DE4413625A1 - Vorrichtung zum Transportieren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Transportieren eines Gutes, insbesondere zwischen zwei Bearbeitungsmaschi­ nen, mit mindestens einer Führungsbahn und einer Schlitten­ einrichtung

Derartige Vorrichtungen werden häufig zwischen zwei Bearbei­ tungsmaschinen oder ähnlichen Vorrichtungen eingesetzt, um das an der einen Maschine bearbeitete Gut für einen weiteren Bearbeitungsvorgang zur Nachfolgestation zu transportieren.

Aus der EP 0 180 050 ist eine Antriebsvorrichtung für Werk­ zeugträger von Bearbeitungsmaschinen bekannt, bei der zwi­ schen zwei Bearbeitungsmaschinen eine Schlittenführung mit einem horizontal verfahrbaren Schlitten angeordnet ist. An einem Ende dieser Schlittenführung ist eine Antriebseinheit mit einem Riementrieb zum Verfahren des Schlittens entlang der Schlittenführung vorgesehen, wobei der Riemen mit einem Ende am Schlitten befestigt ist, dann um ein Antriebsrad in der Nähe der einen Maschine und über eine Umlenkrolle am anderen Ende der Schlittenführung zurück zum Schlitten geführt ist.

Der Schlitten dient zur Lagerung einer senkrecht verschieb­ baren Tragsäule, an deren unteren Ende ein Werkstückträger angeordnet ist. Um die Höhenverschiebung der Tragsäule zu bewirken, ist in dem Schlitten ein Antriebsrad gelagert, das mit einer hohlen Antriebswelle zusammenwirkt. Die Höhenver­ schiebung erfolgt dabei über eine Zahnriemenanordnung, die so geführt und an der Tragsäule befestigt ist, daß eine Ro­ tation der Antriebswelle eine senkrechte Verschiebung der Tragsäule zur Folge hat.

Die Antriebswelle erstreckt sich über die gesamte Länge der Schlittenführung parallel zu dieser und wird an einem Ende der Schlittenführung mittels eines Keilriementriebs ange­ trieben. Entlang der hohlen Antriebswelle sind zwei sich diametral gegenüberliegende, jeweils einen kreisförmigen Querschnitt aufweisende Führungswellen befestigt. Die Befe­ stigung erfolgt mittels Verschraubens der Führungswellen von dem Hohlraum der Antriebswelle her. Auf diesen Führungswel­ len laufen im Antriebsrad angeordnete Führungsbuchsen, die das Antriebsrad für die Höhenverschiebung der Tragsäule mit­ nehmen.

Diese Vorrichtung weist den Nachteil eines sehr schweren und wartungsintensiven Aufbaus auf, da insbesondere die Führung zwischen den Führungswellen und den zugeordneten Führungs­ buchsen einer ständigen Wartung bedarf. Auch ist die Kraft­ übertragung für die Fahrbewegung stets mit einer unerwünsch­ ten Schwingung begleitet.

Darüberhinaus ist die Konstruktion einem erhöhten Verschleiß ausgesetzt, da die Führungslager das hohe Gewicht der Trag­ säulenkonstruktion sowie des Transportguts aufnehmen müssen.

Trotz der aufwendigen Konstruktion und des Einsatzes von Zahnriemen ist das Gut nur relativ ungenau positionierbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der genannten Gattung bei einfachem und kostengünstigem Auf­ bau der Art zu gestalten, die mit hohem Wirkungsgrad hohe Lasten schnell und weitgehend wartungsfrei über lange Be­ triebsperioden punktgenau transportieren kann.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnen­ den Teil des Hauptanspruchs angegebenen Merkmale gelöst.

Durch die darin aufgeführten Merkmale wird bei einfachem Aufbau eine sehr wartungsarme Vorrichtung geschaffen, die zum einen schnell und präzise und zum anderen äußerst schwingungsarm arbeitet. Durch den einfachen Aufbau wird eine erhebliche Kostenersparnis erzielt.

Durch die Verwendung von C-Profilen ist es darüberhinaus möglich, zwei im Pendelverkehr arbeitende Vorrichtungen an einer Führungsbahn zu kombinieren, wodurch sich zum einen eine noch stabilere Ausführung einer Vorrichtung und zum an­ deren ein im Vergleich zu den Vorrichtungen des Stands der Technik wiederum kostengünstigere Aufbau ergibt, da bei ho­ her Tragfähigkeit nur ein einziger Träger erforderlich ist, wohingegen beim Stand der Technik zwei parallel laufende Träger vollkommen eigenständiger Art erforderlich sind.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte weitere Ausgestal­ tungen der Erfindung angegeben.

Im folgenden wird die Erfindung anhand in der Zeichnung dar­ gestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Gesamtdarstellung einer Vorrichtung zum Transportieren eines Guts, hier in einer Konstruk­ tion als Portalvorrichtung,

Fig. 2 eine Ansicht der Vorrichtung aus Fig. 1. aus Rich­ tung des Pfeils II teilweise im Schnitt,

Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung des Details III in Fig. 2,

Fig. 4a ein nächstes Ausführungsbeispiel einer Führungs­ bahn mit Schlitteneinrichtung,

Fig. 4b eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels aus Fig. 4a

Fig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Führungs­ bahn mit einem weiteren Beispiel einer Schlit­ teneinrichtung und

Fig. 6 eine Schnittansicht aus Richtung VI in Fig. 1 durch die Schlitteneinrichtung und die Manipula­ torsäule.

Fig. 1 zeigt in einer Gesamtansicht eine als Portalvorrich­ tung aufgebaute Vorrichtung zum Transportieren eines Guts, beispielsweise eines Stanzbleches, von einer Bearbeitungsstation A zu einer Bearbeitungsstation B.

Die Vorrichtung zum Transportieren besteht im wesentlichen aus einer Führungsbahn 1 und einer Schlitteneinrichtung 2, welche auf der Führungsbahn hin- und herverfahrbar ist. An der Schlitteneinrichtung 2 ist eine Manipulatorsäule 23 der­ art geführt gehalten, daß die Säule auf und ab verfahrbar ist.

Diese Einheit, bestehend aus Führungsbahn, Schlitteneinrich­ tung und Manipulatorsäule kann wiederum, wie in Fig. 1 dar­ gestellt, als eine Schlitteneinheit angesehen werden, die in Führungsbahnen 1′ und 1′′ verfahrbar sind. Mit einer derarti­ gen Konstruktion ist ein mit dem Manipulator gehaltenes Gut in allen drei Koordinatenachsen steuerbar, so daß jede räum­ liche Bahnkurve durchlaufen werden kann.

In Fig. 1 ist an der Manipulatorsäule 23 eine Greifeinrich­ tung 26 angeordnet, wobei diese Greifanordnung lediglich stellvertretend für jede beliebige Handhabungseinrichtung steht. Beispielsweise können auch Saugnäpfe oder vergleich­ bare Einrichtungen an der Manipulatorsäule angeordnet sein.

Fig. 2 zeigt eine Ansicht der Vorrichtung zum Transportieren aus Richtung des Pfeils II in Fig. 1. Die Führungsbahn 1 be­ steht hier aus einem C-förmigen Profil, an dem die Schlitteneinrichtung 2 geführt gehalten ist. Als Antrieb der Schlitteneinrichtung 2 zum Zwecke des Verfahrens ist eine Linearmotoranordnung 5 vorgesehen, wobei an der Schlitteneinrichtung 2 der Sekundärteil 4 als Läufer und entlang der Führungsbahn 1 der Primärteil (3) als Stator vorgesehen sind. Ein solcher Linearmotor weist als Stator einen zur Längsrichtung des Linearmotors parallel verlaufen­ den länglichen Kern auf, auf dem Wickelspulen der Reihe nach aufgeschoben sind. Vorzugsweise wird eine Linearmotoranord­ nung verwendet, bei der der Läufer den Stator weitgehend um­ schließt, wobei der Stator nicht notwendigerweise die in den Figuren dargestellte Rechteck- und der Läufer die entspre­ chende U-Form aufweisen müssen, vielmehr sind auch andere geeignete Formen denkbar, bis hin zu solchen Formen, bei denen der Stator als ungestützte Stange lediglich am vorde­ ren und hinteren Ende gehalten sein und im übrigen frei schweben kann. Bei einer solchen Ausführungsform kann der Läufer den Stator vollkommen umschließen.

Als ein günstiger Linearmotor hat sich ein solcher herausge­ stellt, bei dem der Stator aus einem Metallblechpaket mit sich in Längsrichtung des Motors erstreckenden Blechstreifen besteht. Eine weitere günstige Variante kann darin bestehen, daß bei entsprechender Formgebung dieser Kern aus in Längs­ richtung verlaufenden Drähten gebildet wird.

Die Aufnahme der Schlitteneinrichtung 2 an der Führungsbahn 1 erfolgt über eine Laufradeinrichtung 14, die eine Schiene 11 umfaßt, deren Querschnitt eine im wesentlichen trapezähnliche Form aufweist. Die Schrägflächen 10 dieser Schiene 11 sind als Laufflächen 8′, 8′′ bzw. 8′′′, 8′′′′ ausgebildet, auf denen Laufräder 9′-9′′′′ wälzfrei abrollen. Die Laufräder sind in einem Lauf- oder Lagerbock 15 gehal­ ten. Der Winkel zwischen den Laufflächen 8′ und 8′′ bzw. 8′′′ und 8′′′′ einer Schiene 11 beträgt 90°.

Bei dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbei­ spielen ist an jeder Innenwand 12, 12′ der freien Schenkel 6, 7 des C-Profils je eine Laufschiene 11 mit den zwei Lauf­ flächen angebracht. Infolge der Winkelstellung der Laufräder zueinander üben die unteren Laufräder 9′ und 9′′ neben der Führungsfunktion auch die Tragfunktion aus, wohingegen bei den oberen Laufrädern neben der Führungsfunktion das Laufrad 9′′′ gemeinsam mit dem Laufrad 9′ das Drehmoment der Manipulatorsäule aufnehmen.

Bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die dem oberen Schenkel 6 zugeordnete Schiene 11 nicht an der Innenwand, sondern an der Außenwand 13 angebracht, so daß die Laufradeinrichtung 14 den Schenke 1 6 von außen über­ greift und ebenfalls eine Tragfunktion übernehmen kann. Gleichzeitig ist jedoch auch die Momentensicherheit gewähr­ leistet, da die Laufrollen infolge der Schrägstellung auch einen Drehmoment aufnehmen können.

Eine nächste Ausführungsform ist in Fig. 4a und Fig. 4b dar­ gestellt. War in den bisherigen Ausführungsformen die C-Pro­ fil-Lage stehend, so ist bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4a und 4b das C-Profil liegend angeordnet. Darüber­ hinaus sind in Fig. 4a zwei C-Profile zu einem H-Profil oder liegendem Doppel-T-Profil miteinander verschraubt. Die Schlitteneinrichtung 2 weist bei dieser Variante einen seit­ lichen Vertikalschenkel 20 und einen Horizontalschenkel 21 auf, wobei sich der Horizontalschenkel über den freien Schenkel des oberen C-Profils bis über die freie Öffnung zwischen den beiden Schenkeln 6 und 7 des Profils erstreckt. Bei dieser Ausführungsform ist ein Laufrad im wesentlichen auf der Randkante 16 des freien Schienenschenkels 6 vorgese­ hen, wobei mindestens zwei weitere Laufräder 9VI und 9VII derart angeordnet sind, daß ein von der Manipulatorsäule und dem daran hängenden Gut ausgeübtes Moment von dem C-Profil aufgenommen werden kann. Dabei ist das Laufrad 9VI im oberen Bereich des freien Schenkels an der Innenseite und das Lauf­ rad 9VII auf der Außenseite im unteren Bereich des freien Schenkels angeordnet. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4b ist das Laufrad 9VII im Fußbereich des oberen C-Profils an­ geordnet, wohingegen das Laufrad 9VII im Beispiel gemäß Fig. 4a im unteren Bereich des freien H-Schenkels anliegt.

Bei der Darstellung in Fig 4b handelt es sich um eine Aus­ führungsvariante, bei der die vollständige Anordnung von Schlitteneinrichtung und Linearmotor an der Achse S gespie­ gelt wird und somit die Schlitten im gegenläufigen Verkehr auf einer Ebene fahren können. Die Darstellung in Fig. 4a zeigt also eine Ausführungsform, bei der die beiden Linear­ motoren jeweils im wesentlichen symmetrisch einander gegen­ überliegen und symmetrisch in dem jeweiligen C-Profil zwi­ schen den Schenkeln angeordnet sind. Während die Kraftüber­ tragung bei der Vorrichtung gemäß Fig. 4b über den oben lie­ genden Horizontalschenkel 21 verläuft, wird die Kraftüber­ tragung bei der Ausführung gemäß Fig. 4a zwischen Motor 5′ und Schlitteneinrichtung 2′ über den unteren Horizontal­ schenkel 21′ durchgeführt. Die Aufhängung des Schlittens 2′ entspricht im wesentlichen demjenigen des Schlittens 2 der Vorrichtung gemäß Fig. 4b.

Zur Vermeidung von Störungen des magnetischen Feldes zwi­ schen den beiden nebeneinander oder übereinander angeordne­ ten Linearmotoren sind Abschirmungen 18 vorgesehen, die bei dem in Fig. 4b parallel nebeneinander angeordneten Motoren als durchgehende Wand, bei der in Fig. 4a dargestellten Aus­ führung als Zwischenlage zwischen den Profilen ausgebildet sind.

Fig. 6 zeigt einen Schnitt durch die Schlitteneinrichtung 2′′ entlang der Linie VI in Fig. 1. Der Schnitt führt durch die Manipulatorsäule 23 und zeigt die Laufradeinrichtung 14 mit den Laufflächen 8 an den Schienen 11 und den Laufrädern 9, die in einem Laufbock 15 gehalten sind. Die Schiene 11 ist dabei an der C-Profilsäule an den freien Schenkeln 28 an den Außenseiten 25 angeschraubt, während im Inneren des C-Pro­ fils der Läufer 4 des Linearmotors 5 an den Innenflächen des Profils befestigt ist und das Primärteil 3 umschließt.

Zur einwandfreien Führung sind jeder Schiene 11 zumindest 2 Laufböcke 15 zugeordnet, so daß eine linien- bzw. punkt­ genaue Führung und Arretierung möglich ist.

Des weiteren ist an der Schlitteneinrichtung 2 eine magneti­ sche Bremseinrichtung 29 angeordnet, die zu beiden Seiten auf eine Schiene 11 einwirkt. Diese magnetische Bremse 29 kann als Feststell- und als dynamische Bremse betrieben wer­ den und ist unabhängig von der Steuerung des Magnetmotors. Obwohl nicht dargestellt, kann eine derartige Bremse auch zwischen der Schlitteneinrichtung 2 und der Führungsbahn 1 angeordnet sein, um die dortige Vorrichtung unabhängig von der Steuerung des Linearmotors abbremsen und feststellen zu können.

Die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele sind in keiner Weise als einschränkend anzusehen. Obwohl in der Zeichnung lediglich eine Ausführungsform eines Linearmo­ tors wiedergegeben ist, so ist jede geeignete Gestaltung ei­ nes Linearmotors in den Schutzbereich der Ansprüche einzube­ ziehen.

Auch die Ausbildung der Laufradeinrichtung ist nicht auf die wiedergegebene und beschriebene Ausführungsform beschränkt, vielmehr kann auch eine Laufradeinrichtung mit einer anderen Laufradanordnung gewählt werden, sofern diese jegliches Ab­ wälzen vermeidet, stets die Momente aufnimmt und weitgehend wartungsfrei ist.

Claims (26)

1. Vorrichtung zum Transportieren eines Gutes, insbeson­ dere zwischen zwei Bearbeitungsmaschinen, mit zumin­ dest einer Führungsbahn (1) und einer Schlitten­ einrichtung (2), dadurch gekennzeichnet, daß an der Führungsbahn (1) der Primärteil (3) (Stator) und an der Schlitteneinrichtung (2) der Sekundärteil (4) (Läufer) einer Linearmotoranordnung (5) eingerichtet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsbahn (1) ein C-Profil aufweist, an dem zumindest an einem seiner freien Schenkel (6, 7) je­ weils Laufflächen (8, 8′, 8′′, 8′′′, 8′′′′) für an der Schlitteneinrichtung (2) angeordnete Laufräder (9, 9′, 9′′, 9′′′, 9′′′′) angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mindestens zwei Laufflächen (8, 8′, 8′′, 8′′′, 8′′′′) an den Schrägflächen (10) einer Schiene (11) angeordnet sind, deren Querschnitt eine im we­ sentlichen trapezähnliche Form aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel zwischen den Laufflächen (8, 8′, 8′′, 8′′′, 8′′′′) einer Schiene (11) etwa 90° beträgt.

5. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Lauf­ fläche (8, 8′, 8′′, 8′′′, 8′′′′) jeweils an einer In­ nenwand (12, 12′) eines freien Schenkels (6, 7) des C-Profils der Führungsbahn (1) angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Lauf­ fläche trapezähnlichen Querschnitts auf der Außenwand (13) des oberen freien Schenkels (6) angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitteneinrich­ tung (2) im wesentlichen aus einer Grundplatte be­ steht, auf der im Eckbereich je eine Laufradeinrich­ tung angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufradeinrichtung (14) jeder Laufschiene (11) zugeordnet zumindest einen Laufbock (15) mit im Winkel zueinander angeordneten Laufrädern (9, 9′, 9′′, 9′′′, 9′′′′) aufweist.

9. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Läufer der Linearmotoranordnung als ein das Primärteil (3) im we­ sentlichen U-förmig übergreifendes Bauteil zwischen den freien Schenkeln (6, 7) des C-Profils der Führungs­ bahn (1) angeordnet ist.

10. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, insbesondere dadurch gekennzeichnet, daß zwei C-Profilschienen (1a, 1b) zu einem liegenden oder stehen­ den Doppel-T-Träger (15) miteinander verbunden sind und zwei unabhängig voneinander verfahrbare Transport­ einrichtungen auf einem gemeinsamen Führungsbahnkörper laufen.

11. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die C-Profilschiene U-förmig angeordnet ist, wobei zumindest ein Laufrad (9) im wesentlichen auf der Randkante (16) eines freien, senkrecht stehenden Schienenschenkels (6) und zumin­ dest zwei weitere Laufräder (9VI, 9VII) je zum einen an der Innenwand (12) im oberen Bereich, zum anderen an der Außenwand (17) im unteren Bereich angeordnet sind.

12. Vorrichtung nah Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest auf der Randkante (16) des freien, senk­ recht stehenden Schenkels (6, 7) eine Schiene (11) ge­ mäß den Ansprüchen 3 und 4 angeordnet ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Schiene (11) derart angeordnet ist, daß die eine Lauffläche (8′) horizontal und die andere (8′′) vertikal ausgerichtet ist.

14. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Schenkeln (6, 7) des C-Profils der Führungsbahn (1) zwei Primär­ teile (3, 3′) jeweils für einen linksseitigen und einen rechtsseitigen Schlitten eingerichtet sind.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Primärteilen (3, 3′) eine Abschirmung (18) angeordnet ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwischen den beiden Profilschienen eine Abschirmung (18) angeordnet ist.

17. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitteneinrichtung (2) im wesentlichen einen Winkelträger (19) aufweist, der sich mit einem Vertikalschenkel (20) entlang des freien Schenkels (6, 7) der Führungsbahn (1) und mit ei­ nem den Läufer (4) tragenden Horizontalschenkel (21) über die Öffnung (22) des C-Profils und dem zugehöri­ gen, darin angeordneten Primärteil (3) erstreckt.

18. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei an der Schlitteneinrichtung (2) eine relativ zu diesem verfahrbare Manipulatorsäule (23) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß an der Manipulator­ säule (23) eine Sekundärteil- (41) (Läuferanordnung) und an der Schlitteneinrichtung (2) eine Primärteilan­ ordnung (3) eines Linearmotors (5) angebracht sind.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß an der Schlittenanordnung (2) eine Führungslauf­ radanordnung (24) ausgebildet ist, die mit einer Lauf­ flächenanordnung an der Manipulatorsäule (23) zusam­ menwirkt.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufflächenanordnung (24) entsprechend dem Kennzeichen der Ansprüche 3 und 4 ausgebildet ist.

21. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Ende der Manipulatorsäule (23) eine Greif- oder Handhabungseinrichtung trägt.

22. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Manipulatorsäule (23) an der Schlitteneinrichtung (2) in der Ebene der Säulenachse drehbar ist.

23. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 18 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Manipulatorsäule (23) aus einem im wesentlichen C-förmigen Profil mit darin angeordnetem Sekundärteil (4) U-förmiger Ausbil­ dung besteht.

24. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 18 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufflächen (8) an den Außenseiten (27) der freien Schenkel (25) des C-Profils angeordnet sind.

25. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitteneinrich­ tung bzw. die Manipulatorsäule (23) jeweils mittels ei­ ner magnetisch wirkenden Bremse (29) abbremsbar und/oder festgestellt werden können.

26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung der Bremse unabhängig von der Steue­ rung des Linearmotors ausgebildet ist.