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Die vorliegende Erfindung betrifft einen
Ausrüstungsgegenstand für automatisierte
Produktionsstraßen und insbesondere betrifft sie eine
bewegbare Ablagevorrichtung für automatisierte
Produktionsstraßen mit den Merkmalen des Oberbegriffs des
Anspruchs 1 (Siehe EP-A-447805).
Beschreibung des Standes der Technik
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Es gibt automatisierte Produktionsstraßen, bei denen
die Werkstücke auf bewegbaren Ablagevorrichtungen
angeordnet sind, die dem Fachmann als Paletten bekannt
sind und im folgenden als solche bezeichnet werden und die
die Werkstücke tragen und durch einen oder mehrere
Arbeitsplätze befördern.
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Insbesondere bewegt sich jede Palette, die in einer
Eingangsstation positionierte wird, um ein Werkstück
aufzunehmen, auf einer Fördereinrichtung fort, die sie
selektiv durch die Arbeitsplätze befördert. Bei jedem
Platz wird, wenn das der Fall ist, das Werkstück einer
Maschine angeboten, die es von der Palette aufnimmt, es
bearbeitet und wieder auf der Palette platziert, die sich
dann wieder zu bewegen beginnt. Während der Fertigungszeit
an einem Platz kann die Palette entweder fortgesetzt auf
der Fördereinrichtung unten, beispielsweise einer
bandartigen, in Reibungskontakt mit dem Band selbst ruhen
oder sie kann angehoben und von der Fördereinrichtung
entfernt werden, beispielsweise zu einem Warteplatz
gebracht werden. Am Ende der Fertigungsphase wird die
Palette entweder geleert oder neu auf der
Fördereinrichtung positioniert, um sich zum nächsten
Arbeitsplatz fortbewegen zu können.
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Alternativ können die Werkstücke direkt auf ihrer
Palette bearbeitet werden, während diese unbeweglich auf
der Fördereinrichtung gehalten wird oder wie zuvor
entweder angehoben oder davon entfernt wird.
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Es gibt Produktionsstraßen der starren Art, das heißt
sie sind dafür vorbereitet, entweder nur Werkstücke der
gleichen Größe oder Gruppen von Werkstücke von im
wesentlichen ähnlicher Größe aufzunehmen. Wenn die Straße
gestartet wird, werden in diesem Fall die Paletten dafür
vorbereitet, derartige Werkstücke aufzunehmen und werden
nicht modifiziert, bis die Fertigungskampagne
abgeschlossen ist. Wenn es notwendig ist, die Größen der
Werkstücke wesentlich zu ändern, wird die Straße
stillgelegt und sowohl Paletten als auch Maschinen dafür
vorbereitet, die neuen Werkstücke aufzunehmen.
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Wenn im Gegensatz dazu die bei verschiedenen
Arbeitsplätzen vorgesehenen Maschinen von flexibler Art
sind, das heißt, dass sie in kurzer Zeit daran angepasst
werden können, Werkstücke unterschiedlicher Größen
aufzunehmen, müssen die Paletten konsequenter Weise in
Echtzeit kurz vor dem Empfang jedes Werkstücks eingestellt
werden.
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Es gibt manuell einstellbare Paletten, das heißt
solche, die Träger umfassen, die nach Belieben bewegt und
in einer präzisen Position verriegelt werden können, um
die Werkstücke aufzunehmen. Eine herkömmliche, manuell
einstellbare Palette erfordert das Lösen der Träger,
beispielsweise durch Schraubverbindungen, so dass sie in
die neue Position verschoben werden können, in der sie
dann verriegelt werden, um die Werkstücke sicher zu
befördern. Dieser Vorgang kann ausgeführt werden, während
sich die Palette auf der Straße fortbewegt und darauf
wartet, ein neues Werkstück aufzunehmen, beispielsweise
seine Entfernung und Wiederpositionierung nach der
Einstellung.
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Im Falle der Fertigung von Sätzen von Werkstücken
kleiner Abmessung kann alternativ, während ein von einer
ersten Gruppe von Paletten aufgenommener erster Satz von
Werkstücken bearbeitet wird, eine zweite Gruppe von
Paletten vorbereitet werden, die die erste Gruppe
vollständig gerade dann ersetzt, wenn die zum zweiten Satz
gehörenden, zu bearbeitenden Werkstücke auf die Straße zu
setzen sind. Der Wechsel von dem ersten zum zweiten Satz
von Werkstücken führt zu gewissen Nachteilen, unter denen
die wichtigsten folgende sind: eine merkliche
Verlangsamung oder eine Einstellung der Produktion, die
Zunahme der Kosten infolge der Notwendigkeit von mehr
Sätzen von Paletten, Fehler der Palettenposition auf der
Straße, wenn sie in einer bestimmten Reihenfolge
positioniert werden müssen.
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Paletten mit automatisch einstellbaren Trägern sind
bereits bekannt. Beispielsweise ist in der EP 348715 eine
Palette für die Fertigung von Ankern für elektrische
Motoren beschrieben, die mit einem Paar V-förmiger Träger
versehen sind, die die Enden der Ankerwellen aufnehmen.
Die V-förmigen Träger sind durch prismatische Kopplung auf
Führungen installiert, die mit der Palette eine Einheit
bilden. Mittel, wie Endlosschrauben, die automatisch auf
unterschiedliche Weisen zu einem Einstellplatz gebracht
werden, sind dafür vorgesehen, die Träger längs der
Führungen zu verschieben. Verriegelungsvorrichtungen
halten die Träger unbeweglich in Bezug zu den Führungen,
bis sie an dem Einstellplatz gelöst werden, wodurch die
Träger gelöst werden und es ihnen möglich wird längs der
Führungen durch Motormittel verschoben zu werden, die sie
in die neue Position bewegen. Bei allen beschriebenen
unterschiedlichen Ausführungsformen ist die Palette jedoch
kompliziert und schwer zu bauen und erfordert ebenso
komplizierte Einstellmittel.
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In der IT 5107/A/89 ist eine ähnliche Palette
beschrieben, die Träger mit veränderlichem Abstand
zusammen mit den jeweiligen Einstellmitteln aufweist. Die
Träger weisen die Form von Paletten mit einem V-formigen
Gehäuse auf und sind auf einem Paar paralleler Führungen
installiert, auf denen sie gleiten können, wobei sie
einander näher kommen oder sich voneinander weg bewegen,
wenn sie nicht durch Verriegelungsvorrichtungen
festgehalten werden. Eine Einstelleinrichtung bietet ein
Paar horizontal und vertikal verschiebbarer Köpfe an, die
geeignet sind, die Verriegelungsvorrichtungen zu lösen und
gleichzeitig die Träger in der neuen Position anzuordnen.
Schließlich ist in der EP 447805 eine Palette mit einem
einfacheren Aufbau beschrieben, die im wesentlichen die
Form eines Rahmens aufweist, der eine zentrale Öffnung
umgrenzt. Auf dem Rahmen ist eine T-förmige Führung
installiert, mit der gleitende Trägerarme in Eingriff
kommen, die ein V-förmiges Ende aufweisen, um das zu
bearbeitende Werkstück aufzunehmen. Es sind
Verriegelungsvorrichtungen vorgesehen, die die Trägerarme
mit Reibung elastisch gegen die T-förmige Führung drücken
und die automatisch gelöst werden können, um die Arme auf
der Führung gleiten zu lassen, betätigt durch sich
verschiebende Einstellköpfe.
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Die oben beschriebenen, derzeit bekannten, automatisch
einstellbaren Paletten können nicht einfach durch eine
manuelle Einstellung eingestellt werden, die durch eine
Bedienungsperson rasch ausgeführt werden kann. In der Tat
ist es im Falle von Produktionsstraßen kleiner bis
mittlerer Größe notwendig, einen Platz zur automatischen
Einstellung des Abstands zwischen den Trägern
einzurichten. Die oben erwähnten herkömmlichen Paletten
mit automatischer Einstellung würden jedoch im Falle von
Produktionsstraßen kleiner bis mittlerer Größe mit hoher
Flexibilität und Produktionsgeschwindigkeit zu einer
übermäßigen Verlangsamung des Fertigungsprozesses führen.
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Außerdem erfordern die oben beschriebenen, derzeit
bekannten, automatisch einstellbaren Paletten
Verriegelungsvorrichtungen für die Gleitbewegung der
Träger. Sie erfordern folglich Mittel, um die Position der
Träger einzustellen, die auch in der Lage sein müssen, die
Träger aus den Verriegelungsvorrichtungen zu lösen, bevor
sie sie bewegen. Dies bedingt einen komplizierten Bau
sowohl der Palette als auch der automatischen
Einstellmittel.
Zusammenfassung der Erfindung
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Im Gegensatz dazu besteht eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung darin, eine bewegbare Ablagevorrichtung für
Werkstücke für automatisierte Fertigungsstraßen
bereitzustellen, die hier im folgenden als Palette
bezeichnet wird, mit Führungsarmen veränderlichen
Abstands, die in der Lage sind, automatisch auf ihr
einzurasten und sich einfach zu lösen, ohne weder eine
separate Verriegelungs/Entriegelungsvorrichtung noch
deshalb Einstellmittel zu erfordern, um mit den besagten
Vorrichtungen zusammenzuwirken.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegende Erfindung besteht
darin, eine Palette bereitzustellen, die in der Lage ist,
ohne Modifikationen eingestellt zu werden, um sowohl auf
einer Straße mit einem Platz zur automatischen Einstellung
als auch einer Straße mit einem Platz zur manuellen
Einstellung zu funktionieren.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegende Erfindung besteht
darin, eine Palette bereitzustellen, die Trägerglieder
aufweist, die einfach gegen Trägerglieder von
unterschiedlicher Form und Größe sowohl manuell als auch
automatisch ausgetauscht werden können.
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Diese und weitere Aufgaben werden durch eine bewegbare
Ablagevorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
Eine derartige Vorrichtung umfasst einen Grundkörper, auf
dem eine Befestigungsstange mit einer Längsachse befestigt
ist, wobei die Befestigungsstange mit Führungsarmen für
ein Werkstück in Eingriff steht, wobei die Führungsarme
eine Bewegung auf einer Ebene transversal zur Achse der
Befestigungsstange zwischen einer ersten und einer zweiten
Position erlauben, wobei die Führungsarme in der ersten
Position in verschiedenen Positionen in Bezug zu der
Befestigungsstange angeordnet oder in einer Richtung
transversal zu dieser Achse entfernt werden können, wobei
die Führungsarme in der zweiten Position automatisch an
der Befestigungsstange einrasten.
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Vorzugsweise ist die Bewegung der Führungsarme in der
Ebene transversal zu der Befestigungsstange eine Drehung
in Bezug auf die Achse der Befestigungsstange zwischen
einer ersten und einer zweiten Winkelposition.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Weitere Merkmale und Vorteile der Vorrichtung gemäß der
vorliegenden Erfindung werden deutlicher aus der folgenden
Beschreibung einer ihrer möglichen Ausführungsformen, die
als Beispiel gegeben wird, aber keine Beschränkung
darstellt, wobei Bezug auf die oben genannten folgenden
Zeichnungen genommen wird:
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- Fig. 1 und 2 sind Querschnittan- beziehungsweise
Draufsichten einer erfindungsgemäßen Palette;
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- Fig. 3 und 4 sind Drauf- beziehungsweise
Querschnittansichten des Grundkörpers der Palette von
Fig. 1;
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- Fig. 5 ist eine Draufsicht einer Befestigungsstange,
die mit dem Grundkörper in Eingriff kommen kann;
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- Fig. 6 und 7 sind vergrößerte Querschnittansichten
gemäß den Pfeilen VI-VI beziehungsweise VII-VII der
Befestigungsstange von Fig. 5;
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- Fig. 8 ist eine Längsansicht eines Führungsarms der
Palette von Fig. 1 und 2;
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- Fig. 9 ist eine Perspektivansicht der
Befestigungsstange der Fig. 5, 6 und 7 und des
Führungsarms der Fig. 8;
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- Fig. 10, 11 und 12 sind Schnittansichten von drei
aufeinanderfolgenden Phasen des in Eingriff Kommens
zwischen dem Führungsarm und der Befestigungsstange von
Fig. 9;
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- Fig. 13 ist eine einzelne Perspektivansicht der drei
Phasen des in Eingriff Kommens und außer Eingriff Kommens
zwischen dem Führungsarm und der Befestigungsstange von
Fig. 9;
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- Fig. 14 und 15 sind Querschnittan- beziehungsweise
Draufsichten einer anderen Ausführungsform der in den
Fig. 1 und 2 gezeigten Palette.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
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Bezug auf die Fig. 1 und 2 nehmend, umfasst eine
bewegbare Ablagevorrichtung für Werkstücke für
automatisierte Fertigungsstraßen, die im folgenden Palette
genannt wird, einen starren Grundkörper 1 mit einer im
wesentlichen rechtwinkligen Form, der aus einem leichten
Material, beispielsweise aus mit einer Metallplatte 2
verstärktem Kunstharz hergestellt ist und in seiner Mitte
eine weite Öffnung 3 aufweist. Eine prismatische
Befestigungsstange 5 ist an der Platte 2 des Grundkörpers
1 durch in Bohrungen 4a aufgenommene Schrauben 4 befestigt
und weist auf seiner ganzen Länge ein Teil mit einer
zylindrischen Oberfläche 6 auf, die sich transversal in
einem Bogen von 180º ausdehnt und deren Ränder von einer
ersten und einer zweiten stufenförmigen Kante 7
beziehungsweise 8 gebildet werden, die einander diametral
gegenüberliegen. Der Teil mit einer zylindrischen
Oberfläche 6 weist eine Abflachung 9 auf, die in der Lage
ist, eine mit einer Maßeinteilung versehene Linie 10
aufzunehmen, die in den Fig. 5, 9 und 13 zu sehen ist.
Wie durch die vergrößerten Schnitte der Fig. 6 und 7
der Befestigungsstange von Fig. 5 besser gezeigt ist, ist
unter der Stufe 8 eine Bezugsfläche 11 mit einer
geriffelten Oberfläche 12 vorgesehen.
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Weiter Bezug auf die Fig. 1 und 2 nehmend, kämmen
mit der Befestigungsstange 5 der Palette zwei Führungsarme
13 in einer automatischen Einraststellung in Eingriff, wie
in figur 1 gezeigt ist, die aber entweder einfach in einer
Nichteingriffsstellung bezüglich der Befestigungsstange 5
angeordnet oder von der Befestigungsstange selber
wegbewegt werden können, wie ausführlich später
beschrieben wird. Die zwei Führungsarme 13, die vergrößert
auch in Fig. 8 gezeigt sind, weisen ein freies Ende 14
mit einem V-förmigen Querschnitt auf, der eine Welle 15
eines Werkstücks 16 tragen kann, beispielsweise den Anker
eines Elektromotors. Wie in Fig. 2 gezeigt, ist, kann
einer der zwei Arme 13 ein V-förmiges Ende haben, das
einen Hohlraum 15a aufweist, um das Werkstück aufzunehmen,
und ihn gleichzeitig mit einer Schulter versieht. Das Ende
14 kann entweder als ein Teil ausgebildet sein, das mit
dem Führungsarm 13 eine Einheit bildet (Fig. 1 und Fig.
9-13) oder gemäß der in Fig. 8 dargestellten Lösung durch
einen Einsatz gebildet werden, der durch einen Schlitz 14a
an dem Arm 13 einrasten kann. Auf diese Weise können die
Enden 14, während die gleichen Führungsarme beibehalten
werden, modifiziert werden, um die am besten für das zu
haltende Werkstücke geeigneten auszuwählen.
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Auf der gegenüberliegenden Seite des freien Endes 14,
weisen die Führungsarme 13 eine rohrförmige geöffnete
Hülse 17 mit einem inneren Gehäuse 18 mit einer
zylindrischen Oberfläche auf, die einen Nenndurchmesser
besitzt, der dem Teil mit der zylindrischen Oberfläche 6
der Befestigungsstange 5 entspricht, Die
gegenüberliegenden Längsränder der offenen Hülse 17
umfassen einen Zahn 19, der mit der ersten Stufe 7 der
Befestigungsstange 5 in Eingriff kommen kann,
beziehungsweise eine Bezugsfläche 20, die gegen die
Bezugsfläche 11 der Befestigungsstange 5 zur Anlage kommen
kann, wobei der Kontakt insbesondere zwischen einer
geriffelten Oberfläche 20a der früheren und der
geriffelten Oberfläche 12 der letzteren zustande kommt.
Außerdem ist ein federnder Zahn 21 vorgesehen, der in das
Gehäuse 18 weist und mit einer Stufe 8 der
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Befestigungsstange 5 in einrastenden Kontakt kommen kann.
Betreffs des Grundkörpers 1 weist dieser auch eine
Bezugsbohrung 25 für Dübelstifte, Bohrungen 26 zur
Verankerung der Schrauben der Befestigungsstange 5 und
Bohrungen 27 auf, um eine Einheit 28 zu befestigen, die
zur Identifizierung der Palette auf der Straße wichtig ist
(gezeigt in Fig. 2).
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Bezug auf die Fig. 9-13 nehmend, kommt jeder
Führungsarm 13 auf der Befestigungsstange 5 wie folgt in
Eingriff. Ausgehend von einer Situation, in der der
Führungsarm 13 vollständig außer Eingriff mit der
Befestigungsstange 5 steht (Fig. 9) ist es notwendig, ihn
wie in Fig. 10 gezeigt zu drehen und ihn senkrecht auf
die Befestigungsstange selber zuzubewegen, so dass sich
der Zahn 19 unter Stufe 7 bewegt. Danach (Fig. 11) ist es
notwendig, den Führungsarm 13 in eine Richtung zu drehen,
um sowohl den Zahn 19 nahe an die Stufe 7 als auch die
Bezugsfläche 20 nahe an die Bezugsfläche 11 zu bewegen. In
dieser Position kommen die zwei zylindrischen Oberflächen
6 und 18 zur Anlage aneinander. In einem bestimmten
Stadium der Drehung kommt der federnde Zahn 19 in Kontakt
mit der zweiten Stufe 8 (Detail der Fig. 11) bis er
teilweise unter ihr in der Endposition von Fig. 12
einrastet, in der eine feste Verriegelung eintritt.
Mittels des Eingriffs des Zahns 19 auf Stufe 7, des
federnden Zahns 18 auf Stufe 8 und der Bezugsfläche 20 an
der Bezugsfläche 11, die Teile mit einer geriffelten
Oberfläche 20a beziehungsweise 12 aufweisen, um ein
Rutschen zu verhindern, ist in einer derartige Position
mit der offenkundigen Ausnahme der Drehung in die
Gegenrichtung keine Bewegung möglich.
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Die Drehung in die Gegenrichtung ist in Fig. 13
gezeigt, in der, wie auch durch Pfeile angezeigt ist,
jeder Führungsarm 13, beginnend in einer verriegelten
Position (auf der linken Seite dargestellt), entweder in
der nicht in Eingriff befindlichen Position(Mitte)
angeordnet werden kann oder nach einer kleinen Drehung
senkrecht zur Befestigungsstange 5 herausgezogen werden
kann (rechte Seite).
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In der mittleren Stellung von Fig. 13 kann jeder
Führungsarm 13 an jeder beliebigen Stelle der
Befestigungsstange 5 angeordnet werden. Die Position kann
manuell mit Hilfe der mit einer Maßeinteilung versehenen
Linie 10 berechnet werden.
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Wieder Bezug auf Fig. 1 nehmend, sind die zwei Enden
der Welle in V-förmigen Gehäusen 14 platziert, so dass
eines von ihnen oder beide an die hier vorgesehenen
Schultern 15a anstößt. Auf diese Weise kennt die Maschine,
die das Werkstück 16 von der Palette nimmt, seine exakte
Position.
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Wenn die Abmessungen des Werkstücks 16 variiert werden,
genügt es, wie in Fig. 13 gezeigt vorzugehen, jeden Arm
13 zu entriegeln und dann unter Bezugnahme auf die mit
einer Maßeinteilung versehene Linie 10 jeden weiter
voneinander weg oder näher zueinander anzuordnen.
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Dieser Vorgang kann offensichtlich automatisch
ausgeführt werden, wobei es ausreicht, dass eine
beispielsweise von einem Computer an einem auf der Straße
vorgesehenen Einstellplatz betätigte, bewegbare
Klammerungseinheit die Führungsarme 13 greift, sie um
einige Grade dreht, wobei sie aus der Klammerung gelöst
werden, und sie in der neuen Position anordnet, wobei sie
sie in der Gegenrichtung dreht, um sie an der
Befestigungsstange 5 zu verriegeln. Obwohl sie zu einer
hier oben beschriebenen bereits existierenden Art des
Standes der Technik ähnlich sein kann, Ist diese
Klammerungseinheit in Wirklichkeit beträchtlich einfacher,
denn sie benötigt kein Mittel, um die Führungsarme
während ihrer Verschiebung unverriegelt zu halten. Bei der
erfindungsgemäßen Palette sind keine Mittel zur
Verriegelung der Verschiebung im Sinne von Vorrichtungen
vorgesehen, die ausdrücklich dafür eingerichtet sind, eine
Reibung zwischen der Befestigungsstange und den
Führungsarmen zu erzeugen, da die Führungsarme 13 sich
durch Einrasten an der Befestigungsstange 5 verriegeln.
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Es muss betont werden, dass die Führungsarme 13 in der
außer Eingriff befindlichen Position auf der
Befestigungsstange 5 tatsächlich physisch von ihr getrennt
sind. Um keine Reibung zwischen Zahn 21 und Stufe 8 zu
haben, ist es in der Tat notwendig, einen bestimmten
Freiraum zwischen den zylindrischen Oberflächen 6 und 18
zu haben.
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Obwohl die Befestigungsstange 5 als aus nur einem Teil
bestehend angesprochen wurde, kann es offensichtlich nicht
ausgeschlossen werden, dass sie aus separaten Elementen
hergestellt werden kann. Die Befestigungsstange 5 kann
beispielsweise zwei ausgerichtete, aber separate
Abschnitte aufweisen, einen für jeden Führungsarm 13.
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Obwohl die Führungsarme 13 als ein einzelnes V-förmiges
Gehäuse 14 aufweisend beschrieben wurden, kann es außerdem
aus diesem Grund nicht ausgeschlossen werden, dass jeder
Arm 13 mehrere Gehäuse 14 für die Werkstücke aufweisen
kann. Der Führungsarm 13 kann beispielsweise zwei V-
förmige Gehäuse aufweisen, so dass die Palette zwei
identisch ausgerichtete Werkstücke zugleich befördert,
wodurch vorteilhafterweise für parallele
Fertigungsvorgänge gesorgt werden kann.
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Obwohl die Palette als eine Öffnung 3 aufweisend
angeführt wurde, ist ein derartiges Merkmal nicht
unverzichtbar. Die in den Fig. 1 und 2 gezeigte Öffnung
3 hat die Aufgabe, eine leichtere Palette, einen festeren
Grundkörper zu bewirken, und es zu ermöglichen, dass das
Werkstück von unten durch sie hindurchgehoben werden kann.
Die Öffnung 3 kann jedoch weggelassen werden, falls das
Anheben des Werkstücks von oben ausgeführt wird. Wie in
den Fig. 14 und 15 gezeigt ist, kann bei einer Palette
ohne Öffnung das Anheben des Werkstücks 16 von unten wegen
Stab 5 so eingerichtet werden, dass die Führungsarme 13
aus der Palette auskragen.
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Aus dem oben beschriebenen wird klar, daß die
Führungsarme einfach gegen andere Trägerglieder mit
anderen Formen und Größen ausgewechselt werden können.
Insbesondere dann, wenn die Einstellung automatisch
ausgeführt wird, können homogene Trägerglieder in
verschiedenen Behältern verstaut werden, die für einen
Roboterkopf zugänglich sind, der sowohl die Einstellung
als auch den Wechsel, wenn notwendig, durchführt.
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Die erfindungsgemäße Palette löst die gestellten
Aufgaben, verbessert die derzeitige Kenntnis und ist
insbesondere weniger teuer und funktionaler, erlaubt
sowohl die manuelle als auch die automatische Einstellung
und erfordert in diesem zweiten Fall einfachere
Einstellmittel.