihm angeordneten
Druckluftzylindern 41 besteht. Die Anzahl der Druckluftzylinder 41 und
deren gegenseitiger Abstand entspricht der Anzahl der Aussparungen 15
bzw. 16 in den Greifplatten 5 bzw. 7 sowie dem gegenseitigen Abstand
dieser Aussparungen 15 bzw. 16. Die mit 42 bezeichneten Kolbenstangen
der Druckluftzylinder 41 bilden mit der Werkstücklage W1 in Eingriff
tretende Klammerelemente. Zu diesem Zweck sind die freien Enden der
Kolbenstangen 42 kegelförmig ausgebildet. Durch Beaufschlagen der
Druckluftzylinder 41 wird die Werkstücklage W1 durch die Kolbenstangen
42 gegen die als Widerlager dienende Zwischenplatte 19 gedrückt und
dadurch formschlüssig festgehalten. Damit die Zwischenplatte 19 durch
die Bewegungen der Spitzen der Kolbenstangen 42 nicht zerkratzt wird,
sind die Druckluftzylinder 41 so justiert, daß die Spitzen der
Kolbenstangen 42 bei beaufschlagten Druckluftzylindern 41 einen
geringen Abstand zur Zwischenplatte 19 einhalten.
Es ist somit möglich, mit Hilfe des ersten Schrittmotors 25 die
Klammer 20 um eine horizontale Achse, die durch den Zapfen 23 bestimmt
ist, zu schwenken. Mit Hilfe des zweiten Schrittmotors 32 ist es
möglich, die Klammer 20 hin- und herzuverschieben und mit Hilfe des
dritten Schrittmotors 37 ist es möglich, sie zu heben und zu senken.
Der Klammer 20′ ist bei diesem Ausführungsbeispiel ebenfalls eine
Ausrichtvorrichtung, die mit 21′ bezeichnet ist, zugeordnet. Die
Ausrichtvorrichtung 21′ ist identisch mit der vorstehend beschriebenen
Ausrichtvorrichtung 21. Daher wurden für die gleichen Bauelemente,
sofern sie in der Zeichnung dargestellt sind, die gleichen
Bezugszeichen verwendet, wobei sich die Bezugszeichen für die
Ausrichtvorrichtung 21′ durch einen Apostroph gegenüber den
Bezugszeichen für die Ausrichtvorrichtung 21 unterscheiden.
Da jeder Klammer 20, 20′ eine eigene Ausrichtvorrichtung 21 bzw. 21′
zugeordnet ist, kann somit jede der beiden Klammern 20, 20′ jeweils
relativ zur anderen Klammer 20′ bzw. 20 in zwei zueinander senkrechten
Richtungen linear verstellt und außerdem in der durch diese zwei
Richtungen definierten Ebene verschwenkt werden.
Die Abtast- und Ausrichtstation R weist für jede Werkstücklage W1, W2
eine optische Abtastvorrichtung 43 bzw. 43′ auf. Die Abtastvorrichtung
43 weist drei an einen Träger 44 angeordnete Reflexlichtschranken 45,
46, 47 (Fig. 3 und 4) auf, die mit der zumindest in diesem Bereich
reflektierend ausgebildeten Zwischenplatte 19 zusammenwirken. Die
Abtastvorrichtung 43′ ist in identischer Weise aufgebaut wie die
Abtastvorrichtung 43 und weist daher ebenfalls drei
Reflexlichtschranken 45′, 46′ und 47′ auf.
Die Abtastvorrichtungen 43, 43′ dienen zum punktförmigen Erfassen der
Kontur der Werkstücklagen W1, W2 und somit zum Erfassen ihrer
momentanen Ausrichtlage. Die Abtastvorrichtungen 43, 43′ sind mit
einer deren Signale verarbeitenden, nicht dargestellten
Steuereinrichtung verbunden. Diese Steuereinrichtung ist ferner auch
mit den Schrittmotoren 25, 25′, 32, 32′, 37, 37′ der beiden
Ausrichtvorrichtungen 21, 21′ verbunden, so daß diese in Abhängigkeit
von den von den beiden Abtastvorrichtungen 43, 43′ gelieferten
Signalen im Sinne einer gegenseitigen konturenmäßigen Ausrichtung der
Werkstücklagen W1, W2 beaufschlagt und gesteuert werden können.
Die in Fig. 1 dargestellte Transportvorrichtung T ist von einem sich
in horizontaler Ebene unterhalb der Klammer 20 erstreckenden endlosen
Förderriemen 48 gebildet, der um ein Antriebsrad 49 und ein Umlenkrad
50 umläuft. Die auf der anderen Seite der Zwischenplatte 19
befindliche Transportvorrichtung T′ ist identisch mit der
Transportvorrichtung T, weshalb für die Bauelemente der
Transportvorrichtung T′ die gleichen, nur zusätzlich mit einem
Apostroph gekennzeichneten Bezugszeichen verwendet werden wie für die
Transportvorrichtung T.
Zum Antrieb der beiden Förderriemen 48, 48′ ist ein gemeinsamer Motor
51 vorgesehen, der auf dem Gestell G befestigt und mit der in Fig. 2
dargestellten Welle 52′ des Antriebsrades 49′ antriebsmäßig verbunden
ist. Auf der Welle 52′ ist ein Zahnrad 53′ befestigt, das über ein von
zwei Zahnrädern gebildetes Drehrichtungsumkehrgetriebe 54 mit einem
auf der Welle 52 befestigten Zahnrad 53 antriebsmäßig verbunden ist.
Auf diese Weise werden die beiden Förderriemen 48, 48′ mit einander
entgegengesetztem Drehsinn angetrieben.
An einer zwischen der Abtast- und Ausrichtstation R und dem An
triebsrad 49 liegenden Stelle ist zwischen den beiden Trumen 48a und
48b des Förderriemens 48 ein auf einem Träger 55 gelagertes Umlenkrad
56 und diesem gegenüberliegend ein auf einem Träger 57 gelagertes
Umlenkrad 58 angeordnet. Durch die Umlenkräder 56, 58 ist die
Transportvorrichtung T in einen vom Umlenkrad 50 bis zu den
Umlenkrädern 56, 58 reichenden ersten Abschnitt T1 und einen von den
Umlenkrädern 56, 58 bis zum Antriebsrad 49 reichenden zweiten
Abschnitt T2 unterteilt.
Auf dem Gestell G ist ein Druckluftzylinder 59 schwenkbar gelagert,
dessen Kolbenstange 60 mit einem stangenförmigen Träger 61 gelenkig
verbunden ist, an dem das Umlenkrad 50 drehbar gelagert ist. Mit Hilfe
des Druckluftzylinders 59 läßt sich der erste Abschnitt T1 der
Transportvorrichtung T zwischen einer der Zwischenplatte 19
benachbarten Mitnahmestellung für die Werkstücklage W1 und einer von
der Zwischenplatte 19 weiter entfernten Nichtmitnahmestellung hin- und
herschwenken, wobei die Trume 48a und 48b um jeweils eine mit der
Längsachse der Träger 55 bzw. 57 zusammenfallende Achse geschwenkt
werden. In identischer Weise läßt sich auch der erste Abschnitt T1′
der Transportvorrichtung T′ mit Hilfe des Druckluftzylinders 59′ hin
und herschwenken.
In der Nichtmitnahmestellung der Abschnitte T1, T1′ sind die Trume
48a, 48a′ so ausreichend weit von der Zwischenplatte 19 entfernt,
daß die Greifer 4, 4′ zusammen mit den Werkstücklagen W1, W2
ungehindert in den Bereich der Klammern 20, 20′ eingeschwenkt werden
können.
Die Trume 48a, 48a′ der Förderriemen 48, 48′ können ggf. im Bereich
der beiden Abschnitte T1, T2, T1′ und T2′ rückseitig abgestützt sein,
um die erforderliche Haltewirkung an den zu transportierenden
Werkstücklagen sicherzustellen. Eine solche Abstützung, die
beispielsweise durch mit Andruckrollen versehene schienenartige Träger
bewerkstelligt werden kann, ist in den Zeichnungen aus
Übersichtlichkeitsgründen nicht dargestellt.
Die Nähstation N enthält eine Nähmaschine 62, die auf einem Schlitten
63 befestigt ist. Der Schlitten 63 ist auf einer vertikal verlaufenden
Führungsschiene 64 gelagert und mittels eines Kettengetriebes 65 auf
und abbewegbar. An der Nähmaschine 62 ist zur genauen Führung der
miteinander zu vernähenden Werkstücklagen eine Führungsvorrichtung 66
angeordnet. Eine derartige Führungsvorrichtung ist beispielsweise in
dem DE-GM 85 16 184 beschrieben, so daß es sich erübrigt, an dieser
Stelle näher auf sie einzugehen.
Die Vorrichtung arbeitet wie folgt:
Es werden zwei Werkstücklagen W1, W2 bei in Aufnahmestellung
befindlichen Greifern 4, 4′ gemäß Fig. 5 auf dem Auflagetisch 17
abgelegt, wobei der vordere Rand der Werkstücklagen W1, W2 mit dem
ablaufseitigen Rand der Greifplatten 5, 5′ abschließt. Anschließend
werden die Greifplatten 7, 7′ nach abwärts gegen die Greifplatten 5,
5′ geschwenkt, wodurch die Werkstücklagen W1, W2 gemäß Fig. 1 in den
Greifern 4, 4′ festgeklemmt sind.
Nachdem die Greifer 4, 4′ die Werkstücklagen W1, W2 erfaßt haben,
werden die Arme 1, 1′ um die Achse A1 nach aufwärts geschwenkt und
dabei zugleich die Greifer 4, 4′ um die Achsen A2 geschwenkt, so daß
die Greifer 4, 4′ und die Werkstücklagen W1, W2 die in Fig. 3
dargestellte Lage einnehmen. Damit die Greifer 4, 4′ ungehindert in
diese Lage bewegt werden können, müssen die Abschnitte T1, T1′ der
Transportvorrichtungen T, T′ in der von der Zwischenplatte 19
entfernten Nichtmitnahmestellung stehen und die die Klammerelemente
bildenden Kolbenstangen 42 zurückgezogen sein.
Sobald die Greifer 4, 4′ die in Fig. 3 dargestellte Stellung erreicht
haben, werden die Druckluftzylinder 41 der Klammern 20, 20′
beaufschlagt, wodurch deren Kolbenstangen 42 durch die Aussparungen
15, 16, 15′, 16′ der Greifplatten 5, 5′ und 7, 7′ hindurch die
Werkstücklagen W1, W2 erfassen und im Zusammenwirken mit der
Zwischenplatte 19 festhalten. Anschließend werden die Greifer 4, 4′
geöffnet und zur Übernahme der nächsten Werkstücklagen in die in Fig.
5 dargestellte Aufnahmestellung zurückgeschwenkt.
Nach der Übernahme der Werkstücklagen W1, W2 durch die Klammern 20,
20′ wird mit Hilfe der Abtastvorrichtung 43, 43′ die momentane
Position der Werkstücklagen W1, W2 ermittelt. Hierbei wird zunächst
durch die Relexlichtschranken 46, 47 und 46′ 47′ die Winkellage der
vorderen nach abwärts verlaufenden Kante der Werkstücklagen W1, W2
gemessen und bei Abweichungen von der gewünschten Ausrichtlage durch
Beaufschlagen des Schrittmotors 25 und/oder 25′ eine winkelmäßige
Ausrichtung der Werkstücklagen W1, W2 vorgenommen. Danach wird mit
Hilfe der Reflexlichtschranken 45, 47 und 45′, 47′ einerseits die
vertikale und andererseits die horizontale Relativlage der beiden
Werkstücklagen W1, W2 ermittelt und bei Vorliegen einer Differenz
durch Beaufschlagen der entsprechenden Schrittmotoren 32, 37, 32′, 37′
eine gegenseitige Ausrichtung der Werkstücklagen W1, W2 durchgeführt.
Die vertikale und horizontale Ausrichtung wird durch gleichzeitige
gegensinnige Beaufschlagung der entsprechenden Schrittmotoren 32, 32′
bzw. 37, 37′ der beiden Ausrichtvorrichtungen 21, 21′ durchgeführt,
wodurch die Ausrichtzeit auf ein Minimum reduziert wird.
Nach erfolgter gegenseitiger Ausrichtung der Werkstücklagen W1, W2
werden die Abschnitte T1, T1′ der Transportvorrichtungen T, T′ bei
noch ausgeschaltetem Motor 51 in die Mitnahmestellung geschwenkt, in
der sie in Verbindung mit der als Widerlager dienenden Zwischenplatte
19 die Werkstücklagen W1, W2 dicht unterhalb der Klammern 20, 20′
erfassen.
Sobald die Transportvorrichtungen T und T′ die Werkstücklagen W1, W2
erfaßt haben, werden die Klammern 20, 20′ durch Entlüften der
Druckluftzylinder 41 geöffnet und es wird der Motor 51 eingeschaltet,
worauf die Werkstücklagen W1, W2 gemeinsam unter Beibehaltung ihrer
gegenseitigen Ausrichtlage in Richtung auf die Nähstation N bewegt und
nach Erreichen dieser Station durch Abschalten des Motors 51 in der
Nähstellung stillgesetzt werden.
Sobald die Werkstücklagen W1, W2 über die Berührungsstellen der
Umlenkräder 56, 58 der Transportvorrichtung T und die entsprechenden
Berührungsstellen der nicht dargestellten Umlenkräder der
Transportvorrichtung T′ hinaus transportiert worden sind und sich im
Bereich der zweiten Abschnitte T2, T2′ befinden, werden die ersten
Abschnitte T1, T1′ wieder in die Nichtmitnahmestellung geschwenkt. Auf
diese Weise können bereits zu diesem Zeitpunkt die nächsten
Werkstücklagen in die Abtast- und Ausrichtstation R eingeführt und an
die Klammern 20, 20′ übergeben werden, so daß eine zeitlich überlappte
rationelle Arbeitsweise möglich ist.
In der Nähstellung stehen die miteinander zu vernähenden Randbereiche
der beiden Werkstücklagen W1, W2 gemäß Fig. 2 um ein geringes Maß über
den vertikalen Rand der Zwischenplatte 19 vor.
Zur Durchführung des Nähvorganges wird die Nähmaschine 62 aus der in
Fig. 1 dargestellten Ruhestellung nach abwärts bewegt, wobei die
überstehenden Randbereiche der Werkstücklagen W1, W2 von der
Führungsvorrichtung 66 erfaßt werden. Sobald die Nähmaschine 62 den
oberen Rand der Werkstücklagen W1, W2 erreicht, wird sie
eingeschaltet, worauf sie entlang des vorderen Längsrandes der
Werkstücklagen W1, W2 im Zusammenwirken mit der Führungsvorrichtung 66
eine randparallele Verbindungsnaht bildet. Da die Werkstücklagen nur
im Bereich ihres oberen Querrandes festgehalten werden und im übrigen
frei herabhängen, kann die gemeinsam mit der Nähmaschine 62 in
vertikaler Richtung geradlinig nach abwärts bewegte
Führungsvorrichtung 66 durch entsprechende Quer- bzw.
Schwenkbewegungen von Teilen der Werkstücklagen W1, W2 auch in
denjenigen Randbereichen eine randparallele Naht gewährleisten, wo der
Randverlauf von der Vertikalen abweicht.
Dieses in Fig. 8 dargestellte Ausführungsbeispiel betrifft eine
Vorrichtung, bei der die Werkstücklagen W3, W4 nicht wie bei der zuvor
beschriebenen Vorrichtung des ersten Ausführungsbeispiels an einer
Schmalseite hängend, sondern nunmehr an einer Längsseite hängend
ausgerichtet werden.
Die Vorrichtung nach Fig. 8 ist im wesentlichen gleich aufgebaut wie
die Vorrichtung nach den Fig. 1 bis 7 und besteht daher ebenfalls aus
einem Gestell GA, zwei Fördereinrichtungen FA, FA′, einer Abtast- und
Ausrichtstation RA sowie einer Nähstation NA. Ebenso umfassen die
Fördereinrichtungen FA, FA′ je einen Zuführförderer ZA bzw. ZA′ zum
Zuführen zweier Werkstücklagen W3, W4 zu der Abtast- und
Ausrichtstation RA sowie je eine Transportvorrichtung TA bzw. TA′ zum
Weiterfördern der ausgerichteten Werkstücklagen W3, W4 zur Nähstation
NA.
Die Zuführförderer ZA, ZA′ unterscheiden sich gegenüber den Zu
führförderern Z, Z′ des ersten Ausführungsbeispieles allein in der
größeren Länge der Greifer 104, 104′, wobei die größere Länge dadurch
bedingt ist, daß die Greifer 104, 104′ die Werkstücklagen W3, W4 an
einer Längsseite erfassen.
Die Abtast- und Ausrichtstation RA ist hinsichtlich ihrer nicht
dargestellten Ausrichtvorrichtungen völlig identisch mit der Abtast
und Ausrichtstation R des ersten Ausführungsbeispieles. Lediglich die
Klammern 120′ (die gegenüberliegende Klammer ist nicht dargestellt)
sind entsprechend der Länge der Längsseiten der Werkstücklagen W3, W4
breiter ausgebildet. In gleicher Weise müssen auch die nicht
dargestellten Abtastvorrichtungen an die besondere Ausrichtlage der
Werkstücklagen W3, W4 angepaßt sein.
Auch die Transportvorrichtungen TA, TA′ sind im wesentlichen identisch
mit den Transportvorrichtungen T, T′ des ersten Ausführungsbeispieles
und unterteilen sich daher ebenfalls in erste Abschnitte TA1, TA1′,
die zwischen einer Mitnahme- und einer Nichtmitnahmestellung hin- und
herbewegbar sind, und in zweite Abschnitte TA2, TA2′.
Allein die Nähstation NA unterscheidet sich in größerem Umfang von der
Nähstation N, da die mit einer Führungsvorrichtung 166 versehene
Nähmaschine 162 nicht beweglich, sondern ortsfest am Gestell GA
angeordnet ist und sich überdies noch in einer anderen Ausrichtlage
befindet.
Die Arbeitsweise der Fördereinrichtungen FA, FA′ und der Abtast- und
Ausrichtstation RA ist die gleiche wie die der entsprechenden
Grundkomponenten des ersten Ausführungsbeispieles, so daß es sich
erübrigt, hierauf näher einzugehen.
Ein Unterschied besteht lediglich in der Art und Weise, wie der
Nähvorgang durchgeführt wird. Im Gegensatz zum ersten Ausfüh
rungsbeispiel erfolgt hier die für die Nahtbildung erforderliche
Relativbewegung zwischen der Nähmaschine 162 und den Werkstücklagen
W3, W4 dadurch, daß die Transportvorrichtungen TA, TA′ gebildet wird
und der über die Transportvorrichtungen TA, TA′ die ausgerichteten
Werkstücklagen W3, W4 in einem kontinuierlichen Bewegungsablauf aus
der Abtast- und Ausrichtstation RA herausziehen und sodann an der
feststehenden Nähmaschine 162 entlangbewegen. Diese bildet im
Zusammenwirken mit der Führungsvorrichtung 166 entlang des oberen
Längsrandes eine randparallele Verbindungsnaht. Da die Naht mit
geringem Abstand zu den die Werkstücklagen W3, W4 festhaltenden
Transportvorrichtungen TA, TA′ gebildet wird und der über die
Transportvorrichtung TA, TA′ hinausragende schmale Werkstückstreifen
vergleichsweise unflexibel ist, lassen sich mit der Vorrichtung des
zweiten Ausführungsbeispieles vorzugsweise Werkstücklagen mit
geradlinigem oder nur wenig konturiertem Randverlauf verarbeiten. Für
das Verarbeiten von Werkstücklagen mit stärker konturiertem Randver
lauf könnte es zweckmäßig sein, die Nähmaschine quer zur Vor
schubrichtung bewegbar anzuordnen und ihren Abstand zum Randverlauf
durch die Signale einer Randabtastvorrichtung zu steuern.
Da die Transportvorrichtungen TA, TA′ nicht nur die Werkstücklagen W3,
W4 aus der Abtast- und Ausrichtstation RA wegtransportieren, sondern
zugleich auch die für die Nahtbildung erforderliche Vorschubbewegung
ausführen und daher anders als beim ersten Ausführungsbeispiel während
des Nähvorganges nicht stillgesetzt werden, können in Verbindung mit
der Maßnahme, die ersten Abschnitte TA1, TA1′ während des Nähens in
eine Nichtmitnahmestellung zu schwenken, in dieser Zeit bereits die
nächsten Werkstücklagen in der Abtast- und Ausrichtstation RA
ausgerichtet werden. Auf diese Weise kann zeitüberlappend mit einer
vergleichsweise dichten Aufeinanderfolge der Werkstücklagen gearbeitet
werden.
Claims (12)
1. Verfahren zum Zusammenführen wenigstens zweier gemeinsam zu
behandelnder oder miteinander zu verbindender biegeschlaffer
Werkstücklagen, die in in vertikaler Ebene glattflächig
herabhängender Lage in einer Abtast- und Ausrichtstation
konturenmäßig abgetastet und anhand der Abtastergebnisse
ausgerichtet und danach gemeinsam zu einer Behandlungs- oder
Verbindungsstelle weiterbewegt werden, dadurch gekennzeichnet,
daß die Werkstücklagen in einer horizontalen Ausgangslage
einzeln erfaßt, in die vertikale Lage überführt und an die
Abtast- und Ausrichtstation übergeben werden, von wo sie nach
dem Ausrichten direkt übernommen und zur Behandlungs- oder
Verbindungsstelle weitertransportiert werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem an zwei Werkstücklagen eine
randparallele Verbindungsnaht hergestellt wird, dadurch
gekennzeichnet, daß der Weitertransport der Werkstücklagen zur
Nahtbildemaschine im wesentlichen quer zur Ausrichtlage der
miteinander zu verbindenden Ränder der Werkstücklagen erfolgt
und die Arbeitsschritte Transportieren und Verbinden
nacheinander ablaufen.
3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem an zwei Werkstücklagen eine
randparallele Verbindungsnaht hergestellt wird, dadurch
gekennzeichnet, daß der Weitertransport der Werkstücklagen zur
Nahtbildemaschine im wesentlichen parallel zur Ausrichtlage der
miteinander zu verbindenden Ränder der Werkstücklagen erfolgt
und die Arbeitsschritte Transportieren und Verbinden zumindest
zeitweise gleichzeitig ablaufen.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit
zwei Fördereinrichtungen zum Zuführen von zwei Werkstücklagen zu
einer Abtast- und Ausrichtstation, die mindestens eine seitlich
einer die Werkstücklagen voneinander trennenden Zwischenplatte
angeordnete Ausrichtvorrichtung aufweist, und zum
Weitertransportieren der ausgerichteten Werkstücklagen zu einer
Behandlungs- bzw. Verbindungsstelle, dadurch gekennzeichnet, daß
jede der Fördereinrichtungen (F, F′; FA, FA′) wenigstens einen
jeweils eine auf einem Auflagetisch (17) liegende Werkstücklage
(W1; W2; W3; W4) erfassenden, in eine vertikale Lage
überführenden und an die Abtast- und Ausrichtstation (R; RA)
übergebenden Zuführförderer (Z; Z′; ZA; ZA′) und eine die
ausgerichtete Werkstücklage (W1; W2; W3; W4) erfassende und in
Richtung der Behandlungs- bzw. Verbindungsstelle (N; NA)
weiterfördernde Transportvorrichtung (T; T′; TA; TA′) aufweist,
wobei die Transportvorrichtungen (T, T′; TA, TA′) synchron
zueinander antreibbar und im Bereich der Abtast- und
Ausrichtstation (R; RA) zwischen einer Mitnahme- und einer
Nichtmitnahmestellung hin- und herbewegbar sind, und daß die
Abtast- und Ausrichtstation (R; RA) zur Übernahme der
Werkstücklagen (W1, W2; W3, W4) von den Zuführförderern (Z, Z′;
ZA, ZA′) zwei Klammern (20, 20′; 120′) aufweist, von denen
zumindest eine zur Ausrichtung einer Werkstücklage (W1; W2; W3;
W4) bewegbar ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder
Zuführförderer (Z; Z′; ZA; ZA′) von einem Manipulator gebildet
ist, der aus einem um eine horizontale Achse (A1) schwenkbaren
und mit einem Antrieb (3) verbundenen Arm (1; 1′) und einem
zangenartigen Greifer (4; 4′; 104; 104′) besteht, welcher am
freien Ende des Armes (1, 1′) angeordnet und durch einen zweiten
Antrieb (12) um eine zur Längserstreckung des Armes (1; 1,) im
wesentlichen senkrechte und zur Schwenkebene des Armes (1; 1,)
parallele Achse (A2) schwenkbar ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder
Greifer (4; 4′; 104; 104′) zwei Greifplatten (5, 7; 5′, 7′)
aufweist, von denen die erste (untere) Greifplatte (5; 5′) an
der Unterseite mehrere Rippen (14) aufweist, die in
entsprechende Ausnehmungen (18) des Auflagetisches (17) derart
einführbar sind, daß zumindest der vordere Randbereich der
Greifplatte (5; 5′) im wesentlichen bündig mit der Auflagefläche
des Auflagetisches (17) abschließt, und von denen die zweite
(obere) Greifplatte (7; 7′) durch einen Antriebsmechanismus (9)
gegen die erste Greifplatte (5; 5′) anpreßbar und von dieser
entfernbar ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die
Greifplatten (5, 7; 5′, 7′) mehrere, sich jeweils bis zum
hinteren Rand erstreckende Aussparungen (15; 16; 15′; 16′)
aufweisen, wobei die Aussparungen (15; 15′) der ersten
Greifplatte (5; 5′) mit den entsprechenden Aussparungen (16;
16′) der zweiten Greifplatte (7; 7′) fluchten.
8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die Klammern (20, 20′; 120′) der
Abtast- und Ausrichtstation (R; RA) aus je einem im Bereich des
oberen Endes des Schwenkweges des zugeordneten Greifers (4; 4′;,
104; 104′) befindlichen Klammerbalken (40) und mehreren durch
die Aussparungen (15, 16; 15′, 16′) der entsprechenden
Greifplatten (5, 7; 5′, 7′) hindurchbewegbaren Klammerelementen
(42) bestehen, wobei die Zwischenplatte (19; 119) für die
Klammerelemente (42) ein Widerlager bildet.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die
Klammerelemente von den Kolbenstangen (42) einer entsprechenden
Anzahl von an den Klammerbalken (40) angeordneten
Druckluftzylindern (41) gebildet sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß
die die Klammern (20, 20′) tragenden Ausrichtmittel von je einer
um eine horizontale, senkrecht zur Zwischenplatte (19)
verlaufende Achse (23) schwenkbaren und mit einem ersten Antrieb
(25; 25′) verbundenen Trägerplatte (24) und je einem auf diesem
angeordneten Kreuzschlittensystem gebildet sind, dessen einer
Schlitten (30) mit einem zweiten Antrieb (32; 32′) und dessen
anderer Schlitten (35) mit einem dritten Antrieb (37; 37′)
verbunden ist.
11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß jede Transportvorrichtung (T; T′)
von einem in horizontaler Ebene umlaufenden, mit einem Antrieb
(51) verbundenen Förderriemen (48; 48′) gebildet ist, daß die
Transportvorrichtungen (T, T′) in wenigstens einen ersten und
einen zweiten Abschnitt (T1; T1′; T2; T2′) unterteilt sind, von
denen der erste Abschnitt (T1; T1′) sich bis in den Bereich der
Klammern (20, 20′) erstreckt und durch einen Antrieb (59, 59′)
um zwei benachbarte vertikale Achsen (55, 57) zwischen einer
Mitnahme- und einer Nichtmitnahmestellung hin- und herschwenkbar
ist, während der zweite Abschnitt (T2; T2′) im wesentlichen
ortsfest angeordnet ist, parallel zur Zwischenplatte (19)
verläuft und sich bis in den Bereich der Behandlungs- bzw.
Verbindungsstelle (N) erstreckt, und daß die Zwischenplatte (19)
zumindest für die ersten Abschnitte (T1; T1′) der beiden
Transportvorrichtungen (T, T′) ein Widerlager für die
reibschlüssige Erfassung der Werkstücklagen (W1, W2) bildet.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die
Förderriemen (48, 48′) durch einen einzigen Motor (51)
antreibbar sind, der mit dem Antriebsrad (49′) des einen
Förderriemens (48′) direkt und mit dem Antriebsrad (49) des
anderen Förderriemens (48) unter Zwischenschaltung eines
Drehrichtungsumkehrgetriebes (54) indirekt verbunden ist.
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: MOLL, PHILIPP, 5100 AACHEN, DE |
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D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |