JP4033913B2 - 搬送機構 - Google Patents

Description

背景技術
本発明は、請求項１に記載の形式の搬送機構に関する。ドイツ連邦共和国特許第４０３９２６５Ｃ２号公報により公知の搬送機構においては、加工ユニットに対するワーク支持体の供給及び／又は排出がサイクルコンベヤを用いて行われる。サイクルコンベヤの搬送ベルトが突起部によってセグメントに分割されており、セグメントにワーク支持体が配置されている。加工ユニットの前若しくは後のセグメントに、未加工の若しくは加工された構成部分及び／又は構成ユニットを備えたワーク支持体が位置している。搬送は、各サイクルで繰り返される速度特性線に基づき行われる。このことはワーク支持対の処理量の増大のために役立つ。速度特性線は、例えば速度・距離ダイヤグラム若しくは速度・時間ダイヤグラムで示される。サイクルコンベヤの速度は速度ゼロから出発して、所定の値に上昇して、次いで再びゼロに戻る。サイクルコンベヤのための速度特性線は周波数変換器、減速可能な三相交流電動機、ウォーム歯車装置及びプレートカム伝動装置によって形成される。減速可能な三相交流電動機が周波数変換器を用いて、異なる一定の回転数で駆動される。ウォーム歯車装置が三相交流電動機の回転数を低い出力回転数に変換する。このような伝動装置は、三相交流電動機を使用するすべての搬送機構に必要であり、それというのは三相交流電動機の回転数は比較的高いからである。プレートカム伝動装置がウォーム歯車装置の一定の出力回転数をサイクルコンベヤの駆動回転数に変換し、該駆動回転数が直接に速度特性線に比例している。
加工サイクル中はサイクルコンベヤ（Taktfoerderer）は止まっている。サイクルコンベヤは、加工が終了して、出口が空になると搬送を行う。しかしながら加工の後にワーク支持体が送り込まれない場合には、不都合が生じる。サイクルコンベヤが空のセグメントを搬送するか、若しくはサイクルコンベヤは未加工のワーク支持体を待っために止まる。この時間中はワーク支持体の処理は行われない。ワーク支持体処理中に中断が生じ、この中断はもはや取り戻され得ない。
主コンベヤ区分及び供給搬送路若しくは排出搬送路を含む搬送機構全体に前記サイクルコンベヤの原理を用いる場合には、個別の加工ユニットがフレキシブルな１つの移送機構に接続されるのではなく、互いに堅く連結されることになる。それというのは、この場合、ワーク支持体が突起部間に、若しくはセグメント内に受容されていて、もはや任意に搬送され得ないからである。
さらにサイクルコンベヤの長さは１つのセグメントの長さの正数倍であり、従ってサイクルコンベヤの長さを任意に規定することができない。
前記公知の搬送機構のほかに、高いワーク支持体処理量を得るために、高い搬送路速度で作動する搬送機構もある。しかしながらこの場合には欠点として、ワーク支持体が相応に高い速度でストッパ若しくは止まっているワーク支持体に衝突することになる。従って緩衝器若しくはワーク支持体の静止するまでの付加的な時間が必要であり、このことは遅れを生ぜしめる。
発明の利点
請求項１に記載の特徴を備えた本発明に基づく搬送機構においては利点として、加工中にもワーク支持体が搬送され得る。ワーク支持体が送られてこない場合でも、加工された構成部分及び／又は構成ユニットを備えたワーク支持体は引き続き搬出され得る。通常は常に複数のワーク支持体が加工ユニットの前に位置しているので、長い時間にわたって新たなワーク支持体が送られてない場合でも、既に存在するワーク支持体の構成部分及び／又は構成ユニットが加工されて、次いで該ワーク支持体は送られる。
本発明に基づく搬送機構の重要な利点として、該搬送機構が加工ユニットにだけではなく、別の引き渡し箇所、例えば接続箇所にも使用可能であり、これによって１つの搬送路から別の搬送路へのワーク支持体の引き渡しの時間が著しく減少され、搬送機構の柔軟性（Flexbilitaet）が維持される。
別の利点として、ワーク支持体の搬送のための速度特性線が任意に設定可能であり、それというのは速度特性線はプレートカム伝動装置によって形成されるのではなく、電子的な制御装置、例えば周波数変換器によって形成されるからである。これによって、異なる状態に適合された速度特性線が設定できる。例えば、ワーク支持体を１つの接続箇所から送る際にワーク支持体をまず高い速度で走行させ、該速度を比較的長い区間にわたって維持することができる。分離装置への接近に際して前記速度が減少させられ、その結果、ワーク支持体がほぼ衝突なしに分離装置に向かって走行する。分離装置の直後に加工ユニットが続いていてよい。このような短い区間にとってワーク支持体が該区間に適合された別の速度特性線で搬送される。
公知技術と比較して、プレートカム伝動装置もブレーキも設けられておらず、従って相応の費用が省略される。搬送路の長さがセグメント長さに左右されず、従って搬送路が著しく変更可能に形成される。
本発明に基づく搬送機構及び方法の改善された有利な別の手段が従属項及び実施例の説明に記載してある。
本発明の実施例を図面に示して、以下に詳細に説明する。図１は、移送機構の一部分としての搬送機構の平面図、図２は搬送機構の簡単な接続プランを示す図、図３ａ乃至図３ｃはインバーターから到来する信号Ｕの、時間ｔにわたる経過を示す図、図４ａは発信器の、距離ｓにわたる信号を示す図、及び図４ｂは速度特性線の、距離ｓにわたる速度ｖ，Δｖを示す図である。
実施例の説明
図１には、搬送品、特にワーク支持体（Werkstuecktraeger）１１の搬送のための１つの搬送機構（Transportsystem）１０が示してある。主搬送路（Hauptfoerderbahn）１２に対して平行にかつ間隔を置いて副搬送路（Nebenfoerderbahn）１３が配置されている。主搬送路１２と副搬送路１３とは同じ搬送方向を有している。主搬送路及び副搬送路は供給搬送路（Zubringfoerderbahn）１４及び排出搬送路（Abfuehrfoerderbahn）１５に接続されており、供給搬送路及び排出搬送路は主搬送路１２及び副搬送路１３に対して直角に配置されている。供給搬送路と排出搬送路とは互いに逆の搬送方向を有している。各搬送路１２乃至１５は三相交流電動機及びウォーム歯車装置から成る固有の搬送手段駆動装置（Foerdermittelantrieb）１７を有している。すべての搬送路１２乃至１５はツインベルトコンベヤ（Doppelgurtfoerderer）であり、ツインベルトコンベヤの構造及び機能は周知である。接続箇所１８乃至２１、即ち搬送路１２乃至１５のオーバーラップ区分には、それぞれ横方向搬送ユニット（Quertransporteinheit）２２が配置されている。横方向搬送ユニットはワーク支持体１１を１つの搬送路から別の搬送路へ搬送する。副搬送路１３の領域に加工、検査若しくは組立のための加工ユニット（Bearbeitungseinheit）２４が配置されている。接続箇所１８乃至２１及び加工ユニット２４は引き渡し箇所を成しており、該引き渡し箇所でワーク支持体が１つの搬送路から別の搬送路へ、１つの搬送路から加工ユニットへ、若しくは加工ユニットから１つの搬送路へ引き渡される。複数の搬送機構１０が１つのフレキシブルな移送機構（flexibler Transfersystem）にまとめられていてよく、移送機構で順次に例えば個別の部品から構成ユニットが組み立てられて、検査される。このために、対応する加工ユニット２４を備えた複数の搬送機構１０が接続箇所１８乃至２２でつながれている。副搬送路１３に沿って接続箇所１９に第１の発信器２６が配置され、加工ユニット２４に第２の発信器２７が配置され、かつ接続箇所２０に第３の発信器２８が配置されている。接続箇所１９，２０の前に、分離装置（Vereinzeler）３０，３１が配置されている。接続箇所２２の前で排出搬送路１５に分離装置３２が配置されており、主搬送路１２に分離装置３３が配置されている。分離装置はワーク支持体の停止のために用いられる。このために、分離装置は走入及び走出可能な止め装置（ein- und ausfahrbare Anhalteeinrichtung）を有している。ワーク支持体を分離装置で停止させているか、若しくは通過させているかを検出するために、分離装置内に発信器が組み込まれている。
図２に示してあるように、発信器２６乃至２８、分離装置３０乃至３３内に組み込まれた発信器及び加工ユニット２４が、メモリープログラム可能なの制御部３５（以下、ＳＰＳ３５と呼ぶ）の入力部に接続されている。ＳＰＳ３５の出力部には４つの周波数変換器３７を接続してあり、該周波数変換器は搬送路１２乃至１５の搬送手段駆動装置１７の三相交流電動機に接続されている。さらにＳＰＳ３５の出力部には接触箇所１８乃至２１の横方向搬送ユニット２２、加工ユニット２４及び、分離装置３０乃至３３の止め装置が接続されている。これによってＳＰＳ３５が搬送機構１０全体を制御する。
１つのＳＰＳが、入力信号若しくは出力信号のための複数の入力部若しくは出力部を有している。通常はＡＮＤ結合若しくはＯＲ結合から成りかつメモリー内に格納されたプログラムを用いて、入力信号が、場合によっては時間的に遅らされて、出力信号に処理される。
図３ａ乃至図３ｃに単相交流電圧を用いた周波数変換器の機能が示してある。例えば電流供給網からの入力電圧Ｕｅが、直流電圧Ｕｇに変換され、次いで周波数の調整可能な出力電圧Ｕａに変換される。対応する段階が図３ａ乃至図３ｃに時間ｔに関連した電圧の経過として示してある。出力電圧Ｕａによって、対応する電動機が回転数を制御して駆動される。同じ原理が三相交流網にも当てはまり、異なっている点として、三相交流電動機が接続される。出力電圧Ｕａの周波数は手動で若しくは、例えばＳＰＳを用いて調節され得る。周波数増大若しくは周波数減少は急激に若しくは連続的に行われてよい。
図４ａには２つの信号４１，４２が電圧・距離ダイヤフラムで示してある。図４ｂには個別の速度ｖを有する速度特性線４３が速度・距離ダイヤフラムで示してある。速度はまず１２ｍ／分の基準速度ｖ１に相応している。次いで、速度は勾配Δｖ２に沿って４２ｍ／分の値ｖ３に増大する。次いで、速度は勾配Δｖ４に沿って基準速度ｖ１に減少する。個別の速度ｖは搬送路１２乃至１５の速度に対応する。搬送路１２乃至１５は搬送手段駆動装置１７によって駆動され、搬送手段駆動装置が周波数変換器３７によって制御される。従って、速度ｖは周波数変換器によって生ぜしめられた周波数に比例している。勾配Δｖ２，Δｖ４も周波数変換器３７の周波数増大若しくは周波数減少に比例している。勾配Δｖ２，Δｖ４は信号４１，４２によって開始される。信号４１，４２はＳＰＳ３５によって形成される。
以下に本発明に基づく搬送機構１０を図１、図４ａ及び図４ｂに則して説明する。実施例では加工ユニット２４のところにワーク支持体１１ａがある。このすぐ後ろにワーク支持体１１ｂが位置している。加工終了の後に副搬送路１３がワーク支持体１１ａを送り出して、ワーク支持体１１ｂを加工ユニット２４のところに送る。加工ユニット２４のところのワーク支持体１１ａをワーク支持体１１ｂによって代替するために必要な時間（以下、移し時間（Wechselzeit）とも呼ぶ）の間は加工は行われない。１２ｍ／分の基準速度ｖ１及び３２０ｍｍのワーク支持体長さでは、移し時間は最小で１．６秒であり、それというのはワーク支持体１１ａの直後にワーク支持体１１ｂが待機しているからである。１つの接続箇所を通過する場合、移し時間はワーク支持体１１ａ，１１ｂの縦方向及び横方向運動に基づき二倍の長さ、即ち３．２秒である。このような時間を短くして、公知技術の欠点を回避するために、次のような過程が行われる。ＳＰＳ３５が加工ユニット２４から加工終了の信号を受け取る。次いで副搬送路１３の基準速度ｖ１がＳＰＳ３５の信号４１によって連続的に勾配Δｖ２で速度ｖ３に増大される。ワーク支持体１１ａが発信器２７に到達すると、該発信器が信号をＳＰＳ３５に発信する。ＳＰＳ３５が信号４２を生ぜしめ、これによって速度ｖ３が連続的に勾配Δｖ４で基準速度ｖ１に減少される。ワーク支持体１１ｂが衝撃なしに加工ユニット２４のことろに到達する。これによって、ワーク支持体移しに際して１．６秒のうちのほぼ０．９秒が節減され、これはほぼ５６％の時間節約に相当する。
ワーク支持体１１ｂが加工ユニット２４のところの位置に達すると、ＳＰＳ３５によって再び高い速度ｖ３が生ぜしめられ、これはワーク支持体１１ａが分離装置３１の発信器のところに到達するまで行われる。次いで、副搬送路１３が例えば時間的に遅らされて減速され、その結果、ワーク支持体１１ａが衝撃なしに接続箇所２０内に進入する。時間的に遅らされた減速は、副搬送路１３の速度ｖ３及び接続箇所２０までの距離がわかっていて、これによってΔｖ４のための値が算出できることによって可能である。今や、接続箇所２０の横方向搬送ユニット２２がＳＰＳ３５によって作動されて、ワーク支持体１１ａが排出搬送路１５に移される。次いで、該ワーク支持体は高い速度ｖ３に加速される。これによって、１つの接続箇所が３．２秒ではなく１．４秒で通過される。ワーク支持体が接続箇所２１の前の分離装置３２の発信器に到達すると、排出搬送路１５が時間的に遅らされて減速され、これによってワーク支持体１１ａが同じく衝撃なしに接続箇所２１内へ走行する。最終的に、ワーク支持体１１ａが搬送機構１０から去る。主搬送路１２上で別のワーク支持体１１ｃが接続箇所２１へ搬送される場合には、主搬送路１２での衝突を避けるために接触箇所２１の前に分離装置３３が配置されている。
ワーク支持体１１ｂの加工の開始時に別のワーク支持体１１ｄが副搬送路１３上で直接に接続して続いていない場合が想定される。しかしながら加工の継続中に、ワーク支持体１１ｄは間隔をつめ、それというのは供給搬送路１４、及び特に副搬送路１３が止まらないからである。加工がまだ終了していない場合には、供給搬送路１４、及び特に副搬送路１３は高い速度ｖ３で駆動でき、その結果、ワーク支持体１１ｄが時間の損失をできるだけわずかにして、衝撃なしに接続箇所１８，１９を通して、加工ユニット２４に供給される。ワーク支持体１１ｄが接続箇所１９に接近すると、分離装置３０の発信器によって供給搬送路１４が相応に減速される。次いで発信器２６によって副搬送路１３の速度が加速され、かつ発信器２７によって再び減速される。
本発明に基づく搬送機構１０にとって、ベルト材料及びワーク支持体材料は高い摩擦値を有していたい。このことはベルト材料において例えば、被覆されていないベルト材料によって達成される。勾配Δｖ２，Δｖ４は、ワーク支持体１１が搬送路１２乃至１４上でできるだけ滑りなしに搬送されるように設定されねばならない。勾配のための適切な値は実験によって求められる。搬送路の速度を基準速度から高い値にもたらす代わりに、速度を基準値から低い値に降下させて、次いで再び高い値の基準値へ上昇させることも考えられる。
搬送機構に一般的に使用されているＳＰＳは簡単にプログラム解除され、従って搬送機構が異なる目的、例えば組み立て若しくは検査に合わせて設定できる。もちろん発信器は、搬送機構を１つの目的にのみ使用する場合には、直接に周波数変換器に接続されていてよい。
搬送手段駆動部１７としてウォーム歯車装置を備えた三相交流電動機の代わりに、電気式若しくは液力式のサーボ駆動装置の使用も考えられる。

Claims (9)

1. 少なくとも１つのワーク支持体（１１）を少なくとも１つの引き渡し箇所（１８乃至２１，２４）に対して、搬送路として形成された少なくとも１つの搬送手段（１２乃至１５）、及び少なくとも１つの搬送手段駆動装置（１７）によって供給及び／又は排出するための搬送機構（１０）であって、１つの搬送手段（１２乃至１５）に対応して１つの搬送手段駆動装置（１７）がそれぞれ配置されており、少なくとも１つの電子的な制御装置（３７）が少なくとも１つの搬送手段駆動装置（１７）に対して少なくとも１つの速度特性線（４３）を形成するようになっており、少なくとも１つの速度特性線（４３）がゼロではない基準値（ｖ１）から少なくとも１つの別の値（ｖ３）になり、次いで再び基準値（ｖ１）に戻るようになっており、その結果、少なくとも１つの搬送手段（１２乃至１５）がワーク支持体（１１）を連続的に搬送できるようになっており、前記搬送手段の搬送路の接続箇所（１８乃至２１）に横方向搬送ユニット（２２）を配置してあり、横方向搬送ユニットがワーク支持体（１１）を、ワーク支持体の方向を維持したまま一方の搬送路から他方の搬送路へ直角に引き渡すようになっており、少なくとも１つの搬送手段（１２乃至１５）が少なくとも１つの発信器（２６乃至２８、３０乃至３３）を有しており、発信器の信号が少なくとも１つの制御装置（３７）に作用するようになっており、１つのワーク支持体（１１）が１つの発信器（２６乃至２８，３０乃至３３）に若しくは１つの加工ユニット（２４）の位置に達するか、若しくは１つの加工ユニット（２４）が加工終了を発信した場合に、速度特性線（４３）に沿った制御が行われるようになっていることを特徴とする、搬送機構。
2. 少なくとも１つの引き渡し箇所（１８乃至２４）が加工ユニット（２４）若しくは接続箇所（１８乃至２１）である請求項１記載の搬送機構。
3. 少なくとも１つの搬送手段駆動装置（１７）が発電機（１７）である請求項１又は２記載の搬送機構。
4. 電動機（１７）が三相交流電動機（１７）である請求項３記載の搬送機構。
5. 少なくとも１つの制御装置（３７）が周波数変換器（３７）である請求項４記載の搬送機構。
6. 三相交流電動機（１７）とベルトコンベヤとして形成された搬送手段（１２乃至１５）との間に伝動装置が配置されている請求項５記載の搬送機構。
7. 発信器（２６乃至２８、３０乃至３３）と制御装置（３７）との間に少なくとも１つのメモリープログラム可能な制御部（３５）が接続されている請求項１から６のいずれか１項記載の搬送機構。
8. 搬送方向で副搬送路（１３）の前に供給搬送路（１４）が配置されており、搬送方向で副搬送路（１３）の後に排出搬送路（１５）が配置されており、副搬送路（１３）が主搬送路（１２）に対して並列に配置されており、排出搬送路（１５）及び供給搬送路（１４）が横方向で主搬送路（１２）に接続されている請求項１から７のいずれか１項記載の搬送機構。
9. 搬送手段駆動装置（１７）が電気式若しくは液力式のサーボ駆動装置（１７）である請求項１又は２記載の搬送機構。

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