FI109666B - Väliasemalaitteisto palettien ja työkappaleiden käsittelemiseksi - Google Patents

Description

) 1 109666 Väliasemalaitteisto palettien ja työkappaleiden käsittelemiseksi

Nyt esillä oleva keksintö kohdistuu oheisen patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukaiseen väliasemalaitteistoon paletin ja sille kiinnitettyjen työkappaleiden käsittelemiseksi.

5 Automaattisissa, joustavissa valmistusjärjestelmissä (FMS, Flexible Manufacturing System) käytetään erilaisia automaattisia paletinvaihtajia työstökoneiden yhteydessä. Hyllystöhissillä tuotu uusi paletti luovutetaan paletinvaihtajalle, joka sen jälkeen kääntyy uuteen asemaan jonkin toisen paletin luovuttamiseksi takaisin hyllystöhissille. Samalla uusi pa-10 letti käännetään asemaan, josta se luovutetaan työstökoneelle. Kääntö tapahtuu pystysuuntaisen akselin ympäri, jolloin paletinvaihtajassa voi olla useita paikkoja paleteille. Paletinvaihtajalta paletti siirretään erilaisilla siirtoliikkeillä työstökoneen työpöydälle työstöä varten.

Hississä on tavallisesti haarukat, jotka asettuvat paletin vaakasuuntais-15 ten kannatinpintojen alle ja kannattelevat palettia. Pinnat on muodostettu tavallisesti paletin molemmille sivuille esimerkiksi ulokkeina. Eräänä ongelmana on, että myös paletinvaihtaja kannattelee palettia käyttäen samoja kannatinpintoja. Tällöin paletinvaihtajaa on muutettava tai laitteistojen väliin on liitettävä väliasemaksi kuljetin- ja siirtolaitteisto, 20 mikä lisää kustannuksia huomattavasti ja erityisesti vie tilaa. Hissin haarukat käsittävät tavallisesti kaksi yhdensuuntaista ulokemaista ra-: kennetta, jotka ulottuvat usein pitkälle paletin ohi, jolloin vaara, että tör- ;·*: mätään vaihtajaan, kasvaa. Myös tällöin on käytettävä siirtolaitteistoa, vaikka vaihtaja kannattelisikin palettia vain pohjasta. Toisaalta, paletin .···. 25 pohjassa on usein rakenteita, joihin vaihtajan kiinnityselimet tarttuvat ::: lukintaa varten ja siirto tapahtuu kannatinpintojen avulla. Törmäyksien • · ’ ’ välttämiseksi ja siirtolaitteistojen takia järjestelmä tuhlaa lattiapinta-alaa.

Tilaa tarvitaan runsaasti myös siirtolaitteistojen liikemekanismeille, jotka :on järjestetty paletin nostamiseksi ja siirtämiseksi.

; 30 Nyt esillä olevan keksinnön tarkoituksena on huomattavasti yksinker- taistaa tarvittavaa kuljetin- ja siirtolaitteistoa, jolloin saavutetaan huo-mättävä tilansäästö, alentuneet kustannukset ja helppo sijoittelu. Erityi-:.v sesti tarkoituksena on sekä nosto- että siirtoliikkeen toteuttaminen pie- I · 2 109666 neliä mekanismien ja toimilaitteiden määrällä keksinnön mukaisessa, paletille kiinnitettyjä työkappaleita käsittelevässä väliasemassa.

Keksinnön mukaiselle väliasemalaitteistolle on tunnusomaista se, mitä on esitetty oheisen patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.

5 Keksintöä selostetaan seuraavassa tarkemmin viitaten samalla oheisiin piirustuksiin, joissa kuvio 1 esittää keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaista väliasemaa sivulta ja ensimmäisessä asennossaan, ja kuvio 2 esittää kuvion 1 mukaista väliasemaa sivulta ja toisessa 10 asennossaan.

Kuvioissa 1 ja 2 on esitetty keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukainen väliasemalaitteisto 1, joka on sijoitettu ensimmäisen käsitte-lylaitteiston 2, joka on sopivimmin paletinvaihtaja, ja toisen käsittelylait-teiston 4, joka on sopivimmin hyllystöhissi, väliin. Paletinvaihtajan 2 15 viemää ja/tai käytettävissä olevaa tilaa on havainnollistettu vinoviivoi-tuksella. Kyseisessä vaihtajaan 2 asetettuna paletti 3 lepää haarukka-maisen kannattimen 21 varassa, jolloin paletin 3 pohja 31 on vapaana. Hyllystöhissin haarukoiden 41 käyttämää tilaa on myös havainnollistettu ’· ·: vinoviivoituksella. Hissin käyttämän hissikäytävän reuna on esitetty kat- : 20 koviivalla 4 ja hissi voidaan nyt tuoda lähelle vaihtajaa 2. Paletti 3 käsit- tää kiinnityselimet 32, joihin käsiteltävä työkappale kiinnitetään. Työ-....: kappaleen viemää tilaa on havainnollistettu ääriviivalla W.

Väliasema 1 käsittää palkkimaisen, pystysuuntaisen runkorakenteen 11, joka on kiinnitetty jalkaan 12, jonka avulla se on kiinnitetty ja tuettu 25 alustalle F. Rungon 11 sisällä pystysuunnassa edestakaisin liikkuu te-leskooppimaisesti palkkimainen nostin 13, johon on vaakasuuntaiseksi ulokkeeksi kiinnitetty kannatin 14. Palkkimaisen kannattimen 14 va-| ;·; rassa edestakaisin vaakasuuntaisesti liikkuu levymäinen palettipöytä . · · ·. 15, joka kannattelee palettia 3 pohjasta 31. Runkoa 11 liikutetaan toimi- ' 30 laitevälineillä 5, kuten sähkömoottorilla, joka käsittää tarvittavan välityk- • sen (ei esitetty kuvioissa), kuten hammaspyörän ja hammastangon, :...: ruuvivälityksen, ketju-, hihna- tai vaijerivälityksen. Pystyliikkeen mekaa- 3 109666 ninen toteutus on alan ammattimiehelle sinänsä selvää. Eräissä tapauksissa on tarpeen vain siirtoliike yhteen suuntaan, sopivimmin ylöspäin, josta palautus alaspäin jousen ja/tai painovoiman avulla, jolloin ohjaus yksinkertaistuu.

5 Nostoliike on toteutettavissa myös yksi- tai kaksitoimisella ohjattavalla paineilma- tai hydraulisylinterillä, joka on sijoitettu rungon 11 sisään, jolloin rakenne pienenee. Erään edullisen suoritusmuodon mukaisesti runkona 11 toimii sylinterin vaippa ja nostimena 13 sylinterin männänvarsi, johon kannatin 14 on kiinnitetty. Palettipöytä 15 liikkuu kannattimen 14 10 varassa liukuen tai vierien pyörien tai rullien avulla. Uloimpaan asentoonsa ja etäämmäs rungosta 11 palettipöytä 15 vedetään ja/tai työnnetään esimerkiksi veto- tai puristusjousella, joka on kiinnitetty paletti-pöydän 15 ja kannattimen 14 välille. Tällöin väliasemaa 1 siirretään ja pidetään kuvion 1 mukaisessa ensimmäisessä asennossa painovoiman 15 ja/tai jousivoiman avulla.

Väliasema 1 siirretään kuvion 2 mukaiseen toiseen asentoonsa epäsuorasti nostoliikkeen avulla. Vaakasuuntaisen siirtoliikkeen mahdollistaa vetoa välittävä elin, vetoelin 16, joka kykenee välittämään ainakin vetojännitystä, ja jonka kokonaispituus pysyy oleellisesti vakiona. Täl-20 lainen vetoelin 16 voidaan toteuttaa ketjua, hihnaa, vaijeria, köyttä tai vastaavaa käyttäen. Pitkänomainen vetoelin 16 on sopivimmin taipuisa, .'•i jolloin se on sovitettavissa yhden tai useamman taittoelimen 17 kautta, * Γ: jolloin taittoelin 17 on sopivimmin kääntöpyörä. Vetoelimen 16 ensim- mäinen pää 16a on kiinnitetty kiinteään asemaan, joka on liikkumaton 25 rungon 11 suhteen, esimerkiksi runkoon 11. Kiinnityskohdasta vetoelin 16 johdetaan taittoelimelle 17, jota alempana on kiinnityskohta 16a ku-viossa 1. Taittoelin on yksinkertaisimmillaan tappi tai johde, jonka varassa vetoelin suuntaansa muuttaen liukuu, mutta on sopivimmin pienikitkainen kääntöpyörä tai kääntörulla.

30 Kääntöpyörän 17 päältä vetoelin 16 johdetaan pöytään 15, johon se ; kiinnitetään toisesta päästään 16b. Kääntöpyörä 17 on kiinnitettynä . nostimeen 13, jolloin se liikkuu kannattimen 14 mukana. Vetoelimen 16 /* kokonaispituus säilyy samana, jolloin pään 16a ja pyörän 17 etäisyyden kasvaessa pää 16b liikkuu lähemmäksi pyörää 17 ja päinvastoin, jolloin 35 pöytä 15 synkronoidusti ja samanaikaisesti sekä nousee (pystysuunta!- 4 109666 nen nuoli Y) että siirtyy (vaakasuuntainen nuoli Z) kohti runkoa 11. Pyörän 17 on samalla siirryttävä suuntaan, jossa sen etäisyys pään 16b lähtöasemaan lisääntyy. Periaatteena kuitenkin on, että tarvitaan pyörä 17, joka vaihtaa vetoelimen 16 suunnan poikittaissuuntaiseksi, sopivim-5 min kohtisuoraksi, ainakin jossakin vaiheessa kannattimen 14 siirtoliikettä. Näin aikaansaadaan kannattimen 14 siirtoliikkeen lisäksi poikittaissuuntainen pöydän 15 siirtoliike, jotka poikkeavat halutussa kulmassa toisistaan.

Kannattimen 14 ja/tai pöydän 15 liikkeen ollessa vino voi pyörä 17 siir-10 tyä suuntaan, jossa sen etäisyys päähän 16b lyhenee, jolloin lyhentymisen on oltava pienempää kuin pyörän 17 etäisyyden kasvu päähän 6a. Nostomatka dY, verrattuna lähtöasemaan, ja siirtomatka dZ, verrattuna lähtöasemaan, vastaavat toisiaan, samoin niiden nopeudet, kun vetoelin 16 liikkuu kuvion 1 mukaisesti vain pituussuunnassaan. Tällöin 15 siis siirtomatkojenkin suhde dY:dZ eli välityssuhde on 1:1. Paletin 3 lähtöaseman ollessa etäisyydellä N hissistä 4, on se toisessa asennossa etäisyydellä N-dZ.

Kuvioon 1 viitaten siirtomatka kolminkertaistetaan nostomatkaan nähden, kun vetoelin 16 viedään ensimmäiseltä kääntöpyörältä 17 alaspäin 20 toiselle kääntöpyörälle (ei esitetty kuviossa), joka on kiinnitetty runkoon 11, ja edelleen sen alitse ja ylöspäin kolmannelle kääntöpyörälle (ei : esitetty kuviossa), joka on esimerkiksi kääntöpyörän 17 rinnalla, sekä edelleen sen ylitse pöytään 15. Lisäämällä vastaavasti vielä kaksi kääntöpyörää voidaan siirtomatka viisinkertaistaa. Siirtomatka vastaa ,>··. 25 nostomatkaa, kun myös toinen kääntöpyörä liikkuu kannattimen 14 mu-kana. Vaihtoehtoisesti siirtomatka vastaa nostomatkaa, kun vain kol-’···’ mas kääntöpyörä liikkuu kannattimen 14 mukana ja ensimmäinen kääntöpyörä 17 on kiinnitettynä kiinteään asemaan, esimerkiksi run-koon 11.

; .·. 30 Palettipöytä 15 saadaan liikkumaan myös vastakkaiseen suuntaan, poispäin rungosta 11, ja siirtomatka vastaamaan nostomatkaa, kun en-• ‘ simmäinen kääntöpyörä 17 on kiinnitettynä runkoon 11 ja muut kääntö- i ” pyörät liikkuvat kannattimen 14 mukana. Kääntöpyörien kiinnityksiä vaihtamalla voidaan siis helposti muuttaa väliaseman toimintaa. Myös 5 109666 kannattimeen 14 voidaan sovittaa vastaavalla tavalla kaksi kääntöpyö-rää, jolloin siirtomatka putoaa kolmannekseen.

Edellä nostoliike aiheutti välittömästi myös siirtoliikkeen samalla nopeudella. Siirtoliikkeen viivyttämiseksi pää 16a ja/tai pää 16b kiinnitetään 5 jousielimen, esimerkiksi vetojousen välityksellä, jolloin vetoelin 16 alkaa liikkua vasta sen jälkeen, kun vetojousi on saavuttanut maksimimit-tansa. Maksimimitta on rajoitettavissa myös mekaanisin rajoin ja jousi-elin on sijoitettavissa myös itse vetoelimeen 16. Samalla jousielin vaimentaa liikkeellelähdön ja pysäytyksen nykäyksiä.

10 Kuvioon 1 viitaten siirtoliikkeen nopeus saadaan kasvamaan rauhallisemmin nollasta pystyliikkeen nopeuteen, kun vetoelin 16 on oleellisesti vaakasuuntainen päästään 6a tai osuudeltaan juuri ennen pyörää 17. Vasta pystyliikkeen avulla pyörä 17 alkaa taittaa vetoelintä 16 suhteessa pyörän 17 jälkeiseen osuuteen, jolloin taittumiskulma vähitellen kas-15 vaa, mikä aiheuttaa myös siirtonopeuden kasvamisen vähitellen. Taittu-maton asento on kuviossa 1 toteutettavissa myös pyörän 17 vasemmalle puolelle sijoitetulla kääntöelimellä, joka on kiinnitetty runkoon 11. Etuna on, että viiveen avulla paletti 3 on irrotettavissa nostaen kannattimel-ta 21 ilman samanaikaista siirtoliikettä. Alkuvaiheen alemman nopeu-20 den etuna on lisääntynyt turvallisuus ja vähentynyt heiluminen.

; Hissin haarukan 41 sijaitessa vakiokorkeudella paletti 3 on nostettavis- • · · ."‘j sa haarukasta 41 pöydän 15 siirtoliikkeen avulla. Tämän jälkeen haa- rukka 41 vedetään pois ja pöydän 15 laskuliikkeellä paletti 3 luovute-.···. taan vaihtajalle 2.

··' 25 Nyt esillä olevaa keksintöä ei ole rajoitettu ainoastaan edellä esitettyihin ja esimerkkeinä käytettyihin edullisiin suoritusmuotoihin, vaan sitä voi-daan muunnella oheisten patenttivaatimusten puitteissa.

* · » I · ; Kannatin 14 voi olla osittain ylöspäin vino, jolloin vetoelin 16 on pyörältä .··. 17 johdettu vinosti kääntöpyörälle, joka kautta vetoelin taittuu vaaka- 30 suoraksi. Vastaavalla tavalla on vetoelin johdettavissa esimerkiksi run-' " gossa 11. Edellä palettipöytä 15 on järjestetty runkoa 11 kohti liikkuvak- si, mutta pään 16b suuntaa vaakatasossa taittopyörien avulla muuttamalla voidaan pöydän 15 liikekin saada sivullepäin vinoksi.

109666

Lisäksi runko 11 on toimilaitteineen 5 sovitettavissa oleellisesti vaakasuuntaiseksi, jolloin vaakasuuntaiseksi käännetty palettipöytä 15 on kannattimen 13 varassa liikutettavissa pystysuunnassa. Vetoelin 16 voi myös laskeutua alaspäin kääntöpyörän 17 alle, jolloin palettipöydän 15 5 siirtoliike on vastakkaissuuntainen. Siirtoliikkeiden keskinäistä suhdetta voidaan muuttaa halutuksi taittopyöräkombinaatioilla, joiden avulla ve-toelimen 16 kulkusuunta kääntyy yhdellä tai usealla osuudella täysin vastakkaissuuntaiseksi.

• · 1 * 1 · f · * 1 1 « * · * · • I · ·

Claims (8)

109666

1. Väliasemalaitteisto paletin ja sille kiinnitettyjen työkappaleiden käsittelemiseksi ja liikuttamiseksi sekä vaaka- että pystysuunnassa, joka käsittää: 5. runkorakenteen (11), mainittuun runkorakenteeseen kyt ketyn kannattimen (14), joka on järjestetty edestakaisin liikkuvaksi, toimilaitevälineet (5) mainitun kannattimen liikuttamiseksi, ja — mainitun kannattimen varassa edestakaisin liikkuvan pa- 10 lettipöydän (15), jonka siirtoliike (dZ) on lisäksi järjestetty mainitun kannattimen siirtoliikkeeseen (dY) nähden poikittaissuuntaiseksi, ja — pitkänomaisen, ainakin vetojännitystä välittävän vetoeli-men (16), 15 tunnettu siitä, että: . . — palettipöydän (15) liikuttamiseksi mainittujen toimilaite- '· / välineiden avulla ja palettipöydän siirtoliikkeen (dZ) synk- • · « ronoimiseksi kannattimen (14) siirtoliikkeeseen (dY) on mainittu vetoelin (16) kytketty ensimmäisestä päästään 20 (16a) kiinteään asemaan ja toisesta päästään (16b) pa- lettipöytään (15), ja • · — mainittujen siirtoliikkeiden (dY, dZ) välisen suhteen sovit-tamiseksi halutuksi on mainittu vetoelin (16) johdettu ai- .···. nakin yhden sellaisen taittoelimen (17) kautta, joka on [·’ 25 järjestetty mainitun kannattimen mukana liikkuvaksi. * · » · *

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen väliasemalaitteisto, tunnettu siitä, . että vetoelimen (16) osuudet mainittua taittoelintä (17) ennen ja sen .···. jälkeen on sovitettu toisiinsa nähden poikittaissuuntaisiksi, sopivimmin kohtisuoriksi, siten, että mainittujen osuuksien suunnat toisiinsa näh- 8 109666 den pysyvät oleellisesti muuttumattomina, kun kannatin (14) liikkuu, jolloin palettipöydän (15) nopeus pysyy oleellisesti muuttumattomana.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen väliasemalaitteisto, tunnettu siitä, että vetoelimen (16) osuudet mainittua taittoelintä (17) ennen ja sen 5 jälkeen on sovitettu toisiinsa nähden poikittaissuuntaisiksi tai oleellisesti yhdensuuntaisiksi siten, että mainittujen osuuksien suunnat toisiinsa nähden samalla muuttuvat, kun kannatin (14) liikkuu, jolloin palettipöydän (15) nopeus muuttuu vastaavasti.

4. Patenttivaatimuksen 2 tai 3 mukainen väliasemalaitteisto, tunnettu 10 siitä, että vetoelin (16) on johdettu yhden, kannattimen (14) mukana liikkuvan taittoelimen (17) kautta, jolloin siirtoliikkeiden (dY, dZ) suhde on noin 1:1.

5. Patenttivaatimuksen 2 tai 3 mukainen väliasemalaitteisto, tunnettu siitä, että vetoelin (16) on johdettu kahden, kannattimen (14) mukana 15 liikkuvan taittoelimen kautta, joiden taittoelimien välissä vetoelin (16) on johdettu kiinteässä asemassa olevan taittoelimen kautta, jolloin siirto-liikkeiden (dY, dZ) suhde on noin 1:3. .t .

6. Patenttivaatimuksen 2 tai 3 mukainen väliasemalaitteisto, tunnettu ' / siitä, että vetoelin (16) on johdettu kolmen, kannattimen (14) mukana 20 liikkuvan taittoelimen kautta, joiden taittoelimien kussakin välissä ve-toelin (16) on johdettu kiinteässä asemassa olevan taittoelimen kautta, jolloin siirtoliikkeiden (dY, dZ) suhde on noin 1:5. * * * I · I · ·

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1—6 väliasemalaitteisto, tunnettu siitä, että kannatin (14) ja/tai palettipöytä (15) on järjestetty siirtymään yhteen 25 suuntaan mainitun vetoelimen (16) välityksellä ja palautumaan vastak- .···. kaiseen suuntaan painovoiman ja/tai jousivoiman välityksellä. •»· » I

: 8. Jonkin patenttivaatimuksen 1—7 väliasemalaitteisto, tunnettu siitä, • I · että mainittuun vetoelimeen (16) ja/tai ainakin sen toiseen päähän (16a, . 16b) on sovitettu jousivälineet palettipöydän (15) liikkeellelähdön hidas- .:::. 30 tamiseksi ja vaimennusta varten. 109666