EP1280622B1

EP1280622B1 - Transfereinrichtung und verfahren zur steuerung einer transfereinrichtung

Info

Publication number: EP1280622B1
Application number: EP00953074A
Authority: EP
Inventors: Hermann Hagel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-05-12
Filing date: 2000-07-19
Publication date: 2004-10-06
Anticipated expiration: 2020-07-19
Also published as: CA2414728C; US6826944B1; DE10023241C2; WO2001087512A1; DE10023241A1; ATE278488T1; DE50008163D1; CA2414728A1; EP1280622A1

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft eine Transfereinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zur Steuerung einer Transfereinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 6.

Insbesondere für die Massenfertigung von Stanz- oder Pressteilen ist es bekannt, mehrstufige Pressen zu verwenden, bei denen ein Werkstück der Reihe nach durch einzelne Stationen der Presse bewegt wird, an denen eine bestimmte Bearbeitung erfolgt. Durch sogenannte Transfereinrichtungen werden während des Öffnungshubes der Presse die Werkstücke an sämtlichen Stationen der Presse ergriffen, angehoben und um jeweils eine Station weiter transportiert. Dementsprechend ist es für eine Transfereinrichtung erforderlich, eine Bewegung der Werkstücke in drei üblicherweise aufeinander senkrechten Bewegungsrichtungen auszuführen. Ausgehend von einer geöffneten Stellung, in der sich die Transfereinrichtung befindet, wenn der Pressenhub gerade beendet ist, muss die Transfereinrichtung schließen. Dies bedeutet üblicherweise, dass von beiden Seiten der Werkstücke her sogenannte Greiferschienen, die sich in Werkstück-Durchlaufrichtung erstrecken, zu den Werkstücken bewegt werden, und Eingriffsfinger, die üblicherweise an den Greiferschienen vorgesehen sind, die Werkstücke ergreifen. Nachfolgend werden die Greiferschienen und damit die Werkstücke angehoben, um sie von den Bearbeitungswerkzeugen außer Eingriff zu bringen. Daraufhin erfolgt der Vorschub sämtlicher Werkstücke in der Durchlaufrichtung der Presse. Sobald sämtliche Werkstücke die jeweils nächste Bearbeitungsstation erreicht haben, werden die Greiferschienen und damit die Werkstücke abgesenkt. Schließlich öffnen die Greiferschienen und kehren durch eine Bewegung entgegen der Vorschubrichtung zu ihrer Ausgangsposition zurück, so dass nach Beendigung des Pressenhubes ein erneuter Weitertransport sämtlicher Werkstücke erfolgen kann.

Stand der Technik

Die US 5 307 666 offenbart eine Transfereinrichtung, bei der eine Bewegung mit lediglich zwei Achsen erfolgt. Die Werkstücke werden durch eine Aufeinanderzu-Bewegung der Greiferschienen ergriffen und durch eine Bewegung in Vorschubrichtung zur nächsten Station bewegt. Ein Anheben ist nicht vorgesehen.

Gemäß der US 5,586,464 werden die Werkstücke zusätzlich angehoben, wobei sowohl die Schließ- als auch Hebebewegung der Greiferschienen durch einen gemeinsamen Antrieb und mit Hilfe eines Nockenmechanismus bewerkstelligt werden.

Gemäß der US 5,423,202 erfolgt das Schließen und Anheben der Greiferschienen durch getrennte Antriebe. Jedoch befindet sich der Antrieb für das Schließen der Greiferschienen auf demjenigen Bauteil, das durch den Hebeantrieb angehoben wird. Dies hat den Nachteil, dass der Hebeantrieb vergleichsweise groß ausgelegt werden muss. Ferner werden die elektrischen Kabel und dergleichen, die zu dem Schließantrieb führen, während jeder Hebebewegung bewegt und unterliegen damit einem starken Verschleiß.

Diese Nachteile gelten in gleicher Weise für den Gegenstand der EP 0 701 872 A1, bei dem ebenfalls ein Hebeantrieb dafür vorgesehen ist, die Greiferschienen zusammen mit den Antrieben für die Schließbewegung anzuheben.

Gemäß der EP 0 849 015 A2 ist für die Bewegung in einer der beiden erforderlichen Richtungen eine Kugelrollspindel vorgesehen. Eine derartige Kugelrollspindel ist zum einen im Betrieb sehr geräusohintensiv. Zum anderen sind für die Drehung der Kugelspindel hohe Antriebsgeschwindigkeiten erforderlich, was eine aufwendige Gestaltung des Antriebs erfordert.

Diese Nachteile gelten ebenso für die Anordnung gemäß der DE 197 21 613 A1, bei der die Greiferschiene über Parallellenker gelagert ist, die auf einem Schlitten drehbar angebracht sind. Durch einen weiteren Schlitten mit einem Hebel, der auf einen der Parallellenker wirkt, wird über eine Mutter, die mit dem weiteren Schlitten verbunden ist, mittels der Drehung einer Spindel ein Anheben der Greiferschienen bewirkt.

Die JP-A-06031358 offenbart einen Antrieb eines Greifelements, der Zahnstangen und ritzel aufweist. Hierbei muss der Hebeantrieb in der Schließrichtung mit dem Schließantrieb mitbewegt werden. Ein Anheben erfolgt durch Bewegen des Hebeantriebs, der durch zusätzliche Zahnritzel und -stangen in geeigneter Weise mit dem Greifelement verbunden ist.

Die DE 39 33 775 A1 offenbart eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 6. Der Schließantrieb erfolgt von einer feststehenden Kurvenscheibe über ein geeignetes Kurbelgestänge. Der Hebeantrieb erfolgt ebenfalls von einer Kurvenscheibe über ein Hebelgestänge, das mit einer quer angeordneten Schiene verbunden ist. In der Schiene ist eine vertikale Führungssäule, an deren oberem Ende sich die Greifelemente befinden, verschiebbar gelagert.

Darstellung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Transfereinrichtung und ein Verfahren zum Steuern einer Transfereinrichtung zu schaffen, bei denen der Aufbau der Transfereinrichtung und insbesondere der erforderlichen Antriebe besonders einfach gestaltet werden kann.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Transfereinrichtung nach dem Patentanspruch 1.

Demzufolge ist zum einen ein Hebeantrieb zum Anheben der Greiferschiene, die allgemein als Greifer bezeichnet ist, vorgesehen. Zum anderen weist die erfindungsgemäße Transfereinrichtung einen Schließantrieb zum Verfahren des Greifers in seitlicher Richtung auf. Darüber hinaus ist eine Steuerung vorgesehen, die aufgrund der nachfolgend erläuterten, erfindungsgemäßen Verbindung der beiden Antriebe mit den jeweils zu bewegenden Elementen erforderlich ist.

Erfindungsgemäß sind nämlich beide Antriebe feststehend angebracht, so dass keiner der beiden Motoren so ausgelegt werden muss, dass er neben den zu bewegenden Teilen auch den jeweils anderen Antrieb bewegen muss. Insbesondere ist für den Hebeantrieb nicht erforderlich, dass er unter anderem den Schließantrieb anheben muss. Folglich können die Antriebe vergleichsweise klein und kompakt ausgelegt werden, was eine erste Vereinfachung der erfindungsgemäßen Transfereinrichtung und eine Verringerung der Herstellungskosten bedeutet. Darüber hinaus hat dieser Aufbau den Vorteil, dass elektrische Kabel und dergleichen, die zu den Antrieben führen, während des gewöhnlichen Betriebs nicht bewegt werden müssen, so dass sie nicht übermäßig verschleißfest ausgeführt werden müssen, was eine weitere Kosteneinsparung bedeutet.

Wie vorangehend ausgeführt wurde, ist es bei feststehenden Antrieben denkbar, dass der Eingriff mit den zu bewegenden Elementen über Kugelrollspindeln erfolgt, die jedoch bestimmte Nachteile aufweisen. Ferner ist es bekannt, die Übertragung der Drehbewegung eines Elektromotors in die translatorische Bewegung der Greiferschiene über Zahnstangen- und Zahnriemen zu realisieren. Derartige Riemen benötigen jedoch einen äußerst großen Querschnitt, damit sie keiner zu starken Dehnung bei Belastung unterliegen. Dies ist für eine ausreichend präzise Bewegung, ohne Gefahr von Schwingungen und dergleichen, erforderlich. Schließlich wäre es denkbar, den Hebeantrieb mittels eines Elements, das verschiebbar an einem Antriebselement des Motors vorgesehen ist, mit dem zu bewegenden Teil zu verbinden. In diesem Fall bleibt der Hebeantrieb auch während der Öffnungs- und Schließbewegung mit dem anzuhebenden Element in Eingriff. Auch eine derartige Konstruktion ist jedoch vergleichsweise komplex.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die beiden Antriebe ständig ausschließlich gelenkig mit den zu bewegenden Elementen in Eingriff sind. Es ist also keine zusätzliche Kugelrollspindel wie gemäß der DE 197 21 613 A1 vorgesehen. Vielmehr wird gemäß der Erfindung die Übertragung der Drehbewegung des Motors in eine translatorische Bewegung der zu bewegenden Elemente dadurch realisiert, dass ein vergleichsweise einfacher Hebel- und Laschenmechanismus vorgesehen ist, dessen Elemente ausschließlich gelenkig miteinander verbunden sind. Durch geeignete Führung der zu bewegenden Bauteile wird die erforderliche translatorische Bewegung realisiert. Die beschriebene ausschließlich gelenkige Anbindung des jeweiligen Antriebs an das zu bewegende Element ist vergleichsweise einfach zu realisieren und trägt weiter zur Vereinfachung der Konstruktion bei.

Es ist zu erwähnen, dass angesichts der beschriebenen Verbindung zwischen den beiden Antriebsmotoren und den zu bewegenden Elementen ein Ausgleich dahingehend erfolgen muss, dass sich die Greiferschiene beispielsweise nicht absenkt, wenn sie geöffnet wird. Aufgrund der Tatsache, dass ein beispielsweise vertikal anhebbar in einen Verfahrwagen geführter Stößel, der die Hebebewegung der Greiferschiene realisiert, sich beim Öffnen der Greiferschiene im abgesenkten Zustand befindet, und aufgrund des Umstandes, dass der Stößel mit dem Hebemotor ständig gelenkig in Eingriff ist, wird der Stößel bezüglich seines Antriebs beim Öffnen der Greiferschiene derart bewegt, dass die Verbindungslasche einen Abschnitt einer Kreisbahn beschreibt, so dass sich ihr vorderes Ende absenkt. Durch die erfindungsgemäß vorgesehene Steuerung kann in diesem Fall der Hebeantrieb mittels einer Bahnsteuerung derart betrieben werden, dass er die eigentlich auftretende Absenkbewegung des Stößels ausgleicht, den Stößel mit anderen Worten bezüglich des Verfahrwagens ein wenig anhebt, so dass die Greiferschiene, wie gewünscht, auf dem gleichen horizontalen Niveau bleibt. Folglich kann durch die Erfindung eine vergleichsweise einfach aufgebaute Transfereinrichtung realisiert werden, die gleichzeitig den Anforderungen gerecht wird. Im Übrigen kann der Grundgedanke der Erfindung darin gesehen werden, dass durch die vorangehend erläuterte Nachführung des einen Antriebs während der Bewegung des Greifers in der Bewegungsrichtung des anderen Antriebs eine feststehende Anbringung beider Antriebe ermöglicht wird. Die Übertragung der Bewegung des jeweiligen Antriebs zu dem zu bewegenden Element kann dabei auch in anderer Weise als oben ausgeführt bewerkstelligt werden.

Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.

Grundsätzlich ist die Art der Anbringung des Greifers bezüglich einer ortsfesten Basis beliebig. Es hat sich jedoch als vorteilhaft erwiesen, den Greifer in vertikaler Richtung anhebbar in einem seitlich verfahrbaren Verfahrwagen zu lagern. In diesem Fall ergibt sich beim Öffnen die oben geschilderte Ausgleichsbewegung.

Für den Betrieb der erfindungsgemäßen Transfereinrichtung bietet es nennenswerte Vorteile, wenn der Greifer bezüglich einer ortsfesten Basis federnd gelagert ist. Diese federnde Lagerung kann grundsätzlich unmittelbar an der Greiferschiene vorgesehen sein. Die federnde Lagerung kann jedoch auch zwischen einem ortsfesten Element, auf dem der Verfahrwagen geführt ist, und einer ortsfesten Basis erfolgen. Beispielsweise kann ein sogenannter Verstellwagen, der im gewöhnlichen Betrieb feststehend ist und auf dem der Verfahrwagen geführt ist, bezüglich der ortsfesten Basis federnd gelagert sein. Die federnde Lagerung erfolgt bevorzugt mittels einer vorgespannten Feder. Diese Art der Lagerung bietet den Vorteil, dass im Falle einer Störung eine geringere Belastung der Antriebe auftritt. Die Steuerung des Schließantriebs ist nämlich üblicherweise derart vorgesehen, dass dieser bahngesteuert ist. Wenn es nunmehr aus irgendeinem Grund zu einer Kollision kommt, beispielsweise weil ein Werkstück in der Presse falsch positioniert wird, erfasst die Steuerung die Tatsache, dass sich der Schließmotor nicht auf der programmierten Bahn im Hinblick auf die Geschwindigkeit befindet, was auftritt, wenn die Greiferschiene mit irgendeinem Element kollidiert. Wenn der Schließmotor das vorgesehene "Fenster" seiner Geschwindigkeitsbahn verlässt, wird er üblicherweise unmittelbar abgebremst, was eine hohe Belastung für die beteiligten Bauteile bedeutet. Wenn jedoch, wie bevorzugt vorgesehen, die Greiferschiene federnd gelagert ist, kann der Schließmotor über einen gewissen Zeitraum auf der vorgesehenen Bahn bleiben, weil die federnde Lagerung gewissermaßen die aufgrund einer Kollision verhinderte Bewegung der Greiferschiene übernimmt. Durch geeignete Erfassungsmechanismen, die den Fachleuten geläufig sind, kann die Tatsache erfasst werden, dass der Schließmotor aufgrund der Arbeit "gegen" die Feder mehr Kraft als gewöhnlich benötigt, was einen Störfall anzeigt. In dieser Situation ist es jedoch nicht unbedingt erforderlich, den Motor abrupt auf Geschwindigkeit Null abzubremsen, sondern aufgrund der federnden Lagerung kann die Abbremsung etwas sanfter und schonender erfolgen. Es sei erwähnt, dass alternativ oder zusätzlich ein berührungsloser Endschalter vorgesehen sein kann, um bei Erreichen einer bestimmten Verschiebung der federnden Lagerung den Motor anzuhalten, was jedoch ebenfalls vergleichsweise schonend erfolgen kann.

Wie bereits erwähnt wurde, wird im Rahmen der Erfindung bevorzugt, dass der sogenannte Verfahrwagen verfahrbar auf einem Verstellwagen gelagert ist, der seinerseits verstellbar an einer ortsfesten Basis vorgesehen ist. Durch den Verstellwagen kann die Position des (geschlossenen) Greifers bezüglich der Werkstücke eingestellt werden. Insbesondere kann in dem üblicherweise auftretenden Fall, dass die Werkstücke von zwei gegenüberliegenden Seiten von parallelen Greiferschienen gegriffen werden, der Abstand der Greiferschiene im Schließzustand eingestellt werden. Hierdurch kann die Transfereinrichtung in flexibler Art und Weise an unterschiedliche Werkstückabmessungen angepasst werden. Durch das Vorsehen eines Verstellwagens ist die erfindungsgemäße Transfereinrichtung flexibel einsetzbar. Darüber hinaus besteht weiterhin der Vorteil, dass Kabel und dergleichen, die zu den Antrieben führen, vergleichsweise selten, nämlich lediglich beim Verstellen des Verstellwagens, bewegt werden müssen und somit nicht unnötig robust ausgeführt werden müssen, wie es der Fall wäre, wenn die Kabel beim jedem Zyklus bewegt werden müssten.

Es wird ferner bevorzugt, dass dem Hebeantrieb ein Kraftausgleichsmechanismus zugeordnet wird. Der Kraftausgleichsmechanismus wirkt im Wesentlichen derart, dass er beim Anheben die Gewichtskraft aufnimmt, so dass der Hebemechanismus bezüglich der statischen Kräfte im Gleichgewicht ist und lediglich die dynamische Belastung, also im Wesentlichen die Überwindung der Trägheits- und Reibungskräfte, übernehmen muss. Darüber hinaus wird das Getriebe des Motors entsprechend entlastet. Folglich trägt der Kraftausgleichsmechanismus weiter zur Vereinfachung der Transfereinrichtung bei.

Die Lösung der oben genannten Aufgabe erfolgt ferner durch das im Anspruch 6 beschriebene Verfahren.

Demzufolge wird eine Transfereinrichtung mittels einer Steuerung derart betrieben, dass zumindest einer der beiden Antriebe während der durch den jeweils anderen Antrieb bewirkten Bewegung derart bahngesteuert wird, dass das durch den einen Antrieb bewegte Element in der Bewegungsrichtung des einen Antriebs bezüglich der Umgebung ortsfest bleibt. Für den Fall, dass der Stößel, über den die Hebebewegung des Greifers erfolgt, in dem Verfahrwagen gelagert ist, mittels dessen die Öffnungs- und Schließbewegung des Greifers realisiert wird, wird beispielsweise der Hebeantrieb beim Öffnen und Schließen derart bahngesteuert, dass die Höhenlage des Greifers unverändert bleibt. Es ist selbstverständlich ebenso denkbar, dass ein Hebeschlitten verfahrbar an einem ortsfesten Element gelagert ist, und ein seitlich verschiebbares Element in diesem Hebeschlitten gelagert ist. In diesem Fall müsste der Schließantrieb beim Anheben bahngesteuert derart nachgeführt werden, dass sich die seitliche Positionierung der Greifer nicht ändert, und die Werkstücke sicher in Eingriff bleiben. Durch die erfindungsgemäße Maßnahme wird ermöglicht, dass die Antriebe feststehend angeordnet werden können, und dass sie beispielsweise über einen vergleichsweise einfachen Hebel- und Laschenmechanismus ausschließlich gelenkig mit den zu bewegenden Elementen in Eingriff sind. Folglich kann durch das erfindungsgemäße Verfahren ebenfalls eine besonders einfache Transfereinrichtung realisiert werden.

Der Grundgedanke der Erfindung kann folglich darin gesehen werden, zwei translatorische Bewegungen in unterschiedlichen Richtungen durch unabhängig voneinander vorgesehene, feststehende Antriebe durchzuführen, wobei eine Bewegung in der zweiten Richtung immer dann unterbleibt, wenn eine Bewegung in der ersten Richtung erfolgt und umgekehrt. Dies wird, wie erläutert, durch das bahngesteuerte Nachführen des zu einem bestimmten Zeitpunkt nicht zu betätigenden Antriebs erreicht.

Bevorzugte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.

Entsprechend der vorangehend als bevorzugt beschriebenen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Transfereinrichtung wird im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens bevorzugt, dass der Hebeantrieb derjenige Antrieb ist, der bei Betätigung des Schließantriebs zur Korrektur eines eigentlich erfolgenden Absenkens oder Anhebens bahngesteuert nachgeführt wird.

Entsprechend der vorangehend beschriebenen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Transfereinrichtung, bei der eine federnde Lagerung des Greifers bezüglich der ortsfesten Basis vorgesehen ist, bietet es im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens Vorteile, wenn der Hebeantrieb einen Kraftmesssensor aufweist, der mit der Steuerung verbunden ist, und die Steuerung einen Störfall dann erfasst, wenn die gemessene Kraft einen Grenzwert übersteigt. Hierdurch kann, wie oben ausgeführt, mit vergleichsweise einfachen Mitteln ein Störfall zuverlässig erfasst und derart gehandhabt werden, dass ein Abbremsen der Antriebe in einer Art und Weise erfolgt, welche zu akzeptablen Belastungen der beteiligten Bauteile führt.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Nachfolgend wird eine Ausführungsform der Erfindung beispielhaft anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1: eine Vorderansicht eines wesentlichen Abschnitts der erfindungsgemäßen Transfereinrichtung; und
Fig. 2: eine Draufsicht auf die in Fig. 1 gezeigte Anordnung.

Ausführliche Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung

In Fig. 1 ist als wesentliches Element der erfindungsgemäßen Transfereinrichtung der sogenannte Schließkasten 10 gezeigt. Mittels zweier derartiger Schließkästen 10, die entlang der Längserstreckung der Greiferschienen 12 vorgesehen sind, wird sowohl die Öffnungs- und Schließbewegung als auch die Anhebe- und Absenkbewegung der Greiferschienen bewerkstelligt. Es versteht sich, dass an der erfindungsgemäßen Transfereinrichtung zusätzlich ein Vorschub vorgesehen ist, der sich üblicherweise an einem Ende der Greiferschienen befindet und diese zur Realisierung der Vorschubbewegung in einer Richtung senkrecht zur Zeichenebene von Fig. 1 voranbewegt. Zu diesem Zweck sind die Greiferschienen 12 in Vorschubrichtung verschiebbar auf den Stößeln 14 gelagert. Durch die Vorschubbewegung der Greiferschienen 12 werden die zwischen den Greiferschienen in deren (mit durchgezogenen Linien gezeichneten) Schließstellung gehaltenen Werkstücke in Vorschubrichtung bewegt. Insbesondere werden sie in einer Mehrstufenpresse zur jeweils nächsten Bearbeitungsstation transportiert. Bevor diese Vorschubbewegung erfolgen kann, müssen die Werkstücke von den Greiferschienen ergriffen werden.

Die nachfolgenden Erläuterungen insbesondere im Hinblick auf die Richtungen der Bewegung gelten für die linke Hälfte der grundsätzlich bei den gezeigten Ausführungsbeispielen symmetrischen Transfereinrichtung. Es versteht sich, dass für die rechte Hälfte entsprechend spiegelverkehrte Richtungen gelten.

Ausgehend von einer (in Fig. 1 mit gestrichelten Linien gezeichneten) geöffneten, also außenliegenden Stellung der Greiferschienen 12 müssen die Greiferschienen 12 geschlossen werden, so dass sie sich in der mit durchgezogenen Linien gezeichneten Stellung befinden. Diese Schließbewegung wird bei der erfindungsgemäßen Transfereinrichtung durch ein Verfahren des sogenannten Verfahrwagens 16 mittels Rollen auf einer ortsfesten Führung 18 erreicht. Die Betätigung dieser sogenannten Schließbewegung der Greiferschienen 12 erfolgt durch den Schließantrieb 20 in Form eines Elektromotors. An ein Ausgangs-Drehelement, das gegebenenfalls an den Motor über ein Getriebe angebunden sein kann, ist fest eine Lasche 22 angebracht. Die Lasche 22 führt eine Kreisbewegung um die Drehachse des Motors 20 durch. Damit im Rahmen der Verbindung mit dem Verfahrwagen 16 auf Schlitzöffnungen oder dergleichen verzichtet werden kann, ist der Verfahrwagen 16 über einen Hebel 24 gelenkig mit der Lasche 22 verbunden. In Fig. 1 ist zu erkennen, dass die (gestrichelt gezeichnete) Öffnungsstellung dadurch erreicht wird, dass der Motor entgegen dem Uhrzeigersinn betrieben wird, so dass sich die Lasche entgegen dem Uhrzeigersinn dreht und sowohl den Hebel 24 als auch den Verfahrwagen 16 gemäß Fig. 1 nach links verschiebt.

Unabhängig von dem Schließantrieb 20 und dem zugehörigen Laschen- 22 und Hebelmechanismus 24 ist ein Hebeantrieb 26 vorgesehen, der wie der Schließantrieb 20 fest an einem sogenannten Verstellwagen 28 angebracht ist, der während des gewöhnlichen Betriebs ortsfest bleibt. In ähnlicher Weise wie bei dem Schließantrieb 20 ist an dem Hebeantrieb 26 eine Lasche 30 vorgesehen, an die gelenkig ein Hebel 32 angebracht ist, der wiederum gelenkig mit dem Stößel 14 verbunden ist.

Es ist ohne weiteres zu erkennen, dass in der mit durchgezogenen Linien gezeichneten Schließstellung ein Anheben des Stößels 14 und damit der Greiferschiene 12 dadurch erfolgen kann, dass der Hebeantrieb 26 über einen gewissen Winkelbereich in Richtung des Uhrzeigersinns gedreht wird, so dass sich auch die Lasche 30 im Uhrzeigersinn dreht und den Hebel 32 und damit den Stößel 14 nach oben drückt. Der Stößel 14 ist über Rollen und geeignete Führungen in dem Verfahrwagen 16 vertikal anhebbar gelagert.

Der Vollständigkeit halber sei angemerkt, dass der Hebeantrieb 26 über eine weitere, mit seinem Ausgangs-Drehelement fest verbundene Lasche 34 mit einem Kraftausgleichsmechanismus 36 verbunden ist, der derart wirkt, dass er der auf den Hebeantrieb 26 wirkenden Gewichtskraft insbesondere des Stößels 14, der Greiferschiene 12 und der dadurch ergriffenen Werkstücke entgegenwirkt, so dass der Motor 26 sowie das üblicherweise verwendete Getriebe lediglich die dynamischen Belastungen und die Reibungskräfte aufzunehmen hat. Eine alternative und derzeit bevorzugte Ausführung eines derartigen Kraftausgleichsmechanismus ist in gestrichelten Linien im Bereich des Stößels 14 eingezeichnet. Ein Zylinder 50 ist auf dem Verfahrwagen 16 abgestützt. Die aus dem Zylinder ragende Kolbenstange 52 ist mit dem Stößel 14 verbunden. Der Zylinder 50 ist derart ausgebildet, dass er auf den Stößel 14 derart wirkt, dass auf den Stößel eine der Gewichtskraft des Stößels, der Greiferschiene 12 und der Werkstücke entgegenwirkende Kraft aufgebracht wird. Durch diese Ausbildung eines Kraftausgleichsmechanismus wird nicht nur, wie bei dem Kraftausgleichsmechanismus 36, eine Entlastung des Motors und des Getriebes erreicht, sondern auch der Lasche 30 und des Hebels 32 sowie der beteiligten Verbindungen, da die Gewichtskräfte, wie erwähnt, bereits über den Zylinder 50 auf den Wagen 16 abgeleitet werden.

In diesem Zusammenhang versteht es sich, dass ein entsprechender Ausgleichsmechanismus auch bei einer Ausführungsform vorgesehen sein könnte, bei der der Verfahrwagen 16 als Hebewagen ausgeführt ist, und in dem Hebewagen ein seitlich verschiebbarer Stößel 14 geführt ist. Diese Variante ergibt sich durch eine Drehung der linken Hälfte von Fig. 1 um 90° in Richtung des Uhrzeigersinns. Eine derartige Ausführungsform wird als Kurzgreifertransfer bezeichnet. In diesem Fall könnte der Hebemotor in entsprechender Weise entlastet werden. Alternativ kann, wie bei der zuletzt beschriebenen Ausführungsform, eine Entlastung an einem Element erfolgen, das möglichst "nah" an denjenigen Elementen ist, deren Gewichtskräfte aufzunehmen sind. Hierdurch werden auch in diesem Fall möglichst viele Komponenten des erfindungsgemäßen Transfers entlastet.

Im Rahmen eines Zyklus der erfindungsgemäßen Transfereinrichtung wird die Greiferschiene zunächst von der (gestrichelt außen) dargestellten geöffneten Stellung in die mit durchgezogenen Linien gezeichnete geschlossene Stellung bewegt. In dieser Stellung werden üblicherweise mehrere Werkstücke über gesonderte (nicht dargestellte), an der Greiferschiene 12 angebrachte Eingriffsfinger ergriffen. Durch die nachfolgende Betätigung des Hebeantriebs 26 werden die Werkstücke angehoben, und durch den (nicht dargestellten) Vorschub werden die Greiferschienen in einer Richtung senkrecht zur Zeichenebene bewegt, so dass jedes Werkstück die jeweils nächste Bearbeitungsstation erreicht. Dort werden die Werkstücke abgesenkt.

Die Besonderheit des erfindungsgemäßen Verfahrens wird bei der nachfolgenden Öffnungsbewegung deutlich. Wenn der Verfahrwagen 16 in die äußere, geöffnete Stellung verfahren wird, bewegt sich der Gelenkpunkt, an dem der Hebel 32 des Hebemechanismus mit dem Stößel 14 verbunden ist, auf einer Kreisbahn in Richtung des gestrichelten Pfeils A. Genauer gesagt, "möchte" sich der Gelenkpunkt auf dieser Bahn bewegen, da der Hebeantrieb 26 und die daran angebrachte Lasche 30 zu diesem Zeitpunkt stillstehen, und der Gelenkpunkt zwischen Lasche 30 und Hebel 32 einen feststehenden Mittelpunkt für die Kreisbewegung des Hebels 32 bildet.

Es ist zu erkennen, dass, wenn sich der Hebel 32 auf der durch den Pfeil A angedeuteten Kreisbahn bewegen würde, sich der Verbindungspunkt mit dem Stößel 14 absenken würde, und dementsprechend auch der Stößel 14 abgesenkt würde. Eine derartige Bewegung kann jedoch üblicherweise nicht zugelassen werden, da die Greiferschiene 12 oder der Stößel 14 in diesem Fall mit Bestandteilen der (nicht dargestellten) Presse kollidieren würde. Erfindungsgemäß ist deshalb ein Ausgleich derart vorgesehen, dass der Hebeantrieb 26 derart betätigt wird, dass sich der Stößel 14 trotz der Bewegung des Verfahrwagens 16 nicht absenkt, sondern auf dem gleichen Niveau bleibt. Dies ist in Fig. 1 durch die gestrichelte Position der Lasche 30 angedeutet, die sich in etwa auf der "9-Uhr-Position" befindet. Die erforderliche Betätigung des Hebeantriebs 26 kann mit modernen Steuerungen derart bahngesteuert durchgeführt werden, dass sichergestellt werden kann, dass sich der Stößel 14 nicht absenkt. In der geöffneten Stellung gelangt folglich der Hebel 32 in die mit gestrichelten Linien gezeichnete Stellung.

Wenngleich die bahngesteuerte Betätigung des Hebeantriebs 26 vorangehend im Zusammenhang mit der Öffnungsbewegung beschrieben wurde, versteht es sich, dass dies beim Beginn eines neuen Zyklus entsprechend umgekehrt erfolgen muss. Mit anderen Worten, nachdem die Greiferschiene 12 durch Zurückbewegen des Vorschubs in ihre Ausgangsposition zurückgekehrt ist, wird sie durch den Verschließantrieb 20 wieder nach innen, in die geschlossene Stellung bewegt. Nachdem sich bei dieser Bewegung der Hebel 32 aus der gestrichelt gezeichneten Stellung in einer Kreisbahn um den Anbindungspunkt mit der Lasche 30 bewegen "möchte", muss durch geeignete Betätigung des Hebeantriebs, nämlich eine Betätigung, die bei stillstehendem Verfahrwagen ein Absenken des Stößels 14 bezüglich des Verfahrwagens 16 erzeugen würde, sichergestellt werden, dass sich die horizontale Lage der Greiferschiene 12 nicht ändert.

Es versteht sich weiterhin, dass das erfindungsgemäße Prinzip in geeigneter Weise anzupassen ist, wenn, was grundsätzlich denkbar ist, der Verfahrwagen als Hebewagen ausgeführt ist, in dem seitlich verschiebbar ein Schließstößel geführt ist. In diesem Fall würde bei einer Anhebebewegung aufgrund der festen Anbringung des Schließantriebs und des gelenkigen Eingriffs mit einem Verschließstößel eine Versetzung des Verschließstößels in seitlicher Richtung erfolgen. Auch diese Versetzung kann durch geeignete, bahngesteuerte Betätigung des Schließantriebs nachgeführt oder korrigiert werden, so dass in diesem Fall die seitliche Versetzung der Greiferschienen 12 unterbunden wird.

Zusätzlich zu der beschriebenen, neuartigen, ausschließlich gelenkigen und ständig in Eingriff befindlichen Anbindung der zu bewegenden Elemente, also des Verfahrwagens 16 und des Stößels 14 mit dem jeweiligen Antrieb, ist bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 vorgesehen, dass der Abstand zwischen den beiden Greiferschienen 12 mittels des sogenannten Verstellwagens 28 verstellt werden kann. Zu diesem Zweck ist an dem Verstellwagen 28 jeweils eine Mutter 38 vorgesehen, die über eine Spindel 40 mittels eines Verstellmotors 42 derart angetrieben wird, dass sich die beiden Verstellwägen 28 aufeinanderzu und voneinanderweg bewegen, so dass der Abstand zwischen den Greiferschienen, den diese in der geschlossenen Stellung einnehmen, eingestellt werden kann. Der jeweilige Verstellwagen erreicht dabei die mit der gestrichelten Linie 44 angedeutete Position. Es versteht sich, dass hierbei der Kraftausgleichsmechanismus 36 und sämtliche an dem Verstellwagen 28 angebrachten Bauteile, also im Wesentlichen die beiden Antriebe 20 und 26, der Verfahrwagen 16, der darin geführte Stößel 14 sowie der jeweilige Laschen- und Hebelmechanismus mitgenommen werden. Nach der Verstellung bleibt der jeweilige Verstellwagen 28 während des gewöhnlichen Betriebs ortsfest, so dass die zu den Antrieben geführten Kabel, etc. nicht bewegt werden müssen und mit keinen besonderen Schutzmaßnahmen versehen werden müssen. Darüber hinaus können die Motoren aufgrund der Tatsache, dass keiner der beiden Motoren den jeweils anderen Motor bewegen muss, vergleichsweise klein ausgelegt werden.

Etwa an der Mittelebene von Fig. 1 ist eine bevorzugte Maßnahme der gezeigten Ausführungsform zu erkennen. Mittels einer vorzugsweise vorgespannten Feder 46 ist der jeweilige Verstellwagen 28 federnd bezüglich einer ortsfesten Basis gelagert. Wie vorangehend in Zusammenhang mit der Beschreibung der Erfindung ausgeführt, führt dies dazu, dass der Verschließantrieb 20 in dem Fall, dass die Greiferschiene 12 vor dem eigentlichen Eingriff mit einem Werkstück mit irgendeinem Bauteil kollidiert, zunächst "gegen" die Feder 46 arbeitet. Es ist in Fig. 1 ohne weiteres zu erkennen, dass, wenn die Greiferschienen 12 bei ihrer Bewegung aufeinanderzu auf Widerstand stoßen, eine weitere Betätigung des Verschließantriebs 20 den Verstellwagen 28 bezüglich einer ortsfesten Basis nach außen drückt. Der in diesem Fall seitens des Motors 20 erforderliche Kraftaufwand kann von einem geeigneten Sensor erfasst und von einer Steuerung dahingehend verarbeitet werden, dass ein Störfall erkannt wird, und der Motor schonend abgebremst werden kann. Ohne eine federnde Lagerung müsste der Verschließantrieb, sobald er erkennt, dass er sich außerhalb eines gewissen Toleranzfensters auf der geregelten Geschwindigkeitsbahn befindet, unmittelbar angehalten werden, da anderenfalls Beschädigungen auftreten können. Ein derartiges abruptes Anhalten ist jedoch für die beteiligten Bauelemente äußerst schädlich. Die gezeigte, federnde Lagerung des Verstellwagens 28 bezüglich einer ortsfesten Basis, die auch an einem anderen Element, beispielsweise an der Greiferschiene 12 bezüglich des Stößels 14, vorgesehen sein kann, behebt dieses Problem.

In Fig. 2 ist der Schließkasten 10 gemäß Fig. 1 ergänzend in einer Draufsicht zu erkennen. Aus der Draufsicht ergibt sich, dass sowohl die beiden Verstellwägen 28, als auch die Verfahrwägen 16 auf zwei parallelen Schienen verfahrbar geführt werden, und auf diesen mittels mehrerer Rollen, die beispielsweise V-förmige Einkerbungen aufweisen können, verfahren werden. Dies gilt in ähnlicher Weise für den jeweils in dem Verfahrwagen 16 in vertikaler Richtung, also senkrecht zur Zeichenebene von Fig. 2, anhebbaren Stößel 14. Der Stößel 14 ist bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel, wie in Fig. 2 erkennbar, an beiden Seiten mit einer Führung versehen, die beidseitig etwa V-förmig ausgebildet ist, so dass sie mit der erforderlichen Genauigkeit in komplementär gestalteten Rollen 48 geführt wird, die drehbar an dem jeweiligen Verfahrwagen 16 angebracht sind. In Fig. 2 sind ferner die beiden Schließantriebe 20 zu erkennen, während die darunterliegenden Hebeantriebe 26 verdeckt sind.

Ferner ergibt sich aus Fig. 2 der Verstellantrieb 42, der auf die Spindel 40 wirkt, die durch die beiden Muttern 38 derart hindurchreicht, dass bei Drehung der Spindel aufgrund unterschiedlicher Gewindesteigungen in unterschiedlichen Bereichen, die beiden Verstellwägen 28, mit denen die Spindel 38 jeweils fest verbunden ist, aufeinanderzu oder voneinanderweg bewegt werden. Im mittleren Bereich von Fig. 2 ist ergänzend die federnde Lagerung der Verstellwägen 28 bezüglich einer ortsfesten Basis mittels der Federn 46 zu erkennen.

Claims

Transfereinrichtung mit:

zumindest einem Greifer, vorzugsweise einer Greiferschiene (12), zum Greifen und Anheben zumindest eines Werkstücks,

einem Schließantrieb (20) zum Verfahren des Greifers (12) in seitlicher Richtung, der ständig und ausschließlich gelenkig mit einem zu bewegenden Element (16) in Eingriff ist,

einem von dem Schließantrieb (20) unabhängigen Hebeantrieb (26) zum Anheben des Greifers,

wobei beide Antriebe (20, 26) feststehend angebracht sind, und

einer Steuerung,

dadurch gekennzeichnet, dass

auch der Hebeantrieb (26) ständig und ausschließlich gelenkig mit einem zu bewegenden im Element (16) geführten zweiten Element (14) in Eingriff ist, und

zumindest einer der beiden Antriebe (20, 26) während der durch den jeweils anderen Antrieb (26, 20) bewirkten Bewegung derart steuerbar ist, dass das durch den einen Antrieb (20, 26) bewegte Element (16, 14) in der Bewegungsrichtung des einen Antriebs (20, 26) bezüglich der Umgebung ortsfest bleibt.
Transfereinrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Greifer (12) vertikal anhebbar in einem seitlich verschiebbaren Verfahrwagen (16) geführt ist.
Transfereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Greifer (12) bezüglich einer ortsfesten Basis federnd, vorzugsweise mittels einer vorgespannten Feder (46), gelagert ist.
Transfereinrichtung nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Greifer (12) seitlich verfahrbar auf einem im Betrieb feststehenden Verstellwagen (28) gelagert ist, der zum Einstellen des Greifers (12) in seitlicher Richtung verstellbar ist.
Transfereinrichtung nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
dem Hebeantrieb (26) ein Kraftausgleichsmechanismus (36) zugeordnet ist.
Verfahren zum Steuern einer Transfereinrichtung mit einem Greifer (12) zum Greifen und Anheben zumindest eines Werkstücks, einem Schließantrieb (20) zum Verfahren des Greifers (12) in seitlicher Richtung, der ständig und ausschließlich gelenkig mit dem zu bewegenden Element (16) in Eingriff ist, einem von dem Schließantrieb (20) unabhängigen Hebeantrieb (26) zum Anheben des Greifers (12), wobei beide Antriebe (20, 26) feststehend angebracht sind, sowie einer Steuerung,
dadurch gekennzeichnet, dass

auch der Hebeantrieb (26) ständig und ausschließlich gelenkig mit einem zu bewegenden im Element (16) geführten zweiten Element (14) in Eingriff ist, und

zumindest einer der beiden Antriebe (20, 26) während der durch den jeweils anderen Antrieb (26, 20) bewirkten Bewegung derart gesteuert wird, dass das durch den einen Antrieb (20, 26) bewegte Element (16, 14) in der Bewegungsrichtung des einen Antriebs (20, 26) bezüglich der Umgebung ortsfest bleibt.
Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Hebeantrieb (26) beim öffnen und Schließen derart gesteuert wird, dass die Höhenlage des Greifers (12) unverändert bleibt.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Hebeantrieb (26) einen Kraftmesssensor aufweist, der mit der Steuerung verbunden ist, und die Steuerung einen Störfall erfasst, wenn die gemessene Kraft einen Grenzwert übersteigt.