DE9102721U1

DE9102721U1 - Aufnahmevorrichtung für Werkstücke in einer Transferstraße

Info

Publication number: DE9102721U1
Application number: DE9102721U
Authority: DE
Original assignee: KUKA Schweissanlagen und Roboter GmbH
Current assignee: KUKA Systems GmbH
Priority date: 1991-03-07
Filing date: 1991-03-07
Publication date: 1991-05-23
Anticipated expiration: 2001-03-08

Description

BESCHREIBUNG

Aufnahmevorrichtung für Werkstücke in einer Transferstraße

Die Erfindung betrifft eine Aufnahmevorrichtung für Werkstücke in einer Transferstraße mit mehreren Bearbeitungsstationen und den Merkmalen im Oberbegriff des Hauptanspruches.

Derartige Aufnahmevorrichtungen sind in der Praxis bekannt. Sie dienen in den Bearbeitungsstationen zum Abheben des Werkstückes von der Fördervorrichtung, insbesondere einem sogenannten Shuttle. Sie bringen dann das Werkstück in eine definierte Bearbeitungsposition und halten es dort fest. Dies kann durch eine Senkbewegung der Fördervorrichtung oder durch eine aktive Hebebewegung der Aufnahmevorrichtung geschehen. Die Aufnahmevorrichtungen besitzen Aufnahmen, mit denen sie das Werkstück an vorbestimmten Stellen fassen können. Die Aufnahmen sind entsprechend der Werkstückabmessungen ausgerichtet und starr an der Aufnahmevorrichtung angeordnet.

Die vorbekannten Aufnahmevorrichtungen machen Probleme bei der Bearbeitung unterschiedlicher Werkstücke in der Transferstraße. Sie erfordern eine Anpassung auf der Werkstückseite, indem alle Werkstücke die gleiche Zahl, Gestaltung und Anordnung der Aufnahmestellen aufweisen. Dies bedeutet nicht nur eine konstruktive Einschränkung bei der Werkstückgestaltung, was auch zu Funktionsproblemen führen kann.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Aufnahmevorrichtung aufzuzeigen, die den Werkstückwechsel vereinfacht. Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen im Hauptanspruch.

Bei der erfindungsgemäßen Aufnahmevorrichtung besitzen die Aufnahmen mindestens eine zusätzliche Bewegungsachse in der Werkstückebene. Die Aufnahmen können damit gegenüber dem Werkstück verschwenkt und/oder verschoben werden. Bei einem Werkstückwechsel werden dann die Aufnahmen verstellt. Die Werkstücke können dann Aufnahmestellen an beliebigen Punkten aufweisen und lassen sich entsprechend freier gestalten.

Die Aufnahmen sitzen auf einem Träger mit ein oder mehreren Bewegungsachsen in Form von Schwenkarmen, einfachen Schlitten, Kreuzschlitten oder dergleichen. Auch sind Kombinationen der verschiedenen Trägerformen möglich.

Die Träger können hinsichtlich ihrer Achsen, deren Kinematik und ihrer Antriebe variieren. Vorzugsweise sind sie für jede ihrer Bewegungsachsen mit einem Antrieb versehen. Für eine automatische Umrüstung auf andere Werkstücke können die Antriebe mit den Aufnahmen andere Aufnahmestellen an diesen Werkstücken anfahren.

Die Antriebe können hierzu als gesteuerte Positxonierantriebe ausgebildet sein, die selbsttätig vorgegebene neue Positionen anfahren. Die Steuerung kann hierbei einfach, z.B. als Anschlagsteuerung für einen Zylinder mit zwei Endlagen, oder komplizierter, z.B. als Wegesteuerung mit Geber für beliebige Zwischenstellungen, ausgebildet sein.

Für eine maximale Automatisierung sind die Antriebe direkt mit der Prozeßsteuerung der Transferstraße verbunden und werden hierdurch von zentraler Stelle zusammen mit den Bearbeitungsstationen direkt umgestellt.

Die Aufnahmen sind vorzugsweise als selbstzentrierende Indexkegel ausgebildet, die in entsprechende ringförmige Aufnahmestellen am Werkstück greifen. Durch die Selbstzentrierung können die Aufnahmen und Träger gewisse Positionstoleranzen haben. Bei freigegebenen Antrieben ziehen sich die Aufnahmen beim Eingriff mit dem Werkstück dann selbsttätig in die richtige Position und werden anschließend verriegelt. Auf diesem Wege kann auch eine Online-Programmierung mit Hilfe weggesteuerter Positionierantriebe erfolgen.

In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise und schematisch dargestellt. Sie zeigt eine schematische Draufsicht auf einen Ausschnitt einer Transferstraße mit mehreren Bearbeitungsstationen.

Die Transferstraße (3) besitzt eine Reihe hintereinander angeordneter Bearbeitungsstationen (4), in denen Bearbeitungsvorrichtungen (6), vorzugsweise Industrieroboter, angeordnet sind, die unterschiedliche Bearbeitungsvorgänge an den Werkstücken (2) ausführen. Die Werkstücke (2), hier in Form von Bodenblechen einer Fahrzeugkarosserie, sind auf einer Fördervorrichtung (5) angeordnet, die die verschiedenen Bearbeitungsstationen (4) miteinander verbindet. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Fördervorrichtung als taktgesteuertes Shuttle ausgebildet. Das Shuttle greift zum Transport alle Werkstücke (2) und befördert sie um jeweils eine Station (4) weiter.

Für die Bearbeitung werden die Werkstücke (2) in den Stationen (4) von der Fördervorrichtung (5) abgehoben und in eine Bearbeitungsposition gebracht. Hier werden sie durch Aufnahmevorrichtungen (1) in einer definierten Position gegenüber den Bearbeitungsvorrichtungen (6) gehalten. Die Aufnahmevorrichtungen (1) besitzen jeweils eine oder mehrere Aufnahmen (7), mit denen sie das Werkstück (2) fassen, vorzugsweise untergreifen. Dann wird das Werkstück (2) von der Fördervorrichtung (5) gelöst. Bei einem Shuttle geschieht dies durch Absenken und Rücklauf des Shuttlebalkens. Alternativ können die Aufnahmevorrichtungen (1) auch ihrerseits gegenüber der Fördervorrichtung (5) höhenbeweglich sein.

Die Aufnahmen (7) befinden sich jeweils auf einem Träger (8), der in der Werkstückebene um mindestens eine Achse beweglich gelagert und angetrieben (11) ist. Die Bewegungsachsen können rotatorische und/oder translatorische Achsen sein. Im gezeigten Ausführungsbeispiel lassen sich die Aufnahmen (7) an unterschiedliche Stellen in der Horizontalebene bewegen. Sie können damit auf unterschiedliche Positionen der Aufnahmestellen am Werkstück (2) eingestellt werden.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind in jeder Bearbeitungsstation (4) jeweils vier Aufnahmevorrichtungen (1) in Paaren beidseits der Fördervorrichtung (5) angeordnet. Bei dem in der Zeichnung oberen Vorrichtungspaar sind die Aufnahmen (7) jeweils dreiachsig beweglich. Der Träger (8) besteht dazu aus einem Schwenkarm (10), der am einen Ende die Aufnahme (7) trägt und am anderen um eine vertikale Achse drehbar gelagert ist. In der Zeichnung ist dies die senkrecht auf der Zeichnungsebene stehende Achse. Der Träger (8) weist im weiteren noch einen Kreuzschlitten (9) auf, der auf dem vertikalen Gestell (12) der Aufnahmevorrichtung (1) um die beiden Achsen in der Horizontalebene verfahrbar ist. Der

Schlitten (9) und der Schwenkarm (10) weisen für jede Achse einen Antrieb (11) auf.

Das in der Zeichnung unten liegende Paar von Aufnahmevorrichtungen (1) besitzt jeweils einen einachsigen Träger (8) in Form eines einfachen Schlittens (9) mit Antrieb (11). Der Schlitten (9) ist längs der Achse der Fördervorrichtung (5) beweglich. Alternativ können auch die unteren Aufnahmevorrichtungen zwei oder mehr Bewegungsachsen aufweisen. Der Träger (8) kann auch nur aus einem Kreuzschlitten (9) oder nur einem Schwenkarm (10) bestehen.

Die Antriebe (11) sind als gesteuerte Positionierantriebe ausgebildet. In der einfachen Ausführungsform ist eine Endlagensteuerung mit Anschlägen vorgesehen. In einer höheren Entwicklungsstufe können die Antriebe auch beliebige Zwischenstellungen anfahren und sind hierzu mit einer Wegmessung ausgerüstet.

Für die Aufnahmevorrichtungen (1) kann eine eigenständige Steuerung vorhanden sein. Vorzugsweise sind aber die Antriebe (11) über Leitungen (14) mit der Prozeßsteuerung (13) der Transferstraße (3) verbunden. Dies ermöglicht einen flexiblen Betrieb der Transferstraße (3) mit zentraler Umrüstung der Bearbeitungsstationen (4) und der Aufnahmevorrichtungen (1) auf andere Werkstücke (2). Hierdurch können beispielsweise Bodengruppen verschiedener Fahrzeugtypen im freien Mix in der Transferstraße (3) bearbeitet werden.

Die Werkstücke (2) können hinsichtlich ihrer Abmessungen und der Position ihrer Aufnahmestellen erheblich voneinander abweichen. Bei einer Umrüstung werden die Antriebe (11) der Aufnahmevorrichtung (1) betätigt und hierdurch die Aufnahmen (7) automatisch gesteuert in die vorbekannte Position gegenüber den Aufnahmestellen des

neuen Werkstückes (2) gebracht.

Die Aufnahmen (7) sind beispielsweise als aufragende Indexkegel (nicht dargestellt) ausgebildet und greifen in ringförmige Aufnahmestellen an den Werkstücken (2). Die Indexe haben durch die Kegelform eine selbstzentrierende Funktion und ziehen das Werkstück (2) beim Lösen von der Fördervorrichtung (5) selbsttätig in die richtige Position. Hierzu können die Aufnahmen (7) mit arretierbaren Antrieben (11) fest vorpositioniert werden. Je nach erforderlicher Positioniergenauigkeit und gegebenenfalls auch Anzahl der Aufnahmestellen bzw. Aufnahmen (7) können einzelne Antriebe (11) auch freigegeben sein. Die Aufnahmen (7) sind dann nur lose vorpositioniert und ziehen sich beim Eingriff mit den Aufnahmestellen am Werkstück (2) selbsttätig in die richtige Position und werden dort arretiert.

Zum Einrichten der Transferstraße (3) und der Aufnahmevorrichtungen (1) auf einen neuen Werkstücktyp werden die Aufnahmen manuell gesteuert in Position unter die Aufnahmestellen gebracht. Nach Übernahme des Werkstückes (2) kann dieses dann unter Mitnahme der Aufnahmen (7) in die Sollstellung gebracht werden. Über die Wegmessung ergeben sich die Sollpositionen der Antriebe (11), die dann erfaßt und in der Steuerung abgespeichert werden.

Abwandlungen des gezeigten Auführungsbeispiels sind in verschiedener Hinsicht möglich. Zum einen können die Aufnahmen (7) unterschiedlich ausgebildet sein und beispielsweise bei entsprechender Umgestaltung der Träger (8) und der Antriebe (11) das Werkstück auch von oben und/oder von der Seite fassen. Ferner kann auch die Zahl und Anordnung der Aufnahmevorrichtungen (1) variieren, indem z.B. drei statt vier Vorrichtungen beidseits der Fördervorrichtung verteilt angeordnet sind. Diese Variationen können auch von Station (4) zu Station (4)

vorhanden sein. Anstelle eines Shuttles kann die Fördervorrichtung (5) auch als durchgehende Schleppbahn in Form eines Kettenzugs oder in sonstig beliebig anderer Weise ausgebildet sein. Die Aufnahmevorrichtungen (I) können gestellseitig auch noch zusätzliche Bewegungsachsen aufweisen. Sie lassen sich hierdurch beispielsweise aus der gezeigten Übernahmeposition in eine seitlich versetzte Bearbeitungsposition unter Mitnahme des Werkstücks (2) verfahren. Gegebenenfalls kann diese Bewegung auch mit den Trägern (8) durchgeführt werden.

STÜCKLISTE

1 Aufnahmevorrichtung

2 Werkstück, Bodenblech

3 Transferstraße

4 Bearbeitungsstation, Station

5 Fördervorrichtung, Shuttle

6 Bearbeitungsvorrichtung, Roboter

7 Aufnahme, Indexkegel

8 Träger

9 Schlitten, Kreuzschlitten

10 Schwenkarm

11 Antrieb

12 Gestell

13 Prozeßsteuerung

14 Leitung

Claims

SCHUTZANSPRÜCHE

1.) Aufnahmevorrichtung für Werkstücke in einer Transferstraße mit mehreren Bearbeitungsstationen, die durch eine gemeinsame Fördervorrichtung für die Werkstücke, insbesondere ein Shuttle, verbunden sind, wobei die Aufnahmevorrichtung und die Fördervorrichtung gegeneinander höhenverstellbar sind und die Aufnahmevorrichtung mit mindestens einer Aufnahme das Werkstücks faßt und von der Fördervorrichtung in die Bearbeitungsposition abhebt, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme (7) auf einem Träger (8) angeordnet ist, der um mindestens eine zusätzliche Achse in der Werkstückebene beweglich gelagert und angetrieben (11) ist.

2.) Aufnahmevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (8) als Schlitten (9) mit ein oder mehreren Bewegungsachsen ausgebildet ist.

3.) Aufnahmevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (8) als Schwenkarm (10) ausgebildet ist.

4.) Aufnahmevorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkarm (10) auf einem ein- oder mehrachsigen Schlitten (9) angeordnet ist.

5.) Aufnahmevorrichtung nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Bearbeitungsstation (4) drei oder mehr Aufnahmevorrichtungen (1) verteilt beidseits der Fördervorrichtung (5) angeordnet sind.

6.) Aufnahmevorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmevorrichtung(en) (1) auf der einen Seite der Fördervorrichtung (5) einen Träger (8) mit einem zweiachsigen Schlitten (9) und einem Schwenkarm (10) und die auf der anderen Seite einen Träger (8) mit einem einachsigen Schlitten (9) aufweisen.

7.) Aufnahmevorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme (7) als selbstzentrierender Indexkegel ausgebildet ist.

8.) Aufnahmevorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebe (11) der Träger (8) als gesteuerte Positionierantriebe ausgebildet sind.

9.) Aufnahmevorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebe (11) mit der Prozeßsteuerung (13) der Transferstraße (3) verbunden sind.