DE4014695C2 - Werkstücktransportsystem - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Werkstücktransportsystem nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Ein solches Werkstücktransportsystem ist in EP 2 85 527 A1 beschrieben, bei dem der Transportwagen über einen mitgeführten Akkumulator und über Ladekontakte verfügt, die während des Stillstandes in einer Bearbeitungsstation mit einer dort angeordneten Stromabgabevorrichtung ankoppelbar sind. Danach wird die Leistungsversorgung des Transportwagens ausschließlich aus dem Akkumulator gedeckt. Insbesondere bei langen Fahrstrecken zwischen den Bearbeitungsstationen und bei kurzen Bearbeitungszeiten in den Bearbeitungsstationen, kann der Energieverbrauch des Transportwagens nicht durch das Nachladen des Akkumulators in den Bearbeitungsstationen kompensiert werden. Bei unterschiedlichen Produktionsprogrammen ist deshalb bei der Projektierung des Bearbeitungsablaufes stets die verfügbare Energie des Akkumulators zu berücksichtigen. Somit ist bei der Optimierung des Bearbeitungsdurchlaufes nicht nur die Bearbeitungszeit in den Bear­ beitungsstationen ausschlaggebend, sondern auch die notwendige Ver­ weildauer des Transportwagens in den Bearbeitungsstationen zum Nach­ laden des Akkumulators.

Aus der DE 33 18 469 A1 ist ein Werkstücktransportsystem bekannt, bei dem die Stromversorgung des Elektroantriebs des Transportwagens über Schleifkontakte entlang des Schienensystems erfolgt. Da dieses Werkstücktransportsystem über keinen im Transportwagen mitgeführten Akkumulator verfügt, wird der Elektroantrieb des Transportwagens ausschließlich von einer externen Energiequelle versorgt.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Werkstücktransportsystem mit den kennzeichnen­ den Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß die Energieversorgung des Transportwagens weitgehend unabhängig von der Energiebilanz des Akkumulators ist. Damit können längere Transportwege zwischen den Bearbeitungsstationen realisiert und die Verweildauer in den Bearbeitungsstationen auf die Bearbeitungszeiten beschränkt werden.

Besonders vorteilhaft ist, wenn die Energieversorgung des Transport­ wagens über Stromschienen entlang der geraden Abschnitte der Schienenführung erfolgt und in den Kurven- und Weichenbereichen, in welchen sich eine Stromschienenversorgung nur aufwendig realisieren läßt, der Energiebedarf des Transportwagens aus dem Akkumulator gedeckt wird.

Das Nachladen des Akkumulators in den Pufferstationen ermöglicht es, daß eine Vielzahl von Ladestationen entfallen kann, wobei in diesen Pufferstationen die Ausführung der Ladekontakte als Stromschienen nur noch eine Stoppereinrichtung notwendig macht. Schließlich läßt sich über die Stromschienen ein gleichzeitiges Nachladen des Akku­ mulators ohne Stop realisieren, wodurch der Zeitbedarf für den Bear­ beitungsdurchlauf des Transportwagens weiter reduziert werden kann. Ferner reduziert die zusätzliche Energieversorgung über den Akku­ mulator das Risiko in Bereichen mit störungsaktiven Bearbeitungs­ stationen (z. B. Schweißmaschinen etc.).

Durch die in den weiteren Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Werkstücktransportsystems möglich. Von besonderem Vorteil dabei ist die Ausbildung der Ladekontakte als induktive Kopplung, wodurch eine Störung durch Verschmutzung der Kontakte entfällt, eine höhere Sicherheit gegen Berührungsschutz gegeben ist, die Schutzart IP-hoch ist und eine große Lebensdauer erreichbar ist.

Zeichnung

Drei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung darge­ stellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Darstellung des Werkstücktransport­ systems in Draufsicht in einem ersten Ausführungsbeispiel,

Fig. 2 eine Ausführungsform der Schienenführung mit Transportwagen des Werkstücktransportsystems in Schnittdarstellung quer zur Fahrtrich­ tung des Transportwagens,

Fig. 3 eine Teildarstellung des Transport­ wagens des Werkstücktransportsystems,

Fig. 4 eine Ausführungsform der Ladeankopplung des Transportwagens an die Ladestation,

Fig. 5 eine schematische Darstellung des Werkstücktransportsystems in Draufsicht mit einer Pufferstation in einem zweiten Ausführungsbei­ spiel und

Fig. 6 eine schematische Darstellung des Werkstück­ transportsystems in Draufsicht in einem dritten Ausführungsbeispiel.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Das Werkstücktransportsystem besteht aus einer Schienenführung 11 und aus mindestens einem Transportwagen 14, der sich entlang der Schienenführung 11 von Station zu Station, insbesondere Bearbei­ tungsstation 12 zu Bearbeitungsstation 12 bewegt.

Im ersten Ausführungsbeispiel (Fig. 1) weist die Schienenführung 11 entlang der geraden Abschnitte 17 jeweils Stromschienen 18 auf. Dabei sind die Stromschienen 18 in Bereichen der Schienenführung 11 angebracht, die sowohl über Bearbeitungsstationen 12 als auch über keine Bearbeitungsstationen 12 verfügen. Diese Stromschienen 18 ver­ laufen an beiden Seiten der Schienenführung 11 und sind gemäß Fig. 3 mittels Elementen 23 auf die Schienenführung 11 aufgesetzt. Am Transportwagen 14 (Fig. 2 und 3) sind als überfederte Schleif­ kontakte ausgeführte Stromabnehmer 19 angebracht, die über die Seitenverkleidung 22 des Transportwagens 14 hinausragen.

Die Schienenführung 11 ist aus Montage- und Stabilitätsgründen aus zwei parallel verlaufenden Profilschienen 26, ausgeführt. Die beiden Oberflächen der Laufflächen 27 der Profilschienen 26, auf denen die Räder 25 des Transportwagens 14 laufen, sind griffig ausgebildet, z. B. mittels Flammenspritzen an der Oberfläche aufgerauht.

Am Transportwagen 14 sind Führungsrollen 28 angebracht, die an den Innenflächen der beiden Profilschienen 26 geführt sind und somit die seitliche Führung des Transportwagens 14 realisieren.

Die Elemente 23 sind ebenfalls aus Leichtprofil hergestellt, wobei die Stromschienen 18 aus Sicherheitsgründen in Ausnehmungen 24 in die Elemente 23 eingelassen sind. Die Stromschienen 18 sind dabei aus abriebsfestem, elektrisch gut leitendem Material hergestellt und mit bekannten Maßnahmen in die Ausnehmungen 24 eingesetzt.

Es ist aber auch denkbar, die Stromschienen 18 in die Profilschienen 26 zu integrieren oder an anderen mit der Schienenführung 11 in Ver­ bindung stehenden Bauteilen anzuordnen. Es versteht sich von selbst, daß dann die Stromabnehmer 19 analog am Transportwagen 14 positio­ niert sind.

Die Stromschienen 18 sind an eine externe Energiequelle ange­ schlossen. Beim Bewegen des Transportwagens 14 in der Schienen­ führung 11 schleifen die Stromabnehmer 19 entlang der Stromschienen 18 und übertragen somit die Energie der externen Energiequelle zum Elektroantrieb des Transportwagens 14. In den nicht mit Strom­ schienen 18 versehenen Abschnitten der Schienenführung 11 erfolgt die Energieversorgung des Elektroantriebes aus einem vom Transport­ wagen 14 mitgeführten Akkumulator (33). Dabei wird von im Transport­ wagen 14 integrierten Steuermitteln (32) die Umschaltung von externer Energieversorgung auf Akkuversorgung und umgekehrt vorge­ nommen.

Mittels der im Transportwagen 14 integrierten Steuermittel (32) wird weiterhin gleichzeitig mit der Stromabnahme für den Elektroantrieb die Energieversorgung zum Nachladen des Akkumulators realisiert.

Zusätzlich können auch in den Bearbeitungsstationen 12 die Bearbei­ tungszeiten zum Nachladen des Akkumulators (33) genutzt werden. Zur Energiekopplung zwischen Ladestation und Transportwagen ist dabei gemäß Fig. 4 eine induktive Kopplung vorgesehen. Die Energieüber­ tragung wird dabei mittels zweier Übertragerhälften erzeugt, von denen die Primärseite 30 in der Ladestation und die Sekundärseite 31 im Transportwagen 14 untergebracht ist. Die Leistungsübertragung erfolgt hierbei mittels eines Hochfrequenz-Magnetfeldes.

Es ist aber auch denkbar, die Bereiche mit Stromschienen 18 nur zur externen Energieversorgung des Elektroantriebes des Transportwagens 14 einzusetzen und lediglich in den Bearbeitungsstationen 12 das Nachladen des Akkumulators (33) vorzunehmen. Bereits damit lassen sich gegenüber dem Stand der Technik die Ladezeiten in den Bear­ beitungsstationen 12 stark senken.

Die Beschränkung der Stromschienen 18 auf die geraden Abschnitte 17 der Schienenführung 11 gemäß dem aufgeführten Ausführungsbeispiel erlaubt eine einfache Gestaltung der Kurven- und Weichenabschnitte der Schienenführung 11.

Ein zweites Ausführungsbeispiel des Werkstücktransportsystems geht aus Fig. 5 hervor. Danach wird mittels einer Abzweigung 20 die Schienenführung 11 in eine Pufferstation 21 geführt. Die Abzweigung 20 ist dabei als Weiche ausgebildet. Die im Bereich der Puffer­ station 21 verlaufende Schienenführung wird über eine weitere Ab­ zweigung 29, die ebenfalls als Weiche ausgeführt ist, wieder in die vorher verlassene Schienenführung 11 eingekoppelt. Durch die Aus­ führung der Abzweigungen 20, 29 als Weichen, können die Transport­ wagen 14 wahlweise in die Pufferstation 21 eingefahren werden.

Im Bereich der Pufferstation 21 besitzt die Schienenführung 11 Stromschienen 18. Diese dienen als Ladekontakte für die Akkumula­ toren (33) der Transportwagen 14.

Die Anordnung und Ausbildung der Stromschienen 18 sowie der Lade­ kontakte am Transportwagen 14 im Bereich der Pufferstation 21 er­ folgt wie im ersten Ausführungsbeispiel beschrieben.

Die Anordnung der Pufferstation 21 gestattet, von mehreren Transportwagen 14 gleichzeitig die Akkumulatoren (33) zu laden. Damit ist nur eine Ladestation mit nur einer Stoppereinrichtung 13 er­ forderlich.

Es ist ebenfalls denkbar, im Bereich der Pufferstation 21 eine qualifizierte Statusrückmeldung über den Ladezustand des Akkumu­ lators an eine externe Steuereinheit zu realisieren, indem am Ausgang der Pufferstation 21 eine zusätzliche Ladestation für jeweils einen Transportwagen angeordnet ist, über deren Ladekontakte die Statusrückmeldung erfolgt oder im Transportwagen ein integrier­ ter Kommunikationskanal vorgesehen ist, der mit der externen Steuer­ einheit in Verbindung gebracht wird.

Die Energieversorgung des Elektroantriebes des Transportwagens 14 erfolgt bei diesem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 ausschließlich von dem im Transportwagen 14 mitgeführten Akkumulator (33). Von einer in der Zeichnung nicht dargestellten wageninternen Steuerlogik wird der Ladezustand des Akkumulators überwacht und bei Bedarf der Transportwagen in die Pufferstation 21 zum Nachladen des Akkumu­ lators geschickt.

Ein in Fig. 6 dargestelltes drittes Ausführungsbeispiel besteht darin, wie im ersten Ausführungsbeispiel beschrieben, die Energie­ versorgung des Elektroantriebes des Transportwagens 14 über die an der Schienenführung 11 angeordneten Stromschienen 18 aus einer externen Energiequelle vorzunehmen. Zum Nachladen des Akkumulators ist dann, wie im zweiten Ausführungsbeispiel, eine Pufferstation 21 vorgesehen, wobei auch über die Stromschienen 18 im Bereich der Schienenführung 11 zusätzlich der Ladevorgang des Akkumulators realisiert werden kann.

Sowohl im zweiten als auch im dritten Ausführungsbeispiel läßt sich die Pufferstation 21 zusätzlich als technologischer Puffer nutzen. In beiden Ausführungsbeispielen ist auch mehr als eine Pufferstation 21 einsetzbar.

Claims (9)

1. Werkstücktransportsystem mit einer Führung, insbesondere Schienenführung, mit geraden Abschnitten und Kurvenabschnitten, entlang welcher Stationen wie Belade- oder Entladestationen und/oder Bearbeitungsstationen angeordnet sind, und mit selbstfahrenden, elektrisch betriebene Transportwagen für Werkstücke, die sich entlang der Führung von einer Station zur anderen bewegen, wobei jeder Transportwagen einen Elektroantrieb und einen Akkumulator mit Ladekontakten zur Stromversorgung des Elektroantriebs besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung (11) zumindest entlang eines Teils ihrer geraden Abschnitte (17) Stromschienen (18) aufweist, die an eine externe Energieversorgungsquelle angeschlossen sind, daß am Transportwagen (14) Stromabnehmer (19) vorgesehen sind, die mit den Stromschienen (18) in Kontakt bringbar sind, daß die Ladekontakte des Akkumulators (33) mit den Stromabnehmern (19) verbunden sind, und daß der Transportwagen (14) Steuermittel (32) enthält, welche wahlweise die Stromversorgung des Elektroantriebes von externer Energieversorgung auf Akkuversorgung und umgekehrt umschalten und die externe Energieversorgung während der Fahrt des Transportwagens (14) zum Laden des Akkumulators (33) einsetzen.

2. Werkstücktransportsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung (11) mindestens eine Ab­ zweigung (20) aufweist, welche eine Pufferstation (21) bildet, wobei im Bereich dieser Pufferstation (21) Ladekontake für den Akkumulator (33) des Transportwagens (14) vorgesehen sind.

3. Werkstücktransportsystem nach einem der vorderen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an beiden Seiten der Führung (11) Strom­ schienen (18) angebracht sind.

4. Werkstücktransportsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromschienen (18) in die Schienenführung (11) integriert sind.

5. Werkstücktransportsystem nach einem der Ansprüche 2 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die Ladekontakte in der mindestens einen Abzweigung (20) als Stromschienen (18) ausgeführt sind.

6. Werkstücktransportsystem nach einem der vorderen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Schienenführung (11) aufsetzbare Elemente (23) vorgesehen sind, die Ausnehmungen (24) aufweisen, in die die Stromschienen (18) eingesetzt sind.

7. Werkstücktransportsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromabnehmer (19) vorzugsweise überfederte Schleifkontakte sind.

8. Werkstücktransportsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß in den Stationen (12) die Ladekontakte als induktive Kopp­ lung ausgeführt sind.

9. Werkstücktransportsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß das der Abzweigung (20) gegenüberliegende Ende der Puffer­ station (21) über eine weitere Abzweigung (29) wieder in die vorher verlassene Schienenführung (11) zurückgeführt ist.