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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen als Saughalter ausgebildeten
Werkstückhalter
(-aufnehmer) zur Verwendung zur Aufnahme und Halterung eines plattenförmigen Werkstücks beispielsweise
an einem Laserbearbeitungszentrum oder dergleichen.
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Bislang
wurde zum Aufnehmen und Halten eines beispielsweise plattenförmigen Werkstücks in einem
Laserbearbeitungszentrum oder dergleichen eine Aufnahme- und Halteeinheit
mit einem Aufnahmekopf unter Verwendung von Vakuumkissen oder dergleichen
eingesetzt.
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Nach
der Bearbeitung hat jedoch das Werkstück verschiedene Formen. Insbesondere
bei komplizierten Formen war es bislang schwierig, das Werkstück aufzunehmen
und zu halten, da es nicht gelang, die Position des Vakuumkissens
der Form des Werkstückes
anzupassen. Zudem ragte das Vakuumkissen über dünnere Teile des Werkstücks hinaus.
Dadurch konnte sich keine Saugkraft entwickeln, so dass das Werkstück nur schwer
aufgenommen und gehalten werden konnte.
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Es
besteht außerdem
das Problem, dass, wenn das aufgenommene Werkstück an einen engen Ort, beispielsweise
in die Nähe
der bereits aufgestapelten Werkstücke, gebracht wird, der Aufnahmekopf an
dem Werkstückstapel
hängen
bleibt und das Werkstück
nicht erfolgreich gehalten werden kann.
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Aus
der
DE 44 35 985 , die
den nächststehenden
Stand der Technik beschreibt, ist ein als Saughalter ausgebildeter
Werkstückhalter
bekannt, welcher umfasst: einen freibeweglichen, zumindest in einer
horizontalen Richtung angetriebenen Maschinenkörper, eine an diesem Maschinenkörper vorgesehene,
nach oben verfahrbare Kopfaufnahme, eine oder mehrere an der Kopfaufnahme
vorgesehene Aufnahmemittelgruppen, die frei beweglich und in einer
horizontalen zweidimensionalen Richtung durch eine sich in horizontaler
Richtung bewegende Struktur positionierbar sind, wobei diese Aufnahmemittelgruppen
mehrere Aufnahmemittel aufweisen, die derart angeordnet sind, dass
aufnehmende Teile aneinander angrenzen; und mit den jeweiligen Aufnahmemitteln
verbundene Antriebsmittel.
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Die
EP 0 550 114 A1 lehrt
eine Vorrichtung zum Depalletieren von Waren, beispielsweise von Einzelteilen.
Ein Maschinenkörper
ist in horizontaler Richtung frei beweglich und antreibbar. Dieser
Maschinenkörper
trägt eine
Vielzahl an Saugnäpfen.
Jeder Saugnapf ist an einem Ende eines im Wesentlichen stangenförmigen Elements
angeordnet, welches in Längsrichtung
vertikal verfahrbar ist.
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Die
GB 2 172 257 offenbart einen
als Saughalter ausgebildeten Werkstückhalter, umfassend: einen
freibeweglichen, zumindest in einer horizontalen Richtung angetriebenen
Maschinenkörper,
eine an diesem Maschinenkörper
vorgesehene, nach oben verfahrbare Kopfaufnahme, eine Vielzahl an
an der Kopfaufnahme vorgesehene Aufnahmemittelgruppen, die jede
für sich
frei beweglich und in einer horizontalen zweidimensionalen Richtung
durch eine sich in horizontaler Richtung bewegende Struktur positionierbar
sind; und mit den jeweiligen Aufnahmemitteln verbundene Antriebsmittel.
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Ausgehend
von den oben erwähnten
Umständen
besteht die Aufgabe der Erfindung darin, einen als Saughalter ausgebildeten
Werkstückhalter
zu schaffen, der in der Lage ist, selbst komplexe und dünne Werkstücke in geeigneter
Weise aufzunehmen.
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Diese
Aufgabe wird mit dem als Saughalter ausgebildeten Werkzeughalter
(-aufnehmer) nach Anspruch 1 gelöst.
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Mit
dieser Struktur werden eine oder mehrere Aufnahmemittelgruppen vorgesehen,
die frei beweglich und in einer horizontalen zweidimensionalen Richtung
durch eine sich in horizontaler Richtung bewegende Struktur positionierbar
sind. So kann selbst ein eine komplexe Form aufweisendes Werkstück problemlos
derart aufgenommen und gehalten werden, dass die Aufnahmemittelgruppen
sich an die Form des Werkstückes
anpassen und sich in einer horizontalen zweidimensionalen Richtung
bewegen und positionieren. Zudem hat die Aufnahmemittelgruppe eine
Vielzahl an Aufnahmemittel, die derart vorgesehen sind, dass die
aufnehmenden Teile aneinander angrenzen und die Antriebsmittel mit
den jeweiligen Aufnahmemitteln verbunden sind. Das bedeutet, dass
jedes der Aufnahmemittel in der Lage ist, das Werkstück allein
aufzunehmen. Selbst wenn das aufzunehmende und zu haltende Werkstück einen
dünnen
Teil aufweist, und wenn manche der Aufnahmeteile der Aufnahmemittelgruppe über den
dünnen
Teil des Werkstücks
beispielsweise hinausragen, kann das Werkstück effizient und ohne Herausgleiten durch
die übrigen
am Werkstück
positionierten Aufnahmeteile aufgenommen werden, so dass das Werkstück problemlos
aufgenommen und gehalten werden kann. Auf diese Weise können mit
dem erfindungsgemäßen als
Saughalter ausgebildeten Werkstückhalter
selbst dünne,
komplexe Werkstücke
in geeigneter Weise aufgenommen und gehalten werden.
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Jede
Aufnahmemittelgruppe kann in einer horizontalen zweidimensionalen
Richtung bewegt und positioniert werden, indem das Gestell gegenüber der
Kopfaufnahme gedreht und positioniert, der Arm gegenüber dem
Gestell gedreht und positioniert und das Teil zum Anbringen des
Kopfes gegenüber dem
Arm in einer horizontalen Richtung bewegt und positioniert wird,
so dass sie in verschiedene Stellungen in der horizontalen Ebene
positioniert werden kann.
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Zusätzlich zu
den durch die Merkmale von Anspruch 1 erzielten Wirkungen können nach
Anspruch 3 auch Wirkungen erzielt werden, wenn das aufgenommene
Werkstück
an einer engen Stelle abgesetzt wird, um auf eine Palette oder dgl.
abgelegt zu werden. Das heißt,
in diesem Fall kann das Aufnahmemittel, das das Werkstück nicht
aufgenommen hat, beim Herunterfahren auf ein Hindernis stoßen. Aber
jedes Aufnahmemittel ist einzeln nach oben und nach unten frei beweglich.
Wird nun das auf ein Hindernis stoßendes Aufnahmemittel in seiner
Abwärtsbewegung
arretiert, so bewegt sich doch das das Werkstück aufnehmende Aufnahmemittel ungehindert
weiter nach unten, so dass das aufgenommene Werkstück problemlos
der Palette oder dgl. zugeführt werden
kann. Das ist also sehr vorteilhaft. Dann kann der Endteil des plattenförmigen Werkstücks, das
in der Nähe
eines anderen Werkstücks
oder eines Teils des Sortierkopfes positioniert ist, aufgenommen
werden.
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Nach
Anspruch 4, wenn bestimmte Teile der Aufnahmemittelgruppe außer Eingriff
mit dem Werkstück
geraten, unterbrechen Überwachungsmittel den
Aufnahmezustand lediglich der Aufnahmemittel des Aufnahmeteils,
die außer
Eingriff mit dem Werkstück
geraten sind. Zusätzlich
zu den erfindungsgemäßen Auswirkungen
nach Anspruch 1 wird somit vermieden, dass Energie unnötig dafür verbraucht wird,
Aufnahmemittel zu betreiben, die nicht wirksam eine Saugkraft am
Werkstück
erzeugen können,
wodurch Energie eingespart wird. Der Nachteil, der darin besteht,
dass Staub aufgenommen wird, der eine Aufnahme des Werkstücks durch
die Aufnahmemittel ausschließt,
kann auch in vorteilhafter Weise behoben werden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER
ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Schrägansicht,
die das gesamte Laserbearbeitungszentrum in typischer Weise darstellt;
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2 zeigt
einen Palletierroboter in einer Seitenansicht im Schnitt;
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3 ist
eine Darstellung aus der Sicht des Pfeils I in 2;
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4 ist
eine Darstellung aus der Sicht des Pfeils II in 2 (teilweise
Schnittdarstellung);
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5 zeigt
ein Hängegestell
und eine Kopfeinheit und dgl. in einer Schrägansicht;
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6 zeigt
im Detail (teilweise Schnittdarstellung) eine der Kopfeinheiten
in einer Seitenansicht;
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7 ist
eine Darstellung aus der Sicht des Pfeils II in 6 (teilweise
Schnittdarstellung);
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8 zeigt
die Kopfeinheit von oben (teilweise Schnittdarstellung);
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9 zeigt
nur lediglich eine Kopfaufnahme eines Kopfgestells in einer Aufsicht;
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10 zeigt
eine Gruppe von Aufnahmemitteln in einer Unteransicht;
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11 zeigt
in einer Schrägansicht,
wie ein bearbeitetes Werkstück
von der Gruppe von Aufnahmemitteln aufgenommen wird;
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12 zeigt
in einer Schrägansicht,
wie das gehaltene bearbeitete Werkstück auf eine Palette abgelegt
wird;
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13 zeigt
in einer Seitenansicht, wie das bearbeitete Werkstück durch
die Aufnahmemittelgruppe aufgenommen wird;
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14 zeigt
in einer Seitenansicht, wie das gehaltene bearbeitete Werkstück auf eine
Palette abgelegt wird;
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15 zeigt
in einer Aufsicht die Positionierungsgrenzen der vier Aufnahmemittelgruppen;
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16 ist
eine Aufsicht, die in typischer Weise ein Beispiel des Positionierungsmusters
der vier Aufnahmemittelgruppen zeigt;
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17 ist
eine Aufsicht, die in typischer Weise ein weiteres Beispiel des
Positionierungsmusters der vier Aufnahmemittelgruppen zeigt;
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18 ist
eine Aufsicht, die in typischer Weise ein Beispiel des Positionierungsmusters
der vier Aufnahmemittelgruppen zeigt;
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19 ist
eine Aufsicht, die in typischer Weise ein Beispiel des Positionierungsmusters
der vier Aufnahmemittelgruppen zeigt;
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20 ist
eine Aufsicht, die in typischer Weise ein Beispiel des Positionierungsmusters
der vier Aufnahmemittelgruppen zeigt;
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21 ist
eine Aufsicht, die in typischer Weise ein Beispiel des Positionierungsmusters
der vier Aufnahmemittelgruppen zeigt;
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22 ist
eine Aufsicht, die in typischer Weise ein Beispiel des Positionierungsmusters
der vier Aufnahmemittelgruppen zeigt.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Im
Folgenden werden erfindungsgemäße Ausführungsformen
mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben.
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Wie
in 1 zu sehen ist, hat das Laserbearbeitungszentrum 1 einen
bekannten Speicher 2 für das
Ausgangsmaterial, in dem zahlreiches plattenförmiges Ausgangsmaterial 70A aufgestapelt
und gelagert wird und aus dem das zu bearbeitende Ausgangsmaterial 70A in
geeigneter Weise aus einem Stapel von gelagertem Ausgangsmaterial 70A entnommen
werden kann. Seitlich vom Speicher 2 für das Ausgangsmaterial 2 (die
rechte Seite des Blatts in 1), sind
zwei an sich bekannte Laserstrahlmaschinen 3 vorgesehen,
welche in der Lage sind, mit einem Laserstrahl das eingangs erwähnte Ausgangsmaterial 70A zu
schneiden und zu bearbeiten, wobei auch eine andere Anzahl an Laserstrahlmaschinen 3 denkbar
ist. Neben den zwei Laserstrahlmaschinen 3, 3 (auf
der rechten Seite des Blattes in 1) sind
zwei an sich bekannte Sortierköpfe 5 vorgesehen,
die in der Lage sind, ein von der Laserstrahlmaschine 3 geschnittenes
und bearbeitetes Werkstück 70 zu
lokalisieren, wobei auch eine andere Anzahl an Sortierköpfen 5 denkbar
ist. Der Speicher 2 für
das Ausgangsmaterial, die Laserstrahlmaschinen 3, 3 und
die Sortierköpfe 5, 5 sind
in einer durch die Pfeile A und B in der Fig. gekennzeichneten vorbestimmten
horizontalen Laufrichtung in einer Reihe angeordnet.
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Oberhalb
des Speichers 2 für
das Ausgangsmaterial, der Laserstrahlmaschinen 3, 3 und
der Sortierköpfe 5, 5 ist
eine Führungsschiene 6 vorgesehen,
die sich in die oben erwähnte,
durch die Pfeile A und B in der Fig. gekennzeichnete Laufrichtung
derart erstreckt, dass sie mit dem Speicher 2 für das Ausgangsmaterial,
den Laserstrahlmaschinen 3, 3 und den Sortierköpfen 5, 5 in
Verbindung steht. An der Führungsschiene 6 ist
ein Roboter 7 vorgesehen, der in die durch die Pfeile A
und B gekennzeichnete Laufrichtung entlang der Führungsschiene 6 frei
beweglich ist und angetrieben werden kann. Dieser Roboter 7 ist
an sich bekannt und kann über
ein Vakuumkissen das Ausgangsmaterial 70A vom Speicher 2 für das Ausgangsmaterial
bis zu einer jeweiligen Laserstrahlmaschine 3 und über eine
Gabel oder dgl. das bearbeitete Werkstück 70 von einer jeweiligen Laserstrahlmaschine 3 bis
zu einem jeweiligen Sortierkopf 5 führen.
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Neben
den zwei Sortierköpfen 5, 5 – auf der rechten
Seite des Blattes in 1, das heißt auf der durch den Pfeil
B in der Figur angegebenen Seite – sind andererseits eine Vielzahl
von an sich bekannten Werkstückspeichern 9 vorgesehen,
die entlang der Laufrichtung – der
durch die Pfeile A und B gekennzeichneten Richtung – ausgerichtet
und angeordnet sind. In der vorliegenden Ausführungsform sind vier Werkstückspeicher
vorgesehen, wobei eine andere Anzahl denkbar ist. An jedem Werkstückspeicher 9 ist
eine plattenförmige
Palette 10 abnehmbar angebracht, mit der eine Vielzahl
an bearbeiteten Werkstücken 70 gestapelt
und angeordnet werden kann und mit der die durch Stapeln zahlreicher
bearbeiteter Werkstücke 70 erhaltenen
Werkstückstapel 700 ebenfalls
angeordnet und ausgerichtet werden können. Wie in 1 zu
sehen ist, sind oberhalb der Sortierköpfe 5, 5 und
der Vielzahl an Werkstückspeichern 9 zwei
parallele Führungsschienen 11, 11 an geeigneten
Stützelementen 11a, 11a angeordnet, wobei
die Stützelemente
sich in Laufrichtung – in
die durch die Pfeile A und B in der Fig. gekennzeichnete Richtung – erstrecken
und so mit den Sortierköpfen 5, 5 und
einer Vielzahl an Werkstückspeichern 9 verbunden
sind. Ein Palettierroboter 20 ist an diesen Führungsschienen 11, 11 vorgesehen.
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Wie
in den 2 bis 4 zu sehen ist, wobei in 4 die
Führungsschienen 11, 11 weggelassen
wurden, hat der Palettierroboter 20 ein an den Führungsschienen 11, 11 aufgehängtes Hängegestell 21.
Das Hängegestell 21 ist
in Laufrichtung – in der
durch die Pfeile A und B gekennzeichneten Richtung – entlang
der Führungsschienen 11, 11 beweglich.
Eine Verfahreinheit 22, die einen Motor 22a und von
dem Motor 22a angetriebene und in Drehung versetzte Ritzel 22b, 22b aufweist,
ist am Hängegestell 21 vorgesehen.
Zudem sind am Stützelement 11a entlang
der Führungsschienen 11, 11 Zahnstangen 11b, 11b vorgesehen.
Jedes Ritzel 22b der Verfahreinheit 22 steht mit
jeder Zahnstange 11b in Eingriff.
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Zwei
parallele Laufschienen 23, 23 sind am Hängegestell 21 vorgesehen
und erstrecken sich in die durch die Pfeile C und D in der Fig.
gekennzeichnete, horizontale Richtung, die im rechten Winkel zu der
durch die Pfeile A und B in der Fig. gekennzeichneten Laufrichtung
verläuft.
Ein erstes Gestell 25 ist an diesen Laufschienen 23, 23 aufgehängt und
ist entlang der Laufschienen 23, 23 in die durch
die Pfeile C und D gekennzeichnete Richtung frei beweglich. Ein
Laufantrieb 26 bestehend aus einem Motor 26a und
einem durch den Motor 26a angetriebenen und in Drehung
versetzten Ritzel 26b und dgl. ist am ersten Gestell 25 vorgesehen,
wie dies der 4 zu entnehmen ist. Ferner ist
am Hängegestell 21 entlang der
Laufschiene 23 eine Stange 23a vorgesehen. Das
Ritzel 26a des Laufantriebs 26 steht mit der Zahnstange 23a in
Eingriff.
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Im
ersten Gestell 25 sind mehrere Führungsbohrungen 25a eingebracht,
welche sich nach oben und nach unten durch dieses erstrecken, wie
aus 2 ersichtlich ist, wobei in der vorliegenden Ausführungsform
vier Bohrungen eingebracht sind, die in 3 zu sehen
sind. Wie in den 2 und 3 zu sehen
ist, ist eine sich nach oben und nach unten erstreckende Stange 27 in
jede Führungsbohrung 25a verschieblich
eingeführt.
Ein zweites Gestell 29 ist mit der unteren Endseite dieser
Stangen 27 verbunden, so dass dieses zweite Gestell 29 gegenüber dem
ersten Gestell 25 nach oben und nach unten – in der
durch die Pfeile E und F in der Fig. gekennzeichneten Richtung – frei beweglich
ist. Wie aus den 2 bis 4 ersichtlich
ist, sind zwischen dem ersten Gestell 25 und dem zweiten
Gestell 29 als Luftdruckzylindereinheiten ausgebildete
Ausgleichselemente 28 – in
der vorliegenden Ausführungsform sind
es zwei Stück – vorgesehen.
Die Last auf der Seite des zweiten Gestells 29 wird im
ersten Gestell 25 durch dieses Ausgleichselement 28 getragen. Nach
oben sich erstreckende stabförmige
Schraubelemente 30 – in
der vorliegenden Ausführungsform sind
es derer zwei – sind
am zweiten Rahmen 29 vorgesehen und dringen in das erste
Gestell 25 ein, wie dies aus 2 oder 3 ersichtlich
ist. Muttern 31 – in
der vorliegenden Ausführungsform
sind es zwei Stück – sind am
ersten Gestell 25 derart vorgesehen, dass sie nur in vertikaler
Richtung mit Bezug auf das erste Gestell 25 fixieren. Diese
jeweiligen Muttern 31 sind mit den jeweiligen Schraubelementen 30 in
Eingriff und bilden somit eine Kugelumlaufspindel.
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Ferner
sind am ersten Gestell 25 ein Motor 32a und ein
Antrieb 32 für
die Mutter vorgesehen, die in der Lage sind, die jeweiligen Muttern 31 über die Leistung
des Motors 32a zu drehen und anzutreiben. Zudem ist am
zweiten Gestell 29 eine Achse 33 vorgesehen, die
sich nach oben und nach unten derart erstreckt, dass sie in vertikaler
Richtung nach unten – in
die durch den Pfeil F gekennzeichnete Richtung – neben dem zweiten Gestell 29 vorsteht,
wobei diese Achse in axialer Richtung in die durch die Pfeile R1
und R2 gekennzeichnete Richtung frei drehbar ist, und die sich in
vertikaler Richtung erstreckende Drehachse CT1 ihr Zentrum bildet.
Ein Hängegestell 35 ist
am unteren Ende der Achse 33 aufgehängt. Zwischen dem zweiten Gestell 29 und
der Achse 33 ist ein Drehantrieb 36 vorgesehen.
Wie in 2 zu sehen ist, weist der Drehantrieb 36 einen
auf der Seite des zweiten Gestells 29 vorgesehenen Motor 36a und
eine über
einen Riemen oder dgl. durch den Motor 36a angetriebene
und in Drehung versetzte Riemenscheibe 36 auf, wobei diese
Riemenscheibe 36b fest mit der Achse 33 verbunden
ist. Ferner kann die Achse 33 in die durch die Pfeile R1
und R2 gekennzeichnete Richtung durch die Rotation der Riemenscheibe 36b in
Drehung versetzt und angetrieben werden.
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Das
Hängegestell 35 der
vorliegenden Ausführungsform
weist im Wesentlichen die Form einer fast ebenen Platte auf und
die Ebene weist eine kreuzähnliche
Form auf, wie dies in den 2 und 5 zu
sehen ist. An jedem Endabschnitt 35a in der Nähe des Endes
der vier kreuzweise angeordneten Armabschnitte des Hängegestells 35 ist
eine Kopfeinheit 45 vorgesehen, wobei das Hängegestell 35 eine
beliebige Form aufweisen kann und eine oder mehrere Kopfeinheiten 45 vorgesehen
sein können. Wie
aus den 5, 6 oder 8 ersichtlich
ist, hat jede Kopfeinheit 45 einen an der Unterseite des Endabschnitts 35a festgelegten
Bügel 46,
an dem ein ebener und fast gerader Arm 47 vorgesehen ist,
der in die durch die Pfeile S und T gekennzeichnete Richtung frei
drehbar ist, wobei die sich in vertikaler Richtung – in die
durch die Pfeile E und F in der Fig. gekennzeichnete Richtung – erstreckende
Drehachse CT2 sein Zentrum bildet. In diesem Zusammenhang ist am
Bügel 46 ein
Antriebsmotor 49 vorgesehen. Ferner erstreckt sich die
Seite einer Ausgangsachse 49a dieses Antriebsmotors 49 koaxial
zur Drehachse CT2 und ist mit dem Arm 47 verbunden.
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Gleitschienen 50, 50 sind
an den Armen 47 vorgesehen und erstrecken sich in die durch
die Pfeile P und Q in der Fig. gekennzeichnete Richtung (ebene Richtung),
welche die Erstreckungsrichtung des Arms 47 entlang des
Arms 47 ist. Durch die Gleitschienen 50, 50 ist
ein Aufnahmekopf 58 vorgesehen. Der Aufnahmekopf 58 hat
ein Teil zum Anbringen des Kopfes oder ein Kopfgestell 51,
das entlang der Gleitschienen 50, 50 in die durch
die Pfeile P und Q gekennzeichnete Richtung verschieblich gelagert ist – in 5 wurde
der Einfachheit halber die Gleitschiene 50 weggelassen
und das Kopfgestell 51 und dgl. sind durch einfache Rechtecke
dargestellt. Ein Gleitantrieb 52, der einen Motor 52a und
ein von dem Motor 52a angetriebenes und in Drehung versetztes Ritzel 52b aufweist,
ist am Kopfgestell 51 vorgesehen. Am Arm 47 ist
entlang des Arms 47 eine Zahnstange 47a vorgesehen.
Das Ritzel 52b des Gleitantriebs 52 ist mit dieser
Zahnstange 47a in Eingriff.
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Wie
aus den 6, 7 und 9 ersichtlich
ist, ist am Kopfgestell 51 eine die Form einer ebenen Platte
aufweisende Kopfaufnahme 53 ausgebildet. Mehrere Aufnahmesets 55 – in der
vorliegenden Ausführungsform
sind es derer 19, wobei diese Zahl nicht vorgegeben ist
und zwei oder mehr ebenso denkbar sind – sind über sich in vertikaler Richtung erstreckende
Buchsen 53a an der Kopfaufnahme 53 abgestützt. Mehrere
durch eine Kopfaufnahme 53 abgestützte Aufnahmesets 55 bildet
eine Gruppe von Aufnahmesets in der Form eines Bündels. Jedes Aufnahmeset 55 hat
einen stangenförmigen
rohrförmigen
Körper 56,
der sich in vertikaler Richtung erstreckt, und dieser rohrförmige Körper 56 erstreckt sich über die
Buchse 53a und dgl. in die Kopfaufnahme 53 hinein.
Das heißt,
der rohrförmige
Körper 56 ist
in vertikaler Richtung – in
der durch die Pfeile E und F gekennzeichnete Richtung – gegenüber der Kopfaufnahme 53 verschieblich
gelagert. Eine Anschlagfläche 56a,
die so groß ist,
dass sie nicht durch die Buchse 53a passt, ist in dem Abschnitt
vorgesehen, der sich in der Nähe
des oberen Endes des rohrförmigen Körpers 56 befindet.
Der rohrförmige
Körper 56 ist
auf der Kopfaufnahme 53 derart gelagert, dass diese Anschlagfläche 56a an
der Kopfaufnahme 53 derart in Anschlag gefahren wird, dass
sie die Kopfaufnahme 53 arretiert.
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Wie
aus den 6, 7, 10, 11 ersichtlich
ist, sind am unteren Ende der rohrförmigen Körper 56 konische als
Vakuumkissen ausgebildete Kissen 57 vorgesehen, die nach
unten in die durch den Pfeil F gekennzeichnete Richtung weisen.
Zudem sind zylinderähnliche,
nach unten offene Schutzelemente 59 für die Kissen in dem Bereich
vorgesehen, der sich in der Nähe
des unteren Endes des rohrförmigen
Körpers 56 befindet,
wobei diese Schutzelemente das Kissen 57 auf seinem Umfang abdecken
und schützen.
Diese Schutzelemente 59 für die Kissen sind in 11 der
Einfachheit halber lediglich bei einem Teil der Aufnahmesets 55 strichpunktiert
eingezeichnet. Der obere Seitenteil des Schutzelementes 59 für die Kissen
ist ein sich nach oben verjüngender
Abschnitt 59a. In diesem Zusammenhang ist das Innere des
Kissens 57 mit einem Luftweg 56c (6)
verbunden, der über
das Innere des rohrförmigen
Körpers 56 durch
das untere Ende des rohrförmigen
Körpers 56 verläuft. Rohre 60,
die der Einfachheit halber in den jeweiligen Figuren mit einer geraden
Linie, einer gestrichelten Linie beispielsweise, eingezeichnet sind
und die dehnbare Spiralrohre sind, sind über Anschlussstücke 56b mit dem
oberen Ende der rohrförmigen
Körper 56 verbunden
und verbinden diese Luftwege 56c mit dem Inneren des Rohres 60.
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Wie
aus den 6 bis 8 ersichtlich
ist, ist am Kopfgestell 51 eine horizontale plattenförmige Rohraufnahme 61 vorgesehen,
die in vertikaler Richtung oberhalb der Kopfaufnahme 53 dieser
Kopfaufnahme 53 zugewandt ist. Der Endabschnitt des Rohrs 60 eines
jeden Aufnahmesets 55 ist mit dieser Rohraufnahme 61 über ein
geeignetes Anschlussstück 61a – das in 7 weggelassen
wurde – verbunden
und auf dieser gelagert. Dadurch wird vermieden, dass viele Rohre 60 sich
verheddern. In diesem Zusammenhang ist ein ein weiteres Rohr aufweisendes
Druckübertragungselement 62 über ein Anschlussstück 61a mit
jedem Rohr 60 verbunden. Das obere Ende des Druckübertragungselements 62 ist
mit einer Vakuumpumpe 63 verbunden, wobei das Druckübertragungselement 62 und
die Vakuumpumpe 63 nur in 6 dargestellt
sind. In jedem Druckübertragungselement 62 ist
ein Ventil 65, das das Innere des Druckübertragungselements 62 öffnet und verschließt, vorgesehen,
wie dies in 6 zu sehen ist. Jedes Ventil 65 kann
durch eine nicht dargestellte vorbestimmte Ventilsteuerung gezielt
betätigt
werden. Die Gruppe der Aufnahmesets 550, die aus einer
Vielzahl an Aufnahmesets 55 besteht, steht in dichter Anordnung,
wobei die Sets derart nebeneinander angeordnet sind, dass diese
Kissen 57 einen Kreis bilden, wie dies in 10 zu
sehen ist.
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Das
Laserbearbeitungszentrum 1 und der Palettierroboter 20 sind
wie eingangs erläutert
ausgebildet. Die Bearbeitung und Sortierung eines Werkstücks in dem
Laserbearbeitungszentrum 1 verläuft wie folgt. Wie in 1 zu
sehen ist, wird das Ausgangsmaterial 70A, welches im Ausgangsmaterialspeicher 2 gelagert
und aufgestapelt ist, eines nach dem anderen entnommen und durch
den Roboter 7 der jeweiligen Laserstrahlmaschine 3 in
dieser Reihenfolge zugeführt.
Das in dieser Reihenfolge zugeführte
Ausgangsmaterial 70A wird nacheinander an der jeweiligen
Laserstrahlmaschine 3 geschnitten und bearbeitet, und die
an der jeweiligen Laserstrahlmaschine 3 fertig bearbeiteten
Werkstücke 70 werden
nacheinander durch den Roboter 7 einem jeweiligen Sortierkopf 5 zugeführt. Auf
der anderen Seite werden die dem jeweiligen Sortierkopf 5 zugeführten bearbeiteten
Werkstücke 70 nacheinander
durch den Palettierroboter 20 einer jeweiligen Palette 10 eines jeweiligen
Werktückspeichers 9 zugeführt, wobei
der Ablauf der folgende ist.
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Der
Palettierroboter 20 wird also in eine gewünschte Position
gebracht, so dass der Motor 22a in der am Hängegestell 21 vorgesehenen
Verfahreinheit 22 in Betrieb gesetzt wird und die Ritzel 22b, 22b antreibt
und in Drehung versetzt; dann wird durch die Ritzel 22b, 22b und
die mit diesen 22b, 22b in Eingriff stehenden
Zahnstangen 11b, 11b das Hängegestell 21 in die
durch den Pfeil A gekennzeichnete Richtung entlang der Führungsschienen 11, 11 angetrieben und
verfahren, wobei es durch die Bremsfunktion der Verfahreinheit 22 arretiert
wird. Dann wird das Hängegestell 21 in
die Stellung gebracht, die der Position des von nun an zu tragenden,
bearbeiteten Werkstücks 70 auf
dem Sortierkopf 5 entspricht, wobei die Position der durch
die Pfeile A und B gekennzeichneten Richtung oberhalb des bearbeiteten
Werkstücks 70 entspricht.
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Danach
wird das erste Gestell 25 in die durch die Pfeile C und
D gekennzeichnete Richtung entlang der Laufschiene 23 relativ
zum Hängegestell 21 durch
die Ritzel 26b und die mit dem Ritzel 26b in Eingriff
stehende Zahnstange 23a angetrieben und verfahren, wobei
der Motor 26a in dem am ersten Gestell 25 vorgesehenen
Laufantrieb 26 derart in Betrieb gesetzt wird, dass er
das Ritzel 26b antreibt und in Drehung versetzt, und das
erste Gestell 25 wird durch die Bremsfunktion des Laufantriebs 26 in
eine gewünschte
Position gebracht. Dann wird das erste Gestell 25 direkt
oberhalb des nun zu tragenden bearbeiteten Werkstücks 70 in
eine Position am Sortierkopf 5 gebracht.
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Danach
wird jede Gruppe von Aufnahmesets 550 von vier Kopfeinheiten 45 in
horizontaler zweidimensionaler Richtung oberhalb des bearbeiteten Werkstücks 70 verfahren
und positioniert, wobei sie sich der Form des bearbeiteten Werkstücks 70,
das sie aufnehmen wollen, anpassen, wie dies zum Beispiel in 5 zu
sehen ist. Diese Positionierbewegung wird durch (a) Drehung und
Positionierung des Hängegestells 35,
(b) durch Drehung und Positionierung des Arms 47 und (c)
durch Verschiebung und Positionierung des Kopfgestells 51 ausgeführt; dies wird
im Folgenden erläutert.
- (a). Drehung und Positionierung des Hängegestells 35.
Zunächst
wird der Motor 36a in dem Drehantrieb 36 zwischen
dem zweiten Gestell 29 und der Achse 33 in Betrieb
gesetzt. Dadurch wird die Riemenscheibe 36b angetrieben
und gedreht, so dass die Achse 33 gegenüber des zweiten Gestells 29 in
die durch die Pfeile R1 und R2 in der Figur gekennzeichnete Richtung
angetrieben und in Drehung versetzt wird, wobei ihr Zentrum durch die
Drehachse CT1 gebildet wird. Auf diese Weise wird durch die Rotation
der Achse 33 die Seite des Hängegestells 35 gegenüber der
Seite des zweiten Gestells 29 in die durch die Pfeile R1
und R2 in der Figur gekennzeichnete Richtung angetrieben und in
Drehung versetzt. Ist ferner die Seite des Hängegestells 35 in
eine gewünschte
Position gedreht worden, so wird die Seite des Hängegestells 35 durch
die Bremsfunktion des Drehantriebs 36 arretiert und positioniert.
- (b). Drehung und Positionierung des Arms 47. Dies erfolgt
separat in jeder Kopfeinheit 45. Das heißt, in jeder
Kopfeinheit 45 wird der am Bügel 46 vorgesehene
Antriebsmotor 49 in Betrieb gesetzt und der Arm 47 wird
durch die Ausgangsachse 49a in die durch die Pfeile S und
T in der Fig. gekennzeichnete Richtung angetrieben und in Drehung
versetzt, wobei die Drehachse CT2 ihr Zentrum bildet. Auf diese
Weise wird der Arm 47, nachdem er 47 in eine gewünschte Position
gedreht wurde, durch die Bremsfunktion des Antriebsmotors 49 arretiert
und positioniert.
- (c). Verschiebung und Positionierung des Kopfgestells 51.
Auch dies erfolgt separat in jeder Kopfeinheit 45. Das
heißt,
der Motor 52 des am Kopfgestell 51 in der Kopfeinheit 45 vorgesehenen Gleitantriebs 52 wird
derart in Betrieb gesetzt, dass er das Ritzel 52b antreibt
und in Drehung versetzt, und das Kopfgestell 51 wird über die
mit dem Ritzel 52b in Eingriff stehende Zahnstange 47a entlang
der Gleitschienen 50, 50 in die durch die Pfeile
P und Q gekennzeichnete Richtung verschoben und bewegt. Nachdem
das Kopfgestell 51 auf diese Weise in eine gewünschte Position verschoben
und verfahren wurde, wird das Kopfgestell 51 durch die
Bremsfunktion des Antriebs 52 arretiert und positioniert.
-
Wie
weiter oben erläutert,
wird jede Gruppe 550 von Aufnahmesets der vier Kopfeinheiten 45 durch
das jeweilige Ausführen
der Schritte (a), (b) und (c) oder durch das Ausführen von
einem oder von zwei der Schritte (a), (b) und (c) oder durch das Ausführen der
Schritte (b) und (c) mit Bezug auf mindestens eine der vier Kopfeinheiten 45,
wenn (b) und (c) durchgeführt werden,
im Verhältnis
zur Seite des stationären
zweiten Gestells 29, das heißt im Verhältnis zu dem am Sortierkopf 5 gehaltenen
bearbeiteten Werkstück 70 in
eine horizontale zweidimensionale Richtung verfahren und positioniert,
wobei diese sich der Form des fortan zu tragenden bearbeiteten Werkstücks 70 anpassen,
wie dies beispielsweise in 5 zu sehen
ist. Danach wird der Motor 32a in dem Antrieb 32 zum
Antreiben der Mutter des ersten Gestells 25 in Betrieb
gesetzt, um jede Mutter 31 anzutreiben und in Drehung zu
versetzen, dann wird jedes mit einer jeweiligen Mutter 31 in
Eingriff stehendes Schraubelement 30 von unten angetrieben.
Dann wird die Seite des zweiten Gestells 29 in die durch
den Pfeil F in der Fig. gekennzeichnete untere Richtung gegenüber der
Seite des zweiten Gestells 25 angetrieben und verfahren,
wobei sie dabei von einer Vielzahl an Stangen 27 und von
den Führungsbohrungen 25a,
in die diese Stangen eingeführt
sind, geführt
wird.
-
Das
Antreiben und Verfahren der Seite des zweiten Gestells 29 relativ
zur Seite des ersten Gestells 25 wird fortgesetzt. Das
heißt,
die Gruppe 550 der Aufnahmesets der vier Kopfeinheiten 45 wird nach
unten gefahren und der Antrieb 32 für die Mutter wird angehalten,
wobei ein Zustand erreicht ist, in dem jedes Kissen 57 dieser
Gruppen 550 von Aufnahmesets an dem am Sortierkopf 5 gehaltenen
bearbeiteten Werkstück 70 in
Anlage kommt, um die Bewegung der Seite des zweiten Gestells 29 gegenüber der
Seite des ersten Gestells 25 zu stoppen; dies ist in 5 zu
sehen. In diesem Fall kann die Abwärtsbewegung der Seite des zweiten
Gestells 29 gegenüber
der Seite des ersten Gestells 25 bis zu einem gewissen
Grad fortgesetzt werden, nachdem jedes Kissen 57 der Gruppe 550 von
Aufnahmesets ebenfalls an dem bearbeiteten Werkstück 70 in
Anlage gekommen ist. Wird zum Beispiel die Seite des zweiten Gestells 29 gegenüber der
Seite des ersten Gestells 25 weiter nach unten verfahren,
nachdem jedes Kissen 57 am bearbeiteten Werkstück 70 in
Anlage gekommen ist, so wird die Kopfaufnahme 53, auf der
mehrere Aufnahmesets 55 gelagert sind, wie in 13 dargestellt
nach unten gebracht. Dabei ist das Schutzelement 59 für das Kissen
und dgl. in 13 weggelassen worden. Jedes
Aufnahmeset 55 ist jedoch gegenüber der Kopfaufnahme 53 nach oben
verfahrbar, wobei der rohrförmige
Körper 56 verschoben
wird. Die Kopfaufnahme 53 ist gegenüber eines jeden Aufnahmesets 55 nach
unten verfahrbar. Selbst wenn also mehrere Aufnahmesets 55 an
dem bearbeiteten Werkstück 70 in
Anschlag kommen und diese Aufnahmesets 55 relativ zu dem
bearbeiteten Werkstück 70 in
diesem Zustand verbleiben, wird die Seite der Kopfaufnahme 53 sanft
aufgesetzt, ohne diesen Aufnahmesets 55 unabsichtlich Kraft
zu verleihen. Selbst wenn also die Bewegung, die die Seite des zweiten
Gestells 29 gegenüber
der Seite des ersten Gestells 25 ausführt, nicht ganz korrekt ist,
so kommt doch jedes Kissen 57 der Gruppe 550 von
Aufnahmesets zuverlässig
und genau mit dem bearbeiteten Werkstück 70 in Anlage.
-
Da
jede Gruppe 550 von Aufnahmesets der vier Kopfeinheiten 45 bereits
positioniert ist und sich der Form des jeweiligen bearbeiteten Werkstücks 70 angepasst
hat, wie dies zum Beispiel wie bereits erwähnt in 5 zu sehen
ist, werden diese Gruppen 550 von Aufnahmesets an das bearbeitete
Werkstück 70 angelegt,
wobei viele Kissen 57 dieser Gruppen von Aufnahmesets 550 in
geeigneter Weise mit dem bearbeiteten Werkstück 70 in Anlage kommen,
wie dies zum Beispiel in 5 zu sehen ist.
-
Wie
in 15 in diesem Zusammenhang zu sehen ist, sind in
den vier Kopfeinheiten 45 der vorliegenden Ausführungsform
die Drehachsen CT2, die die Drehachsen der jeweiligen Arme 47 bilden,
im 90 Grad Winkel zueinander angeordnet, wobei die Drehachse CT1
der Achse 33, an der das Hängegestell 35 aufgehängt ist,
auf dem gleichen Umfang das Zentrum bildet, und die Länge eines
jeden Arms 47 ist etwas kürzer als der Abstand zwischen
den Drehachsen CT1 und CT2. Zudem, da die Gruppe 550 von Aufnahmesets
eines jeden Arms 47 von dem der Drehachse CT2 des Arms 47 nächstliegenden
Bereich zu dem dem oberen Ende des Arms 47 nächstliegenden
Bereich frei beweglich ist, ist die Grenze RF1-RF4, die in der Lage
ist, jede Gruppe 550 von Aufnahmesets in einer horizontalen
zweidimensionalen Richtung (in der flachen Ebene) zu positionieren die
Grenze, die durch die schräge
Linie in 15 eingezeichnet ist, wobei
jede Drehachse CT2 beispielsweise den Bezugspunkt bildet. Die strichpunktierte Linie
in 15 zeigt den Bewegungsbereich des Arms 47 und
der Gruppe 550 von Aufnahmesets. Zudem, da die gesamte
Kopfeinheit 45 durch die Rotation der Seite des Hängegestells 35 gegenüber dem zweiten
Gestell 29 mit der Drehachse CT1 als Zentrum, wie sie oben
erwähnt
wurde, mit der Drehachse CT1 als Zentrum bewegt und gedreht wird,
ist die Grenze RG, die in der Lage ist, jede Gruppe 550 von Aufnahmesets
in einer horizontalen zweidimensionalen Richtung (in der flachen
Ebene) mit der Drehachse CT1 als Zentrum zu positionieren, die Grenze
innerhalb des Kreises, der als Zentrum die Drehachse CT1 hat, wie
dies beispielsweise in der 15 zu
sehen ist (in 15 gestrichelt eingezeichnet).
Das heißt,
dass, selbst wenn das zu haltende bearbeitete Werkstück 70 eine
beliebige Form aufweist, so kann doch jede Gruppe von Aufnahmesets 550 relativ
zu diesem bearbeiteten Werkstück 70 in
geeigneter Weise positioniert werden, solange das zu haltende bearbeitete
Werkstück 70 innerhalb
der Grenze RG unterhalb des Hängegestells 35 verbleibt.
-
Wie
in 16 (5) oder 18 beispielsweise
zu sehen ist, wird die Gruppe 550 von Aufnahmesets der
Arme 47 in den der Drehachse CT1 nächstliegenden Bereich bewegt
und positioniert, wobei die oberen Enden eines jeden Arms 47 in
den der Drehachse CT1 nächstliegenden
Bereich zusammengeführt
werden und so die Gruppe 550 der Aufnahmesets gegenüber dem
kleinen U-förmigen Werkstück 70 in
der Nähe
der Drehachse CT1 (16) und gegenüber dem
kreisförmigen
Werkstück 70 in
der Nähe
der Drehachse CT1 (18) positioniert wird. Wie in 17 zum
Beispiel zu sehen ist, wird eine Gruppe von Aufnahmesets 550 (die in
der Figur untere Gruppe von Aufnahmesets 550) so positioniert,
dass sie gegenüber
ihrer Position in 18 näher an die Drehachse CT1 herangerückt wird,
so dass die Gruppe 550 von Aufnahmesets gegenüber dem
kleinen dreieckigen Werkstück
in der Nähe
der Drehachse CT1 positioniert wird.
-
Wie
in der 19 oder 21 zu
sehen ist, wird ein Arm 47 (der in der Figur untere Arm 47)
derart gedreht und bewegt, dass er im Vergleich zu seiner Position
in 18 von der Drehachse CT1 entfernt wird, und die
Gruppe 550 von Aufnahmesets eines anderen Arms 47 (des
in der Figur rechten Arms 47) derart entlang des Arms 47 bewegt
wird, dass er von der Drehachse CT1 entfernt wird, wodurch die Gruppe
von Aufnahmesets 550 gegenüber dem eine komplizierte Form
aufweisenden Werkstück 70,
das sich lang und schmal nach rechts und nach links in der Figur
erstreckt, wobei die lange, schmale Form einen Vorsprung aufweist,
positioniert wird.
-
Zudem,
wie in 20 zu sehen ist, werden zwei
Arme 47 (der in der Figur untere Arm 47 und der in
der Figur rechte Arm 47) derart gedreht und bewegt, dass
sie im Vergleich zu ihrer Position in 19 von
der Drehachse CT1 entfernt werden, wodurch die Gruppe 550 von
Aufnahmesets gegenüber dem
Werkstück 70,
das eine noch kompliziertere Form als das Werkstück in 19 aufweist,
positioniert wird. Zudem, wie in 22 zu
sehen ist, werden zwei Arme 47 (der in der Figur untere
Arm 47 und der in der Figur rechte Arm 47) derart
gedreht und bewegt, dass sie im Vergleich zu ihrer Position in 18 von
der Drehachse CT1 entfernt werden, wodurch die Gruppe 550 von
Aufnahmesets gegenüber dem
eine komplizierte Form aufweisenden Werkstück 70, das nach links
und rechts länger
ist als das Werkstück
in 18, positioniert wird. Zu dem oben erwähnten sei
noch hinzugefügt,
dass die vier Gruppen 550 von Aufnahmesets nach unterschiedlichen nicht
dargestellten Mustern angeordnet sind, wodurch sie gegenüber den
verschiedenen eine komplizierte Form aufweisenden Werkstücken positioniert werden
können.
-
Nachdem
die vier Gruppen 550 von Aufnahmesets wie in 5 dargestellt
am bearbeiteten Werkstück 70 positioniert
wurden, wird das Werkstück 70 aufgenommen.
Zunächst
wird die Vakuumpumpe 63 (6) in Betrieb
gesetzt und das Ventil 65 der jeweiligen Druckübertragungselemente 62 ist geschlossen.
Dann wird das Ventil 65 der jeweiligen Druckübertragungselemente 62 betätigt, so
dass es öffnet,
um das Werkstück 70 aufzunehmen.
Dabei wird der Druck innerhalb eines jeden Kissens 57,
das über
das Druckübertragungselement 62,
das Rohr 60 und den rohrförmigen Körper 56 mit der Vakuumpumpe 63 verbunden
ist, zur Erzeugung einer Saugkraft gesenkt. Da jedes Kissen 57,
wie in den 5 und 13 zu
sehen ist, mit dem jeweiligen bearbeiteten Werkstück 70 in
Anschlag gefahren wird, entsteht zwischen dem Kissen 57 und
dem Werkstück 70 eine Saugkraft,
mit der das Werkstück 70 aufgenommen wird.
In diesem Zusammenhang kann es bei mehreren Kissen 57 einer
Gruppe 550 von Aufnahmesets, wie in 11 zu
sehen ist, Kissen 57 geben, die am Werkstück 70 ganzflächig in
Anlage sind, – das
sind die in der Figur gekennzeichneten Kissen 57 – oder Kissen 57 geben,
die vom Werkstück 70 überstehen – die entweder
gar nicht oder nur teilweise an dem Werkstück 70 anliegen, wobei
diese in der Figur nicht gekennzeichnet sind. Das heißt, dass
in jedem Kissen 57 die Saugkraft getrennt erzeugt wird.
Daher wird die Saugkraft zum Ansaugen des Werkstücks 70 nicht wirksam
in dem Kissen 57 erzeugt, das über das Werkstück 70 hinausragt,
sondern, unabhängig von
dem Kissen 57, das über
das Werkstück 70 hinausragt,
in dem Kissen 57, das ganzflächig am Werkstück 70 positioniert
ist, wobei die Luftdichtheit zwischen dem Kissen 57 und
dem Werkstück 70 aufrechterhalten
bleibt und die Saugkraft wirksam erzeugt wird. Daher kann, selbst
wenn nicht alle Kissen 57 der Gruppe 550 von Aufnahmesets
ganzflächig am
Werkstück 70 anliegen,
die Saugkraft, die erforderlich ist, um das Werkstück 70 zuverlässig aufzunehmen,
erzielt werden. Daher wird auch dann, wenn das Werkstück eine
geringere Breite als die Gruppe 550 von Aufnahmesets oder
eine dünne
und komplizierte Form aufweist, die Saugkraft wirksam erzeugt werden,
so dass das Werkstück
problemlos aufgenommen werden kann. Dies ist sehr vorteilhaft. Ist das
Werkstück
aufgenommen worden, so wird das Ventil 65 derart betätigt, dass
es in dem Druckübertragungselement 62,
das den Kissen 57 entspricht, die über das Werkstück 70 hinausragen,
schließt. Dadurch
wird dem Kissen 57, das an dem Werkstück 70 keine wirksame
Saugkraft erzeugt, keine überflüssige Saugkraft
verliehen, so dass diese Energie eingespart werden kann. Weiterhin
kann dadurch das Kissen 57, das über das Werkstück 70 hinausragt, vorteilhafterweise
daran gehindert werden, etwas anderes als das aufzunehmende Werkstück 70 aufzunehmen,
wie zum Beispiel den Sortierkopf 5 und die anderen Werkstücke 70,
oder Staub.
-
Nachdem
das bearbeitete Werkstück 70 wie zuvor
erwähnt
aufgenommen wurde, wird die Seite des zweiten Gestells 29 gegenüber der
Seite des ersten Gestells 25 durch den Antrieb 32 für die Mutter nach
oben – in
die durch den Pfeil E in der Figur gekennzeichnete Richtung – angetrieben
und verfahren, so dass das aufgenommene bearbeitete Werkstück 70 auf
eine vorbestimmte Höhe
gebracht wird. Danach wird das Hängegestell 21 entlang
der Führungsschienen 11, 11 in
die durch den Pfeil B gekennzeichnete Richtung durch die Verfahreinheit 22 angetrieben
und verfahren, um den Palettierroboter 20 in einer gewünschten
Position zu stoppen (in der Position, die der Palette 10 des
Werkstückspeichers 9 entspricht,
auf die das aufgenommene bearbeitete Werkstück 70 in die durch
die Pfeile A und B gekennzeichnete Richtung abgelegt werden soll).
-
Danach
wird die Seite des ersten Gestells 25 gegenüber dem
Hängegestell 21 entlang
der Laufschiene 23 in die durch die Pfeile C und D gekennzeichnete
Richtung durch den Laufantrieb 26 derart angetrieben und
verfahren, dass das aufgenommene bearbeitete Werkstück 70 in
eine gewünschte
Position – in
eine Position praktisch direkt oberhalb der Position, in der das
bearbeitete Werkstück 70 auf
die Palette 10 abgesetzt werden soll – gebracht wird. Dann wird
die Seite des ersten Gestells 25 gestoppt und positioniert.
Ferner wird durch den Drehantrieb 36 die Achse 33 gegenüber dem
zweiten Gestell 29 in die durch die Pfeile R1 und R2 in
der Figur gekennzeichnete Richtung angetrieben und in Drehung versetzt,
wobei die Drehachse CT1 das Zentrum bildet, und die Seite des Hängegestells 35 wird
in die durch die Pfeile R1 und R2 in der Figur gekennzeichnete Richtung
derart angetrieben und in Drehung versetzt, dass das aufgenommene
bearbeitete Werkstück 70 in
eine gewünschte
Richtung gebracht wird.
-
Danach
wird die Seite des zweiten Gestells 29 gegenüber der
Seite des ersten Gestells 25 nach unten – in die
durch den Pfeil F in der Figur gekennzeichnete Richtung – durch
die Antriebseinheit 32 für die Mutter derart angetrieben
und verfahren, dass das aufgenommene bearbeitete Werkstück 70 auf die
Palette 10 abgesetzt wird. Ferner wird die Seite des zweiten
Gestells 29 gegenüber
der Seite des ersten Gestells 25 derart nach unten angetrieben
und verfahren, dass das aufgenommene Werkstück 70 noch weiter
nach unten gebracht wird. Dann wird das Werkstück 70 in eine vorbestimmte
Position auf die Palette 10 – auf den bereits aufgestapelten,
in der Figur dargestellten Werkstückstapel 700 oder
aber direkt auf den Boden der Palette 10 – abgelegt,
wie dies in 12, in der die Gruppe 550 von
Aufnahmesets und das vereinfacht dargestellte Kopfgestell 51 der
Einfachheit halber nur auf der Seite des Palettierroboters 20 dargestellt
sind, oder in 14, in der das Schutzelement 59 für das Kissen
und dgl. weggelassen wurden, zu sehen ist. Nach dem Ablegen des
Werkstücks
wird das Ventil 25 der jeweiligen Druckübertragungselemente 62 geschlossen,
um die zwischen den jeweiligen Kissen 57 und dem Werkstück 70 bestehende
Saugkraft zu lösen
und das Werkstück 70 freizugeben.
Dann wird das aufgenommene und gehaltene Werkstück 70 auf den auf
der Palette 10 aufgestapelten Werkstückstapel 700 abgelegt.
-
In
diesem Zusammenhang kann, nachdem das aufgenommene, bearbeitete
Werkstück 70 auf die
Seite der Palette 10 abgelegt wurde, die Seite des zweiten
Gestells 29 gegenüber
der Seite des ersten Gestells 25 bis zu einem gewissen
Grade weiter nach unten angetrieben und verfahren werden. Wird die Seite
des zweiten Gestells 29 gegenüber der Seite des ersten Gestells 25 weiter
nach unten angetrieben und verfahren, nachdem das aufgenommene,
bearbeitete Werkstück 70 auf
die Seite der Palette 10 abgelegt wurde, so wird die mehrere
Aufnahmesets 55 tragende Kopfaufnahme 53 weiter
nach unten gebracht, wie dies in 14 zu
sehen ist, wobei die das Werkstück 70 aufnehmenden
Aufnahmesets 55 in der Mitte der Fig. zwei an der Zahl
sind. Da jedoch die Kopfaufnahme 53 relativ zu jedem Aufnahmeset 55, wie
oben erläutert,
nach unten verfahrbar ist, kann die Kopfaufnahme 53 durch
diese Aufnahmesets 55 ohne Vorsorge auch dann nach unten
gebracht werden, wenn jedes Aufnahmeset 55 am Werkstück 70 und
dgl. in Anschlag gefahren wurde und nicht weiter nach unten verfahren
wird und arretiert ist. Dann wird durch die Kopfaufnahme 53 und
dgl. auf das Aufnahmeset 55 keine unbeabsichtigte Kraft
ausgeübt.
Das heißt,
dass auch dann, wenn die Bewegung der Seite des zweiten Gestells 29 gegenüber der
Seite des ersten Gestells 25 nicht ganz korrekt ist, das
aufgenommene bearbeitete Werkstück 70 in
geeigneter Weise abgelegt werden kann. Dies ist sehr vorteilhaft.
Da mehrere Werkstücke 70 im Allgemeinen
aufgestapelt und als Werkstückstapel 700 auf
die Palette 10 gesetzt werden, ist die Position, in der
das darauf abzulegende Werkstück 70 gebracht
werden muss (die Höhe),
je nach der Höhe
des bereits bestehenden Werkstückstapels 70 unterschiedlich.
Selbst wenn jedoch die Bewegung der Seite des zweiten Gestells 29 gegenüber der
Seite des ersten Gestells 25 in dem zuvor erwähnten Palettierroboter 20 der
vorliegenden Ausführungsform
nicht ganz korrekt ist, so kann doch das aufgenommene Werkstück 70 in
einer vorbestimmten Position (Höhe)
abgesetzt und freigegeben werden. Selbst wenn also die Bewegung
des Werkstücks 70 in
vertikaler Richtung bei seiner Abwärtsbewegung beispielsweise
immer konstant eingestellt ist, so kann doch das Ablegen und Freigeben des
Werkstücks 70 in
der Höhe
fallspezifisch variiert werden. Auf diese Weise wird die Steuerung
der Bewegung in vertikaler Richtung vorteilhaft vereinfacht.
-
Wenn
das bearbeitete Werkstück 70 abgelegt
und freigegeben wurde, werden die gehaltenen Werkstücke 70 abgelegt
und freigegeben, so dass neben den bereits bestehenden Werkstückstapeln 700 die
Werkstückstapel 700 aufgebaut
werden, wie dies in den 12 und 14 beispielsweise
zu sehen ist, da viele Werkstücke
unter Ausnutzung des begrenzten Platzes auf der Palette 10 sortiert
werden müssen.
In diesem Beispiel besteht neben dem bereits bestehenden Werkstückstapel 700 ein
weiterer Werkstückstapel 700,
der höher
ist als die Ablegeposition zum Ablegen des aufgenommenen Werkstücks 70 (Höhe) direkt
unterhalb der das Werkstück 70 nicht
aufnehmenden Aufnahmesets 55; dabei handelt es sich um
die beiden Aufnahmesets 55 auf der linken Seite der 14.
Wenn das aufgenommene Werkstück 70 nach
unten gebracht wird, wird daher zunächst das Aufnahmeset 55,
das das Werkstück 70 nicht
aufnimmt – das
sind die beiden Aufnahmesets 55 auf der linken Seite der 14 – an der
Oberseite eines anderen Werkstückstapels 700 in
Anschlag gefahren. Wird jedoch das Werkstück 70 weiter so nach
unten bewegt, so bleiben nur die am Werkstückstapel 700 in Anschlag
gebrachten Aufnahmesets 55 in Anschlag und werden relativ
zur Kopfaufnahme 53 nach oben verschoben. Dies deshalb,
weil jedes Aufnahmeset 55 in vertikaler Richtung relativ
zur Kopfaufnahme 53 in einer Gruppe 550 von Aufnahmesets
frei beweglich ist.
-
Daher
hindert das gegen das Werkstück
in Anschlag gefahrene Aufnahmeset 55 die Abwärtsbewegung
der Seite der Kopfaufnahme 53 nicht. Von der Seite der
Kopfaufnahme 53 wird im Gegenteil auf diese Aufnahmesets 55 keine
unbeabsichtigte Kraft aufgebracht. Auch werden die das Werkstück 70 aufnehmenden
Aufnahmesets 55 ungehindert nach unten gefahren und das
Werkstück 70 kann
in eine vorbestimmte Ablegeposition abgelegt und freigegeben werden.
Das Werkstück 70 kann
dann auch bei geringem zur Verfügung
stehenden Platz in geeigneter Weise abgelegt werden.
-
Die
Funktion des Schutzelements 59 für das Kissen in jedem Aufnahmeset 55 besteht
darin, bei der Erzeugung der Saugkraft im Kissen 57 zu
verhindern, dass unbeabsichtigt Staub von außen eingebracht wird, sowie
eine Beschädigung
durch das Zusammenstoßen
von mehreren Kissen 57 in der Gruppe 550 von Aufnahmesets
zu verhindern. Nachdem die Position der jeweiligen Aufnahmesets 55 in
der Gruppe 550 von Aufnahmesets, wie in der 14 zu sehen
ist, in vertikaler Richtung verschoben wird, fährt das Aufnahmeset 55,
das gegenüber
der Kopfaufnahme 53 nach oben fährt, indem die Seite der Kopfaufnahme 53 gehoben
wird, durch das Eigengewicht nach unten – kann aber auch unter Verwendung
einer Schraube oder dgl. nach unten gebracht werden – so dass
alle Aufnahmesets 55, wie in 6 zu sehen
ist, sich auf gleicher Höhe
befinden. In diesem Zusammenhang hat das Schutzelement 59 für die nebeneinander
angeordneten Kissen 57 den sich verjüngenden Teil 59a oben.
Werden nun die nebeneinander angeordneten Schutzelemente 59, 59 in vertikaler
Richtung verschoben und dann wieder auf gleiche Höhe gebracht,
kommt das untere Ende des von oben nach unten fahrenden Schutzelements 59 an
dem sich verjüngenden
Teil 59a des unteren benachbarten Schutzelements 59 in
Anschlag, bevor es entlang dieser Verjüngung nach unten gleitet. Somit kann
in vorteilhafter Weise verhindert werden, dass sich die Schutzelemente 59, 59 verheddern.
-
Dann
wird der Palettierroboter 20 gemäß eines dem eingangs erwähnten ähnlichen
Ablaufs in die durch den Pfeil A gekennzeichnete Richtung bis zum
Sortierkopf 5 verfahren und bewegt, wo er das als nächstes zu
haltende Werkstück
abliefert. Die vier Gruppen 550 von Aufnahmesets werden
positioniert, wobei das jeweilige bearbeitete Werkstück 70 am Sortierkopf 5 durch
die Bewegung und Positionierung des ersten Gestells 25 gegenüber dem
Hängegestell 21 in
die durch die Pfeile C und D gekennzeichnete Richtung, (a) durch
die Drehung und Positionierung des Hängegestells 35, (b)
durch die Drehung und Positionierung des Arms 47 und (c)
durch die Verschiebung und Positionierung des Kopfgestells 51,
angebracht wird. Indem die Seite des zweiten Gestells 29 gegenüber dem
ersten Gestell 25 nach unten gebracht wird, werden mehrere
Kissen 57 einer jeden Gruppe 550 von Aufnahmesets
gegen das betreffende Werkstück
in Anschlag gefahren. Daraufhin wird das Werkstück durch diese Kissen 57 aufgenommen. Indem
die Seite des zweiten Gestells 29 gegenüber dem ersten Gestell 25 angehoben
wird, wird der Palettierroboter 20 in die durch den Pfeil
B gekennzeichnete Richtung zum Werkstückspeicher 9 bewegt
und gefahren. Das durch die Drehung und Positionierung des ersten
Gestells 25 gegenüber
dem Hängegestell 21 in
die durch die Pfeile C und D gekennzeichnete Richtung und durch
die Drehung und Positionierung der Seite des Hängegestells 35 aufgenommene
und gehaltene Werkstück
wird so verstellt, dass es in die Position gebracht werden kann,
in der es auf die Palette 10 des Werkstückspeichers 9 abgelegt
werden kann. Indem die Seite des zweiten Gestells 29 gegenüber dem
ersten Gestell 25 nach unten gebracht wird, wird das aufgenommene
Werkstück
in die Ablegeposition gebracht und die Kissen 57 geben
das Werkstück
frei. Dann ist die Zuführung
des Werkstücks
beendet. Durch die wiederholte Ausführung einer Abfolge derartiger
Vorgänge
werden die nacheinander auf einem Sortierkopf 5 angebrachten
bearbeiteten Werkstücke 70 nacheinander
aufgenommen und gehalten, so dass sie auf die Palette 10 des
jeweiligen Werkstückspeichers 9 abgelegt
und dann freigegeben werden.
-
Wie
bereits erwähnt,
sind in dem Palettierroboter 20 der vorliegenden Ausführungsform
mehrere Gruppen 550 von Aufnahmesets vorgesehen, die jeweils
in der horizontalen zweidimensionalen Richtung (a) durch Drehung
und Positionierung des Hängegestells 35,
(b) durch Drehung und Positionierung des Arms 47 und (c)
durch die Verschiebung und Positionierung des Kopfgestells 51 verfahrbar
und positionierbar sind. Daher kann jede Gruppe 550 von
Aufnahmesets in geeigneter Weise gegenüber dem eine komplizierte Form
aufweisenden Werkstück
positioniert werden, so dass das Werkstück problemlos aufgenommen und
gehalten werden kann. Zudem besteht jede Gruppe 550 von
Aufnahmesets aus mehreren Aufnahmesets 55, deren Kissen 57 aneinander angrenzen.
Somit wird die Saugkraft einzeln in den Kissen 57 der jeweiligen
Aufnahmesets 55 erzeugt. Selbst wenn also manche Kissen 57 der
Gruppe von Aufnahmesets 55 nicht mit dem Werkstück in Anlage sind,
so kann doch das Werkstück
in geeigneter Weise durch die übrigen
Kissen 57 aufgenommen werden. Somit kann auch ein kompliziertes,
dünnes Werkstück, dessen
Breite geringer ist als die der Gruppe 550 von Aufnahmesets
zum Beispiel, aufgenommen werden, was sehr vorteilhaft ist.
-
In
der oben erwähnten
Ausführungsform sind
der rohrförmige
Körper 56 und
das Kissen 57 fest mit dem Aufnahmeset 55 verbunden.
Als anderes Beispiel können
jedoch der rohrförmige
Körper 56 und
das Kissen 57 über
ein nicht dargestelltes Universalgelenk oder dgl. verbunden sein,
so dass das Kissen 57 gegenüber dem rohrförmigen Körper 56 in alle
Richtungen gedreht werden kann, so zum Beispiel in die durch die
in der rechten Ecke der 11 eingezeichneten
Pfeile M1, M2, M3 oder M4 angegebenen Richtungen. Selbst bei einem
Werkstück
mit einem durch Pressen oder dgl. geformten unregelmäßigen Teil
werden die Kissen 57 an die Fläche des unregelmäßigen Teils
dadurch angepasst, dass jedes Kissen 57 in geeigneter Weise
gedreht wird. So kann zwischen dem Kissen 57 und dem Werkstück eine
wirksame Saugkraft erzeugt werden. Somit kann das einen unregelmäßigen Teil
aufweisende Werkstück
aufgenommen und gehalten werden.
-
In
der eingangs erwähnten
Ausführungsform ist
die Gruppe 550 von Aufnahmesets in einer horizontalen zweidimensionalen
Richtung durch die sich in horizontaler Richtung bewegende Struktur
bestehend aus der Achse 33, dem Hängegestell 35, dem Drehantrieb 36,
dem Arm 47, dem Antriebsmotor 49, dem Kopfgestell 51,
dem Gleitantrieb 52 und dgl. verfahr- und positionierbar. Die sich in horizontaler
Richtung bewegende Struktur kann jedoch auch eine andere Struktur
aufweisen. So kann beispielsweise an dem zweiten Gestell 29 oder
dgl. ein Arm, der an mehreren Teilen ein flexibles Gelenk aufweist,
vorgesehen sein, so dass die Gruppe von 550 Aufnahmesets
an das obere Ende dieses Arms angebracht wird.
-
In
der oben erwähnten
Ausführungsform
ist zudem der rohrförmige
Körper 56 im
Aufnahmeset 55 das das Kissen 57 verbindende und
tragende Element, wobei er gegenüber
der Kopfaufnahme 53 in vertikaler Richtung verfahrbar ist;
er ist auch das Aufnahmemittel zur Übertragung des Druckabbaus
von der Seite der Vakuumpumpe 63 auf die Kissen 57. Als
weiteres Beispiel kann anstelle des rohrförmigen Körpers 56 auch das
nicht als Aufnahmemittel dienende stabförmige Gleitelement verwendet
werden, und das aus einem Rohr oder dgl. bestehende Aufnahmemittel,
das mit der Seite der Vakuumpumpe 63 verbunden ist, kann
direkt mit dem mit dem Gleitelement verbundenen Kissen 57 verbunden
werden.
-
In
den jeweiligen Ausführungsformen
findet der Aufnahmekopf in dem Laserbearbeitungszentrum Anwendung.
Der erfindungsgemäße Aufnahmekopf
ist jedoch nicht auf ein Laserbearbeitungszentrum beschränkt, sondern
kann auch in anderen Werkzeugmaschinen verwendet werden.
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Die
vorliegende Erfindung wird anhand der hier angegebenen Ausführungsformen
erläutert.
Die in der vorliegenden Beschreibung beschriebenen Ausführungsformen
sind nicht als abschließende Aufzählung zu
verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter. Der
Schutzumfang der Erfindung wird durch die beigefügten Ansprüche definiert und ist nicht
auf die Beschreibung der spezifischen Ausführungsformen beschränkt. Entsprechend
sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung alle unter die Ansprüche fallenden Änderungen
und Veränderungen
möglich.