FI123773B - Paletinsiirtolaitteisto ja menetelmä palettien liikuttamiseksi sekä työsolu - Google Patents

Description

PALETINSIIRTOLAITTEISTO JA MENETELMÄ PALETTIEN LIIKUTTAMISEKSI SEKÄ TYÖSOLU

Keksinnön kohde 5

Keksinnön kohteena on paletinsiirtolaitteisto usean paletin käsittelemiseksi. Lisäksi keksintö kohdistuu menetelmään usean paletin liikuttamiseksi sekä työsoluun, joka käsittää paletinsiirtolaitteiston sekä työstökoneen.

10

Keksinnön taustaa

Automaattisten työstö- ja kokoonpanolaitteistojen yhteydessä käytetään erilaisia paletteja, joilla siirretään työstettäviä kappaleita ja/tai 15 työstökoneiden työkaluja. Palettien siirtämiseen käytetään erilaisia kul-jettimia. Patenttijulkaisusta US 4,326,624 tunnetaan paletinsiirtolaitteisto, joka pystyy käsittelemään useita paletteja. Paletit sijoittuvat paletin-siirtolaitteistoon vaakatasossa ympyrän kehälle, jossa niiden asemaa voidaan vaihtaa pyörittämällä laitteiston runkoa. Paletit siirretään lait-20 teiston kehältä esimerkiksi työstökoneelle lineaariliikettä tekevällä työn-tölaitteella.

Keksinnön lyhyt yhteenveto 25 Nyt on keksitty ratkaisu, joka mahdollistaa paletinsiirtolaitteiston yksin-” kertaisemman rakenteen.

o

C\J

o Tämän tarkoituksen toteuttamiseksi keksinnön mukaiselle paletinsiirto- ^ laitteistolle on pääasiassa tunnusomaista se, mikä on esitetty itsenäi- = 30 sessä patenttivaatimuksessa 1. Keksinnön mukaiselle menetelmälle on puolestaan pääasiassa tunnusomaista se, mikä on esitetty itsenäises-

Is- J5 sä patenttivaatimuksessa 8. Keksinnön mukaiselle työsolulle on puo- g lestaan pääasiassa tunnusomaista se, mikä on esitetty itsenäisessä ° patenttivaatimuksessa 10. Muissa epäitsenäisissä patenttivaatimuksis- 35 sa on esitetty eräitä keksinnön edullisia suoritusmuotoja.

2

Keksinnön perusajatuksena on sijoittaa paletit kiinnityselimien päälle, ja kiinnityselintä liikutetaan ensimmäiseen suuntaan akselin ympäri pyörittämällä siirtolaitteen runkoa ensimmäiseen suuntaan, ja lisäksi kiinnityselintä liikutetaan toiseen suuntaan, joka suunta poikkeaa ensimmäi-5 sestä suunasta, siten, että kiinnityselimen etäisyys akselista muuttuu toisessa suunnassa liikuttaessa, ja kiinnityselintä liikutetaan toiseen suuntaan pyörittämällä runkoa ensimmäistä suuntaa nähden vastakkaiseen suuntaan. Eräässä suoritusmuodossa kiinnityselimiä liikutetaan varsilla, jotka on liitetty runkoon ja kiinnityselimeen ja kiinnityseli-10 men liikerata määritetään kehäradalla ja yhdellä tai useammalla sivu-radalla, jonka suunta poikkeaa kehäradan suunnasta.

Keksinnön mukainen paletinsiirtolaitteisto käsittää välineet paletin liikuttamiseksi akselin ympäri ja välineet paletin siirtämiseksi ainakin kahdel-15 le eri etäisyydelle akselista. Välineet käsittävät rungon, joka on sovitettu pyörimään akselin ympäri ensimmäiseen suuntaan ja toiseen suuntaan, sekä kiinnityselimen, jonka päälle paletti on asetettavissa. Lisäksi välineet käsittävät varren, joka on rungon ja kiinnityselimen välillä, ja varsi on sovitettu siirtämään kiinnityselintä akselin ympäri, kun runko 20 pyörii ensimmäiseen suuntaan, ja varsi on sovitettu siirtämään kiinnityselintä toiselle etäisyydelle akselista, kun runko pyörii toiseen suuntaan. Eräässä edullisessa suoritusmuodossa välineet käsittävät lisäksi radan, joka on sovitettu ohjaamaan kiinnityselintä, ja joka rata kiertää akselia ja lisäksi rata käsittää ainakin yhden sivuradan, ja varsi on sovi-25 tettu vetämään kiinnityselintä radan määrittämää reittiä pitkin, kun run-” ko pyörii ensimmäiseen suuntaan (esimerkiksi myötäpäivään), ja varsi ™ on sovitettu työntämään kiinnityselintä sivuradan määrittämää reittiä o pitkin, kun runko pyörii toiseen suuntaan (esimerkiksi vastapäivään).

't C\] * 30 Eräässä suoritusmuodossa sivuratoja on ainakin kaksi, joista ensim- mäinen sivurata on kiinnityselimen ohjaamiseksi työstökoneelle ja toi-[{? nen sivurata on kiinnityselimen ohjaamiseksi latausasemalle.

LO

O)

O

S Eräässä suoritusmuodossa rata käsittää aukon, josta kiinnityselin voi- 35 daan kääntää radan ulkopuolelle.

3

Eräässä keksinnön suoritusmuodossa radan ja sivuradan liittymässä on ohjainlaite. Eräässä edullisessa suoritusmuodossa ohjainlaite on jousikuormitteinen. Eräässä toisessa suoritusmuodossa ohjainlaite on varustettu toimilaitteella ohjainlaitteen asennon muuttamiseksi.

5

Nyt esitetyn ratkaisun eri suoritusmuodot erikseen ja eritavoin yhdistettyinä tarjoavat erilaisia etuja. Seuraavana on joitain etuja, joita voi yksittäisessä sovelluksessa olla yksi tai useampi riippuen sen toteutuksesta.

10 - palettien liikuttamiseen tarvitaan vain yksi toimilaite - voidaan kuljettaa yhtenä osana, jolloin asennus on helppoa - paletinsiirtolaitteiston ohjaaminen yksinkertaista - mekaanisesti vahva rakenne - toimintanopeus voidaan tehdä suureksi 15 - sivuratojen määrä muutettavissa - helppo muunneltavuus

Piirustusten kuvaus 20 Keksintöä selostetaan seuraavassa tarkemmin viittaamalla oheisiin periaatteellisiin kuviin, joissa kuva 1 esittää periaatteellisesti erästä automaattista työstöjärjes-telmää perspektiivikuvana 25 ” kuva 2 kuvan 1 mukaista järjestelmää toisesta suunnasta

O

C\J

o kuva 3 esittää ensimmäistä tilannetta ylhäältäpäin nähtynä

C\J

x 30 kuva 4 esittää toista tilannetta ylhäältäpäin nähtynä

CL

h- £ kuva 5 esittää kolmatta tilannetta ylhäältäpäin nähtynä m σ> o kuva 6 esittää kolmatta tilannetta perspektiivikuvana 35 kuva 7 esittää erästä ohjainlaitteen suoritusmuotoa 4

Piirustuksissa on esitetty selvyyden vuoksi vain keksinnön ymmärtämisen kannalta tarpeelliset yksityiskohdat. Keksinnön ymmärtämisen kannalta tarpeettomat, mutta ammattimiehelle selvät rakenteet ja yksityiskohdat on jätetty kuvista pois keksinnön ominaispiirteiden korosta-5 miseksi.

Keksinnön yksityiskohtainen kuvaus

Kuvissa 1 ja 2 on esitetty periaatteellisesti eräs automaattinen työstö-10 järjestelmän työsolun. Esimerkissä työstöjärjestelmä käsittää työstökoneen 1 ja paletinsiirtolaitteiston 2. Työstöjärjestelmät voivat käsittää lisäksi muita osia, kuten esimerkiksi latausasemia, robotteja, työkalu-makasiineja, palettimakasiineja ja palettiratoja. Kuvissa on esitetty eräs lataus- ja käsittelyasema, joka mahdollistaa manuaalisen työskentelyn. 15 Lisäksi kuvissa on esitetty paletin päälle sijoitetut kappaleet 3. Paletteja voidaan tapauskohtaisesti käyttää työstettävien kappaleiden siirtämiseen ja/tai työstökoneen 1 työkalujen siirtämiseen ja säilyttämiseen.

Esimerkinmukainen paletinsiirtolaitteisto 2 käsittää välineet neljän pale-20 tin samanaikaista käsittelyä varten, mutta välineitä voi olla myös jokin muu määrä. Nämä välineet käsittävät mm. varsia 4 ja alustoja 5, kuten esimerkiksi kuvasta 6 voidaan nähdä. Yhteen yhteiseen runkoon 6 on liitetty useita varsia 4, sopivimmin nivelrakenteella 7, joka nivelrakenne mahdollistaa vaakasuunnassa tapahtuvan kääntymisen ja estää oleel-25 lisesti pystysuuntaisen liikkeen. Runko 6 on sovitettu edullisesti vaakani tasossa pyöriväksi. Runko 6 pyörii tällöin pystysuuntaisen akselin 8 ™ ympäri. Alustoja 5 ja niiden päällä olevia paletteja kannatellaan varsien o 4 varassa. Edullisesti myös alustat 5 on liitetty varsiin 4 nivelöidysti si- ten, että rakenne mahdollistaa vaakasuunnassa tapahtuvan kääntymi-g 30 sen ja estää oleellisesti pystysuuntaisen liikkeen. On myös mahdollista toteuttaa rakenne siten, ettei erillistä alustaa 5 ole, vaan paletti kytkey-

Is- £ tyy jollain muulla sopivalla kiinnityselimellä suoraan varteen, m σ> o ° Sopivimmin varren 4 pituus on suurempi kuin nivelpisteen 7 etäisyys 35 kehästä (eli myöhemmin kuvattavasta kehän suuntaisesta radasta 9). Tällöin varren 4 toinen pää saadaan sijoittumaan kehän 9 ulkopuolelle, 5 kun varsi ohjautuu sivuradalle 10 myöhemmin tässä selityksessä kuvattavalla tavalla.

Pyörivä runko 6 on puolestaan liitetty paikallaan pysyvään jalustaan 11.

5 Jalustaan 11 on muodostettu ohjausrata 9, ja varsia ohjataan ohjaus-radalla. Esimerkissä ohjausratana 9 käytetään raidetta, mutta poikkeu-tusliike voidaan toteuttaa usealla eri tavalla, kuten esimerkiksi ham-mastangolla, hammaskehällä tai ketjuIla/ketjupyöräIlä. Näitä muita vaihtoehtoisia poikkeutusliikkeen toteutusratkaisuja ei ole tässä tar-10 kemmin esitetty, vaan esimerkkinä käytetään edullisimmaksi todettua ratkaisua.

Esimerkkinä olevassa ratkaisussa ohjausraide käsittää ympyrämäisen osuuden 9 ja sivuraiteen 10 työstökoneelle. Raide 9 voi olla myös jon-15 kin muun muotoinen suljettu kehämuoto kuin ympyrä, kuten esimerkiksi soikea. Lisäksi raiteessa 9 voi olla sivuraide 10 latausasemaan tai muuhun toimintapisteeseen. Paletit pysyvät ympyräraiteella 9 ensimmäiseen suuntaan pyöritettäessä, eli esimerkissä myötäpäivään liikuttaessa. Vastakkaiseen suuntaan (vastapäivään) pyöritettäessä paletti 20 ohjautuu sivuraiteelle 10. Kuvissa 3-6 on esitetty palettien eri asemia, kun runkoa 6 pyöritetään toisen suuntaan. Kuvassa 3 on kuvattu ylhäältäpäin nähtynä lähtötilanne, jolloin paletit ovat sijoittuneet ympyrä-raiteelle 9 ja varret 4 ovat ensimmäisissä ääriasennoissa. Kuvassa 4 on puolestaan työstökoneelle 1 johtavalla sivuraiteella 10 paletti, jolloin 25 kyseiseen kiinnityselimeen 5 liittyvä varsi 4 on ensimmäisen ja toisen ” ääriasennon välissä. Kuvissa 5 ja 6 paletti on siirtynyt työstökoneelle 1,

O

™ jolloin varsi 4 on ojentunut toiseen ääriasentoon.

CD

cp S Edullisesti paletinsiirtolaitteiston 2 liikkeet aikaansaadaan yhdellä toimi- 30 laitteella (ei esitetty kuvissa), sopivimmin sähkömoottorilla, jolla on ^ kaksi pyörimissuuntaa. Toimilaite pyörittää runkoa 6 kahteen suuntaan £ (myötä- ja vastapäivään). Edullisesti sähkömoottorin pyörimissuunta § vaihdetaan kytkentöjä muuttamalla. Toimilaite voi olla myös jonkin dj muun tyyppinen moottori ja suunnan vaihto voidaan toteuttaa eri ta- 35 voin, esimerkiksi vaihteistolla.

6

Raiteen 9 risteyskohdissa on edullisesti ohjainlaitteet 12 kuten esimerkiksi jousikuormitteiset kielet. Kuvassa 7 on esitetty yksityiskohta eräästä ohjainlaitteen 12 suoritusmuodosta, jossa kieli sulkee raiteen 9 kulkukohdan. Pyöritettäessä runkoa 6 ensimmäiseen suuntaan raiteen 5 9 sulkeva kieli 12 aukeaa joka kerta kun kiinnityselin 5 menee sen ohi.

Toiseen suuntaan (eli syöttösuuntaan) pyöritettäessä raiteen 9 sulkeva kieli 12 kääntää kiinnityselimen 5 sivuraiteelle 10. Kuvassa 7 on kiinnityselin 5 ja siinä oleva paletti sivuraiteella 10. Kieliä 12 tai muita ohjain-laitteita voidaan ohjata myös toimilaitteella. Tällöin voidaan valita me-10 neekö kiinnityselimet 5 ja niihin liitetyt paletit yhtä aikaa vai erikseen esimerkiksi työstökoneelle 1 ja latausasemaan, jos paletinsiirtolaitteisto 2 käsittää sivuraiteet 9 näille työpisteille.

Mikäli paletinsiirtolaitteistossa 2 ei käytetä erillistä latausasemaa, voi 15 raiteella olla kohta, josta varsi 4 voidaan päästää kääntymään vapaasti nivelpisteensä 7 ympäri. Eräässä sovelluksessa raide 10 käsittää aukon, josta kiinnityselin 5 voidaan kääntää raiteen 9 ulkopuolelle. Tällöin käyttäjällä on pääsy vähintään kiinnityselimen 5 ja siinä olevan paletin kolmelle sivulle.

20

Esimerkin mukaisessa edullisessa paletinsiirtolaitteistossa 2 paletteja ei siirrellä pystysuuntaan paletinsiirtolaitteistolla. Sopivimmin työstökoneen 1 paletinvaihtaja nostaa paletin pois varrelta 4.

25 Edellä kuvatussa esimerkissä rungon 6 ensimmäinen pyörimissuunta ” on myötäpäivään ja toinen pyörimissuunta on vastapäivään. On myös ™ mahdollista toteuttaa laitteisto siten, että rungon 6 ensimmäinen pyöri- 9 missuunta on vastapäivään ja toinen pyörimissuunta on myötäpäivään.

't C\] i 30 Lisäksi esimerkinmukainen paletinsiirtolaitteisto 2 käsittää välineet nel- jän paletin samanaikaista käsittelyä varten. Välineitä voi olla myös eri r£ määrä, kuten esimerkiksi yhdet, kahdet tai useammat, jolloin voidaan g käsitellä yhtä, kahta tai useampaa palettia samanaikaisesti. Edullisesti S paletinsiirtolaitteistossa 2 on välineet 3-6 paletin käsittelyä varten.

35 7

Keksinnön edellä esitettyjen eri suoritusmuotojen yhteydessä esitettyjä toimintatapoja ja rakenteita eri tavoin yhdistelemällä voidaan aikaansaada erilaisia keksinnön suoritusmuotoja, jotka ovat keksinnön hengen mukaisia. Tämän vuoksi edellä esitettyjä esimerkkejä ei tule tulkita 5 keksintöä rajoittavasti, vaan keksinnön suoritusmuodot voivat vapaasti vaihdella jäljempänä patenttivaatimuksissa esitettyjen keksinnöllisten piirteiden puitteissa.

CO

δ c\j i

CD

O

C\l

X

cc

CL

1^ m m O) o o

CM

Claims (12)

1. Paletinsiirtolaitteisto, joka käsittää välineet yhden tai useamman paletin liikuttamiseksi akselin ympäri ja välineet paletin siirtämiseksi aina- 5 kin kahdelle eri etäisyydelle akselista, jotka välineet käsittävät - rungon (6), joka on sovitettu pyörimään akselin (8) ympäri ensimmäiseen suuntaan ja toiseen suuntaan, - kiinnityselimen (5), jonka päälle paletti on asetettavissa, tunnettu siitä, että välineet käsittävät lisäksi 10. varren (4), joka on rungon (6) ja kiinnityselimen (5) välillä, ja varsi on sovitettu siirtämään kiinnityselintä akselin (8) ympäri, kun runko pyörii ensimmäiseen suuntaan, ja varsi on sovitettu siirtämään kiinnityselintä toiselle etäisyydelle akselista, kun runko pyörii toiseen suuntaan. 15

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen paletinsiirtolaitteisto, tunnettu siitä, että välineet käsittävät lisäksi radan (9), joka on sovitettu ohjaamaan kiinnityselintä (5), ja joka rata kiertää akselia (8) ensimmäisellä etäisyydellä ja lisäksi rata käsittää ainakin yhden sivuradan (10), joka joh- 20 taa toiselle etäisyydelle akselista, ja varsi on sovitettu vetämään kiinnityselintä radan (10) määrittämää reittiä pitkin ensimmäisellä etäisyydellä akselista (8), kun runko pyörii ensimmäiseen suuntaan, ja varsi on sovitettu työntämään kiinnityselintä sivuradan (10) määrittämää reittiä pitkin toiselle etäisyydelle akselista, kun runko pyörii toiseen suuntaan. 25

” 3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen paletinsiirtolaitteisto, tunnettu siitä, o ™ että sivuratoja (10) on ainakin kaksi, joista ensimmäinen sivurata on 0 kiinnityselimen (5) ohjaamiseksi työstökoneelle (1) ja toinen sivurata on S kiinnityselimen ohjaamiseksi latausasemalle. 1 30

4. Patenttivaatimuksen 2 tai 3 mukainen paletinsiirtolaitteisto, tunnettu siitä, että rata (9) käsittää aukon, josta kiinnityselin (5) voidaan kääntää § radan ulkopuolelle. o C\J

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1-4 mukainen paletinsiirtolait-teisto, tunnettu siitä, että radan ja sivuradan liittymässä on ohjainlaite (12).

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen paletinsiirtolaitteisto, tunnettu siitä, että ohjainlaite (12) on jousikuormitteinen.

7. Patenttivaatimuksen 5 mukainen paletinsiirtolaitteisto, tunnettu siitä, että ohjainlaite (12) on varustettu toimilaitteella ohjainlaitteen asennon 10 muuttamiseksi.

8. Menetelmä yhden tai useamman paletin liikuttamiseksi, jossa menetelmässä paletti sijoitetaan kiinnityselimen (5) päälle, ja kiinnityselintä liikutetaan ensimmäiseen suuntaan akselin ympäri pyörittämällä siirto- 15 laitteen (2) runkoa (6) ensimmäiseen suuntaan, ja lisäksi kiinnityselintä liikutetaan toiseen suuntaan, joka suunta poikkeaa ensimmäisestä suunnasta, siten, että kiinnityselimen etäisyys akselista muuttuu toisessa suunnassa liikuttaessa, tunnettu siitä, että kiinnityselintä (5) liikutetaan toiseen suuntaan pyörittämällä runkoa (6) ensimmäistä suun-20 taa nähden vastakkaiseen suuntaan.

9. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kiinnityselintä (5) liikutetaan varrella (4), joka on liitetty runkoon (6) ja kiinnityselimeen ja kiinnityselimen liikerata määritetään kehäradalla (9) 25 ja yhdellä tai useammalla sivuradalla (10), jonka suunta poikkeaa ra- ” dan suunasta. o CvJ

10. Työsolu, joka käsittää työstökoneen (1) paleteilla liikuteltavien kap- S paleiden työstämiseksi sekä paletinsiirtolaitteiston (2) palettien siirtämi- jg 30 seksi työstökoneelle, ja työsolun paletinsiirtolaitteisto käsittää välineet ainakin yhden paletin liikuttamiseksi akselin (8) ympäri ja välineet paleli tin siirtämiseksi ainakin kahdelle eri etäisyydelle akselista, jotka väli- § neet käsittävät ° - rungon (6), joka on sovitettu pyörimään akselin (8) ympäri en- 35 simmäiseen suuntaan ja toiseen suuntaan, - kiinnityselimen (5), jonka päälle paletti on asetettavissa, tunnettu siitä, että välineet käsittävät lisäksi - varren (4), joka on rungon (6) ja kiinnityselimen (5) välillä, ja varsi on sovitettu siirtämään kiinnityselintä akselin (8) ympäri, kun runko pyörii ensimmäiseen suuntaan, ja varsi on sovitettu siirtämään 5 kiinnityselintä toiselle etäisyydelle akselista, kun runko pyörii toi seen suuntaan.

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen työsolu, tunnettu siitä, että välineet käsittävät lisäksi radan (9), joka on sovitettu ohjaamaan kiinni- 10 tyselintä (5), ja joka rata kiertää akselia (8) oleellisesti ensimmäisellä etäisyydellä ja lisäksi rata käsittää ainakin yhden sivuradan (10), joka johtaa toiselle etäisyydelle akselista, ja joka johtaa työstökoneelle (1), ja varsi on sovitettu vetämään kiinnityselintä radan (9) määrittämää reittiä pitkin ensimmäisellä etäisyydellä akselista (8), kun runko pyörii 15 ensimmäiseen suuntaan, ja varsi on sovitettu työntämään kiinnityselintä sivuradan (10) määrittämää reittiä pitkin toiselle etäisyydelle akselista, kun runko pyörii toiseen suuntaan.

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen työsolu, tunnettu siitä, että sivu-20 ratoja (10) on ainakin kaksi, joista ensimmäinen sivurata on kiinnityselimen (5) ohjaamiseksi työstökoneelle (1) ja toinen sivurata on kiinnityselimen ohjaamiseksi latausasemalle. CO δ (M CD cp 't CNJ X cc CL 1^ m m O) o o c\j