PL188269B1 - Układ technologiczny do seryjnej obróbki jednostkowych przedmiotów - Google Patents

Abstract

1 Uklad technologiczny do seryjnej obróbki jednostkow ych przedmiotów, zawierajacy uklad transportowy obejmujacy zamkniety uklad torów, wiele zespolów transportowych sprzezonych z uchwyta- mi mocujacymi przeznaczonych do ladowania przedm iotów lub grap przedmiotów przeznaczonych do obróbki przemieszczajacych sie niezaleznie od siebie wzdluz ukladu torów, oraz zespoly napedowe do przemieszczania zespolów transportowych sprzezonych z uchwytami mocujacymi po torach ukladu transportowego, co najmniej jedno urzadzenie ladujace do ladowania przedmiotów lub grup przedmiotów przeznaczonych do obróbki na zespoly jezdne spr zezone z uchwytami mocujacymi podczas kolejno nastepujacych po sobie zabiegów ladowania co najmniej jedno urzadzenie rozladowywujace do rozladowywa- nia zespolów transportowych sprzezonych z uchwytami mocujacymi podczas kolejno nastepujacych po sobie zabiegów rozladowywania, znamienny tym, ze zawiera co najmniej jedno urzadzenie obrabiajace (V) do obróbki przed- miotów (13) lub grup przedmiotów w nastepujacych kolejno po sobie procesach obróbki, zespoly kontroli wstepnej do ustalania rozmieszczenia przestrzen- nego i kolejnosci czasowej zespolów transportowych (11) sprzezonych z uchwytami mocujacymi (12) lub przedmiotów (13) lub grup przed- miotów transportowanych przez te zespoly zgodnie z wymaganiami odpowiednich urzadzen ladujacych (A), rozladow yw ujacych (B) i obrabiajacych (V) oraz odcinki zbiorcze (21) dla pustych lub zalado- wanych zespolów transportowych (11) sprzezonych z uchwytami mocujacymi (12) polozone przed zespolami kontroli wstepnej przy- dzielone do urzadzen ladujacych (A), rozladowywujacych (B) i obra- biajacych (V), wiele stanowisk autonomicznych (S) zawierajacych odpo- wiednio co najmniej jedno urzadzenie ladujace (A), rozladowy- wujace (B) i obrabiajace (V) z przyporzadkowanymi FIG. 1 PL PL PL PL

Description

Wynalazek dotyczy układu technologicznego do seryjnej obróbki jednostkowych przedmiotów. Układ technologiczny służy do seryjnej obróbki przedmiotów jednostkowych, tzn. do obróbki takich samych lub, co najmniej podobnych przedmiotów, obrabianych w dużych ilościach i w uporządkowanej kolejności pojedynczo lub w określonych grupach, zwykle w mniej lub bardziej sprecyzowanym położeniu oraz usytuowaniu przestrzennym (w przeciwieństwie do obróbki towarów masowych). Przy takiej obróbce każdy przedmiot, bądź każda grupa przedmiotów, obrabiany jest w wielu następujących kolejno po sobie etapach obróbki i zwykle pomiędzy kolejnymi operacjami przenoszony jest z jednego stanowiska obróbki na następne stanowisko za pomocą linii transportującej.

Urządzenie transportowe, które można zastosować w takich układach technologicznych jest ujawnione w zgłoszeniu międzynarodowym WO 98/03420.

Obróbka przedmiotów jednostkowych obejmuje, np. w odniesieniu do butelek, względnie innego rodzaju pojemników, następujące operacje: mycie, suszenie, sprawdzanie, napełnianie, zamykanie, nanoszenie etykiet. Dla wyrobów drukowanych operacje mogą być następujące: kompletowanie, cięcie, łączenie względnie zszywanie, sortowanie, adresowanie, grupowanie i pakowanie. Przedmioty poddawane obróbce (np. pojemniki względnie wyroby drukowane) najczęściej obrabiane są z w kolejnych następujących po sobie etapach obróbki, przy czym przedmioty te są unieruchamiane w położeniu oraz w orientacji określonej wymogami obróbki przez urządzenie obrabiające, są one przenoszone do miejsc, w których wykonywana jest ta obróbka po czym z tych miejsc usuwane, z zachowaniem w czasie przenoszenia niezbędnego ściśle określonego usytuowania w przestrzeni (np. przenoszenia napełnionych, ale jeszcze nie zamkniętych pojemników).

Zgodnie z współczesnym stanem techniki, tego rodzaju obróbki jednostkowych przedmiotów przeprowadzane są dwoma metodami, przy czym stosowane są również rozwiązania konstrukcyjne mieszane, uwzględniające równoczesne wykorzystanie cech charakteryzujących jedną z tych metod oraz cech drugiej metody.

Jedną z tych metod jest „metoda ukierunkowana na oprzyrządowanie technologiczne”, w przypadku której poszczególne urządzenia obróbcze oraz umieszczone między nimi kolejne zespoły transportowe są w dużym stopniu niezależne od siebie. Przedmioty obrabiane, usytuowane w poszczególnych urządzeniach linii obrabiającej, utrzymywane są w określonej pozycji przez odpowiednie elementy mocujące, a po obróbce lub transporcie są rozładowywane. Dla zrównoważenia zróżnicowanej wydajności oraz zakłóceń wydajności poszczególnych stanowisk obróbczych przewidziane są w linii stanowiska buforowe, które np. zaprojektowane są w postaci linii transportującej bez ściśle określonej kolejności transportowania i pozwalającej na spiętrzaniu (np. linie transportujące, na których nastąpić może spiętrzenie się stojących butelek), bądź jako stanowiska wyczekiwania, na których przedmioty usytuowane w sposób mniej lub bardziej nieuporządkowany oczekują na dalszą obróbkę.

Ważną zaletą metody ukierunkowanej na oprzyrządowanie technologiczne jest modułowość funkcjonalna, umożliwiająca również modułowość aparaturowa linii obrabiającej, w związku z czym bez problemu konstruować można rozgałęzienia lub węzły linii transportującej. Istotną wadę tej metody stanowią konieczne i częste, w konkretnych przypadkach, operacje wielokrotnego przekazywania przedmiotów obrabianych z jednego transportera, względnie uchwytu mocującego celem zamocowania ich w innym uchwycie bądź umieszczenia na innym transporterze, które to operacje wywołują silne naprężenia delikatnych przedmiotów.

188 269

Dotyczy to również przedmiotów znajdujących się na stanowiskach buforowych lub na stanowiskach wyczekiwania, na których przedmioty te są spiętrzone i poruszają się w sposób mniej lub bardziej nieuporządkowany, ocierając się z konieczności o siebie oraz o elementy transportera, i z tego powodu podlegają oddziaływaniu zbędnych naprężeń.

Drugą wymienioną metodą jest „metoda ukierunkowana na układ”, w przypadku której zespoły oprzyrządowania technologicznego są trwale sprzężone tworząc układ. W układzie takim operacje przemieszczania i obróbki są sprzężone binkcjonalnie, a zespoły transportowe i urządzenia obrabiające są sprzężone mechanicznie, jako wspólne kontrolowane centralnie zespoły transportowe na wszystkich liniach transportujących układu, przy czym zespoły transportowe stanowią równocześnie uchwyty mocujące przedmiot do obróbki, w co najmniej części urządzeń obrabiających. Wspomniane zespoły transportowo-mocujące umieszczone są na centralnej taśmie transportera (np. w postaci okrężnego łańcucha pociągowego), dzięki czemu wspomniane zespoły transportowo-mocujące mogą być przemieszczane w sposób wymuszony na licznych odcinkach linii transportujących oraz pomiędzy kolejnymi etapami obróbki.

W układzie, działającym z zastosowaniem metody ukierunkowanej na układ, wszystkie jego elementy konstrukcyjne poddane są oddziaływaniu warunków, wynikających z funkcjonowania tego układu. Dla wszystkich urządzeń obrabiających cykl obróbki jest jednakowy i wstępnie ustalony, bądź też dla wszystkich zespołów zmieniający się równocześnie. Usytuowanie przedmiotów w trakcie obróbki przez różne urządzenia obrabiające, różnić się może między sobą tylko w bardzo ograniczonym zakresie. Główna zaleta metody ukierunkowanej na układ polega na tym, że przedmioty obrabiane nic muszą być przekazywane, dzięki czemu ogranicza się liczbę czynności mechanicznych. Główną wadą stanowią ścisłe warunki pracy związane z cyklem obróbki i ułożeniem urządzeń obrabiających, co oznacza, że w wielu przypadkach nie jest możliwe ich optymalne działanie, i że nie można dobierać ich w swobodny sposób. Kolejna wada metody ukierunkowanej na układ polega na tym, że rozgałęzienia linii transportujących w ramach tego układu możliwe są do zrealizowania wyłącznie poprzez usuwanie przedmiotów z transportera, w następstwie czego powstają przerwy linii co ogranicza jej wydajność. W przypadku zastosowania metody ukierunkowanej na układ z zachowaniem ciągłości transportu przedmiotów obrabianych, niezbędne staje się szczególnie dokładne zsynchronizowanie transportu i obróbki, co w przypadku większych układów wymaga dużych nakładów.

Dla zredukowania wad metody ukierunkowanej na oprzyrządowanie technologiczne oraz wad metody ukierunkowanej na układ, stosowane bywają, jak już wspomniano na wstępie, układy mieszane, w przypadku których sąsiadują ze sobą obszary w których stosuje się różne metody, przy czym wybór metody w każdym z obszarów determinowany jest w szczególności przez rodzaj urządzeń zastosowanych do obróbki.

Celem wynalazku jest stworzenie układu technologicznego do obróbki seryjnej jednostkowych przedmiotów, działającego przy wykorzystaniu metody ukierunkowanej na układ, pozwalającego równocześnie na integrowanie indywidualnych urządzeń obrabiających pracujących w różnorodnych warunkach. Z tego powodu, układ według wynalazku powinien łączyć w sobie zalety opisanych powyżej metody ukierunkowanej na oprzyrządowanie technologiczne oraz ukierunkowanej na układ, stosowanych do obróbki pojedynczych części oraz eliminować przynajmniej część ich wad. Układ obróbki według wynalazku powinien pozwalać na pełną automatyzację, a równocześnie powinien umożliwiać ręczne sterowanie poszczególnymi etapami obróbki. Ponadto układ według wynalazku powinien stwarzać możliwość łatwego dopasowywania go do obróbki najróżnorodniejszych przedmiotów, a w szczególności do obróbki przedmiotów, spośród których nie wszystkie podlegają wykonywaniu na nich takich samych operacji technologicznych, a więc nie przemieszczają się one po zawsze tych samych liniach transportowych układu. Układ według wynalazku powinien umożliwiać dostosowywanie go do różnych warunków przestrzennych, jak również powinien pozwalać na łatwą rozbudowę.

188 269

Zadanie to rozwiązuje układ technologiczny, zdefiniowany w zakresie objętym zastrzeżeniami patentowymi.

Do układu według wynalazku dostarczane są przedmioty przeznaczone do obróbki i następnie odprowadzane są z niego przedmioty obrobione. Poza tym, do poszczególnych urządzeń obrabiających układu doprowadzać można materiały pomocnicze oraz (lub) odprowadzać je z tych urządzeń. Układ stanowi funkcjonalnie zamkniętą całość i składa się z wielu zespołów roboczych, które co najmniej częściowo stanowią zespoły mechaniczne. Do mechanicznych elementów składowych należą układ transportowy obejmujący zamknięty układ torów; wiele zespołów transportowych sprzężonych z uchwytami mocującymi przeznaczonych do ładowania przedmiotów lub grup przedmiotów przeznaczonych do obróbki przemieszczających się niezależnie od siebie wzdłuż układu torów; oraz zespoły napędowe do przemieszczania zespołów transportowych sprzężonych z uchwytami mocującymi po torach układu transportowego, co najmniej jedno urządzenie ładujące do ładowania przedmiotów lub grup przedmiotów przeznaczonych do obróbki na zespoły jezdne sprzężone z uchwytami mocującymi podczas kolejno następujących po sobie zabiegów ładowania, co najmniej jedno urządzenie rozładowywujące do rozładowywania zespołów transportowych sprzężonych z uchwytami mocującymi podczas kolejno następujących po sobie zabiegów rozładowywania,

Istota wynalazku polega na tym, że układ zawiera co najmniej jedno urządzenie obrabiające do obróbki przedmiotów lub grup przedmiotów w następujących kolejno po sobie procesach obróbki, zespoły kontroli wstępnej do ustalania rozmieszczenie przestrzennego i kolejności czasowej zespołów transportowych sprzężonych z uchwytami mocującymi lub przedmiotów, lub grup przedmiotów transportowanych przez te zespoły zgodnie z wymaganiami odpowiednich urządzeń ładujących, rozładowywujących i obrabiających oraz odcinki zbiorcze dla pustych lub załadowanych zespołów transportowych sprzężonych z uchwytami mocującymi, położone przed zespołami kontroli wstępnej są przydzielone do urządzeń ładujących, rozładowywujących i obrabiających, wiele stanowisk autonomicznych zawierających odpowiednio co najmniej jedno urządzenie ładujące, rozładowywujące i obrabiające z przyporządkowanymi tym urządzeniom zespołami kontroli wstępnej, z co najmniej jednym zespołem napędowym do przemieszczania zespołów transportowych sprzężonych z uchwytami mocującymi przez stanowisko oraz wewnętrzne zespoły sterowania stanowiskiem, przy czym stanowisko autonomiczne ma wewnętrzny zespół sterujący stanowiskiem do koordynowania kontroli wstępnej, transportu przez stanowisko działania, co najmniej jednego z urządzeń, ładującego, rozładowywującego lub obrabiającego, a rozmieszczenie przestrzenne zespołów transportowych sprzężonych z uchwytami mocującymi lub przedmiotów, którymi załadowane są te zespoły względem torów, jest co najmniej wybrane z ograniczonego zakresu i jest zmienne lokalnie

Korzystnie, układ zawiera dodatkowo, co najmniej jedno stanowisko autonomiczne, które zamiast urządzeń ładującego, rozładowywującego lub obrabiającego zawiera rozgałęzienie torów lub węzeł torów.

W innym korzystnym wariancie układ zawiera dodatkowo, co najmniej jedno stanowisko autonomiczne, które oprócz urządzenia ładującego, rozładowywującego, lub obrabiającego, zawiera dodatkowo rozgałęzienie torów oraz/lub węzeł torów.

W jeszcze innym korzystnym wariancie według wynalazku układ zawiera dodatkowo, co najmniej jedno stanowisko autonomiczne, które zawiera tylko zespół napędowy do przemieszczania zespołów transportowych sprzężonych z uchwytami mocującymi wzdłuż torów oraz element sterujący tym zespołem napędowym.

Korzystnie układ ma wewnętrzne zespoły sterujące stanowiskiem autonomicznym do sterowania wydajnością stanowiska w oparciu o zgromadzone dane odnośnie stopnia zapełnienia odcinka zbiorczego usytuowanego przed stanowiskiem kontroli wstępnej oraz/lub stopnia zapełnienia odcinka zbiorczego usytuowanego za stanowiskiem kontroli wstępnej.

188 269

W innym korzystnym rozwiązaniu układ zawiera dodatkowo zespół centralnego zarządzania, do kontrolowania i koordynowania wydajności poszczególnych stanowisk autonomicznych z uwzględnieniem warunków zewnętrznych oraz zdarzeń wewnętrznych układu.

Korzystnie układ zawiera dodatkowo centralną jednostkę sterującą do zarządzania centralnego.

W jeszcze innym korzystnym rozwiązaniu układ zawiera dodatkowo czujniki zbierające dane o stanie zapełnienia, co najmniej części odcinków zbiorczych wykorzystywane przez centralną jednostkę sterującą do rejestrowania zdarzeń wewnętrznych.

Korzystnie układ zawiera dodatkowo czujniki zbierające dane o przedmiotach przeznaczonych do obróbki znajdujących się, na co najmniej jednym z urządzeń ładujących oraz o przedmiotach poddanych obróbce wyładowanych, przez co najmniej jedno urządzenie rozładowywujące i gotowych do dalszej obróbki, wykorzystywane przez centralną jednostkę sterującą do rejestrowania warunków zewnętrznych.

W korzystnym wariancie, układ zawiera elementy służące do wprowadzania danych do centralnej jednostki sterującej w celu rejestrowania wymagań zewnętrznych.

Układ zawiera korzystnie tory skręcone służące do uzyskania wymaganego rozmieszczenia zespołów transportowych sprzężonych z uchwytami mocującymi dostosowanego do wymagań urządzenia ładującego, rozładowywującego lub obrabiającego, rozgałęzień torów lub węzłów torów.

Orientacja uchwytów mocujących przedmioty lub grupy przedmiotów dostosowywana jest do wymagań urządzenia ładującego, rozładowywującego lub obrabiającego, rozgałęzień torów lub węzłów torów poprzez zmianę połączenia pomiędzy zespołem transportującym a uchwytem mocującym.

Połączenie między uchwytem mocującym a zespołem transportowym jest obrotowe lub wahliwe oraz/lub ma zmienną długość.

Zespół kontroli wstępnej zawiera elementy takie jak koło taktujące, łańcuch lub przewód pociągowy do przesuwania zespołu transportowego sprzężonego z uchwytem mocującym przez urządzenia ładujące, rozładowywujące lub obrabiające.

Odcinki zbiorcze stanowią tory z pasywnym wymuszaniem ruchu.

Korzystnie, odcinki zbiorcze stanowią tory pochylone, do przemieszczania zespołu transportowego sprzężonego z uchwytem mocującym przy wykorzystaniu siły ciężkości; lub tory wylotowe do przemieszczania zespołu transportowego sprzężonego z uchwytem mocującym przy wykorzystaniu energii kinetycznej.

Korzystnie, tory układu torów, stanowią kanały transportowe z wycięciami w kształcie rowków rozmieszczonych wzdłuż tych kanałów służące do przesuwania zespołów transportowych, przy czym uchwyty mocujące połączone z zespołami transportowymi wystają z wycięć w kształcie rowków.

Korzystnie na powierzchni wewnętrznej kanałów transportowych rozmieszczonych jest sześć szyn, przy czym kanał transportowy zawiera grupy kulek złożone z trzech kulek, do przetaczania zespołów transportowych.

W innym korzystnym rozwiązaniu kanały transportowe tworzy sześć szyn, przy czym kanał transportowy zawiera grupy kulek złożone z trzech kulek, do przetaczania zespołów transportowych.

Przedmioty lub grupy przedmiotów umieszczone są w trakcie obróbki wewnątrz urządzenia obrabiającego w uchwytach mocujących.

W innym korzystnym rozwiązaniu przedmioty lub grupy przedmiotów umieszczone są w trakcie obróbki wewnątrz urządzenia obrabiającego poza uchwytami mocującymi.

Układ torów łączy urządzenia ładujące z urządzeniami obrabiającymi, urządzenia obrabiające z kolejnymi urządzeniami obrabiającymi, urządzenia obrabiające z urządzeniami rozładowywującymi, przy czym tory przechodzą przez poszczególne urządzenia, bądź też je omijają. Zespoły transportowe sprzężone z uchwytami mocującymi są przemieszczane wzdłuż linii transportujących pomiędzy urządzeniami ładującymi, rozładowywującymi lub obrabiającymi oraz przez te urządzenia za pomocą odpowiednich zespołów napędowych lub pasywnie, tzn. bez zastosowania napędu mechanicznego, np. z wykorzystaniem siły ciężkości

188 269 na opadających odcinkach linii transportowych, bądź też z wykorzystaniem zgromadzonej energii kinetycznej na tzw. odcinkach dróg wylotowych.

Zespoły transportowe sprzężone z uchwytami mocującymi tworzą ściśliwe strumienie transportowe, o ile są oddalone od siebie na torach i są indywidualnie napędzane w tak zestawionych strumieniach transportowych. Strumienie transportowe, w których zespoły transportowe sprzężone z uchwytami mocującymi przemieszczają się po torach bez zachowania odstępów, nie są już ściśliwe i mogą być wprawiane w ruch również przez popychanie, z zastosowaniem napędu mechanicznego tylko w odniesieniu do ostatniego zespołu ciągu transportowego.

Przed urządzeniami ładującymi, rozładowywującymi i obrabiającymi znajdują się zespoły kontroli wstępnej. Służą one do ustawiania dostarczanych zespołów transportowych sprzężonych z uchwytami mocującymi, przedmiotów lub grup przedmiotów mocowanych na zespołach transportowych sprzężonych z uchwytami mocującymi w orientacji przestrzennej i ustalania kolejności czasowej przedmiotów, przy czym orientacja i kolejność czasowa odpowiada stanom urządzeń ładujących, rozładowywujących i obrabiających. Przed zespołami kontroli wstępnej, linie transportujące są zaprojektowane jako odcinki zbiorcze tzn. odcinki linii, wzdłuż których są zatrzymywane zespoły transportowe sprzężone z uchwytami mocującymi (puste lub załadowane), które nic mogą zostać od razu poddane obróbce.

Zespoły napędowe usytuowane są korzystnie wzdłuż torów i oddziałują z zespołami transportowymi sprzężonymi z uchwytami mocującymi poprzez efektywne połączenie. Pomiędzy odcinkami linii transportujących wyposażonych w zespoły napędowe (transport aktywny) znajdują się odcinki z napędem pasywnym. Przemieszczanie przedmiotów przez urządzenia ładujące, rozładowywujące i obrabiające dostosowane jest do sposobu działania urządzenia. Zespoły napędowe, służące wyłącznie transportowania, korzystnie poruszają się z niezmienną szybkością, przy czym zakłócenia wydajności prowadzą do powstawania odstępów pomiędzy zespołami transportowymi sprzężonymi z uchwytami mocującymi. Innymi słowy, korzystniejsze ze względu na wydajność jest zagęszczenie zespołów transportowych sprzężonych z uchwytami mocującymi, niż zwiększanie prędkości przemieszczania. Na odcinkach zbiorczych korzystne jest stosowanie pasywnego układu przemieszczania części.

Układ technologiczny zawiera jako jednostki czynnościowe wiele stanowisk niezależnych w dużym stopniu od sterowania (autonomicznych) tzn. niezależnych od siebie nawzajem. Stanowiska te stanowią stanowiska ładujące, rozładowywujące i obrabiające, zawierające urządzenia ładujące, rozładowywujące i obrabiające, wraz z przyporządkowanymi tym urządzeniom zespołami kontroli wstępnej, oraz zespół napędowy napędzający zespół kontroli wstępnej lub nawet stanowiący go. Stanowiska autonomiczne mogą również zawierać wiele identycznych lub różnych urządzeń rozmieszczonych równolegle lub szeregowo zawierających odpowiednie zespoły kontroli wstępnej i zespoły napędowe. Dodatkowo, stanowiska autonomiczne mogą zawierać rozgałęzienia i/lub węzły torów umożliwiające, lub rozgałęzienia lub węzły torów mogą stanowić stanowiska autonomiczne wyposażone lub niewyposażone w zespoły kontroli wstępnej. Układ może zawierać również stanowiska autonomiczne służące tylko do transportowania i składające się jedynie z torów i co najmniej jednego zespołu napędowego.

Stacje autonomiczne układu technologicznego według wynalazku wyposażone są w zespól sterowania z wewnętrznym zespołem sterującym stanowiskiem, który w sposób ciągły, cykliczny lub ze względu na zdarzenia wewnętrzne w obszarze stacji lub w jej bezpośrednim sąsiedztwie (wykryte przez czujniki), działa bezpośrednio lub pośrednio na zespoły transportowe sprzężone z uchwytami mocującymi (np. wywołując przemieszczanie, przyspieszanie, hamowanie czy ustawiając we wstępnie ustalonej orientacji) i/lub przedmioty (np. ustawiając we wstępnie ustalonej orientacji, rozpoczynając obróbkę). Wewnętrzne zespoły sterowania stanowiskami autonomicznymi kierują w szczególności zespołami kontroli wstępnej, przemieszczaniem w obszarze stanowiska, kolejnością czasową operacji urządzeń znajdujących się na stanowisku (przedziałami czasowymi cyklu pracy) oraz sposobami wykonywania operacji technologicznych w obszarze stacji (parametrami obróbki).

188 269

Do sterowania oraz zsynchronizowania wydajności stanowiska autonomicznego lub urządzeń znajdujących się na stanowisku, korzystne jest dostarczenie centralnego układu zarządzania. Rola centralnego układu zarządzania polega w szczególności na dostosowywaniu wydajności poszczególnych stanowisk do warunków zewnętrznych i wewnętrznych układu (w szczególności do stopnia zapełnienia odcinków zbiorczych) oraz na zoptymalizowaniu pracy układu przez skoordynowanie wydajności stanowisk. Centralny układ zarządzania może ponadto przejąć zadania konfiguracji oraz funkcję centralnego zabezpieczania stacji. Centralny układ zarządzania może być wyposażony we własne czujniki oraz/lub zespoły sterowania, względnie może on wykorzystywać odpowiednie elementy stanowisk autonomicznych. Korzystne jest, aby układ centralnego sterowania był zautomatyzowany, może on jednak również stwarzać możliwość przechodzenia na sterowanie ręczne.

Dzięki dużej elastyczności układu transportowego, dużej autonomii stanowisk układu, która w istocie oznacza dużą autonomię działania poszczególnych urządzeń i grup urządzeń, jak również dzięki jednoznacznemu podziałowi funkcji między zespoły kontroli wewnętrznej stanowisk i centralny układ zarządzania, układ według wynalazku umożliwia integrowanie urządzeń technologicznych, różniących się między sobą właściwościami oraz montowanie go z modułów, co ułatwia dostosowywanie do wymagań zewnętrznych i umożliwia łatwą rozbudowę.

Każdy przedmiot jest transportowany przez układ przy wykorzystaniu takich samych zespołów transportowych sprzężonych z uchwytami mocującymi, a etapy przekazywania przedmiotów nie są wymagane. To zabezpiecza przedmioty i upraszcza obróbkę i transportowanie. Przedstawione korzystne właściwości wspierane są dodatkowo przez odpowiednie właściwości składników układu, a w szczególności zespołów tworzących układ transportowy/.

Układ technologiczny według wynalazku jak również jego składniki funkcjonalne i mechaniczne scharakteryzowano szczegółowo na rysunku, na którym:

fig. 1 przedstawia schemat przykładu układu technologicznego według wynalazku; fig. 2 do 4 przedstawiają różnorodne warianty sterowania wydajnością układu technologicznego według wynalazku; fig. 5 do 8 przedstawiają schematycznie różne warianty torów i zespołów transportowych sprzężonych z uchwytami mocującymi umożliwiające zmiany położenia zespołów transportowych sprzężonych z uchwytami mocującymi oraz/lub przedmiotów obrabianych wzglądem torów; fig. 9 do 11 przedstawiają schematycznie przykładowe warianty zespołów umożliwiających tworzenie różnych sekwencji czasowych zespołów transportowych sprzężonych z uchwytami mocującymi oraz/lub przedmiotów; fig. 12 przedstawia przykładowy wariant rozwiązania konstrukcyjnego torów oraz zespołów transportowych poruszających się po nich w układzie technologicznym według wynalazku.

Figura 1 przedstawia schemat przykładowego rozwiązania układu technologicznego według wynalazku. Na schemacie tym układ torów zaznaczono liniami pogrubionymi na odcinkach, po których poruszają się załadowane zespoły transportowe 11 sprzężone z uchwytami mocującymi 12, oraz liniami podwójnymi na odcinkach, po których poruszają się puste zespoły transportowe sprzężone z uchwytami mocującym. Na rysunku nie zostały pokazane zespoły transportowe sprzężone z uchwytami mocującymi. Urządzenia ładujące A, rozładowywujące B lub obrabiające V przedstawiono w postaci prostokątów zaznaczonych linią ciągłą, a stanowiska autonomiczne S jako prostokąty zaznaczone linią kropkowo-kreskową. Zespoły kontroli wstępnej wraz z poprzedzającymi je torami zbiorczymi przedstawiono w postaci pętli zintegrowanej z liniami transportowymi ze strzałką oznaczającą kierunek ruchu. Dostarczanie i odtransportowywanie przedmiotów do układu i z układu zaznaczono pogrubionymi strzałkami skierowanymi odpowiednio do urządzenia ładującego A oraz od urządzenia rozładowywującego B. Dostarczanie oraz odprowadzanie materiałów pomocniczych z urządzeń obrabiających V zaznaczono za pomocą odpowiednio skierowanych cienkich strzałek.

W skład układu wchodzi dziesięć urządzeń obrabiających od V.l do V.10, dwa urządzenia ładujące A.l i A.2, dwa urządzenia rozładowywujące B.l i B.2, cztery rozgałęzienia torów od SV.l do SV.4 oraz cztery węzły torów (zwrotnice) od SZ.l do SZ.4. Urządzenia A, B, V oraz rozgałęzienia i węzły SV, SZ tworzą piętnaście stanowisk autonomicznych od S.l do S.15. Stanowisko autonomiczne S.16 jest stanowiskiem wyłącznie transportuj ącym.

188 269

Układ przedstawiony na fig. 1 służy przykładowo do obróbki butelek względnie innych pojemników, polegającej na: myciu wstępnym w V.l, myciu w V.2, V.3 i V.4, suszeniu w V.5 pierwszej kontroli w V.6, napełnianiu w V.7, zamykaniu w V.8, drugiej kontroli w V.9, naklejaniu etykiet w V.10, przy czym po pierwszej kontroli przy wykorzystaniu zespołów transportowych 11 sprzężonych z uchwytami mocującymi 12 usuwane są z układu butelki uznane za nieprzydatne (rozgałęzienie torów SV.2), a po drugiej kontroli przy wykorzystaniu zespołów transportowych 11 sprzężonych z uchwytami mocującymi 12 butelki niewystarczająco dokładnie zamknięte są zwracane do urządzenia zamykającego V.8 (rozgałęzienie torów SV.3 oraz węzeł torów SZ.3).

Autonomiczne stanowiska SI, S.2, S.4, S.8 i S.14 wyposażone są, w urządzenie, w przyporządkowany mu zespół kontroli wstępnej, co najmniej jeden zespół napędowy oraz odcinek zbiorczy umiejscowiony przed zespołem kontroli wstępnej. Zespoły kontroli dla tego typu stacji służą w szczególności do kierowania zespołem kontroli wstępnej, tzn. do ustawienia odpowiedniej orientacji przedmiotu oraz kolejności odpowiedniej dla urządzenia, do sterowania przemieszczaniem zespołów transportowych 11 sprzężonych z uchwytami mocującymi 12 przez obszar urządzenia oraz kierowania etapami ładowania, rozładowywania i obróbki, przy czym trzy funkcje (kontrola wstępna transport i obróbka) muszą być skoordynowane. Zespół sterowania stanowiskiem jest np. zarządzany przez cykl stanowiska i jest aktywowana przez zespoły transportowe 11 sprzężone z uchwytami mocującymi 12, przedmiot lub grupę przedmiotów przechodzących przez kontrolę wstępną. Poza tym, dostarczanie i usuwanie materiałów pomocniczych (np. środków myjących, energii, substancji, którymi napełniane są pojemniki, części stanowiących zamknięcia pojemników, etykiet) jest zarządzane przez zespół sterowania stanowiskiem.

Autonomiczne stanowisko S.5 wyposażone jest w trzy podłączone do niej równolegle urządzenia V.2 do V.4 (np. urządzenia do mycia), włączone przed stacją rozgałęzienie torów SV.l oraz umieszczony przed nim, zespół kontroli wstępnej, jak również, co najmniej jeden zespół napędowy. Zespół sterowania stanowiskiem stacją zajmuje się dodatkowo, poza opisanymi powyżej fdnkcjami, również sterowaniem rozgałęzieniem SV.l. Może on być przykładowo sterowany przez cykl stacji.

Rozgałęzienie torów SV.l może być również sterowane z uwzględnieniem specyficznych właściwości dostarczanych do obróbki przedmiotów, na tej zasadzie, że z uwagi na istotne ich właściwości dostarczane są selektywnie do jednego z trzech urządzeń i poddawane są odpowiedniej obróbce. Dla rozpoznania tego rodzaju istotnych właściwości wykorzystywane są odpowiednie czujniki, względnie wykorzystuje się odpowiednie czytniki do odczytywania oznaczeń wizualnych lub elektronicznych umieszczonych na zespołach transportowych 11 sprzężonych z uchwytami mocującymi 12 lub przedmiotach. W przypadku stosowania różnych urządzeń obrabiających obróbki V.2, V.3 i V.4, możliwe jest wyposażenie każdego z nich w zespół kontroli wstępnej umieszczony przed rozgałęzieniem torów.

Autonomiczne stanowisko S.6 zawiera urządzenie obrabiające V.5 (np. suszarkę,), przez które przebiegają trzy równoległe linie torów, zbiegające się w węźle SZ.2. Odpowiedni zespół kontroli wstępnej jest odpowiedzialny za ustawienie np. odpowiedniego położenia pojemników, takiego że otwory są skierowane do dołu oraz szybkości poruszania się pojemników, np. niezależnie od występowania nieregularnych odstępów między nimi, takiej że okres czasu, przez który pojemnik przebywa w suszarce jest wystarczający do jego wysuszenia. Zespół sterowania stanowiskiem jest odpowiedzialny za utrzymanie pojemnika w stałym położeniu, zachowanie stałej temperatury w suszarce lub napowietrzania suszarki oraz szybkości przemieszczania się pojemników, jak również za sterowanie węzłem torów SZ.2.

Oba autonomiczne stanowiska S.7 i S.ll wyposażone są w urządzenia kontrolujące V.6 i V.9 z zespołami kontroli wstępnej oraz rozgałęzieniami torów SV.2 i SV.3 umieszczonymi za urządzeniami kontrolującymi. Na tych stanowiskach przeprowadzana jest kontrola i klasyfikacja przedmiotów obrabianych, a sklasyfikowane przedmioty są odtransportowywane. Zespół sterowania stanowiskiem stacji kieruje zespołem kontroli wstępnej, transportem, kolejnością działań kontrolnych oraz rozgałęzieniami torów, które są ustawiane zgodnie z wynikami klasyfikacji.

188 269

Autonomiczne stanowisko S.12 zawiera dwa usytuowane szeregowo urządzenia (urządzenie obrabiające V.10 i urządzenie rozładowywujące B.2) oraz usytuowany przed nimi zespół kontroli wstępnej. Tak dobrane zestawienie różnego typu urządzeń w ramach jednego stanowiska autonomicznego korzystne jest wówczas, gdy oba urządzenia akceptują te same warunki odnośnie kolejności przedmiotów lub grup przedmiotów (ten sam cykl roboczy oraz sprzężona wydajność) albo, jeśli urządzenie znajdujące się dalej na linii dostosowywuje się do dowolnych warunków. W takim przypadku możliwe jest wykorzystanie tego samego zespołu napędowego do przemieszczania zespołów transportowych 11 sprzężonych z uchwytami mocującymi 12 przez oba urządzenia.

Autonomicznymi stanowiskami S.3, S.9, S.13 i S.15 są autonomiczne zwrotnice (rozgałęzienia torów SV.4 w obszarze stanowiska S.13. węzły torów w SZ.l w S.3, SZ.3 w S.9 oraz SZ.4 w S.15). Zespoły sterujące stanowisk stanowiących takie autonomiczne zwrotnice mogą różnić się znacząco w zależności od konkretnych wymagań. Rozgałęzienia torów oraz węzły torów mogą być przestawiane z zachowaniem stałego cyklu czasowego lub w przypadku, gdy zespoły transportowe 11 sprzężone z uchwytami mocującymi 12 są kierowane na jeden lub drugi odcinek torów lub opuszczają jeden lub drugi odcinek torów. W przypadku węzłów jeden odcinek torów może mieć pierwszeństwo, tak, że zespoły transportowe 11 sprzężone z uchwytami mocującymi 12 z odcinków bez pierwszeństwa będą przesuwać się na odcinek z pierwszeństwem, tylko w przypadku, gdy istnieć będą przerwy w ruchu na tym torze. Zwykle, na co najmniej jednym z odcinków torów (bez pierwszeństwa) zbiegających się w węźle, znajduje się odcinek zbiorczy.

Odcinki zbiorcze torów są, korzystnie, odcinkami, na których zespoły transportowe 11 sprzężone z uchwytami mocującymi 12 przemieszczają się pasywnie (pochylone odcinki torów lub odcinki wyjazdowe). Na takich odcinkach, zespoły transportowe 11 sprzężone z uchwytami mocującymi 12 poruszać z różnymi prędkościami oraz z zachowaniem dowolnych odstępów, bądź też mogą się zatrzymywać. Długość odcinka zbiorczego toru dostosowana jest, co najmniej do spodziewanych wahań wydajności stanowiska znajdującego się bezpośrednio za odcinkiem zbiorczym. Najkorzystniej jest, gdy odcinki zbiorcze są odcinkami torów zintegrowanych z liniami torów oraz gdy pracują w trybie „pierwszy wchodzi pierwszy wychodzi”. Dla przedłużenia długości odcinków zbiorczych, bez powiększania rozmiarów całego układu, zastosować można odcinki torów w kształcie pętli. W specjalnych przypadkach tory zbiorcze mogą występować w formie odcinków ślepych, użytkowanych w trybie „pierwszy wchodzi - ostatni wychodzi”.

Stanowiska autonomiczne S i układ transportowy przedstawiony na fig. 1 należy traktować jako przykłady, w żadnym przypadku nieograniczające zakresu stosowania układu według wynalazku. W zależności od rodzaju obrabianych przedmiotów oraz zastosowanych urządzeń obrabiających, możliwe jest, zgodnie z ideą wynalazku, zastosowanie stanowisk autonomicznych S z innym układem urządzeń oraz inną organizacją, jak również z inaczej zaprojektowanym układem transportowym. Główną cechą każdego stanowiska autonomicznego S jest jego niezależność z punktu widzenia sterowania, od innych stanowisk autonomicznych S, przy czym elementy sterowane przez stanowisko są sterowane zgodne z cyklem pracy stanowiska lub zgodnie np. ze zdarzeniami zarejestrowanymi przez czujniki wewnątrz stanowiska lub w jej najbliższym otoczeniu. Sterowanie stanowiskiem odbywa się przy wykorzystaniu znanych elementów sterujących oraz znanych sposobów sterowania, musi być zaprojektowane dla każdego stanowiska z uwzględnieniem jego funkcji, przy czym działanie urządzeń (ładujących A, rozładowywujących B i obrabiających V) oraz/lub zwrotnic jest sterowane centralnie.

Figura 2 do 4 ilustrują zespół kierowania wydajnością według wynalazku. Na fig. 2 do 4 zastosowano takie same symbole, jak dla fig. 1. Dodatkowo zastosowano linie kreskowane dla linii przesyłania danych oraz symbole oka dla czujników.

Każde urządzenie charakteryzuje się kontrolowaną wydajnością (liczba przedmiotów przechodzących przez urządzenie na jednostkę czasu). Proste urządzenia można włączać i wyłączać, dzięki czemu przez cykliczne włączanie i wyłączanie zmieniać można wydajność. W przypadku innych urządzeń zmieniać można przykładowo cykl pracy, szybkość obróbki

188 269 lub inne parametry mające wpływ na wydajność linii. W układach równoległych wielu identycznych urządzeń, część urządzeń może być włączana i wyłączana.

Oczekiwana średnia wydajność stanowisk autonomicznych S zależna jest od ich usytuowania w układzie transportowym. Uśredniona wydajność musi być równa w każdym miejscu pierścienia, utworzonego przez układ torów. Wspomnianą średnią wydajność uwzględniać należy przez odpowiedni dobór urządzeń umieszczanych w układzie. Czasowe wahania wydajności poszczególnych urządzeń są nieuniknione (np. wahania spowodowane względnym udziałem butelek usuwanych ze względu na określoną klasyfikację) oraz występują również wówczas, gdy nastąpi awaria urządzeń. Korzystnie, wahania są nie tylko przejmowane przez odcinki zbiorcze, lecz również równoważone również przez zespół sterowania wydajnością. Przy zastosowaniu tego rodzaju zespołu sterowania wydajnością można nie tylko kontynuować pracę nawet w przypadku występowania dużych wahań wydajności, lecz można również wykorzystywać większą liczbę urządzeń na poziomie optymalnej ich wydajności, a przerwy np. niezbędne do wykonania naprawy poszczególnych urządzeń, w niewielkim stopniu zakłócają cykl produkcyjny.

Figury 2 i 3 ilustrują zespół wewnętrznego sterowania wydajnością stacji. Sterowanie to odbywa się na podstawie monitorowania stopnia zapełnienia (rejestrowanego przez czujniki) odcinka zbiorczego (czujnik 3) znajdującego się przed stanowiskiem zespołem wstępnej (fig. 2), względnie monitorowania stopnia zapełnienia odcinka zbiorczego położonego przed kolejnym urządzeniem. Niski stopień zapełnienia odcinka zbiorczego leżącego przed danym urządzeniem oraz wysokie zapełnienie odcinka zbiorczego leżącego przed kolejnym urządzeniem stanowią kryteria obniżenia wydajności. Wysoki stopień zapełnienia odcinka zbiorczego leżącego przed danym urządzeniem oraz niskie zapełnienie odcinka zbiorczego leżącego przed kolejnym urządzeniem stanowią kryteria podwyższenia wydajności. Możliwe są również inne warianty, np. sterowanie wydajnością odpowiednio do stopnia zapełnienia odcinka zbiorczego znajdującego się przed danym urządzeniem oraz wyłączanie urządzenia przy maksymalnym zapełnieniu odcinka zbiorczego leżącego przed kolejnym urządzeniem.

Jednakże, układ według wynalazku posiada do sterowania wydajnością centralny układ zarządzania, co ilustruje fig. 4. Pokazuje ona bardzo prosty układ według wynalazku, zawierający centralną jednostkę sterującą 5, czujniki, np. czujniki 3 do monitorowania zapełniania przynajmniej części odcinków zbiorczych oraz czujniki 7 do monitorowania dostarczania przedmiotów do obróbki oraz usuwania z układu przedmiotów poddanych obróbce. Ponadto centralna jednostka sterująca 5 może zawierać elementy do wprowadzania danych (strzałka 6).

Centralny układ zarządzania koordynuje wydajność urządzeń ładujących, rozładowywujących i obrabiających A, B, V z uwzględnieniem warunków zewnętrznych (przesyłając dane z centralnej jednostki sterującej do stanowisk autonomicznych S), poprzez określanie wytycznych dotyczących wydajności odpowiadających możliwościom stanowisk (w razie potrzeby wykorzystując swoją nadrzędną rolę nad wewnętrznymi zespołami sterowania stanowiskami). Centralny układ zarządzania może określać i zmieniać priorytety oraz optymalizować pracę stanowisk, np. odnośnie zużycia energii oraz działać w ten sposób, że co najmniej część stanowisk autonomicznych S pracuje w sposób optymalny;

Korzystnie, centralny układ zarządzania przejmuje również nadrzędne funkcje zabezpieczeń, które powinny oddziaływać na część lub wszystkie stanowiska autonomiczne S (np. wyłączanie awaryjne). Poza tym centralna jednostka sterująca 5 koordynować może rozpoczęcie i zakończenie pracy oraz/lub przejmować zadania w konfiguracjach dotyczących zmian procesu obróbki lub weryfikacji części.

Zamiast wykorzystywania centralnej jednostki sterującej, centralne zarządzanie układem może być realizowane ręcznie.

Figury od 5 do 8 przedstawiają schematycznie różne warianty rozwiązań konstrukcyjnych odcinków torów 10 oraz zespołów transportowych 11 sprzężonych z uchwytami mocującymi 12 i zarazem możliwe do zrealizowania zmiany usytuowania zespołów transportowych 11 sprzężonych z uchwytami mocującymi 12 lub przedmiotów 13 bądź grup przedmiotów, transportowanych z wykorzystaniem zespołów transportowych 11 sprzężonych z uchwytami mocującymi 12. Zmian położenia dokonuje się poprzez odpowiednie skręcenie linii

188 269 torów oraz/lub poprzez zmianę połączeń (poprzez obracanie, odchylanie lub zmianę długości) pomiędzy zespołami transportowymi 11 a uchwytami mocującymi 12.

Figura 5 przedstawia schematycznie skręcony odcinek torów 10 w formie kanału prowadzącego, w którym zespoły transportowe 11 są przemieszczane w zadanym kierunku transportu F. Na zespołach transportowych 11 umieszczone są uchwyty mocujące 12 (np. chwytaki), umożliwiające mocowanie, np. płaskich przedmiotów 13. Uchwyty mocujące 12 wystają z wycięć w kształcie rowków 14, wykonanych wzdłuż kanałów prowadzących, skręcających tak jak kanał. Fig. 5 pokazuje zmianę pionowego usytuowania przedmiotów 13 w położenie poziome, z wykonaniem obrotu linii torów o 90°. Takie ustalenie określonego położenia przenoszonych przedmiotów jest przydatne np. do obróbki w urządzeniach, usytuowanych po różnych stronach kanałów prowadzących i które mogą wymagać konkretnego położenia przedmiotów (np. pionowego lub poziomego).

Figura 6 przedstawia widziany z góry dalszy odcinek torów 10, po którym przemieszczane są zespoły transportowe 11 sprzężone z uchwytami mocującymi 12. Przez obracanie uchwytów mocujących 12 umieszczonych na zespołach transportowych 11 położenie płaskich przedmiotów 13 zmieniane jest z poprzecznego względem kierunku poruszania się (z lewej strony) na równoległe do kierunku poruszania się (z prawej strony). Położenie poprzeczne może być stosowane przy poruszaniu się po odcinku zbiorczym (niniejsza długość zespołu w kierunku równoległym do linii toru a zarazem niniejsze zapotrzebowanie na miejsce na torze), a usytuowanie równoległe do obróbki.

Figura 7 przedstawia zespól transportowy 11 połączony wychylnie z zespołem mocującym 12. Pozwala to na ustawienie przedmiotów 13 w pozycji odpowiedniej do przeprowadzenia obróbki przez urządzenie obrabiające V.

Figura 8 przedstawia uchwyt mocujący 12 i umieszczoną w nim grupą przedmiotów (od 13.1 do 13.5), umieszczonych obrotowo na zespole transportowym, co umożliwia na szeregowe (z prawej) bądź też równoległe w rzędzie (z lewej) położenie uchwytów mocujących 12 względem kierunku jazdy. Pokazany z lewej strony niezacieśniony strumień przedmiotów jest korzystny przede wszystkim dla odcinków zbiorczych względnie dla stacji obróbczych, jak np. suszarki, w którym dzięki poprzecznemu usytuowaniu grupy przedmiotów uzyskać można dużą gęstość ich upakowania i w konsekwencji uniknięcia konieczności stosowania równoległych linii torów, jak pokazano w przypadku fig. 1 dla urządzenia V.5.

Zmiany orientacji przedstawione w postaci przykładów na fig. 5 do 8, wykonywane są przede wszystkim w trakcie kontroli wstępnej, lecz korzystnie mogą następować przed odcinkami zbiorczymi, dla zaoszczędzenia długości torów. Skręcanie linii torów (fig. 5) i zmiany orientacji uzyskiwane w wyniku zmian połączeń pomiędzy zespołami transportowymi 11 i uchwytami mocującymi 12 (poprzez obracanie, wychylanie czy rozszerzanie itp.) może być również stosowane w dowolnych kombinacjach. Skracanie jest zwykle całkowicie kontrolowane przez odpowiednie skręty linii toru, a zmiany połączenia między zespołami transportowymi 11 i uchwytami mocującymi 12 - przez zastosowanie odpowiednich jarzm (uniemożliwiających zmiany położenia w kierunkach niedopuszczalnych, ruchomych w kierunkach pożądanych).

Zmiany położenia, przedstawione przykładowo na fig. 5 do 8, podporządkowane są zespołom wewnętrznego sterowania stanowiskiem. Przykładowo, układ centralnego zarządzania może np. sterować szybkością mchu cyklicznego jarzma. Inne zmiany położenia realizować można przez rozłączenie uchwytu mocującego 12 z zespołem transportowym 11, bądź też przez tymczasowe rozładowanie przedmiotów 13 z zespołów transportowych 11 sprzężonych z uchwytami mocującymi 12.

Figura 9 do 11 przedstawiają schematycznie przykładowe sposoby ustawiania czasowych kolejności zespołów transportowych 11 sprzężonych z uchwytami mocującymi 12, bądź też przedmiotów 13 możliwych do zastosowania w przypadku urządzeń ładujących A, rozładowywujących B lub obrabiających V w układzie według wynalazku, a w szczególności sposobów umożliwiających przeprowadzanie kontroli wstępnej.

Figura 9 przedstawia koło taktujące 20, za pomocą, którego załadowane zespoły transportowe 11 sprzężone z uchwytami mocującymi 12 przedmioty 13 są usuwane pojedynczo

188 269 z odcinka zbiorczego 21 i przekazywane do urządzenia obrabiającego V. Koło taktujące 20 może być np. napędzane sposobem krokowym, zawierającym następujące na przemian cykle ruchu obrotowego oraz postoju. Podczas trwania taktu rotacji koło taktujące 20 obraca się w ten sposób, że pozycja każdego wgłębienia transportowego 22, po zakończeniu taktu ruchu obrotowego odpowiada pozycji wgłębienia poprzedzającego je, przed zapoczątkowaniem taktu ruchu obrotowego. Podczas każdego taktu postoju załadowane zespoły transportowe 11 sprzężone z uchwytami mocującymi 12 przedmioty 13 z odcinka zbiorczego 12 są ustawiane we wgłębieniach transportowych 22 np. pod działaniem siły ciężkości, a przedmiot 13 jest poddawany obróbce w urządzeniu obrabiającym V, co wymaga umieszczenia go w pozycji obróbki, w ten sposób, że ulega zmianie sposób połączenia między zespołem transportowym 11 a uchwytem mocującym 12 (por. fig. 7), w ten sposób, że załadowany uchwyt mocujący 12 odłączany jest od zespołu transportowego 11, lub (jak pokazano) w ten sposób, że przedmiot jest wyładowywany z zespołu transportowego 11 sprzężonego z uchwytem mocującym 12 i następnie, po obróbce, jest ponownie ładowany. Powtórnie załadowane zespoły transportowe 11 sprzężone z uchwytami mocującymi 12, są usuwane np. ponownie pod wpływem siły ciężkości, z wgłębień transportowych 22 i np. wprowadzane są na kolejny odcinek zbiorczej 21.

Poprzez działanie koła taktującego 20, przedmioty 13 lub załadowane zespoły transportowe 11 sprzężone z uchwytami mocującymi 12 przedmioty 13 są ustawiane w kolejności czasowej lub w strumień transportowany przez urządzenie obrabiające V, przy czym strumień jest synchronizowany z kolejnymi operacjami obróbki wykonywanymi w urządzeniu obrabiającym V. Synchronizacja przebiegu obróbki z działaniem koła taktującego jest zadaniem wewnętrznego zespołu sterowania stanowiskiem, w obszarze którego koło taktujące 20 przejmuje rolę zespołu kontroli wstępnej oraz działanie zespołu napędowego na odcinku tej stacji. Zespół sterowania może dodatkowo zatrzymywać koło taktowe oraz obróbkę w przypadku, gdy odcinek zbiorczy 21 przed kołem taktującym 20 jest pusty lub, gdy odcinek zbiorczy 21 za stanowiskiem jest całkowicie zapełniony. Aby możliwe było spełnianie wymogów odnośnie zmian wydajności możliwe jest dokonywania zmian czasu trwania cykli.

Koła taktujące 20 pokazane na fig. 9 są odpowiednie do zastosowania w stanowiskach obrabiających, lecz również w stanowiskach ładujących i rozładowywuj ących.

Figura 10 przedstawia następny przykładowy sposób ustawiania kolejności czasowej zespołów transportowych 11 sprzężonych z uchwytami mocującymi 12 przedmioty 13 oraz przesuwu zespołów transportowych 11 sprzężonych z uchwytami mocującymi 12 przez urządzenie (np. urządzenie obrabiające V) obok urządzenia. Zamiast koła taktującego zastosowano w tym rozwiązaniu łańcuch okrężny 30 transportujący łańcuchowo ciągły strumień równoodległych załadowanych zespołów transportowych 11 sprzężonych z uchwytami mocującymi 12 przedmioty 13 do urządzenia obrabiającego V i następnie odprowadzający je z tego urządzenia. W urządzeniu obrabiającym V, zespoły transportowe 11 sprzężone z uchwytami mocującymi 12 są np. rozładowywane i po przeprowadzeniu obróbki w trakcie ciągłego transportu przedmioty 13 są powtórnie załadowywane. Zamiast operacji ładowania i rozładowywania, korzystne jest ustalanie pozycji/orientacji odpowiedniej do obróbki, jak to pokazano na fig. 5 do 8.

Do sterowania zespołami przedstawionymi na fig. 10 można stosować zespół sterujący opisany przy omawianiu fig. 9.

Figura 11 przedstawia sposób ustalania czasowej kolejności zespołów transportowych 11 sprzężonych z uchwytami mocującymi 12 przedmioty 13 oraz transportowania ich przez urządzenie obrabiające V. Załadowane zespoły transportowe 11 sprzężone z uchwytami mocującymi 12 przedmioty 13, tuż po osiągnięciu przez nie obszaru zespołu napędowego 40 zaprojektowanego dla okrężnego przewodu pociągowego 41, są sprzęgane poprzez np. wciskanie przewodu w wyżłobienie wykonane w zespole transportowym 11. Dzięki temu utworzony zostaje strumień transportowany przez urządzenie obrabiające, charakteryzujący się stałą prędkością poruszania się i w którym załadowane zespoły transportowe 11 sprzężone z uchwytami mocującymi 12, rozmieszczone są w dowolnie dobranych odstępach. Urządzenie obrabiające V jest w tym przypadku sterowane w ten

188 269 sposób, że proces obróbki inicjowany jest z chwilą, gdy załadowane zespoły transportowe 11 sprzężone z uchwytami mocującymi 12 przedmioty 13 osiągną położenie odpowiednie do obróbki.

Na fig. od 1 do 11 opisano różne funkcje sterowania stanowisk autonomicznych S. Do dalszych przykładów tego rodzaju funkcji należą:

- sterowanie trybem obróbki urządzenia obrabiającego z uwzględnieniem właściwości przedmiotów obrabianych,

- wewnętrzne odłączenia w stanowiska oraz odpowiednie sygnalizowanie (alarmowanie) w przypadku wystąpienia wadliwego działania.

Aby możliwe byłoby żeby wewnętrzne zespoły sterowania stanowiskiem były zdolne do działania z uwzględnieniem właściwości przedmiotów obrabianych, niezbędne jest zainstalowanie czujników, umożliwiających rozpoznawanie odpowiednich właściwości przedmiotów lub dekodowanie danych związanych z odpowiednimi właściwościami umieszczonych np. na zespołach transportowych 11 sprzężonych z uchwytami mocującymi 12 w postaci kodu paskowego czy zapisu elektronicznego przez zainstalowanie w stanowisku odpowiednich czytników.

Powyższy wykaz oraz przytoczone opisy wskazują że układy sterowania stanowiskami autonomicznymi S w przypadku stanowisk obrabiających w dużym stopniu są zgodne z układami sterowania odpowiednimi urządzeniami obrabiającymi, które nie są zintegrowane z układem. Wynika z tego, że stacje tego typu bez dużych nakładów na, mogą być włączane do układu według wynalazku.

Figura 12 przedstawia przykładowy wariant rozwiązania konstrukcyjnego torów 10 wraz z dopasowanym do nich zespołem transportowym 11, do zastosowania w układzie technologicznym według wynalazku. Ciąg torów obejmuje sześć szyn 23, tworzących wspólnie kanał transportowy, w którym zespoły transportowe 11 są przetaczane na grupach kulek, po 3 sztuki każda. Zespół transportowy 11 zawiera część 25, wystającą z kanału transportowego, do której przymocowany jest uchwyt mocujący (nic przedstawiony na schemacie). Szyny 23 wykonane są korzystnie z drutów, są utrzymywane w odpowiednim położeniu i zamocowane na wsporniku 27 z wykorzystaniem odpowiednich uchwytów 26 oddalonych od siebie. Wspornik wykonany jest np. z materiału giętkiego, co umożliwia prosty montaż łuków torów.

Skręcenia torów 10, jak pokazano na fig. 12 konstruować można przez odpowiednie mocowanie uchwytów 26 wokół wspornika 27. Zespoły napędowe w postaci kół taktujących łańcuchów lub lin pociągowych mogą być łatwo połączone czynnie z zespołami transportowymi 11 między szynami.

Urządzenia mechaniczne, które można zastosować w układzie według wynalazku, są powszechnie znane. Układ transportowy przedstawiony na fig. 12 jest opisany np. w dokumencie EP-387318 (lub US-5074678), a ciągi torów dodatkowo w zgłoszeniu międzynarodowym PCT/CH97/00346 i dokumencie CH-801/97. Przykłady rozwiązań konstrukcyjnych zwrotnic możliwych do zastosowania w układzie według wynalazku opisano w zgłoszeniach CH-2978/97 i CH-0065/97 (lub PCT/CH97/00409), a przykłady zespołów napędowych zapewniających transport w ramach układu technologicznego według wynalazku - w zgłoszeniu CFł-03 41/98. Przykłady zespołów transportowych sprzężonych z uchwytami mocującymi ze zmiennymi połączeniami pomiędzy zespołem transportowym a uchwytem mocującym, odpowiednich do zastosowania w układzie według wynalazku, opisano w dokumentach DE-19645092 (lub GB-2307458) lub W097/43197 lub w zgłoszeniu CH-3130/96. Zespoły transportowe sprzężone z uchwytami mocującymi, w przypadku których możliwe jest rozłączanie zespołów transportowych od uchwytów mocujących, które również można zastosować w układzie według wynalazku są np. opisane w zgłoszeniu międzynarodowym PCT/CH/-

Claims (21)

1. Układ technologiczny do seryjnej obróbki jednostkowych przedmiotów, zawierający układ transportowy obejmujący zamknięty układ torów; wiele zespołów transportowych sprzężonych z uchwytami mocującymi przeznaczonych do ładowania przedmiotów lub grup przedmiotów przeznaczonych do obróbki przemieszczających się niezależnie od siebie wzdłuż układu torów; oraz zespoły napędowe do przemieszczania zespołów transportowych sprzężonych z uchwytami mocującymi po torach układu transportowego, co najmniej jedno urządzenie ładujące do ładowania przedmiotów lub grup przedmiotów przeznaczonych do obróbki na zespoły jezdne sprzężone z uchwytami mocującymi podczas kolejno następujących po sobie zabiegów ładowania, co najmniej jedno urządzenie rozładowywujące do rozładowywania zespołów transportowych sprzężonych z uchwytami mocującymi podczas kolejno następujących po sobie zabiegów rozładowywania, znamienny tym, że zawiera co najmniej jedno urządzenie obrabiające (V) do obróbki przedmiotów (13) łub grup przedmiotów w następujących kolejno po sobie procesach obróbki, zespoły kontroli wstępnej do ustalania rozmieszczenia przestrzennego i kolejności czasowej zespołów transportowych (11) sprzężonych z uchwytami mocującymi (12) lub przedmiotów (13) lub grup przedmiotów transportowanych przez te zespoły zgodnie z wymaganiami odpowiednich urządzeń ładujących (A), rozładowywujących (B) i obrabiających (V) oraz odcinki zbiorcze (21) dla pustych lub załadowanych zespołów transportowych (11) sprzężonych z uchwytami mocującymi (12), położone przed zespołami kontroli wstępnej przydzielone do urządzeń ładujących (A), rozładowywujących (B) i obrabiających (V), wiele stanowisk autonomicznych (S) zawierających odpowiednio co najmniej jedno urządzenie ładujące (A), rozładowywujące (B) i obrabiające (V) z przyporządkowanymi tym urządzeniom zespołami kontroli wstępnej, co najmniej jeden zespół napędowy do przemieszczania zespołów transportowych (11) sprzężonych z uchwytami mocującymi (12) przez stanowisko oraz wewnętrzne zespoły sterowania stanowiskiem, przy czym stanowisko autonomiczne (S) ma wewnętrzny zespól sterujący stanowiskiem do koordynowania co najmniej kontroli wstępnej, transportu przez stanowisko, działania co najmniej jednego ze urządzeń ładującego (A), rozładowywującego (B) lub obrabiającego (V), a rozmieszczenie przestrzenne zespołów transportowych (11) sprzężonych z uchwytami mocującymi (12) lub przedmiotów (13), którymi załadowane są te zespoły względem torów (10), jest co najmniej wybrane z ograniczonego zakresu i jest zmienne lokalnie.

2. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że zawiera dodatkowo, co najmniej jedno stanowisko autonomiczne (S.3, S.9, S.13, S.15), które zamiast urządzeń ładującego (A), rozładowywującego (B), lub obrabiającego (V) zawiera rozgałęzienie torów (SV) lub węzeł torów (SZ).

3. Układ według zastrz. 1 lub 2, znamienny tym, że zawiera dodatkowo, co najmniej jedno stanowisko autonomiczne (S.5, S.6, S.7, S.ll), które oprócz urządzenia ładującego (A), rozładowywującego (B), lub obrabiającego (V), zawiera dodatkowo rozgałęzienie torów (SV) oraz/lub węzeł torów (SZ).

4. Układ według zastrz. 1 lub 2, lub 3, znamienny tym, że zawiera dodatkowo, co najmniej jedno stanowisko autonomiczne (S16), które zawiera tylko zespół napędowy do przemieszczania zespołów transportowych (11) sprzężonych z uchwytami mocującymi (12) wzdłuz torów (10) oraz element sterujący tym zespołem napędowym.

5. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że ma wewnętrzne zespoły sterujące stanowiskiem autonomicznym (S) do sterowania wydajnością stanowiska w oparciu o zgromadzone dane odnośnie stopnia zapełnienia odcinka zbiorczego (21) usytuowanego przed

188 269 stanowiskiem kontroli wstępnej oraz/lub stopnia zapełnienia odcinka zbiorczego (21) usytuowanego za stanowiskiem kontroli wstępnej.

6. Układ według zastrz. 1 lub 2, lub 3, znamienny tym, że zawiera dodatkowo zespół centralnego zarządzania, do kontrolowania i koordynowania wydajności poszczególnych stanowisk autonomicznych (S) z uwzględnieniem warunków zewnętrznych oraz zdarzeń wewnętrznych układu.

7. Układ według zastrz. 6, znamienny tym, że zawiera dodatkowo centralną jednostkę sterującą (5) do zarządzania centralnego.

8. Układ według zastrz. 7, znamienny tym, że zawiera dodatkowo czujniki (3) zbierające dane o stanie zapełnienia co najmniej części odcinków zbiorczych (21), wykorzystywane przez centralną jednostkę sterującą (5) do rejestrowania zdarzeń wewnętrznych.

9. Układ według zastrz. 7 lub 8, znamienny tym, że zawiera dodatkowo czujniki (7) zbierające dane o przedmiotach (13) przeznaczonych do obróbki znajdujących się na co najmniej jednym z urządzeń ładujących (A) oraz o przedmiotach (13) poddanych obróbce wyładowanych przez co najmniej jedno urządzenie rozładowywujące (B) i gotowych do dalszej obróbki, wykorzystywane przez centralną jednostkę sterującą (5) do rejestrowania warunków zewnętrznych.

10. Układ według zastrz. 7 lub 8, lub 9, znamienny tym, że zawiera elementy służące do wprowadzania danych do centralnej jednostki sterującej (5) w cclu rejestrowania wymagań zewnętrznych.

11. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że zawiera tory skręcone służące do uzyskania wymaganego rozmieszczenia zespołów transportowych (11) sprzężonych z uchwytami mocującymi (12) dostosowanego do wymagań urządzenia ładującego (A), rozładowywującego (B) lub obrabiającego (V), rozgałęzień torów (SV) lub węzłów torów (SZ).

12. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że orientacja uchwytów mocujących (12), przedmioty (13) lub grupy przedmiotów dostosowywana jest do wymagań urządzenia ładującego (A), rozładowywującego (B) lub obrabiającego (V), rozgałęzień torów (SV) lub węzłów torów (SZ) poprzez zmianę połączenia pomiędzy zespołem transportującym (11) a uchwytem mocującym (12).

13. Układ według zastrz. 12, znamienny tym, połączenie między uchwytem mocującym (12) a zespołem transportowym (11) jest obrotowe, lub wahliwe oraz/łub ma zmienną długość.

14. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że zespół kontroli wstępnej zawiera elementy takie jak koło taktujące (20), łańcuch (30) lub przewód pociągowy (41) do przesuwania zespołu transportowego (11) sprzężonego z uchwytem mocującym (12) przez urządzenia ładujące (A), rozładowywujące (B) lub obrabiające (V).

15. Układ według zastrz. ł, znamienny tym, że odcinki zbiorcze (21) stanowią tory z pasywnym wymuszaniem ruchu.

16. Układ według zastrz. 15, znamienny tym, że odcinki zbiorcze (21) stanowią tory pochylone, do przemieszczania zespołu transportowego (11) sprzężonego z uchwytem mocującym (12) przy wykorzystaniu siły ciężkości; lub tory wylotowe do przemieszczania zespołu transportowego (11) sprzężonego z uchwytem mocującym (12) przy wykorzystaniu energii kinetycznej.

17. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że tory (10) układu torów, stanowią kanały transportowe z wycięciami w kształcie rowków (14) rozmieszczonych wzdłuż tych kanałów służące do przesuwania zespołów transportowych (11), przy czym uchwyty mocujące (12) połączone z zespołami transportowymi (11) wystają z wycięć (14) w kształcie rowków.

18. Układ według zastrz. 17, znamienny tym, że na powierzchni wewnętrznej kanałów transportowych rozmieszczonych jest sześć szyn (23), przy czym kanał transportowy zawiera grupy kulek złożone z trzech kulek, do przetaczania zespołów transportowych (11).

19. Układ według zastrz. 17, znamienny tym, że kanały transportowe tworzy sześć szyn (23), przy czym kanał transportowy zawiera grupy kulek złożone z trzech kulek, do przetaczania zespołów transportowych (11).

188 269

20. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że przedmioty (13) lub grupy przedmiotów umieszczone są w trakcie obróbki wewnątrz urządzenia obrabiającego (V) w uchwytach mocujących (12).

21. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że przedmioty (13) lub grupy przedmiotów umieszczone są w trakcie obróbki wewnątrz urządzenia obrabiającego (V) poza uchwytami mocującymi (12).