DE4015957C1

DE4015957C1 -

Info

Publication number: DE4015957C1
Application number: DE4015957A
Authority: DE
Inventors: Norbert Dipl.-Ing. 4047 Dormagen De Heymann
Original assignee: GKN Automotive GmbH
Current assignee: GKN Driveline International GmbH
Priority date: 1990-05-18
Filing date: 1990-05-18
Publication date: 1991-11-21
Anticipated expiration: 2010-05-19
Also published as: FR2662108A1; GB9110714D0; ITMI911323A1; US5182866A; IT1248405B; JPH04360756A; GB2244114A; ITMI911323A0

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 und eine Vorrichtung gemäß dem Oberbe griff des Anspruches 2 zum Erkennen der Seitenlage eines Werkstückes mit kreisförmig umhüllter Mantelkontur und zumindest einer asymmetrischen Kontur in Längsrichtung, insbesondere einer Kugelnabe, welche eine Zuführungsanord nung mit einer Ruheposition für das Werkstück und einen rechtwinklig zur Zuführungsrichtung angeordneten und in Richtung der Werkstückachse beweglichen Fixierkörper aufweist sowie mit Lageerkennungsmitteln ausgestattet ist.

Bei der automatisierten Produktion von Kugeldrehgelenken werden die Kugelnaben durch einen Elevator aus dem Schütt gut vereinzelt und auf dem Umfang stehend in einer ent sprechenden Zuführung für die nachfolgende Fertigungsope ration bereitgestellt. Diese Art der Zuführung gewähr leistet zwar die gewünschte Winkellage, d. h. die Kugel nabe wird auf 2 Stegen stehend bereitgehalten, jedoch kann die seitengerechte Lage, mit z. B. dem kleineren Durch messer an der vorderen Stirnseite, die in Richtung auf den Fixierkörper zeigt, nicht garantiert werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu grunde, ein Verfahren anzugeben und eine Vorrichtung zu schaffen, die eine genaue Lageerkennung eines solchen Werkstückes ermöglicht.

In dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Seitenlageerkennung ist vorgesehen, daß zunächst die Anwesenheit eines Werk stückes in der Meßposition durch das Ansprechen eines ortsfesten Sensors festgestellt wird, und daß danach die Kontur des Werkstückes in Längsrichtung durch mindestens zwei bewegliche beabstandete Sensoren abgetastet wird und daß über die Ermittlung der Wegdifferenz der Sensoren eine Lageerkennung vorgenommen wird.

Durch die Auswahl einer geeigneten Fläche des Werkstückes und das Heranfahren der ausgerichteten Sensoren kann über deren Wegdifferenz ein eindeutiges Kriterium für die sei tengerechten Lage des Werkstückes gefunden werden. Ent scheidend ist hierbei der Vergleich der absoluten Weg differenzen der beiden Sensorwerte mit der Sollwertvorgabe.

Zur Ausübung des Verfahrens mit der erfindungsgemäßen Vor richtung ist vorgesehen, daß ein ortsfester Sensor vorhan den ist, der über das vom Fixierkörper beaufschlagte Werk stück betätigbar ist und daß das Lageerkennungmittel min destens eine Hubzylindereinheit umfaßt, deren bewegliches Teil mit mindestens zwei Sensoren ausgestattet ist, die den Verlauf der Kontur des Werkstückes in Längsrichtung erfassen.

Der ortsfeste Sensor gestattet hierbei eine Überprüfung, inwieweit ein Werkstück in der gewünschten Ruheposition einliegt und durch die Sensoren des Hubzylinders kann eine Abtastung einer beliebigen Konur des Werkstückes nach einem Ansprechen des ortsfesten Sensors erfolgen.

Die Achse der Hubzylindereinheit ist hierbei rechtwinklig zur Werkstückachse und/oder zur Zuführungsrichtung ange ordnet. Im Falle einer Anordnung des Hubzylinders recht winklig zum Entnahmekörper oder zur Zuführung besteht somit die Möglichkeit, daß der Hubzylinder horizontal, vertikal oder schräg zu einer Radialebene des Werkstückes oder zur Axialrichtung des Fixierkörpers ausgerichtet ist, so daß eine individuelle Anpassung an das Werkstück vorge nommen und die Kontur mit den größten Formänderungen aus gewählt werden kann. Bei einer Kugelnabe weist z. B. der in den Kugellaufrillen vorhandene Bahngrund an der vorde ren Stirnseite, die in Richtung des Andruckzylinders aus gerichtet ist, einen kleineren Durchmesser als an der hinteren Sirnfläche auf.

Um eine noch bessere Anpassung der Sensoren an die Ober fläche verschiedener Werkstücke zu ermöglichen, sind die Sensoren des beweglichen Teils der Hubzylindereinheit in dessen Bewegungsrichtung und/oder quer dazu gegeneinander einstellbar befestigt. Desweiteren sind die Sensoren des beweglichen Teils der Hubzylindereinheit in Richtung der Hubbewegung federbelastet angeordnet und bestehen aus taktilen Sensoren, so daß eine Beschädigung des Werk stückes vermieden wird.

Zur eigentlichen Meßwertaufnahme sind die Sensoren mit Wegaufnahmespitzen an ihren zum Werkstück ausgerichteten Ende ausgestattet. Der ortsfeste Sensor ist in der Ruhe position des Werkstückes angeordnet und wird durch den Fixierkörper mittelbar über das Werkstück beaufschlagt, so daß eine Anwesenheitskontrolle durchgeführt werden kann. Die Sensoren des Hubzylinders dienen zur Wegstrecken messung, so daß eine Lageerkennung des Werkstückes erfol gen kann. Der Fixierzylinder wird hierbei benötigt, um das Werkstück gegen den ortsfesten Sensor zu drücken und das Werkstück in einer definierten Position während der Weg streckenmessung zu halten. Wenn die Kugelnabe nicht in der gewünschten seitengerechten Lage in der Ruheposition der Zulaufrinne einliegt, erfolgt eine Drehung der Kugelnabe in einer dafür vorgesehenen Vorrichtung außerhalb der Zuführungsanordnung.

Der Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in der Zeichnung dargestellt.

Es zeigt

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht der Vorrichtung,

Fig. 2 eine Draufsicht auf das Werkstück mit Sensoranord nung.

In der Fig. 1 ist eine Vorrichtung 1 zur Lageerkennung eines Werkstückes 2 dargestellt. Das Werkstück 2 liegt in einer U-förmigen Zuführungsrinne 3, welche rechtwinklig zu einem axial beweglichen Andruckzylinder 4 angeordnet ist. Bei dem Werkstück handelt es sich in diesem Fall um eine Kugelnabe 2 gemäß Fig. 2, welche eine zentrische Bohrung 5 und Kugellaufrillen 6 und ebenso viele Stege 7 aufweist.

Die Kugellaufrillen 6 befinden sich hierbei jeweils zwischen zwei Stegen 7 und sind symmetrisch auf dem Umfang 8 verteilt. Bei einer Kugelnabe 2 weist z. B. der in den Kugellaufrillen 6 vorhandene Bahnengrund 10 an der vorde ren Stirnfläche 27, die in Richtung des Andruckzylinders 4 ausgerichtet ist, einen kleineren Durchmesser 11 als an der hinteren Stirnfläche 9 auf. Die in der Fig. 1 darge stellte Lage der Kugelnabe mit dem kleineren Durchmesser 11 in Richtung auf den rechtwinklig angeordneten Andruck zylinder 4 entspricht der gewünschten seitengerechten Lageposition.

In Höhe des Andruckzylinders 4 ist ein Durchbruch 12 in einem ersten Schenkel 13 der Zuführungsrinne 3 vorhanden, der ein Andrücken der Kugelnabe 2 durch den konusförmigen Kopf 26 des Andruckzylinders 4 ermöglicht, um die Kugel nabe 2 in der Ruheposition zu positionieren und zu halten. Der gegenüberliegende Schenkel 14 der Zuführungsrinne 3 weist eine Bohrung 15 auf, durch die hindurch die Wegauf nahmespitze 16 des ortsfesten Sensors 17 ragt. Die Wegauf nahmespitze 16 wird durch den Andruckzylinder 4 mittelbar über das Werkstück 2 beaufschlagt und ermöglicht eine Anwesenheitskontrolle.

Der Schenkel 14 der Zuführungsrinne 3 weist eine doppelt rechtwinklig abgebogene Verlängerung 18 auf, an der eine Hubzylindereinheit 19 befestigt ist. Die Hubzylinderein heit 19 besitzt eine axial bewegliche Kolbenstange 20 und eine hieran rechtwinklig angeschraubte Lasche 21, welche zwei federbelastete taktile Sensoren 22, 23 für die Weg aufnahme trägt. Die beiden Sensoren 22, 23 sind so ausge richtet, daß sie mit ihrem Wegaufnahmespitzen 24, 25 den Bahnengrund 10 der Kugellauffläche 6 berühren. Die Lageer kennung kann durch eine Differenzbildung der beiden zu rückgelegten Wegstrecken der Sensoren 22, 23 ermittelt werden.

Bezugszeichenliste

1 Vorrichtung
2 Werkstück/Kugelnabe
3 Zuführungsrinne
4 Andruckzylinder
5 Bohrung der Kugelnabe
6 Kugellaufrille
7 Steg
8 Umfang der Kugelnabe
9 Stirnfläche der Kugelnabe
10 Bahnengrund
11 Durchmesser der Kugelnabe
12 Durchbruch
13, 14 Schenkel
15 Bohrung der Zuführungsrinne
16, 24, 25 Wegaufnahmespitze
17 Sensor
18 Verlängerung
19 Hubzylindereinheit
20 Kolbenstange
21 Lasche
22, 23 Sensor
26 Kopf des Andruckzylinders
27 Stirnfläche der Kugelnabe

Claims

1. Verfahren zum Erkennen der Seitenlage eines Werk stückes mit kreisförmig umhüllter Mantelkontur und zumindest einer asymmetrischen Kontur in Längsrichtung, insbe sondere einer Kugelnabe, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst die Anwesenheit eines Werkstückes (2) in der Meßposition durch das Ansprechen eines ortsfesten Sensors (17) festgestellt wird, und daß danach die Kontur des Werkstückes (2) in Längsrichtung durch mindestens zwei be wegliche beabstandete Sensoren (22, 23) abgetastet wird und daß über die Ermittlung der Wegdifferenz der Sen soren (22, 23) eine Lageerkennung vorgenommen wird.

2. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, welche eine Zuführungsanordnung mit einer Ruhepo sition für das Werkstück und einen rechtwinklig zur Zuführungsrichtung angeordneten und in Richtung der Werkstückachse beweglichen Fixierkörper aufweist sowie mit Lageerkennungsmitteln ausgestattet ist , dadurch gekennzeichnet, daß ein ortsfester Sensor (17) vorhanden ist, der über das vom Fixierkörper (4) beaufschlagte Werkstück (2) betätigbar ist und daß das Lageerkennungmittel min destens eine Hubzylindereinheit (19) umfaßt, deren bewegliches Teil mit mindestens zwei Sensoren (22, 23) ausgestattet ist, die den Verlauf der Kontur des Werkstückes (2) in Längsrichtung erfassen.

3. Vorrichtung zum Erkennen der Seitenlage eines Werk stückes nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse der Hubzylindereinheit (19) rechtwinklig zur Werkstückachse und/oder zur Zuführungsrichtung an geordnet ist.

4. Vorrichtung zum Erkennen der Seitenlage eines Werk stückes nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren (22, 23) des beweglichen Teils der Hubzylindereinheit (19) in dessen Bewegungsrichtung und/oder quer dazu gegeneinander einstellbar befestigt und an die jeweilige Werkstückform anpaßbar sind.

5. Vorrichtung zum Erkennen der Seitenlage eines Werk stückes nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren (22, 23) des beweglichen Teils der Hubzylindereinheit (19) federbelastet beweglich in Richtung der Hubbewegung angeordnet sind.

6. Vorrichtung zum Erkennen der Seitenlage eines Werk stückes nach den Ansprüchen 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren (17, 22, 23) Wegaufnahmespitzen (16, 24, 25) an dem zum Werkstück (2) gerichteten Ende aufweisen.

7. Vorrichtung zum Erkennen der Seitenlage eines Werk stückes nach den Ansprüchen 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der ortsfeste Sensor (17) in der Ruheposition des Werkstückes (2) unmittelbar gegenüber dem Fixierkörper (4) angeordnet ist.

8. Vorrichtung zum Erkennen der Seitenlage eines Werk stückes nach den Ansprüchen 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren (22, 23) des Hubzylinders (19) aus taktilen Sensoren bestehen.

9. Vorrichtung zum Erkennen der Seitenlage eines Werk stückes nach den Ansprüchen 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Fixierkörper (4) ein Andruckzylinder ist.

10. Vorrichtung zum Erkennen der Seitenlage eines Werk stückes nach den Ansprüchen 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführungsanordnung der Werkstücke (2) eine Zuführungsrinne (3) ist.