WO1996034817A1 - Transportvorrichtung für werkstücke, insbesondere autopressteile, sowie anordnung und verfahren - Google Patents

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WO1996034817A1
WO1996034817A1 PCT/EP1996/001832 EP9601832W WO9634817A1 WO 1996034817 A1 WO1996034817 A1 WO 1996034817A1 EP 9601832 W EP9601832 W EP 9601832W WO 9634817 A1 WO9634817 A1 WO 9634817A1
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WO
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transport
machine
transfer
automatic
movement
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PCT/EP1996/001832
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English (en)
French (fr)
Inventor
Karl-Hans Werdich
Original Assignee
Ingenieurbüro Karl-Hans Werdich
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ingenieurbüro Karl-Hans Werdich filed Critical Ingenieurbüro Karl-Hans Werdich
Publication of WO1996034817A1 publication Critical patent/WO1996034817A1/de

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G47/00—Article or material-handling devices associated with conveyors; Methods employing such devices
    • B65G47/74—Feeding, transfer, or discharging devices of particular kinds or types
    • B65G47/90—Devices for picking-up and depositing articles or materials
    • B65G47/901—Devices for picking-up and depositing articles or materials provided with drive systems with rectilinear movements only
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D43/00—Feeding, positioning or storing devices combined with, or arranged in, or specially adapted for use in connection with, apparatus for working or processing sheet metal, metal tubes or metal profiles; Associations therewith of cutting devices
    • B21D43/02—Advancing work in relation to the stroke of the die or tool
    • B21D43/04—Advancing work in relation to the stroke of the die or tool by means in mechanical engagement with the work
    • B21D43/05—Advancing work in relation to the stroke of the die or tool by means in mechanical engagement with the work specially adapted for multi-stage presses

Definitions

  • Transport device for workpieces in particular car pressed parts, as well as arrangement and method
  • the invention relates to a universal room portal movement machine, its arrangements and its method for transporting and stacking workpieces or parts, in particular for transporting to a production station (large-part stage press) or from a production station (large-part stage press).
  • feeders were used instead of swivel arm robots.
  • These are two-axis automatic machines that have a fast or highly dynamic main axis in the transport direction of the auto-pressed parts.
  • This highly dynamic In CNC-controlled feeders the axis is driven by belts in the axle bed and reaches a maximum speed of up to 270 meters per minute. Also highly dynamic with
  • Belt drive is the lifting axis for lifting and lowering the car press parts.
  • the feeder During the production of auto pressed parts, the feeder only moves to two defined positions. With such feeders, cycle times of approximately 8.5 parts per minute are achieved.
  • two feeders are used between two press stages, so that the autopress must be transferred from one feeder to the other.
  • So-called turning stations or orientation stations are used for this takeover. These pick up an auto-pressed part from a feeder and bring it into a more favorable position for the transfer to the next feeder.
  • Step presses with such transport devices or so-called suction transfer presses can be used to achieve very high numbers. These are e.g. with Peugeot I and II at approx. 15.5 parts per minute. In a double part production, 31 parts per minute are produced.
  • the transport device consists of two rail-like devices which are arranged on both sides of the presses arranged one behind the other. These rail-like devices are connected by crossbeams on which suction cups are used to pick up and put down the workpieces.
  • the part between the presses is now transported from a press mechanically coupled to the press arrangement and equipped with suction crossbars from a press to an intermediate universal tray (robot with S-axes). Then the suction pad moves verse back again to remove another workpiece from the press that opens again in the meantime.
  • the universal tray brings the picked-up workpiece into a position that is favorable for transfer to a further suction traverse.
  • This suction crosshead picks up the workpiece in order to feed it to a subsequent press stage before it closes again.
  • stepped presses in the automotive industry are a mechanically highly complex arrangement which is coupled to one another via flywheels.
  • This arrangement ejects workpieces at predetermined intervals.
  • the number of pieces ejected per unit of time is currently 15.5 pieces per minute for single-part production and 31 pieces per minute for double-part production.
  • These workpieces must now be removed from the exit of the stage press and placed in intermediate storage. If this cannot be done reliably and quickly enough, the large section press must be turned off. However, each shutdown of a large section press leads to a loss of production and thus to enormous costs.
  • a conveyor belt is conventionally used to remove the manufactured workpieces (auto parts).
  • the last suction crosshead unloads the workpiece machined by the last press onto the conveyor belt.
  • the workpieces or parts are transported on an approx. 50 meter long conveyor belt.
  • the maximum pressing stroke and double part production i.e. approx. 31 parts per minute
  • an operating staff of approx. 6 to 8 people is required. Since the large part presses typically have to run around the clock due to the high cost pressure in the automotive industry, shift operation is necessary for this. Furthermore, there are always stalls during unloading and palletizing. This leads to high costs.
  • the object of the invention is to provide a device or arrangement and a method which remedies the disadvantages of the prior art; in particular, it should be made possible to pick up auto-pressed parts, which are output in large numbers per unit of time from a large-part stage press, and to place them in pallets.
  • a room portal movement machine is provided according to claim 1.
  • This room gantry movement machine which can also be referred to as a feeder room gantry or a universal room gantry, is similar to the feeder used between the individual stages of a step press already described above.
  • this universal space portal or the space portal movement machine has three highly dynamic and very fast main axes, which are preferably each driven by a belt drive in accordance with the features of the characterizing part of claim 1. This makes it possible to move to any position in the room, and not just two fixed positions as in the case of the conventional feeders, very quickly within the working space of the room portal automatic motion device.
  • the invention With the drive according to the invention, e.g. Speeds of up to 300 m / min along a first main transport axis (X) up to 300 m / min along the second transport axis (Y) and up to 200 m / min along the main lifting axis can be achieved.
  • the invention thus provides an automatic machine with three highly dynamic main axes, each with a speed of over 150 m / min, which is able to transport parts over several meters (typically 1.5 m to 8 m).
  • This room portal automatic movement machine is therefore particularly suitable for quickly transporting parts picked up by a large part step press to certain positions on a pallet.
  • This highly dynamic room portal movement machine is also generally suitable for picking up parts from any position and extremely quickly for any other position within the work space of the room portal.
  • Transport automatic machines This room portal movement machine is also suitable, for example, for removing heavy parts from a universal tray or universal transfer robot particularly quickly and specifically and transporting them to any position.
  • parts can be removed from pallets, for example, by means of the room portal movement machine and fed to a further processing device, for example a press.
  • the belt drives each advantageously have one or two motor devices, e.g. with position sensor and brake, as well as one or two gear devices and a belt pulley device, these parts of at least one drive device preferably being fixedly connected to the frame.
  • Preferably two drive devices for the horizontal and the vertical movement of the lifting carriage are arranged in the transport carriage and not in the lifting carriage, in order to make the lifting carriage lighter. This allows the lifting carriage to move up and down quickly.
  • all three main axis motors can also be arranged in a stationary manner on the frame. They then act via drive trains and drive belts on the transport carriage (or the bridge) and on the lifting carriage (or trolley and walking beam). In this way, the weight of the transport carriage to be moved could be reduced even further.
  • the room portal movement machine is advantageously controlled by an electrical control device.
  • This controls the movement of the main axes and the gripping device.
  • the gripping device can be rigid and have a support arm with a suction spider. However, it can also e.g. be rotatable about an axis that runs parallel to the stroke axis. Other conventional gripper designs with one or more translatory or rotary axes are also conceivable.
  • the axes of the gripping device represent the secondary axes of the room portal automatic machine.
  • Collision monitoring rails are advantageously provided along the main axes. These work with sensors and, depending on the length and arrangement of the collision monitoring rails with the sensors or (contacts), permit hardware monitoring Areas of the space portal automatic machine. This hardware monitoring is set up with contactors and relays and prevents dangerous collision states in the event of failure or non-response of the control units of the room portal automatic movement machine. Two examples to explain this: A room gantry movement machine is arranged to load a press with parts made of plates. The collision monitoring rail is arranged along the main axis, in the direction of the press, and is switched with sensor, contactors (contacts and relays) so that, as long as the gripper arm is in the press, the press does not engage or does not start or close.
  • two room portal movement machines are arranged one above the other, but both have a common partial receiving space.
  • the lifting devices or gripper devices can collide through this common partial receiving space.
  • collision overgrowth rails, sensors and hardware circuits with contactors (contacts and relays) a collision room is built up around each partial recording room of the room portal movement machine.
  • the collision rooms are monitored with contactor circuits (contacts and relays) in such a way that only one room portal movement machine can be in the collision room. If the control unit should fail or malfunction, dangerous system states should be avoided with collision monitoring rails, sensors and their hardware circuits.
  • the object according to the invention is also achieved by the transport arrangement according to claim 6.
  • This transport arrangement has an automatic transfer machine (or universal transfer robot) and one or more automatic transfer machines.
  • the automatic transfer machine is there to mechanically decouple the parts transport from the step press to the pallets or any other storage device from the large part step press.
  • the automatic transfer machine is controlled electrically in synchronism with the large section press. In principle, this makes it possible to couple the transport arrangement according to the invention to the large section press or to test it at any distance from the press in real time without having to shut it down, which would be necessary for a mechanical coupling.
  • the transport arrangement is therefore advantageously constructed as modularly as possible and easily movable or transportable in order to have a to be able to couple the tested transport arrangement quickly and easily, for example, to a press for removing parts. Because a shutdown of even one hour leads to an enormous loss of production and thus very high costs.
  • the automatic transfer machine or universal transfer robot is there to take over the parts, which can be in any position, that are output by the large-part stage press or any other device and to spend them in a transfer position that is favorable for further transport.
  • a transfer machine e.g. an automatic movement machine can be used which is similar in function to the universal storage device already described in the introduction.
  • An automatic transfer machine could e.g. have three translational axes. All three main axes are highly dynamic and very fast.
  • the main axes of the automatic transfer machine are: the axis in the transport direction, the axis transverse to the transport direction and the lifting axis.
  • the automatic movement machine follows a predetermined movement sequence between the pick-up position, hereinafter also referred to as the take-over position, and the transfer position according to a universal program.
  • the automatic transfer machines are controlled synchronously with the transfer of the large-capacity press.
  • An electronic cam switching mechanism electrically coupled to the press would be possible.
  • the electronic position transmitter for the transfer of the press is electrically coupled.
  • the current actual positions or angular positions of the transfer are thus available to the electric cam switch.
  • the electronic cam switch outputs cam signals (log. "1 signals) at the programmed positions of the 360 ° circle or the 360 ° transport curve of the transfer (the transfer curve is divided into 360 °).
  • cam signals log. "1 signals
  • the positioning axes are controlled, ie a cam signal starts a positioning process of a dynamic axis of the automatic transfer machine.
  • the receiving position and the transfer position are advantageously as far apart as possible, but only to such an extent that the automatic transfer machine has sufficient time to move the parts between the positions, within the time specified by the production cycle.
  • the transport route to be covered by the automatic transfer machine is kept as short as possible. This makes it possible to achieve a sufficiently high transport rate from the pick-up position.
  • the transfer position and the transfer position are each sufficiently far apart so that there are no obstructions during the transport of the parts from the press to the automatic transfer machine (universal transfer robot) and from the transfer automatic machine to the automatic transfer machine.
  • the automatic transfer machine also has the advantage that the removed part can be transferred to the automatic transport machine at a predetermined position.
  • the transfer position would not be fixed, but could vary from time to time.
  • a higher control effort might be necessary, e.g. Part detection with video sensors to still seize the part safely through the transport machine.
  • a more complex control in turn leads to a slower transport of the parts through the transport movement machine.
  • transfer positions can be advantageous, e.g. can be arranged one above the other or next to each other.
  • the use of several transfer positions also makes it possible to cover large transport distances or to remove a large number of pieces per unit of time. While the automatic transfer machine picks up each part at the clock frequency specified by the large part stage press and distributes it to the transfer positions, there remains a time for the back and forth movement of the automatic transport machine that is by the number of the transfer positions is longer than the time that the automatic transfer machine has to move back and forth between the transfer and transfer positions, including the pick-up and discharge positions.
  • a preferred control arrangement for example with Siemens controls, would be a central programmable logic controller.
  • this central control for example SS-155U
  • control units which are integrated for the automatic transfer machine (universal transfer robot) and the automatic transport machine and which are separate for each automatic machine can be modularly integrated.
  • an electronic cam switch WF715 or an electronic cam switch as a component in the central programmable logic controller, a position controller and positioning controller a WF 726/723 for the automatic motion switch, the control would be RCM1F or WF 726 / for the transport machine. 723 conceivable, depending on the possibility of the automatic transport movement.
  • This control arrangement is the cheapest solution, since all tasks divided into modules for solving the transport task can be combined in a central programmable logic controller.
  • any other control arrangements for example with industrial personal computers, with industrial microcomputers, with other programmable logic controllers, control units, computers, etc., can be implemented.
  • the control of the individual transport movement autonomous for which the space portal movement machines described above can also be used, take place independently for each transport movement machine.
  • the automatic transport movement device can have a gripping device which can be moved in any direction.
  • this gripping device can also be rigid and e.g. have an arm with a suction spider. This suction spider is transferred to the part in a position that is convenient for storage in the pallet by the transfer movement machine.
  • a movable gripping device of the automatic transport machine could, for example, e.g. place the part to be transported flat on a pallet or upright.
  • the highly dynamic main axes of the transport movement machine (s) are preferably driven by belt drives.
  • the transport movement machine can be the highly dynamic room portal movement machine described above or the universal room portal. Due to its high speed, this automatic movement machine allows the parts supplied by a suction transfer press to be removed quickly.
  • this automatic movement machine allows the parts supplied by a suction transfer press to be removed quickly.
  • other sufficiently fast transport movement machines are also conceivable.
  • an industrial robot with a vertical articulated arm and portal traversing axis could be used, the portal traversing axis of which roughly extends from the transfer position to the pallet units.
  • the space portal movement machines according to the invention are used as transport movement machines and are arranged one above the other, care must be taken to ensure that no collisions occur.
  • two stacking units or pallets that are arranged one above the other should not be approached simultaneously by two stacking and moving machines.
  • a collision can also be easily avoided if, for example, with only two transfer positions, there is always only one automatic transport machine in the vicinity of the transfer position, while the other is currently storing a part in a pallet.
  • a collision is thus avoided as far as possible by this counter-phase movement.
  • the control of the transport arrangement is constructed as modularly as possible. This makes it possible to fall back on common integrable standard assemblies and standard modules. Maintenance is further simplified and subsequent expansion is made easier. For commissioning it is possible to test individual parts separately.
  • the controller contains a synchronization device in order to synchronize the transport arrangement with leading and trailing machines or devices.
  • a synchronization device in order to synchronize the transport arrangement with leading and trailing machines or devices.
  • one or more control panels coupled with a visualization device, which in turn is connected to the control system in the data network (software and hardware), facilitate operation.
  • the synchronization device is advantageously equipped with a cam switching mechanism. This processes the current rotational or angular position of the shaft and thus the current actual position of the press transfer by means of an encoder arranged on the central shaft of the press transfer.
  • the transport arrangement can of course also be operated in the opposite direction. This means that parts are transported from at least one storage position to one or more transfer positions by means of one or more automatic movement machines. There, the part can then be picked up by the automatic transfer machine and guided to the takeover position, which now represents a delivery position, or directly from the mobile transfer machine or machines to a production machine without the automatic transfer machine.
  • an automatic room portal movement machine or a transport arrangement according to the invention in front of and behind a production machine, parts to be processed can thus be supplied to the production machine and processed parts can be transported away. In this way, a fully automatic production line according to the invention can be realized.
  • a method according to the invention for the transport of parts, in particular auto-pressed parts, is evident from claim 18.
  • the method described therein is claimed in the case of two transfer positions. If there are several transfer positions, the automatic transfer machine would move the parts one after the other from the transfer position to the first, second and third transfer positions and then back to the first and so on.
  • the transport movement machines assigned to each transfer position each take a part of their transfer position and transport it to a storage position. Then they move back again in order to receive another part at the transfer position from the transfer movement machine when it has reached this transfer position again.
  • the method according to the invention can of course also run in the opposite direction.
  • the transport arrangement e.g. can be used as a loading device, the parts from pallets e.g. feeds a further processing device.
  • Fig. 1 is an oblique view of a room portal automatic machine
  • Figure 2 is a plan view of a space portal automatic machine, the first main transport axis (X axis) being driven by two motors;
  • FIG. 3 shows a plan view of a space portal automatic movement machine whose X axis is driven by a motor
  • Fig. 4 is a view of a room portal automatic machine
  • 5a shows a rear view of a room portal automatic movement machine whose motors for driving the Y and Z axes run parallel to the X axis;
  • FIG. 5b is a front view of a room portal automatic movement machine according to FIG.
  • FIGS. 5a and 5b shows a plan view of a room portal automatic movement machine according to FIGS. 5a and 5b;
  • Fig. 5d is a sectional view taken along line A-A of Fig. 5c;
  • FIG. 6a shows a rear view of a room portal automatic movement machine whose motors for driving the Y and Z axes run parallel to the Y axis;
  • FIG. 6b is a front view of a room portal automatic movement machine according to FIG.
  • FIG. 6c shows a plan view of a room portal automatic movement machine according to FIGS. 6a and 6b;
  • Fig. 7 is a front view of a space portal automatic machine;
  • FIG. 8a shows a schematic top view of a transport arrangement according to the invention
  • 8b is a schematic plan view of a press line according to the invention.
  • Fig. 8c is a schematic plan view of another, with the press line according to
  • FIG. 9 shows a schematic side view of a transport arrangement according to the invention.
  • FIG. 10 shows a plan view of a transport arrangement according to the invention
  • FIG. 11 shows a view of the transport arrangement according to FIG. 10 which is opposite to the transport direction;
  • FIG. 12 is a plan view of a transport arrangement according to the invention with a schematic representation of one of the possible gripping arm or Suction spider orientations;
  • FIG. 13 shows a schematic illustration of the transport arrangement using a room portal automatic movement device
  • 16 is a schematic illustration of a transport process of a transport
  • FIG. 17 shows a flowchart of a transport process of a room portal movement machine or transport movement machine
  • 19a shows the possible arrangement of the tools required for a fully or partially automatic tool change in the lower level and their means of transport of the arrangement according to the invention or of automatic transport motion devices;
  • 19b shows the arrangement in the upper level according to FIG. 19a;
  • Tool change such as automatic transfer machine and a transport-automatic machine of the lower level according to FIG. 20a;
  • 20c shows a flowchart of a further special part of the fully or partially automatic tool change, such as individual transport movement machines of the lower or upper level according to FIG. 20a.
  • FIG. 1 shows a schematic oblique view of a room portal automatic motion machine.
  • the portal frame 140 comprises four legs 141, two cross members 142 and two longitudinal members 143.
  • the leg arrangement can be changed, for example, when combining several room portals.
  • a leg 141 can be moved to 141b (rear).
  • the longitudinal members 143 have a linear guide for the first translational transport main axis X. In these linear guides, the main axis X is driven by a drive device 110.
  • the drive device 110 comprises a motor 111 with gear 112 and pulleys 113, as well as a belt 114.
  • This belt 114 is connected to a transport carriage 160 and runs in the axle bed of the longitudinal members 143.
  • the motor 111 with gear 112 is arranged in a cross member 142.
  • the pulleys 113, which are driven by the gear 112, are each arranged on the end faces of the two cross members 142.
  • a second drive device 120 and a third drive device 130 are located in the transport carriage 160.
  • the second drive device 120 serves to move the lifting carriage 150 in its lifting carriage stand 150a along the second main transport axis Y via a second belt drive (not shown).
  • the third drive device 130 also with a belt drive (not shown), drives the main lifting axis Z and thus makes it possible to raise and lower the lifting carriage 150, which is guided in a lifting carriage stand 150a.
  • the lifting carriage has a carrying and tensioning device 152 at its lower end, on which suction spiders 153 with suction devices 154 or gripping arms 153 with grippers 154 are attached. These suction arms, suction spiders or gripper arms 153 represent the tools of the room portal automatic movement machine and can be exchanged as desired. More complicated tools with various dynamic or non-dynamic axes for turning, swiveling and gripping can also be realized.
  • a part hanging on the suction spider 153 can be transported from the transfer position 14 to a pallet 34 (or vice versa).
  • a part hanging on the suction spider 153 can be transported from a production machine 2 to a pallet 34 or from a pallet 34 to a production machine 2.
  • Fig. 2 shows a schematic plan view of a room portal automatic motion machine.
  • the drive principle of the X axis is shown schematically.
  • the X-axis or first translatory main transport axis is driven by two belts 114, one belt running in each of the longitudinal members 143.
  • the two belts are each moved over two pulleys 113, which are located at the end of the longitudinal members 143.
  • a belt tensioning device 113b is located at the opposite end of the drive belt.
  • One pulley of each side member is driven by a separate drive unit. This includes a motor with position encoder 111 and a gear 112.
  • the Y axis which runs transversely to the X axis.
  • This can be made of aluminum, for example, in order to keep the weight of the transport carriage to be moved as low as possible. As a result, the dynamics in the X transport direction can be increased due to the lower inertia of the transport carriage to be moved.
  • FIG. 3 shows an alternative embodiment of a drive for the X transport axis.
  • This can have a common motor 111 or two motors 111b for driving the two X-axis belts.
  • the common motor 111 drives a shaft 112b via a T gear 112a, which drives the pulleys 113 in the two longitudinal members 143.
  • FIG. 4 is a schematic view of an automatic room portal movement machine with a view of the slide and belt of the main Y and Z axes.
  • the two longitudinal beams 143 are U-shaped and open inwards towards the lifting slide.
  • On each of these running tracks run rollers 145, which are connected to the transverse transport carriage 160 via running bearings 146.
  • two belt bushings 115 are shown, each of which allows a smooth passage of the lower run of the belt 114 for driving the X axis.
  • the upper run of the two belts 114 for driving the X-axis is in each case firmly connected to the transport carriage 160 (not shown).
  • the belt bushings 115 are each located approximately in the outer half of the section of the carriage 160 encompassed by the longitudinal member 143.
  • Pulleys 123 for driving the main Y axis are also shown. With a belt 124, these belt pulleys 123 move the lifting carriage stand 170a and the lifting carriage 170 located therein in the Y direction.
  • the belt pulleys 123 are arranged in the transport carriage 160, specifically at a point which is just just encompassed by a longitudinal beam 143.
  • Another pulley 133 is also arranged somewhat further inside the left pulley 123 at the same height in the transverse transport carriage 160. This serves to drive the Z-axis, that is to say for lifting and lowering the lifting carriage 170 via a belt 134 which is in engagement with the belt pulley 133.
  • the lifting carriage 170 runs in a lifting carriage stand or lifting carriage carrier 170a. This lifting carriage carrier is guided along the transport carriage and moved back and forth by the belt 124.
  • the deflection rollers 137 and 138 are fastened to the lifting carriage stand and ensure the force deflection when the belt 134, which is pretensioned and fastened at the end of the axle, is shortened or lengthened, and for the belt deflection during the transverse transport from the lifting carriage stand 170a from the lifting carriage 170.
  • the pulley 135 is attached to the upper part of the lifting carriage and the belt pulley 136 to the lower part of the lifting carriage. If the drive pulley of the Z-axis 133 is now rotated clockwise, the upper belt part is lengthened and the lower belt part of the belt 134 is shortened. That is, the belt 134 pulls the lifting carriage 170 upward over the lower pulley 136 in its lifting carriage stand 170a.
  • the drive pulley 133 is now rotated counterclockwise, the upper belt part is shortened and the lower belt part of the belt 134 is lengthened. That is, the belt 134 pulls the lift carriage 170 down over the upper pulley 135 in its lift carriage stand 170a.
  • Metal rails also called collision free rails 181 and 182
  • the metal rails can be arranged along the main axis of the room portal automatic machines and the hardware signals, the sensors with contactors and relays, e.g. hardware, Collision spaces are defined, that are not dependent on any electronic control. This is mainly used to prevent dangerous plant conditions.
  • a gripping device 150 is attached to the lower end of the lifting carriage 170.
  • This comprises a carrying and tensioning device 152, on which a suction spider or gripper arm 153 with suction devices or grippers 154 is fastened.
  • the suction spider or gripper arm also has a partial control 155. This contains sensors to determine whether the gripping device has gripped a part.
  • the suction devices or grippers are actuated via valve devices 157 in order to pick up or discharge parts by means of the suction devices or grippers.
  • Valve devices for pneumatic or hydraulic devices for suction, gripping and clamping are controlled by a central control.
  • a longitudinal member 143 on the left-hand side of the illustration comprises a section of the transport carriage 160.
  • the leadthrough 115 of the belt for driving the X-axis is located at the lower left end of the carriage 160.
  • the motor 121 With the brake and position sensor as well as the gear 122. which drives the pulley 123 to drive the Y axis.
  • a pulley 133 which cooperates with the belt 134 for moving the lifting carriage up and down.
  • FIG. 5b shows an arrangement corresponding to FIG. 5a, also in a viewing direction parallel to the X axis, but this time from the front.
  • a pulley 123 can now be seen, which interacts with the belt 124 for driving the Y axis.
  • This pulley is in turn arranged approximately centrally between the wheels 145.
  • To the right of this is a motor 131 with a brake and position sensor, and a gear 132.
  • FIGS. 5a and 5b shows a schematic top view of the arrangement according to FIGS. 5a and 5b.
  • the motor 121 for driving the Y-axis with its gear 122 and the belt pulley 123 is just like the motor 131 with its gear 132 and the belt pulley 133 are arranged parallel to the X axis.
  • Reference numeral 143 denotes the Edge of the side member.
  • Belt 124 for driving the Y axis is approximately twice as wide as belt 134 for driving the Y axis.
  • the belt 124 further includes the motor 131 with its upper run and its lower run.
  • the motor-transmission-pulley arrangements for driving the Y-axis and for driving the Z-axis are oriented in opposite directions along the X-axis.
  • a section along AA is indicated by a dashed line. This runs through a cross member 162 of the transport carriage 160.
  • Fig. 5d shows the section along the line A-A of Fig. 5c.
  • the cross member 162 of the transport carriage 160 can again be seen.
  • the cross member 162 is connected to an upper frame 163 and a lower frame 164 of the transport carriage 160 in an approximately right-angled arrangement.
  • the metal thickness of the cross member is approx. 10 cm.
  • the thickness of the upper and lower frame, shown in section in FIG. 5d, is approximately 3 cm.
  • the distance between the top of the top frame and the bottom of the bottom frame is approximately 46 cm.
  • the pulley 123 for driving the Y axis is shown on the left of the cross member and the pulley 133 for driving the Z axis on the right of the cross member.
  • the pulleys are located approximately halfway between the upper frame and the lower frame, these frames being approximately 44 cm wide.
  • the pulleys are separated by the cross member 162, the axes of rotation of the pulleys being approximately perpendicular to the surfaces of the cross members 162 running in the X-axis direction.
  • FIG. 6a shows a partial rear view of a carriage 160 guided in a longitudinal beam 143.
  • the motors for driving the Y axis and the Z axis are parallel to the Y axis arranged.
  • the parallel arrangement of the motor 121 for driving the Y-axis and its transmission 122 can be seen.
  • the motor unit 121 comprises the brake and position encoder.
  • the carriage 160 is guided in the longitudinal beam 143 in the same way as described in FIGS. 5a to 5d via rails 144 and rollers 145.
  • the pulley 133 for driving the Z axis has a smaller diameter than the pulley for driving the Y axis.
  • This pulley 123 for driving the Y axis with the associated belt 124 is shown in FIG. 6b.
  • 6b is again one schematic partial view in the direction of the X axis, ie from the front.
  • the belt 124 runs above and below the drive device 130 for driving the Z axis.
  • the motor 131 with the brake and position sensor runs in its longitudinal direction parallel to the Y axis.
  • Gear 132 is shown to the right of the engine.
  • the upper edge of the carriage 160 continues in a stepped manner to the right.
  • a buffer axle stop 172 is attached to the step edge in order to dampen any impact of the lifting carriage 170 or lifting carriage stand 170a on the step of the transport carriage 160.
  • FIGS. 6c shows a top view of the arrangement of FIGS. 6a and 6b.
  • This top view clearly shows that the motors are arranged in their longitudinal axis parallel to the Y axis and not, as shown in FIGS. 5a to 5d, parallel to the X axis. 5a to 5d, the belt pulley 123 for driving the Y axis and the belt 124 in the direction of the axis of rotation are approximately twice as wide as the belt pulley 133 with the belt 134 for driving the Z axis .
  • the gears 122 and 132 are each arranged in the longitudinal direction of their associated motors 121 and 131.
  • the belt 124 runs above and below the motor gear arrangement 131, 132.
  • the cross member of the carriage 160 is designated 162 and the edge of the longitudinal member is designated 143.
  • Fig. 7 shows a view of the room portal movement machine in the X direction.
  • the motor 121 runs parallel to the Y axis.
  • a palette 34 is drawn in with dashed lines, which can be loaded by means of the room portal automatic movement device.
  • the pallet is located within the working area of the room portal automatic movement machine, which has 181 in the Y direction through the contact rail or collision-free rail.
  • Suction spiders, gripper arms, etc. 153 are attached to a carrying and clamping arm by means of a clamping and coupling device in such a way that the parts can be transported to and from pallets 34 in the best possible transport route.
  • the arrangement of the suction spider 153 and the drive device of the Y and Z axes should, if possible, be such that an approximately uniform weight distribution of the masses arises.
  • 8a shows a schematic top view of an exemplary embodiment for a transport arrangement.
  • the automatic transport machine or room portal automatic machine 31 is implemented with three highly dynamic main transport axes and serves the warehouse units 34 I to 34 VI as well as the press 2. These highly dynamic main axes are driven by belt drives and thus reach speeds of up to 300 m / min.
  • a suction spider that can be pivoted about the lifting axis or two double-superimposed pivot axes for rotating the suction or gripper spider in the X / Z plane can be attached to the lifting slide of the room portal movement machine.
  • 8a shows six bearing units 34 I, 34 II, ..., 34 VI. Due to the large storage space 30 or transport space, this arrangement is particularly well suited for the transport of parts into and out of a press directly in storage units.
  • Fig. 8b shows an arrangement of the space portal movement machines 31a, 31b, 31c in front of and behind a press, e.g. to link several presses to a press line or processing arrangement, i.e. with this arrangement, the part is transported from press to press. With this arrangement, the part is rotated 180 ° around the stroke axis during transport from press 2 to press 2. It therefore makes sense to provide the suction or gripper spider with two dynamic axes of rotation, e.g. an A-axis for rotation about the lifting axis of the automatic transport machine and an A'-axis with the same arrangement and direction of rotation below the A-axis. The A'-axis is attached to the A-axis and rotates with it.
  • Such a double rotary axis or a gripper device with the above-described two rotary axes can advantageously also be combined with other automatic machines in order to obtain an automatic machine with a rapidly rotating gripper device.
  • the double axis of rotation can also be combined with movement machines according to the invention.
  • FIG. 8c shows a schematic top view of an exemplary embodiment of a processing arrangement according to the invention around a production machine 2, e.g. a welding machine which is supplied with two different parts by two automatic transport machines or room portal automatic machines 31a and 31b, e.g. Car roof and its stiffening plates, shown.
  • the parts are alternately a part of stiffening sheet, the next part of the car roof is transported directly from the storage units 24b by the automatic transport mechanisms 31a and 31b into the welding machine.
  • the automatic transport mechanism 31c transports the new part into one of its storage units 34e.
  • This arrangement ensures a high partial yield and relief of the people from monotonous work processes due to their large part stock or part memory and the high speeds of the highly dynamic belt drive axes of the space portal movement machines according to the invention.
  • FIG. 8d shows a schematic top view of an exemplary embodiment of a transport arrangement according to claim 6c.
  • a work space of the transfer movement machine 10 is identified by a dash-dotted line.
  • This automatic machine removes a workpiece or part from a takeover position 12. These parts are used in a suction transfer press e.g. from the last suction traverse stored there in the cycle cycle of the production of the suction transfer press. The automatic machine picks up this part from the transfer position 12 and brings it to one of the two transfer positions 14a or 14b in the case of simple part production. An automatic transport device 31a or 31b takes over this part at the transfer position 14a or 14b from the automatic transfer machine.
  • the automatic transfer machine or universal transfer robot has, for example, three highly dynamic transfer main axes with belt drives, which can be moved in a range of approximately 1 to 2 meters.
  • the transport movement machine lays in the one Arrow shown in Fig. 8d transport direction a distance of up to about 7.5 meters, for example. In order to cover this distance quickly enough, the automatic transport machine has three highly dynamic main axes. If a space portal movement machine is used, as described above, speeds of up to 300 meters per minute can be achieved along the X axis, for example. In the Y-axis running transversely to the direction of transport, speeds of up to 300 meters per minute can also be achieved. The maximum lifting speed can be, for example, up to 200 meters per minute. In this way, it is possible to move approximately 8.5 parts per minute from a transfer position 14 to a storage position 32 with a room portal automatic movement device.
  • a maximum number of strokes of 15.5 parts per minute are currently achieved by a suction transfer press.
  • a second room portal movement machine 31b is therefore used in addition to a first room portal movement machine 31a.
  • the parts are alternately transported from the transfer machine 10 to the transfer positions 14a and 14b. From there, they are each picked up by a transport movement machine 31a and 31b and transported to their storage position 32a or 32b. Since the transfer positions 14a and 14b are loaded alternately, a stroke rate of 8 parts per minute of an automatic transport movement machine is sufficient to remove the 15.5 parts per minute that are delivered to the transfer position in the case of simple part production.
  • the working space 30a or 30b of the automatic transport machine 31a or 31b preferably comprises at least two bearing units 34a or 34b. In this way it is possible to load one storage unit while the other, filled one, is replaced. This ensures smooth removal of the parts ejected by the suction transfer press.
  • FIG. 9 shows a side view of the transport curves 41u, 42u, 41o, 42o of the transport movement machines in the event that they are arranged one above the other.
  • the transfer positions 14u, 14o are arranged one above the other.
  • the lower transfer position 14u can be at the same height as the transfer position 12. In the first place, however, it must be ensured that the sequence of movements from the transfer position 12 to each of the transfer positions 14 is optimized.
  • the automatic transfer machine should preferably be empty or unloaded at its take-over position 12 when the production machine, for example suction transfer presses, supplies parts in an angular position.
  • the optimization of the highly dynamic axes should preferably take place at very high speeds and with ideal path specifications such that each part delivered by the production machine is taken over at the receiving position 12 by the automatic transfer machine with the tools provided, so-called templates, and at its corresponding delivery position 14u or 14o are transferred to the transport movement machine (s).
  • the automatic transfer machine should transport the part as far as possible into the space of the automatic transport machine 31a or 31b without neglecting its task of transferring the part from the production machine to the automatic transport machine.
  • the lateral, simplified representation of the transport curves 41u and 42u comprise a family of transport curves which lead from the transfer position 14u to a loading unit 34u or to a pallet 34u in order to deliver parts to different storage positions within the pallet.
  • the transport curve 42u represents the first transport curve when the pallet 34u is empty
  • the transport curve 41u represents the transport curve when the pallet 34u is almost full. This means that the parts are preferably moved in sequence from bottom to top with the help of the automatic transport machine. The same applies to the filling of the upper pallet 34o.
  • the stands or machine stands for supporting the pallets and possibly also the transport movement machines are indicated at 50.
  • FIG. 10 shows a further exemplary embodiment of a transport arrangement according to the invention in plan view, only the upper level of the pallet arrangement being shown.
  • a suction transfer press works in double-part production and thus delivers two parts at the takeover position 12. From there, the two parts from the transfer machine 10 to one of the transfer positions 14u (bottom, not shown) or 14o (top). This means that two parts arrive at a transfer position at once. For this reason, two transport automatic machines are used in one level, in order to transport a part to the pallets 34or and 34ol of the upper level or 34ur and 34ul (see FIG. 11) of the lower level, which are designated by I to IV.
  • the part delivered by the transfer movement machine to the right at the transfer position 14o is transported to the pallets 34or and the part transferred to the left in the transport direction is transported to the pallets 34ol.
  • the transfer position 14o Under the transfer position 14o is the transfer position 14u, which is alternately approached to the transfer position 14o by the automatic transfer machine with two parts. These two parts are transported to pallets by two further automatic transport machines in an underlying level. These pallets are located directly below the 34or and 34ol pallets on the upper level. The arrangement of the pallets in two levels can be seen in FIG. 11. The view is from the rear against the transport direction.
  • transport curves are shown in FIG. 10 for explanation. These are the transport routes for transporting a part from the transfer position 14u and 14o to the storage units or pallets.
  • each transport movement machine travels a different transport curve.
  • the transport movement machine 34or moves the transport curve 43a from the transfer position 14u to pallet I 34ur and the transport movement machine 34or lying above it moves the transport curve 43c from the transfer position 14o to pallet III 34or, that is to say alternately and offset.
  • the transport arrangement according to the invention and thus the transport curves can be in the opposite direction, i.e. to transfer parts from the pallets to a production facility.
  • the gripping device of an automatic transport machine can be moved in any direction and can be positioned and adjusted with dynamic axes in all directions. However, it is also conceivable to keep the gripping device rigid and thus, for example, to give the suction spider an orientation as shown as an example in FIG. 12. The orientation of the suction spider thus points diagonally between the pallet groups I and II or III and IV arranged on the edge of a square.
  • the orientation of the suction spiders is indicated by an arrow 38r for the automatic transport movement machine working in the transport direction.
  • the orientation of the suction spider for the transport movement machine working on the left in the transport direction is designated 381.
  • Test stations are schematically indicated in the transport direction on the left and right, which can be provided instead of further pallets or next to this pallet. These test points 37 are approached by the transport movement machines in order to deposit workpieces there for test purposes and random samples (see also FIG. 10).
  • the pallets are also conceivable as double pallets of double size.
  • FIG. 13 shows the use of a transport movement machine 100 with three transverse main axes X, Y and Z. At a transfer position 14, this removes a part transferred by a universal transfer robot, also a transfer movement machine 10. This part comes from a press 2 and was placed in the takeover position 12.
  • FIG. 14 shows a transport arrangement against the direction of the X-axis and against the transport direction with four room portal movement machines or four universal room portals. These room portal motion machines are distributed on two levels. Two are located in an upper level and two in a lower level and two on one side to the right of the parts transport axis 300 and two to the left of the transport axis 300.
  • a pallet II is shown in broken lines on the outer sides above and below. For the sake of clarity, pallets III and IV, as shown in FIGS. 10 and 11, have not been shown.
  • Collision free rails 181, 182 and 183 along the X axis are shown on the lifting carriage 170 and on the transport carriage 160, with which a collision space can be defined and evaluated (see above).
  • FIG. 15 It schematically shows the chronological order in which the various pallets of two superimposed levels, which are arranged one above the other in the transport direction, are loaded by automatic transport mechanisms, and thus the transport curves during the loading process of the pallets.
  • Each square should represent a pallet or storage unit 34. There are always two other storage units 34 offset in the planes and the transport curves are fully loaded.
  • the storage unit 34ur I is filled by the lower transport movement machine and the storage unit 34or III by the upper transport movement machine. If these storage units 34ur I and 34or III are filled, the next two storage units become 34ur
  • the lower transport movement machine travels from the storage unit 34ur I to the lower transfer position 14u or to a waiting position in front of it.
  • the upper transport movement machine travels from the transfer position 14o to the storage unit 34or III.
  • the bearing units 34ur I and 34or III are filled with this alternating part transport of the levels. If these storage units are filled, the storage units 34ur II and 34or IV according to FIG. 15 are filled. 15 shows the storage units to be filled on the respective level. This order can also be reversed, e.g. for the respective unloading of storage units in two superimposed levels.
  • the automatic transfer machine In the case of single-part production, for example, there can be two levels, each of which has an automatic transport machine.
  • the automatic transfer machine only transfers one at a time Part to an upper and lower transfer position, or there can be two transport automatic machines in one level for single part production.
  • the automatic transfer machine only transfers a part to a left and right transfer position.
  • the transport arrangements described above are preferably used for a production of 16 strokes per minute. If the parts are delivered to the delivery position at 8 strokes per minute, in the case of double-part production, the automatic transfer machine can transfer the two parts to one transfer position to two room portal automatic machines. With single part production and 8 strokes per minute, the universal robot can transfer the parts to a transport movement machine at a transfer position. In this case, too, a transport movement machine can pick up the part to be transported into a storage position directly from a press.
  • the gripper of the automatic machine then advantageously has at least one axis of rotation.
  • the transport arrangements of the automatic transport movement devices described in this invention can be used not only for unloading but also for loading production machines. In this case, the transport direction is simply reversed. In this case, the automatic transfer machine can possibly be omitted.
  • a second automatic transfer machine can be used, e.g. two further transfer positions take over the parts from the transport movement machines and transport them specifically to an end position. The parts would therefore arrive at this end position in the same number of pieces per minute as they were removed from the transfer position.
  • At least one of the following three types of collision monitoring is advantageously implemented, particularly advantageously all three.
  • Such collision monitors are particularly advantageous when the transport movement machines are used in two levels arranged one above the other. In this case, it must be prevented that the lower level lifting slide collides with the upper level lifting slide.
  • a collision-free signal is reported (logical "1") as long as the main axes (X, Y and Z) are outside the collision area. If there is a transport movement machine in the collision area, it is advantageous to ensure that the other transport movement machine is outside the collision area. If the other transport movement machine also moves into the collision area, the hardware release of the electrical servo drives of the various main axes is preferably interrupted. This allows the axles to be braked quickly.
  • FIG. 16 shows a driving curve 400 of a space portal automatic movement machine or a transport automatic movement machine.
  • This driving curve connects pick-up and delivery positions 410 and 420.
  • the pick-up position 410 corresponds to the transfer position
  • the delivery position 420 corresponds to the storage position.
  • Fast path switching functions are indicated by circles (also called M functions, auxiliary functions or peripheral output instructions). These are advantageously queried by a higher-level controller, preferably a programmable logic controller, or transferred to a higher-level controller by a robot controller for controlling the automatic transport machine or room portal automatic machine.
  • the driving curves of a room portal movement machine or a transport movement machine are thus advantageously controlled via path switching functions. It is particularly advantageous here to control the individual movement machines of a transport arrangement separately from one another or in each case independently.
  • path switching functions or fast peripheral output instructions are marked with circles in FIG. 16. They are quickly transferred to the higher-level control system during the positioning processes of the automatic motion machine. With these path switching functions, collision monitoring, signals for suction devices or Grippers or start / stop signals for upstream or downstream machines can be realized. Furthermore, they advantageously serve to inform the higher-level controller of the position of the lower-level unit, that is to say of the automatic transport movement machine or of the room portal automatic movement device. Approximately 20 railroad switching functions (BSF) are preferably provided per subordinate unit (for example, per room portal automatic movement machine). 16 shows an example of part of the usable path switching functions (BSF).
  • the path control function BSF 21 informs the higher-level control that this position has been reached. If there is an enable signal, the waiting position is simply passed over. If the automatic motion machine continues in the direction of takeover position 410, a path switching function BSF 22 informs the higher-level control system that the automatic motion machine is located within the collision area. Another path switching function BSF23 notifies that the vacuum is switched on and the gripper is ready. Via the path switching function BSF25, the higher-level control is informed that the automatic machine is in the takeover position 410.
  • the next takeover position can advantageously be calculated during this waiting time. This is necessary, for example, when parts of a stack are picked up one after the other by the space portal automatic movement machine or transport automatic movement machine.
  • a sensor located on the automatic machine determines whether the part was picked up correctly. This information is then evaluated at BSF 26 by the higher-level controller.
  • the higher-level control system learns that the automatic machine is outside the collision area. Depending on whether the higher-level control system specifies a release signal for position 440 or not, the automatic motion machine stops at 440. Its position is communicated to the higher-level control system by the path switching function BSF 31.
  • the movement machine waits at position 440. Shortly before the part is delivered at 420, the path switching function BSF 33 informs the control system that the suction device switches off and the Gripper for delivering the part opens. At 420 a short waiting time is again advantageous started to deliver the part correctly. This waiting time is advantageously used to deliver the part correctly or to calculate the delivery position to be traveled to the next delivery (for example within a pallet).
  • the delivery position is communicated to the higher-level controller by means of the path switching function BSF 35.
  • the sensor arranged on the gripping device transmits to the higher-level control system that no part is now being gripped by the gripper.
  • BSF 36 this information is evaluated by the higher-level controller.
  • BSF 37 tells the higher-level control whether the pallet is full or not. This information can also be obtained either by sensors attached to the pallets or inferred from the delivery position within a pallet.
  • the path switching function BSF 39 can advantageously be used to communicate the state of the storage units to a machine (for example a following machine) that cooperates with the room portal automatic movement machine or the transport automatic movement machine.
  • signals are sent from the takeover position 410 and the delivery position 420 to the higher-level control system, which indicate whether a part has been picked up or delivered. This information is preferably also obtained by sensors arranged at the pick-up and delivery position. This sequence of a transport curve just described can also be implemented in the opposite direction.
  • FIG. 17 shows a flowchart of a transport process of a room portal movement machine or transport movement machine according to the invention.
  • the movement machine In the case of a waiting position recording, the movement machine is in a waiting position outside the collision area in order to continue in the direction of the transfer position after a release by the higher-level control. If such a release signal already exists, the waiting position is passed over. When the automatic machine has reached the take-over position, a signal is transmitted to the higher-level control in order to inform it.
  • a gripping sensor is used to determine whether a part has been gripped or not. If this is the case, the movement machine continues in the direction of the waiting position delivery. If the part is not detected, two possibilities advantageously result. On the one hand, the operator feeds the part to the gripper by hand and the operator acknowledges the error. The grip sensor and signal then determine whether the manual feed was previously successful. If this is not the case, the stops Sequence of movements. If this is the case, the automatic machine continues in the direction of the waiting position delivery.
  • the operator removes the part by hand and acknowledges it with a signal. This transfer is checked by the gripping sensor. If it is not successful, the movement sequence is stopped. If it is successful, the automatic machine moves back to the waiting position pickup, in order to move back to the takeover position if a new part is delivered.
  • the movement machine If the movement machine has reached the waiting position for delivery (waiting position - delivery), it continues to the delivery position or waits at the waiting position for delivery, depending on whether or not there is a release signal from the higher-level control system. Once the automatic machine has reached the delivery position, it in turn sends a signal to the higher-level control. After successful delivery, which in turn can be monitored by the gripping sensor (not shown), the movement machine returns to the waiting position for the recording. If the spatial positions are changed, this process can also be used to load machines or unload storage units.
  • XY and Z ⁇ characterize the current actual position of the X, Y and Z axes of an automatic machine located in a lower level.
  • X 2 , Y 2 and Z indicate the actual position of the X, Y and Z axes of an automatic machine in the upper level.
  • X> ⁇ ,Y> ⁇ andZ> ⁇ indicate the difference between the X, Y and Z positions of the automatic machines in the upper and lower levels.
  • the smallest possible distance between the positions at which there is no collision is advantageously chosen.
  • the braking distance is also preferably taken into account. If the collision monitor responds, each positioning process is advantageously switched off. In manual operation, an operator can then only move the automatic machine out of the collision area in the opposite direction.
  • 19a and 19b explain the tools to be replaced in the arrangement according to the invention or the automatic transport movement and the arrangement of the tools in storage units specially provided for this purpose (e.g. tool change pallets).
  • the levels of the arrangements according to the invention e.g. The arrangement of the tools or their storage units 550 of the automatic transport motor 510 below on the right-hand side of the transport direction, the storage units 550ur I and 550ur II, are intended as follows: the tool change should always be made from a tool No. 1 that has just been installed to a new one Tool No. 2 done.
  • the storage unit 550ur I is therefore intended to receive the replaced tools No. 1 and is empty at the start of the tool change.
  • a template carrier gripper arm 515 is removed from the storage unit 550ur II by the transport movement machine 510, which is provided for receiving and transporting the so-called templates, which are fastened on so-called template carriers 513 and 514 with quick releases.
  • Stencils are made of metal and plastic and are adapted to the shape of the parts.
  • the automatic transfer machine takes the parts with templates (or tools) and thus holds them in place during transport.
  • the tools No. 1 of the automatic transfer machine or the templates and the template carrier No. 1 513 are brought with the template carrier gripper 515 of the automatic transport machine from the automatic transfer machine into the storage device 550ur I.
  • the transport movement machine brings the tools No. 2 of the transfer movement machine (the templates or template carriers) 514 out of the storage unit 550 for the transfer movement automatons.
  • the template carrier gripper arm is then brought from the automatic transport movement 510 to the storage unit 550ur I and deposited at position 515. Now the automatic transport machine 510 drives to the storage unit 550ur II and takes over the tool No. 2 512.
  • the old automatic tools (eg tool No. 1) and the new tools have been moved from the transport automatic machine 510 to a storage unit 550ur I (eg tool no. 2) for the transfer and transport movement machine from the storage unit 550ur II, ie a tool change for the transfer and transport movement machine 510 from tool no. 1 to tool no. 2 was carried out.
  • the exchange of the tools of an automatic transport machine 520 without a transfer automatic machine does not require any templates or template carriers and therefore also no template carrier gripper 515.
  • Only the tool no. 1 is moved to the storage unit 550ur I in position 521, and the factory ⁇ witness No. 2 from the storage unit 550ur II taken from position 522.
  • the arrangement of a new tool or No. 2 in the storage units 550 II of the lower level or the old or replaceable tool No. 1 in the storage units 550 I of the lower level ensures defined positions of the tools in the lower level and is therefore arbitrary often executable.
  • the arrangements of the bearing units 550 according to FIG. 19b are intended for the positions of the tools of the tool change when automatic transport motion machines 530, 540 are arranged one above the other, for example in an upper level according to the arrangement according to the invention.
  • the storage units 550 are at the tool change of the automatic transport machines 530, 540 at positions 550or III, where the tool No. 1 531 to be replaced is received, or at 550or IV, where the new tool No. 2 is provided at position 532.
  • the arrangement is selected such that the storage unit 550ol III receives the tool No. 1 541 to be replaced and the storage unit 550ol IV provides the new tool No. 2 at position 542.
  • 20a to 20c show the schematic sequence of the fully automatic tool change (WzW) depending on the arrangement in the levels of FIGS. 19a and 19b, the tool change being able to be implemented in several sub-operating modes.
  • a tool change and its start is carried out externally, e.g. a pre-machine (suction transfer press).
  • the operating mode tool change semi-automatic and semi-automatic part is selected and started manually. The process occurs step by step after the previous step or steps have been carried out.
  • 20a shows the general specifications of the tool change up to the start. After the start, the tool change is logically the same for every transport machine (see Fig. 20c). However, if a transport arrangement has a transfer movement machine, the tool change of a transfer and transport movement machine takes place according to FIG. 20b.
  • the transport movement machines move into a parking position so as not to cause any collisions with one another or with the storage units. If the transport movement machines are in their parking position, the storage units of the production parts of tool no. 1 are removed, at the same time the transfer movement machine moves into a tool delivery position.
  • the storage units with the tool storage locations e.g. Tool change pallets I and II, each for the lower transport movement machines and tool pallets III and IV for the upper transport movement machines (see FIGS. 19a and 19b).
  • tool no. 1 is guided on the lifting slide of the transport movement machine 516 into the defined bearing unit according to FIGS. 19a and 19b at the bottom right at position 511.
  • the transport movement machine takes over a stencil carrier gripping arm (GFA) for gripping the stencil holder from item 515 of the WzW pallet II. If this step is carried out, the stencil holder of tool No. 1 is transferred from the handover Transfer automatic motion machines to position 513 in the storage unit 511.
  • GFA stencil carrier gripping arm
  • the automatic transport movement devices move into their collision-free parking position.
  • the tool cycle is interrupted, for example to be able to carry out repair work without tools. From this stop of the semi-automatic tool change, it can preferably only be restarted by hand at the same point.
  • the stencil carriers of tool no. 2 are transferred from the storage unit 512 from position 514 to the transfer movement machine by a transport movement machine.
  • the template carrier gripper GFA is transferred to position 515 in the storage unit 511.
  • the steps of stencil carrier gripper reception and delivery and the steps of stencil carrier from the automatic transfer machine are transferred to the storage unit and from the storage unit to the automatic transfer machine. They are preferably only used in a transport machine with a transfer machine, e.g. in the lower right plane according to FIGS. 20b and 19a.
  • the transport movement machine 510 takes over tool No. 2 from position 512. After this step, the automatic transport machines move into the parking position. Once this step has been carried out, the tool change storage units are removed and, at the same time, the automatic programs and data for the new tool No. 2 are loaded or activated in the control units. Once the step to remove tool storage units has been carried out, the storage units for the parts of tool no. 2 are brought up. If the automatic programs for tool no. 2 have been loaded, the automatic transport and automatic transfer machines move into the starting position of the automatic cycle. Once these steps have been carried out, the general part of the tool change (see FIG. 20a) checks whether all the movement machines have carried out their tool. If this step is fulfilled, the system switches back to automatic. 20c explains the tool change sequence for a transport movement machine without a transfer movement machine.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Raumportal-Bewegungsautomaten bzw. seine Anordnungen, insbesondere zum Transportieren von Autopressteilen aus einer Grossteilstufenpresse in Paletten, der erfindungsgemäss nachfolgende Merkmale aufweist: eine erste, durch eine erste Antriebseinrichtung (110) angetriebene Hauptachse (X), eine zweite durch eine zweite Antriebseinrichtung (120) angetriebene Hauptachse (Y), die quer zu der ersten Hauptachse (X) verläuft, eine durch eine dritte Antriebseinrichtung (130) angetriebene Hauptachse (Z), die in etwa senkrecht zu der von den anderen Hauptachsen (X, Y) aufgespannten Ebene verläuft, eine an den drei Hauptachsen (X, Y, Z) angebrachte und mittels dieser bewegbare Greifeinrichtung (150) zum Greifen der zu transportierenden Teile, wobei alle drei Antriebseinrichtungen jeweils einen Riemenantrieb (110, 120, 130) aufweisen.

Description

Transportvorrichtung für Werkstücke, insbesondere Autopreßteile, sowie Anordnung und Verfahren
Beschreibung
Die Erfindung betrifft einen universellen Raumportal-Bewegungsautomaten, seine An¬ ordnungen und sein Verfahren zum Transportieren und Stapeln von Werkstücken bzw. Teilen, insbesondere zum Transportieren in eine Fertigungsstation (Großteilstufenpresse) oder aus einer Fertigungsstation (Großteilstufenpresse).
Großteilstufenpressen werden zur Herstellung von Karosserieteilen, wie z.B. Türen, Dächern usw. in der Autoindustrie verwendet. Derartige Karosserieteile bzw. Werkstücke können nicht durch Einfach-Pressen hergestellt werden, sondern müssen mit einzelnen Werkzeugen nacheinander bearbeitet werden. Zur wirtschaftlichen Fertigung des Blechteils bzw. Werk¬ stücks werden die erforderlichen Einzeloperationen in einer Presse, der sog. Stufen- oder Transferpresse zusammengefaßt. Die Anzahl der Werkzeuge entspricht der Anzahl der Pressenstufen, die zur Herstellung z.B. eines Seitenteils erforderlich sind. Um die Werk¬ stücke von einer Arbeitsstation zur nächsten weiterzutransportieren, werden z.B. Schwenkarmroboter verwendet. Bei der Schwenkbewegung der Schwenkarmroboter treten jedoch aufgrund des nicht unerheblichen Gewichts der Werkstücke hohe Fliehkräfte auf, so daß die Geschwindigkeit reduziert werden muß. Weiter muß die mechanische Größe dieser Schwenkarmroboter relativ groß sein, um die relativ schweren Werkstücke von einer Pressenstation zur nächsten zu befördern. Auf diese Art und Weise werden mit Schwen¬ karmrobotern maximale Transportraten von etwa 6 Teilen pro Minute erzielt.
Eines der wichtigsten Ziele bei der Herstellung von Autopreß teilen ist es jedoch, die Produktivität zu erhöhen, d.h. eine hohe Stückzahl pro Zeiteinheit bzw. eine hohe Stückrate zu erzielen, um die Wirtschaftlichkeit der Herstellung zu erhöhen.
Deshalb wurden anstelle von Schwenkarmrobotern sogenannte Feeder eingesetzt. Hierbei handelt es sich um zweiachsige Bewegungsautomaten, die eine schnelle bzw. hochdyna¬ mische Hauptachse in Transportrichtung der Autopreßteile aufweisen. Diese hochdynamische Achse wird bei CNC-gesteuerten Feedern über Riemen im Achsbett angetrieben und erreicht eine maximale Geschwindigkeit bis zu 270 Meter pro Minute. Ebenfalls hochdynamisch mit
Riemenantrieb ist die Hubachse zum Abheben und Absenken der Autopreßteile. Während der Herstellung von Autopreßteilen fährt der Feeder immer nur zwei festgelegte Positionen an. Mit derartigen Feedern werden Taktzeiten von ca. 8,5 Teilen pro Minute erreicht.
Typischerweise werden zwei Feeder zwischen zwei Pressenstufen eingesetzt, so daß das Autopreßteil von einem Feeder auf den anderen übergeben werden muß. Für diese Über¬ nahme werden sogenannte Wendestationen bzw. Orientierstationen eingesetzt. Diese nehmen ein Autopreßteil von einem Feeder auf und bringen es in eine für die Übergabe zu dem nächsten Feeder günstigere Position.
Neuerdings werden Großteilstufenpressen mit einer Greiferschienentransporteinrichtung oder mit einer Saugertransfertransporteinrichtung (Saugtransferpressen) ausgerüstet. Mit Hilfe dieser Transporteinrichtung werden die Werkstücke von einer Arbeitsstation zur nächsten weitertransportiert. Die über Kurvengetriebe gesteuerten Längs- und eventuell Quer- und Hubbewegungen der Transporteinrichtung werden vom Hauptantrieb der Großteilstufen¬ presse abgeleitet, sind also mechanisch daran gekoppelt und sind somit mit der Stößelbewe¬ gung synchronisiert.
Durch Stufenpressen mit derartigen Transporteinrichtungen bzw. sogenannten Saugertrans¬ ferpressen können sehr hohe Stückzahlen erreicht werden. Diese liegen z.B. bei Peugeot I und II bei ca. 15,5 Teilen pro Minute. Bei einer Doppelteilproduktion werden somit 31 Teile pro Minute produziert.
Bei einer Saugertransferpresse funktioniert der Transport der Werkstücke genauer folgender¬ maßen. Die Transporteinrichtung besteht aus zwei schienenartigen Einrichtungen, die beidseitig der hintereinander angeordneten Pressen angeordnet sind. Diese schienenartigen Einrichtungen werden durch Traversen verbunden, an denen sich Sauger zum Aufnehmen und Ablegen der Werkstücke befinden. Bei einer Saugertransferpresse wird nun das Teil zwischen den Pressen von einem mechanisch mit der Pressenanordnung gekoppelten, mit Saugertraversen ausgerüstetem Transfer von einer Presse zu einer dazwischenliegenden Universal-Ablage (Roboter mit S-Achsen) transportiert. Danach bewegt sich die Saugertra- verse wieder zurück, um ein weiteres Werkstück aus der sich in der Zwischenzeit wieder öffnenden Presse zu entnehmen. Zwischenzeitlich bringt die Universal-Ablage das aufge¬ nommene Werkstück in eine für die Übergabe an eine weitere Saugertraverse günstige Position. Diese Saugertraverse nimmt das Werkstück auf, um es einer nachfolgenden Pressenstufe zuzuführen, bevor sich diese wieder schließt.
Wie sich aus den obigen Ausführungen ergibt, handelt es sich bei Stufenpressen in der Autoindustrie um eine mechanisch hochkomplexe und über Schwungräder untereinander verkoppelte Anordnung. Diese Anordnung wirft in fest vorgegebenen Zeitabständen Werk¬ stücke aus. Die pro Zeiteinheit ausgeworfene Stückzahl beträgt derzeit bei Einzelteilfertigung 15,5 Stück pro Minute und bei Doppelteilfertigung 31 Stück pro Minute. Diese Werkstücke müssen nun vom Ausgang der Stufenpresse abtransportiert werden und in Zwischenlager verbracht werden. Kann dies nicht zuverlässig und ausreichend schnell bewerkstelligt werden, so muß die Großteilstufenpresse abgestellt werden. Jede Stillegung einer Großteil¬ stufenpresse führt jedoch zu einem Produktionsausfall und damit zu enormen Kosten.
Um die hergestellten Werkstücke (Autoteile) abzutransportieren, wird herkömmlicherweise ein Förderband verwendet. Dabei entlädt die letzte Saugertraverse das von der letzten Presse bearbeitete Werkstück auf das Förderband. Von diesem Förderband werden die Werkstücke bzw. Teile auf ein ca. 50 Meter langes Transportband transportiert. Um die Teile von dem Transportband zu entladen und zu palettieren, wird bei maximalem Preßhub und bei Doppel¬ teilfertigung, d.h. ca. 31 Teile pro Minute, ein Bedienungspersonal von ca. 6 bis 8 Personen benötigt. Da aufgrund des hohen Kostendrucks in der Automobilindustrie die Großteilstufen¬ pressen typischerweise rund um die Uhr laufen müssen, ist hierfür ein Schichtbetrieb nötig. Weiter kommt es dennoch immer wieder zu Stockungen beim Entladen und Palettieren. Dies führt zu hohen Kosten.
Um diese Kosten zu vermeiden, wurden bei Ford in Belgien anstelle eines Bedienpersonals zum Entladen und Palettieren Schwenkarmroboter eingesetzt. Mit diesen konnte jedoch nicht die gewünschte Stückzahl pro Zeiteinheit erzielt werden, so daß dieser Versuch wieder aufgegeben wurde. Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung bzw. Anordnung und ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, die den Nachteilen des Standes der Technik Abhilfe verschafft; insbesondere soll es ermöglicht werden, Autopreßteile, die in hoher Stückzahl pro Zeitein¬ heit von einer Großteilstufenpresse ausgegeben werden, von dort aufzunehmen und in Paletten zu verbringen.
Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der Ansprüche 1, 6 und 18 gelöst.
Die Unteransprüche sind auf zweckmäßige Ausführungsformen der Erfindung gerichtet.
Erfindungsgemäß ist gemäß Anspruch 1 ein Raumportal-Bewegungsautomat vorgesehen. Dieser Raumportal-Bewegungsautomat, der auch als Feeder-Raumportal oder Universal- Raumportal bezeichnet werden kann, ist ähnlich dem bereits oben beschriebenen, zwischen den einzelnen Stufen einer Stufenpresse eingesetzten Feedern. Jedoch weist dieses Universal- Raumportal bzw. der Raumportal -Bewegungsautomat drei hochdynamische und sehr schnelle Hauptachsen auf, die vorzugsweise jeweils gemäß den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruches 1 durch einen Riemenantrieb angetrieben werden. Dadurch ist es möglich, beliebige Positionen im Raum, und nicht nur zwei festgelegten Positionen wie bei den herkömmlichen Feedern, innerhalb des Arbeitsraums des Raumportal-Bewe¬ gungsautomaten sehr schnell anzufahren.
Durch den erfindungsgemäßen Antrieb können z.B. Geschwindigkeiten bis zu 300 m/min entlang einer ersten Transport-Hauptachse (X) bis zu 300 m/min entlang der zweiten Transportachse (Y) und bis zu 200 m/min entlang der Hub-Hauptachse erreicht werden. Die Erfindung stellt somit einen Bewegungsautomaten mit drei hochdynamischen Hauptachsen, mit einer Geschwindigkeit von jeweils über 150 m/min zur Verfügung, der in der Lage ist, Teile über mehrere Meter (typisch 1,5 m bis 8 m) zu transportieren.
Dieser Raumportal-Bewegungsautomat eignet sich somit besonders, um von einer Großteil¬ stufenpresse aufgenommene Teile zu bestimmten Positionen einer Palette schnell zu trans¬ portieren. Auch allgemein eignet sich dieser hochdynamische Raumportal-Bewegungsautomat gemäß Anspruch 1 dazu, Teile von einer beliebigen Position aufzunehmen und äußerst schnell zu einer weiteren beliebigen Position innerhalb des Arbeitsraumes des Raumportal- Bewegungsautomaten zu transportieren. So ist dieser Raumportal-Bewegungsautomat z.B. auch dafür geeignet, von einer Universal-Ablage bzw. Universal-Übergabe-Robot schwere Teile besonders schnell und gezielt zu entnehmen und zu einer beliebigen Position zu transportieren. Weiter können Teile mittels des Raumportal-Bewegungsautomaten z.B. aus Paletten entnommen werden und einer weiteren Verarbeitungsvorrichtung, z.B. einer Presse, zugeführt werden.
Vorteilhaft weisen die Riemenantriebe jeweils eine oder zwei Motoreinrichtungen, z.B. mit Lagegeber und Bremse, sowie eine oder zwei Getriebeeinrichtungen und eine Riemen¬ scheibeneinrichtung auf, wobei diese Teile zumindest einer Antriebseinrichtung vorzugsweise ortsfest mit dem Gestell verbunden sind. Dadurch wird vermieden, daß schwere Getriebe oder Motoreinrichtungen mitbewegt werden müssen, was wiederum die maximal erreichbare Geschwindigkeit des erfindungsgemäßen Raumportal-Bewegungsautomaten bzw. Universal- Raumportal erhöht. Vorzugsweise sind zwei Antriebseinrichtungen für die horizontale und die vertikale Bewegung des Hubschlittens in dem Transportschlitten und nicht in dem Hub¬ schlitten angeordnet, um somit den Hubschlitten leichter zu gestalten. Dies erlaubt eine schnelle Auf- und Abbewegung des Hubschlittens. Es können aber auch alle drei Haupt¬ achsenmotoren ortsfest auf dem Gestell angeordnet werden. Sie wirken dann über Antriebs¬ stränge und Antriebsriemen auf den Transportschlitten (bzw. die Brücke) und auf den Hubschlitten (bzw. Laufkatze und Hubbalken). Auf diese Art und Weise könnte das Gewicht des zu bewegenden Transportschlittens noch weiter verringert werden.
Der Raumportal-Bewegungsautomat wird vorteilhaft durch eine elektrische Steuereinrichtung gesteuert. Diese steuert die Bewegung der Hauptachsen und der Greifeinrichtung. Die Greifeinrichtung kann starr sein, einen Tragarm mit einer Saugerspinne aufweisen. Sie kann jedoch auch z.B. um eine Achse, die parallel zur Hubachse verläuft, drehbar sein. Auch sind sonstige übliche Greiferausführungen mit einer oder mehreren translatorischen oder rotatori- schen Achsen denkbar. Die Achsen der Greifeinrichtung stellen die Nebenachsen des Raumportal-Bewegungsautomaten dar.
Vorteilhaft sind entlang der Hauptachsen Kollisionsüberwachungsschienen vorgesehen. Diese wirken mit Sensoren und erlauben je nach Länge und Anordnung der Kolisionsüberwa- chungsschienen mit den Sensoren bzw. (Kontakten) eine Hardware-Überwachung bestimmer Bereiche des Raumportal-Bewegungsautomaten. Diese Hardware-Überwachung wird mit Schützen und Relais aufgebaut und verhindert bei Ausfall oder Nichtansprechen der Steue¬ rungseinheiten des Raumportal-Bewegungsautomaten gefährliche Kollisionszustände. Zur Erklärung zwei Beispiele: Ein Raumportal-Bewegungsautomat ist zur Beladung einer Presse mit Teilen aus Platten angeordnet. Die Kollisionsüberwachungsschiene ist entlang der Hauptachse, in Richtung zur Presse, so angeordnet und mit Sensor, Schützen (Kontakten und Relais) so geschaltet, daß, solange sich der Greiferarm in der Presse befindet, die Presse nicht einrückt bzw. nicht startet oder schließt.
Im zweiten Beispiel sind zwei Raumportal-Bewegungsautomaten übereinander angeordnet, beide jedoch haben einen gemeinsamen Teilaufnahmeraum. Durch diesen gemeinsamen Teilaufnahmeraum können die Hubvorrichtungen bzw. Greifereinrichtung kollidieren. Mit Kollisionsüberwachsungsschienen, Sensoren und Hardware-Schaltungen mit Schützen (Kontakten und Relais) wird um jeden Teilaufnahmeraum der Raumportal-Bewegungs¬ automaten ein Kollisionsraum aufgebaut.
Mit Schützschaltungen (Kontakten und Relais) werden die Kollisionsräume so überwacht, daß sich immer nur ein Raumportal-Bewegungsautomat im Kollisionsraum aufhalten kann. Sollte die Steuerungseinheit ausfallen bzw. eine Fehlfunktion besitzen, sollen mit Kollisions- überwachungsschienen, Sensoren und deren Hardware-Schaltungen gefährliche Anlagen- zustände vermieden werden.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird ebenfalls durch die Transportanordnung gemäß An¬ spruch 6 gelöst. Diese Transportanordnung weist einen Übergabe-Bewegungsautomaten (bzw. Universal-Übergabe- Robot) und einen oder mehrere Transport-Bewegungsautomaten auf. Der Übergabe-Bewegungsautomat ist dazu da, den Teiletransport von der Stufenpresse zu den Paletten oder einer beliebigen anderen Lagereinrichtung mechanisch von der Gro߬ teilstufenpresse zu entkoppeln. Dazu wird der Übergabe-Bewegungsautomat elektrisch synchron mit der Großteilstufenpresse gesteuert. Dadurch wird es prinzipiell ermöglicht, die erfindungsgemäße Transportanordnung an die Großteilstufenpresse anzukoppeln bzw. in einer beliebigen Entfernung von der Presse in Echtzeit zu testen, ohne diese stillzulegen, was bei einer mechanischen Kopplung notwendig wäre. Vorteilhaft ist die Transportanord¬ nung deshalb möglichst modular und leicht beweglich bzw. transportabel aufgebaut, um eine getestete Transportanordnung problemlos und schnell z.B. an eine Presse zum Entnehmen von Teilen ankoppeln zu können. Denn eine Stillegung auch nur von einer Stunde führt zu einem enormen Produktionsausfall und somit sehr hohen Kosten.
Weiter ist der Übergabe-Bewegungsautomat bzw. Universal-Übergabe-Robot dazu da, die von der Großteilstufenpresse oder einer beliebigen andere Vorrichtung ausgegebenen Teile, die in einer beliebigen Position vorliegen können, zu übernehmen und in eine für den Weitertransport günstige Übergabeposition zu verbringen. Als Übergabe-Bewegungsautomat kann z.B. ein Bewegungsautomat verwendet werden, der dem bereits in der Einleitung beschriebenen Universal-Ablage von der Funktion ähnlich ist. Ein Übergabe-Bewe¬ gungsautomat könnte z.B. drei translatorische Achsen aufweisen. Hierbei sind vorzugsweise alle drei Hauptachsen hochdynamisch uns sehr schnell. Dabei sind die Hauptachsen des Übergabe-Bewegungsautomaten: die Achse in Transportrichtung, die Achse quer zur Transportrichtung und die Hubachse. Um einen schnellen Bewegungsablauf zu ermöglichen, fährt deshalb der Bewegungsautomat nach einem universellen Programm einen vorgegebenen Bewegungsablauf zwischen der Aufnahmeposition, nachfolgend auch Übernahmeposition genannt, und den Übergabeposition ab.
Vorteilhaft wäre es, auch diese Achsen mit Riemenantrieben, Getriebe, Servomotoren und lagegeregelten Steuerungseinheiten hochdynamisch zu positionieren, damit maximale Geschwindigkeiten bis zu 250 m/min erreicht werden. Ebenso kann der Übergabe-Bewe¬ gungsautomat (Universal-Übergabe-Robot) hochdynamische Nebenachsen zur Teilepositio¬ nierung aufweisen.
Die Steuerung der Übergabe-Bewegungsautomaten geschieht synchron zum Transfer der Groß raumpresse. Möglich wäre ein elektrisch zur Presse gekoppeltes elektronisches Nocken¬ schaltwerk. Elektrisch gekoppelt wird der elektronische Lagegeber des Transfers der Presse. Damit stehen dem elektrischen Nockenschaltwerk die aktuellen Istpositionen bzw. Winkelpo¬ sitionen des Transfers zur Verfügung. Das elektronische Nockenschaltwerk gibt je nach Nockenprogramm, Nockensignale (Log. " 1-Signale) an den programmierten Positionen des 360°-Kreises bzw. der 360° -Transportkurve des Transfers aus (die Transferkurve ist in 360° unterteilt). Mit diesen Nockensignalen können die Positionierachsen gesteuert werden, d.h. ein Nockensignal startet einen Positioniervorgang einer dynamischen Achse des Übergabe- Bewegungsautomaten.
Vorteilhaft liegen die Aufnahmeposition und die Übergabeposition möglichst weit ausein¬ ander, aber nur so weit, daß dem Übergabe-Bewegungsautomaten ausreichend Zeit bleibt, die Teile zwischen den Positionen zu befördern, und zwar innerhalb der durch den Produk¬ tionstakt vorgegebenen Zeit. Dadurch wird der von dem Übergabe-Bewegungsautomaten zurückzulegende Transportweg möglichst gering gehalten. Dies erlaubt es, eine ausreichend hohe Transportrate von der Aufnahmeposition zu erzielen.
Selbstverständlich liegen die Übernahmeposition und die Übergabeposition jeweils aus¬ reichend weit auseinander, so daß keine Behinderung beim Transport der Teile von der Presse zum Übergabe-Bewegungsautomaten (Universal-Übergabe-Robot) und vom Übergabe- Bewegungsautomaten zum Transport-Bewegungsautomaten auftreten.
Der Übergabe-Bewegungsautomat bringt weiterhin den Vorteil mit sich, daß das entnomme¬ ne Teil an einer fest vorgegebenen Position dem Transport-Bewegungsautomat übergeben werden kann. Würde z.B. das Teil von dem Transport-Bewegungsautomaten von einem Transportband entnommen werden, so wäre die Übergabeposition nicht festgelegt, sondern könnte von Mal zu Mal variieren. Um eine solche Variation auszugleichen, wäre möglicher¬ weise ein höherer Steuerungsaufwand notwendig, z.B. Teilerfassung mit Videosensoren, um dennoch das Teil sicher durch den Transport-Bewegungsautomaten zu ergreifen. Eine aufwendigere Steuerung führt jedoch wiederum zu einem verlangsamten Transport der Teile durch den Transport-Bewegungsautomaten.
Vorteilhaft können mehrere Übergabepositionen z.B. übereinander oder nebeneinander angeordnet werden.
Die Verwendung mehrerer Übergabepositionen ermöglicht es weiterhin, große Transport¬ strecken zurückzulegen bzw. eine hohe Stückzahl pro Zeiteinheit abzutransportieren. Während der Übergabe-Bewegungsautomat jedes Teil in der von der Großteilstufenpresse vorgegebenen Taktfrequenz aufnimmt und an die Übergabepositionen verteilt, verbleibt für die Hin- und Herbewegung des Transport-Bewegungsautomaten eine Zeit, die um die Anzahl der Übergabepositionen länger ist, als die Zeit, die der Übergabe-Bewegungsautomat hat, um zwischen der Übernahme- und Übergabeposition, auch Aufnahme- und Abgabeposition, hin- und herzufahren.
Auf diese Art und Weise und aufgrund der hochdynamischen Achsen des Übergabe-Bewe¬ gungsautomaten und des Transport-Bewegungsautomaten wird es ermöglicht, den Arbeits¬ raum des Transport-Bewegungsautomaten möglichst groß zu gestalten. Dies ist vorteilhaft, da mindestens zwei Lagereinheiten, vorteilhafte jedoch mehr, durch den Transport-Bewe¬ gungsautomaten erreichbar sein sollten. Denn während eine volle Lagereinheit bzw. Palette abtransportiert wird, ist vorzugsweise eine noch füllbare Palette von dem Transport-Bewe¬ gungsautomaten erreichbar.
Auf die oben beschriebene Weise kann somit eine hohe Stückzahl pro Zeiteinheit von einer bestimmten Position zu beliebigen Positionen transportiert werden. So ist es z.B. beim Einsatz von zwei Übergabepositionen möglich, 31 Teile pro Minute mittels der erfindungs¬ gemäßen Transportanordnung von dem Ausgang einer Saugertransferpresse in Paletten zu befördern.
Eine bevorzugte Steuerungsanordnung, z.B. mit Siemenssteuerungen, wäre eine zentrale speicherprogrammierbare Steuerung. In diese zentrale Steuerung, z.B. SS-155U, können für den Übergabe-Bewegungsautomaten (Universal-Übergabe-Robot) und die Transport-Bewe¬ gungsautomaten integrierte, für jeden Bewegungsautomaten eigene Steuerungseinheiten modular integriert werden. Zum Beispiel für den Übernahme-Bewegungsautomaten ein elektronisches Nockenschaltwerk WF715 oder ein elektronisches Nockenschaltwerk als Baustein in der zentralen speicherprogrammierbaren Steuerung, als Lageregler und Positio¬ niersteuerung eine WF 726/723, für den Transport-Bewegungsautomaten wären die Steue¬ rung RCM1F oder WF 726/723 denkbar, je nach Möglichkeit der Transport-Bewe¬ gungsautomaten. Diese Steuerungsanordnung ist die günstigste Lösung, da alle zur Lösung der Transportaufgabe in Module aufgeteilten Aufgaben in einer zentralen speicherprogram¬ mierbaren Steuerung zusammengefaßt werden können. Es sind jedoch beliebige andere Steuerungsanordnungen, z.B. mit Industrie-Personal-Computer, mit Industrie-Microcompu¬ ter, mit anderen speicherprogrammierbaren Steuerungen, Steuert gseinheiten, Rechnern usw. , realisierbar. Vorzugsweise kann die Steuerung der einzelnen Transport-Bewegungs- automen, für die auch die oben beschriebenen Raumportal-Bewegungsautomaten verwendet werden können, für jeden Transport-Bewegungsautomaten autark erfolgen.
Der Transport-Bewegungsautomat kann eine in beliebige Richtungen bewegliche Greifein¬ richtung aufweisen. Diese Greifeinrichtung kann jedoch auch starr sein und z.B. einen Arm mit einer Saugerspinne aufweisen. Dieser Saugerspinne wird durch den Übergabe-Bewe¬ gungsautomaten das Teil in einer für die Ablage in der Palette günstigen Position übergeben. Eine bewegliche Greifeinrichtung des Transport-Bewegungsautomaten könnte aber je nach Wunsch z.B. das zu transportierende Teil flach in einer Palette ablegen oder auch hochkant.
Vorzugsweise werden die hochdynamischen Hauptachsen des bzw. der Transport-Bewe¬ gungsautomaten durch Riemenantriebe angetrieben.
Wie bereits oben erwähnt, kann es sich bei dem Transport-Bewegungsautomaten um den oben beschriebenen hochdynamischen Raumportal-Bewegungsautomaten bzw. um das Universal-Raumportal handeln. Dieser Bewegungsautomat erlaubt aufgrund seiner hohen Geschwindigkeit einen schnellen Abtransport der von einer Saugertransferpresse gelieferten Teile. Alternativ sind auch andere ausreichend schnelle Transport-Bewegungsautomaten denkbar. Zum Beispiel könnte ein Industrierobotor mit vertikalem Knickarm und Portal- Verfahrachse verwendet werden, dessen Portal- Verfahrachse in etwa von der Übergabeposi¬ tion zu den Paletteneinheiten reicht.
Setzt man z.B. die erfindungsgemäßen Raumportal-Bewegungsautomaten als Transport- Bewegungsautomaten ein und ordnet sie übereinander an, so ist darauf zu achten, daß keine Kollisionen auftreten. Um dies zu vermeiden, sollten von zwei übereinander angeordneten Transport-Bewegungsautomaten nicht gleichzeitig übereinander angeordnete Lagereinheiten bzw. Paletten angefahren werden. Auf diese Weise läßt sich eine Kollision, insbesondere der Hubschlitten des Raumportal-Bewegungsautomaten vermeiden. Eine Kollision ist auch dadurch leicht vermeidbar, daß bei z.B. nur zwei Übergabepositionen immer nur ein Transport-Bewegungsautomat in der Nähe der Übergabeposition ist, während der andere gerade ein Teil in einer Palette lagert. Durch diese gegenphasige Bewegung wird somit weiterhin eine Kollision möglichst vermieden. Erfindungsgemäß ist die Steuerung der Transportanordnung möglichst modular aufgebaut. Dies erlaubt es, auf gängige integrierbare Standardbaugruppen und Standardbausteine zurückzugreifen. Weiter wird die Wartung vereinfacht und eine spätere Erweiterung erleich¬ tert. Zur Inbetriebnahme ist es möglich, einzelne Teile getrennt zu testen.
Die Steuerung enthält eine Synchronisierungseinrichtung, um die Transportanordnung mit vor- und nachlaufenden Maschinen bzw. Einrichtungen zu synchronisieren. Vorzugsweise erleichtern eine oder mehrere Bedienpulte, gekoppelt mit einer Visualisierungseinrichtung, die wiederum mit der Steuerung im Datenverbund ist (Software und Hardware), die Bedie¬ nung. Arbeitet die Transportanordnung mit einer Presse zusammen, so ist die Synchronisa¬ tionseinrichtung vorteilhaft mit einem Nockenschaltwerk ausgerüstet. Dieses verarbeitet mittels einem an der zentralen Welle des Transfers der Presse angeordneten Encoders die aktuelle Rotations- bzw. Winkelstellung der Welle und damit der aktuellen Istposition des Pressentransfers.
Die Transportanordnung kann selbstverständlich auch in umgekehrter Richtung betrieben werden. Dies bedeutet, daß Teile von mindestens einer Lagerposition mittels eines bzw. mehrerer Transport-Bewegungsautomaten zu einer bzw. mehreren Übergabepositionen transportiert werden. Dort kann dann das Teil von dem Übergabe-Bewegungsautomaten aufgenommen und zu der Übernahmeposition geführt werden, die nun eine Abgabeposition darstellt, oder ohne Übergabe-Bewegungsautomat direkt von dem oder den Transport- Bewegungsautomaten in eine Produktionsmaschine. Durch die Anordung jeweils eines Raumportal-Bewegungsautomaten bzw. einer erfindungsgemäßen Transport-Anordnung vor und hinter einer Produktionsmaschine, können somit der Produktionsmaschine zu ver¬ arbeitende Teile zugeführt werden und verarbeitete Teile abtransportiert werden. Auf diese Art und Weise läßt sich eine erfindungsgemäße vollautomatische Produktionslinie realisieren.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Transport von Teilen, insbesondere von Autopre߬ teilen, geht aus dem Anspruch 18 hervor. Das darin beschriebene Verfahren ist für den Fall von zwei Übergabepositionen beansprucht. Falls mehrere Übergabepositionen vorhanden sind, würde der Übergabe-Bewegungsautomat nacheinander die Teile von der Übernahmepo¬ sition zur ersten, zweiten und dritten Übergabeposition und dann wieder zur ersten usw. befördern. Die jeweils einer Übergabeposition zugeordneten Transport-Bewegungsautomaten nehmen jeweils ein Teil von ihrer Übergabeposition auf und transportieren dieses zu einer Lagerposition. Danach bewegen sie sich wieder zurück, um ein weiteres Teil an der Überga¬ beposition von dem Übergabe-Bewegungsautomaten in Empfang zu nehmen, wenn dieser wieder an dieser Übergabeposition angelangt ist.
Auch das erfindungsgemäße Verfahren kann natürlich in umgekehrter Richtung ablaufen. Dies bedeutet, daß die Transportanordnung z.B. als Beladevorrichtung verwendet werden kann, die Teile aus Paletten z.B. einer weiterverarbeitenden Vorrichtung zuführt.
Um verschiedene Teile aus einer Produktionsanlage zu entsorgen bzw. zu versorgen, werden pro Teil spezielle Werkzeuge, wie Greiferarm oder Saugerarm oder Saugerspinne, für einen Transport-Bewegungsautomaten benötigt. Soll nun z.B. in einer Produktionsanlage ein anderer Teil produziert bzw. bearbeitet oder verarbeitet werden, so erfordert dies, daß die Transport-Bewegungsautomaten bzw. die möglichen Anordnungen von Transport-Bewe¬ gungsautomaten mit und ohne Übergabe-Bewegungsautomaten ihre Werkzeuge automatisch auswechseln.
Diese automatische Auswechslung der Werkzeuge der Transport-Bewegungsautomaten und seiner Anordnungen wird voll- bzw. teilautomatischer Werkzeugwechsel genannt. Beim automatischen Werkzeugwechsel werden nicht nur die Werkzeuge an Werkzeugwechselpalet¬ ten bzw. Lagereinheiten übergeben, sondern auch die jeweiligen zugeordneten Produktions¬ paletten bzw. Lagereinheiten ausgetauscht.
Aus den vorstehenden Ausführungen ist ersichtlich, daß vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der Vorrichtung und der Anordnung sowie die Schritte des Verfahrens in Kombination miteinander ganz erheblich dazu beitragen, die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe überraschend zu lösen. Mit Hilfe der Erfindung ist es nun möglich, äußerst kostensparend und schnell von einer Großteilautopresse ausgegebene Autopreßteile in Paletten automatisch zu verbringen. Dabei trägt auch die Kombination einzelner Merkmale zu diesem Leistungs¬ ergebnis bei. Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung anhand der beigefügten Figuren näher erläutert. Dabei werden weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung offenbart. Es zeigen:
Fig. 1 eine Schrägansicht eines Raumportal-Bewegungsautomaten;
Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Raumportal-Bewegungsautomaten, wobei dessen erste Transport-Hauptachse (X-Achse) mit zwei Motoren angetrieben wird;
Fig. 3 eine Draufsicht auf einen Raumportal-Bewegungsautomaten, dessen X-Achse mit einem Motor angetrieben wird;
Fig. 4 eine Ansicht eines Raumportal-Bewegungsautomaten;
Fig. 5a eine Rückansicht eines Raumportal-Bewegungsautomaten, dessen Motoren zum Antrieb der Y- und Z-Achse parallel zur X-Achse verlaufen;
Fig. 5b eine Vorderansicht eines Raumportal-Bewegungsautomaten gemäß der Fig.
5a;
Fig. 5c eine Draufsicht eines Raumportal-Bewegungsautomaten gemäß der Fig. 5a bzw. 5b;
Fig. 5d eine Schnittansicht entlang der Linie A-A der Fig. 5c;
Fig. 6a eine Rückansicht eines Raumportal-Bewegungsautomaten, dessen Motoren zum Antrieb der Y- und der Z-Achse parallel zur Y-Achse verlaufen;
Fig. 6b eine Vorderansicht eines Raumportal-Bewegungsautomaten gemäß der Fig.
6a;
Fig. 6c eine Draufsicht eines Raumportal-Bewegungsautomaten gemäß der Fig. 6a bzw. 6b; Fig. 7 eine Vorderansicht eines Raumportal-Bewegungsautomaten;
Fig. 8a eine schematische Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Transportanordnung;
Fig. 8b eine schematische Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Pressenstraße bzw.
Verarbeitungsanordnung;
Fig. 8c eine schematische Draufsicht auf eine weitere, mit der Pressenstraße gemäß
Fig. 8b kombinierbaren Verarbeitungsanordnung;
Fig. 9 eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Transport¬ anordnung;
Fig. 10 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Transportanordnung;
Fig. 11 eine der Transportrichtung entgegengerichtete Ansicht der Trans¬ portanordnung gemäß Fig. 10;
Fig. 12 eine Draufsicht einer erfindungsgemäßen Transportanordnung mit schemati- scher Darstellung einer der möglichen Greifarm- bzw . Sau¬ gerspinnenorientierungen;
Fig. 13 eine schematische Darstellung der Transportanordnung unter Verwendung eines Raumportal-Bewegungsautomaten ;
Fig. 14 eine Ansicht von Hinten einer Transportanordnung mit vier Raumportal-
Bewegungsautomaten, die auf zwei Ebenen verteilt sind;
Fig. 15 die Reihenfolge der Palettenbeladung bei Doppelteilfertigung in zwei ver¬ schiedenen Ebenen;
Fig. 16 eine schematische Darstellung eines Transportvorgangs eines Transport-
Bewegungsautomaten bzw. eines Raumportal-Bewegungsautomaten, der unter anderem mit schnellen Bahnschaltfunktionen bzw. peripheren Ausgabeanwei¬ sungen gesteuert wird;
Fig. 17 ein Ablaufdiagramm eines Transportvorgangs eines Raumportal-Bewegungs¬ automaten bzw. Transport-Bewegungsautomaten;
Fig. 18 einen logischen Ablauf der Software-Überwachung der Ist- Werte bzw. der
Raumpositionen zweier übereinanderliegender Transport-Bewegungsautoma¬ ten;
Fig. 19a die mögliche Anordung der für einen voll- bzw. teilautomatischen Werk¬ zeugwechsel benötigten Werkzeuge in der unteren Ebene und deren Trans¬ portmittel der erfindungsgemäßen Anordnung bzw. von Transport-Bewe¬ gungsautomaten;
Fig. 19b die Anordnung in der oberen Ebene gemäß Fig. 19a;
Fig. 20a ein Ablaufdiagramm des allgemeinen Teils des voll- bzw. teilautomatischen
Werkzeugwechsels der erfindungsgemäßen Anordnung gemäß Fig. 19a und 19b:
Fig. 20b ein Ablaufdiagramm des speziellen Teils des voll- bzw. teilautomatischen
Werkzeugwechsels, wie Übergabe-Bewegungsautomat und ein Transport- Bewegungsautomat der unteren Ebene gemäß Fig. 20a;
Fig. 20c ein Ablaufdiagramm eines weiteren speziellen Teils des voll- bzw. teilautoma¬ tischen Werkzeugwechsels, wie einzelne Transport-Bewegungsautomaten der unteren oder oberen Ebene gemäß Fig. 20a.
Falls bei den folgenden Ausführungsbeispielen gleiche Bezugszeichen verwendet werden, bezeichnen diese gleiche oder funktionsgleiche Bestandteile. Fig. 1 zeigt eine schematische Schrägansicht eines Raumportal-Bewegungsautomaten. Das Portalgestell 140 umfaßt vier Beine 141, zwei Querträger 142 und zwei Längsträger 143. Die Beinanordnung kann z.B. bei Kombination mehrerer Raumportale verändert sein. Um z.B. Raum für die Transportachsen des Übergabe-Bewegungsautomaten zu haben, kann ein Bein 141 nach 141b (hinten) versetzt werden. Die Längsträger 143 weisen Linearfuhrung für die erste translatorische Transport-Hauptachse X auf. In diesen Linearführungen wird die Hauptachse X durch eine Antriebseinrichtung 110 angetrieben. Die Antriebseinrichtung 110 umfaßt einen Motor 111 mit Getriebe 112 und Riemenscheiben 113, sowie einen Riemen 114. Dieser Riemen 114 ist mit einem Transportschlitten 160 verbunden und erläuft im Achsbett der Längsträger 143. Der Motor 111 mit Getriebe 112 ist in einem Querträger 142 angeordnet. Die Riemenscheiben 113, die über das Getriebe 112 angetrieben werden, sind jeweils an den Endflächen der beiden Querträger 142 angeordnet.
In dem Transportschlitten 160 befinden sich eine zweite Antriebseinrichtung 120 und eine dritte Antriebseinrichtung 130. Die zweite Antriebseinrichtung 120 dient dazu, über einen zweiten Riemenantrieb (nicht gezeigt) den Hubschlitten 150 in seinem Hubschlittenständer 150a entlang der zweiten Transport-Hauptachse Y zu bewegen. Die dritte Antriebsein¬ richtung 130, ebenfalls mit einem Riemenantrieb (nicht gezeigt), treibt die Hub-Hauptachse Z an und ermöglicht es somit, den Hubschlitten 150, der in einem Hubschlittenständer 150a geführt wird, anzuheben und abzusenken. Der Hubschlitten weist an seinem unteren Ende eine Trag- und Spannungsvorrichtung 152 auf, an der Saugerspinnen 153 mit Saugern 154 oder Greifarme 153 mit Greifern 154 angebracht ist. Diese Saugerarme, Saugerspinnen oder Greifarme 153 stellen die Werkzeuge des Raumportal-Bewegungsautomaten dar und sind beliebig auswechselbar. Ebenfalls sind kompliziertere Werkzeuge mit verschiedensten dynamischen oder nichtdynamischen Achsen zum Drehen, Schwenken und Erfassen realisier¬ bar.
Ein an der Saugerspinne 153 hängendes Teil kann von der Übergabeposition 14 zu einer Palette 34 (oder umgekehrt) transportiert werden.
Ebenso kann ein an der Saugerspinne 153 hängendes Teil aus einer Produktionsmaschine 2 zu einer Palette 34 oder von einer Palette 34 zu einer Produktionsmaschine 2 transportiert werden. Fig. 2 zeigt eine schematische Draufsicht auf einen Raumportal-Bewegungsautomaten. Dabei ist das Antriebsprinzip der X-Achse schematisch gezeigt. Die X-Achse bzw. erste trans¬ latorische Transport-Hauptachse wird über zwei Riemen 114 angetrieben, wobei jeweils ein Riemen in einem der Längsträger 143 läuft. Die beiden Riemen werden jeweils über zwei Riemenscheiben 113 bewegt, die sich am Ende der Längsträger 143 befinden. Am ent¬ gegengesetzten Riemenende des Antriebes befindet sich eine Riemenspannvorrichtung 113b. Jeweils eine Riemenscheibe eines Längsträgers wird durch eine getrennte Antriebseinheit angetrieben. Diese umfaßt jeweils einen Motor mit Lagegeber 111 und ein Getriebe 112. Ebenfalls gezeigt ist in der Fig. 2 die quer zu der X-Achse verlaufende Y-Achse. Diese kann z.B. aus Alu gefertigt sein, um das Gewicht des zu bewegenden Transportschlittens mög¬ lichst gering zu halten. Dadurch kann die Dynamik in X-Transportrichtung aufgrund der geringeren Trägheit des zu bewegenden Transportschlittens erhöht werden.
Fig. 3 zeigt eine alternative Ausführungsform eines Antriebs der X-Transportachse. Diese kann einen gemeinsamen Motor 111 oder zwei Motoren 111b zum Antrieb der beiden X- Achsen-Riemen aufweisen. Der gemeinsame Motor 111 treibt dabei über eine T-Getriebe 112a eine Welle 112b an, die die Riemenscheiben 113 in den beiden Längsträgern 143 antreibt.
Fig. 4 ist eine schematische Ansicht eines Raumportal-Bewegungsautomaten mit Blick¬ richtung auf Schlitten und Riemen der Y- und Z-Hauptachse. Die beiden Längsträger 143 sind U-förmig und nach innen in Richtung zum Hubschlitten offen. An der Innenseite des Längsträgers 143, sowohl am oberen als auch am unteren Ende des Längsträgers, sind jeweils zwei Laufschienen 144 angebracht. Auf diesen Laufschienen laufen jeweils Laufrol¬ len 145, die über Lauflager 146 mit dem Quertransportschlitten 160 verbunden sind. Weiter sind zwei Riemendurchführungen 115 gezeigt, die jeweils eine reibungslose Durchführung des Untertrums des Riemens 114 zum Antrieb der X-Achse erlauben. Das Obertrum der beiden Riemen 114 zum Antrieb der X-Achse ist jeweils fest mit dem Transportschlitten 160 verbunden (nicht gezeigt). Die Riemendurchführungen 115 befinden sich dabei jeweils in etwa in der äußeren Hälfte des von dem Längsträger 143 umfaßten Abschnitt des Schlittens 160. Weiter sind Riemenscheiben 123 zum Antrieb der Y-Hauptachse gezeigt. Diese Riemen¬ scheiben 123 bewegen mit einem Riemen 124 den Hubschlittenständer 170a und den darin befindlichen Hubschlitten 170 in Y-Richtung. Die Riemenscheiben 123 sind in dem Trans¬ portschlitten 160 angeordnet, und zwar an einer Stelle, die jeweils gerade noch von einem Längsträger 143 umfaßt wird.
Eine weitere Riemenscheibe 133, die Antriebs-Riemenscheibe der Z-Achse, ist etwas weiter innerhalb von der linken Riemenscheibe 123 auf gleicher Höhe ebenfalls im Quertransport¬ schlitten 160 angeordnet. Diese dient zum Antrieb der Z-Achse, also zum Anheben und Absenken des Hubschlittens 170 über einen Riemen 134, der mit der Riemenscheibe 133 im Eingriff ist. Der Hubschlitten 170 läuft in einem Hubschlittenständer bzw. Hubschlitten¬ träger 170a. Dieser Hubschlittenträger wird entlang des Transportschlittens geführt und durch den Riemen 124 hin- und herbewegt. Die Umlenkrollen 137 und 138 sind am Hub¬ schlittenständer befestigt und sorgen für die Kraftumlenkung bei Verkürzung oder Ver¬ längerung des Riemens 134, der am Achsende vorgespannt und befestigt ist, und für die Riemenumlenkung beim Quertransport vom Hubschlittenständer 170a vom Hubschlitten 170. Die Riemenscheibe 135 ist am oberen Teil des Hubschlittens befestigt und die Riemen¬ scheibe 136 am unteren Teil des Hubschlittens. Wird nun die Antriebs-Riemenscheibe der Z-Achse 133 im Uhrzeigersinn gedreht, so wird der obere Riementeil verlängert und der untere Riementeil des Riemens 134 verkürzt. Das heißt der Riemen 134 zieht den Hub¬ schlitten 170 über die untere Riemenscheibe 136 in seinem Hubschlittenständer 170a nach oben. Wird nun die Antriebs-Riemenscheibe 133 im Gegenuhrzeigersinn gedreht, so wird der obere Riementeil verkürzt und der untere Riementeil des Riemens 134 verlängert. Das heißt, der Riemen 134 zieht den Hubschlitten 170 über die obere Riemenscheibe 135 in seinem Hubschlittenständer 170a nach unten.
An den Kanten bzw. Unterseite des Transportschlittens können Metallschienen, auch Kollisionsfreischienen 181 und 182 genannt, angebracht werden. Mit berührungslosen Sensoren, die bei einem Abstand von 1 ... 15 mm zu Metall ihre Schaltzustände ändern, können bei entsprechender Anordnung der Metallschienen entlang der Hauptachse der Raumportal-Bewegungsautomaten und geeigneter Hardwareauswertung der Signalzustände, der Sensoren mit Schützen und Relais, z.B. Hardware, Kollisionsräume festgelegt werden, die von keiner elektronischen Steuerung abhängig sind. Dies wird hauptsächlich zur Verhin derung von gefährlichen Anlagenzuständen verwendet.
Am unteren Ende des Hubschlittens 170 ist eine Greifeinrichtung 150 angebracht. Diese umfaßt eine Trag- und Spannvorrichtung 152, an dem eine Saugerspinne oder Greiferarm 153 mit Saugern oder Greifern 154 befestigt ist. Die Saugerspinne bzw. Greiferarm weist weiterhin eine Teilkontrolle 155 auf. Diese enthält Sensoren, um festzustellen, ob die Greifeinrichtung ein Teil erfaßt hat. Weiter werden die Sauger oder Greifer über Ventilein¬ richtungen 157 angesteuert, um Teile mittels der Sauger oder Greifer aufzunehmen oder abzugeben. Ventileinrichtungen für pneumatische oder hydraulische Vorrichtungen zum Saugen, Greifen und Spannen werden von einer zentralen Steuerung gesteuert.
Fig. 5a zeigt eine schematische Teil-Vorderansicht entgegen der Richtung der X-Achse. Ein Längsträger 143 auf der linken Seite der Abbildung umfaßt einen Abschnitt des Transport¬ schlittens 160. Als Führung des Laufschlittens dienen die Laufschienen 144, in denen die mit dem Lauflager 146 gelagerten Rollen des Transportschlittens 160 laufen. Die Durch¬ führung 115 des Riemens zum Antrieb der X-Achse befindet sich am linken unteren Ende des Schlittens 160. Rechts daneben, in etwa mittig zwischen den Laufrädern 145 des Schlittens angeordnet, befindet sich der Motor 121 mit Bremse und Lagegeber sowie Getriebe 122, der die Riemenscheibe 123 zum Antrieb der Y-Achse antreibt. Rechts neben dieser zweiten Antriebseinrichtung 120 befindet sich eine Riemenscheibe 133, die mit dem Riemen 134 zur Auf- und Abbewegung des Hubschlittens zusammenwirkt.
Fig. 5b zeigt eine Anordnung entsprechend der Fig. 5a ebenfalls in einer Blickrichtung parallel zur X-Achse, jedoch diesmal von vorne. Zu sehen ist nun eine Riemenscheibe 123, die mit dem Riemen 124 zum Antrieb der Y-Achse zusammenwirkt. Diese Riemenscheibe ist wiederum in etwa mittig zwischen den Laufrädern 145 angeordnet. Rechts daneben befindet sich ein Motor 131 mit Bremse und Lagegeber sowie ein Getriebe 132.
Fig. 5c stellt eine schematische Draufsicht auf die Anordnung gemäß Fig. 5a und Fig. 5b dar. Der Motor 121 zum Antrieb der Y-Achse mit seinem Getriebe 122 und der Riemen¬ scheibe 123 ist dabei ebenso wie der Motor 131 mit seinem Getriebe 132 und der Riemen¬ scheibe 133 parallel zur X-Achse angeordnet. Das Bezugszeichen 143 kennzeichnet die Kante des Längsträgers. Der Riemen 124 zum Antrieb der Y-Achse ist in etwa doppelt so breit wie der Riemen 134 zum Antrieb der Y-Achse. Weiter umfaßt der Riemen 124 mit seinem Obertrum und seinem Untertrum den Motor 131. Zudem sind die Motor-Getriebe- Riemenscheiben-Anordnungen zum Antrieb der Y-Achse und zum Antrieb der Z-Achse entgegengesetzt entlang der X-Achse orientiert. Mit Strichpunktlinie ist ein Schnitt entlang A-A angezeigt. Dieser verläuft durch einen Querträger 162 des Transportschlittens 160.
Fig. 5d zeigt den Schnitt entlang der Linie A-A der Fig. 5c. Zu sehen ist wiederum der Querträger 162 des Transportschlittens 160. Der Querträger 162 ist mit einem oberen Rahmen 163 und einem unteren Rahmen 164 des Transportschlittens 160 in in etwa recht¬ winkliger Anordnung verbunden. Die Metallstärke des Querträgers beträgt ca. 10 cm. Die Dicke des oberen und unteren Rahmens, in der Fig. 5d im Schnitt dargestellt, beträgt ca. 3 cm. Der Abstand zwischen dem oberen Ende des oberen Rahmens und dem unteren Ende des unteren Rahmens beträgt ca. 46 cm. Weiter ist links von dem Querträger die Riemen¬ scheibe 123 zum Antrieb der Y-Achse und rechts von dem Querträger die Riemenscheibe 133 zum Antrieb der Z-Achse dargestellt. Die Riemenscheiben befinden sich in etwa auf halber Höhe zwischen dem oberen Rahmen und dem unteren Rahmen, wobei diese Rahmen ca. 44 cm breit sind. Die Riemenscheiben sind durch den Querträger 162 getrennt, wobei die Drehachsen der Riemenscheiben in etwa senkrecht zu der in X-Achsen-Richtung ver¬ laufenden Oberflächen der Querträger 162 stehen.
Fig. 6a zeigt eine Teil-Rückansicht eines in einem Längsträger 143 geführten Schlittens 160. Im Gegensatz zu der in den Fig. 5a bis 5d beschriebenen Anordnung sind jedoch die Motoren zum Antrieb der Y-Achse und der Z-Achse parallel zur Y-Achse angeordnet. Zu sehen ist die parallele Anordnung des Motors 121 zum Antrieb der Y-Achse sowie dessen Getriebe 122. Die Motoreinheit 121 umfaßt Bremse und Lagegeber. Die Führung des Schlittens 160 im Längsträger 143 erfolgt genauso wie in den Fig. 5a bis 5d beschrieben über Laufschienen 144 und Laufrollen 145.
Die Riemenscheibe 133 zum Antrieb der Z-Achse weist ebenso wie bei der in den Fig. 5a bis 5d beschriebenen Anordnung einen kleineren Durchmesser auf als die Riemenscheibe zum Antrieb der Y-Achse. Diese Riemenscheibe 123 zum Antrieb der Y-Achse mit dem zugeordneten Riemen 124 ist in der Fig. 6b abgebildet. Die Fig. 6b ist wiederum eine schematische Teilansicht in Richtung der X-Achse, also von vorne. Der Riemen 124 läuft oberhalb und unterhalb der Antriebseinrichtung 130 zum Antrieb der Z-Achse. Der Motor 131 mit Bremse und Lagegeber verläuft in seiner Längserstreckungsrichtung parallel zur Y- Achse. Rechts neben dem Motor ist das Getriebe 132 gezeigt. Die obere Kante des Schlit¬ tens 160 verläuft nach rechts abgestuft weiter. An der Stufenkante ist ein Puffer- Achsen¬ anschlag 172 angebracht, um ein eventuelles Anschlagen des Hubschlittens 170 bzw. Hubschlittenständers 170a an die Abstufung des Transportschlittens 160 zu dämpfen.
In Fig. 6c ist eine Draufsicht auf die Anordnung der Fig. 6a und 6b zu sehen. Deutlich geht aus dieser Draufsicht hervor, daß die Motoren in ihrer Längsachse parallel zur Y-Achse angeordnet sind und nicht, wie in den Fig. 5a bis 5d gezeigt, parallel zur X-Achse. Weiter ist wiederum, genauso wie in den Fig. 5a bis 5d gezeigt, die Riemenscheibe 123 zum Antrieb der Y-Achse sowie der Riemen 124 in Drehachsen-Richtung etwa doppelt so breit wie die Riemenscheibe 133 mit dem Riemen 134 zum Antrieb der Z-Achse. Die Getriebe 122 und 132 sind jeweils in Längserstreckungsrichtung ihrer zugeordneten Motoren 121 und 131 angeordnet. Der Riemen 124 läuft oberhalb und unterhalb der Motorgetriebeanordnung 131, 132. Der Querträger des Schlittens 160 ist mit 162 und die Kante des Längsträgers ist mit 143 bezeichnet.
Fig. 7 zeigt eine Ansicht des Raumportal-Bewegungsautomaten in X-Richtung. Der Motor 121 verläuft parallel zur Y-Achse. Weiter ist gestrichelt eine Palette 34 eingezeichnet, die mittels des Raumportal-Bewegungsautomaten beladen werden kann. Die Palette befindet sich innerhalb des Arbeitsbereichs des Raumportal-Bewegungsautomaten, der in Y-Richtung durch die Kontaktschiene bzw. Kollisionsfrei-Schiene 181 aufweist. Saugerspinnen, Greif¬ arme usw. 153 sind an einem Trag- und Spannarm mittels einer Spann- und Koppelvor¬ richtung so angebracht, daß auf dem bestmöglichen Transportweg der Teiletransport von und zu Paletten 34 erfolgen kann. Die Anordnung der Saugerspinne 153 und der An¬ triebseinrichtung der Y- und Z-Achsen (siehe Fig. 5 und 6) sollte möglichst so erfolgen, daß eine in etwa gleichmäßige Gewichtsverteilung der Massen entsteht.
In Fig. 8a ist eine schematische Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel für eine Transport¬ anordnung zu sehen. Der Transport-Bewegungsautomat bzw. Raumportal-Bewegungsautomat 31 ist mit drei hochdynamischen Transporthauptachsen realisiert und bedient die Lager- einheiten 34 I bis 34 VI sowie die Presse 2. Diese hochdynamischen Hauptachsen werden mit Riemenantrieben angetrieben und erreichen damit Geschwindigkeiten bis zu 300 m/min. Zusätzlich kann am Hubschlitten des Raumportal-Bewegungsautomaten eine um die Hub¬ achse schwenkbare Saugerspinne bzw. zwei doppelt überlagerte Schwenkachsen zur Drehung der Sauger- bzw. Greiferspinne in der X/Z-Ebene angebracht sein. Die Fig. 8a zeigt sechs Lagereinheiten 34 I, 34 II, ..., 34 VI. Diese Anordnung ist durch den großen Speicherraum 30 bzw. Transportraum besonders gut für den Teiletransport in und aus einer Presse direkt in Lagereinheiten geeignet.
Die Fig. 8b zeigt eine Anordnung der Raumportal-Bewegungsautomaten 31a, 31b, 31c vor und hinter einer Presse, um z.B. mehrere Pressen zu einer Pressenstraße bzw. Verarbei¬ tungsanordnung zu verketten, d.h. bei dieser Anordnung wird das Teil von Presse zu Presse transportiert. Bei dieser Anordnung wird das Teil beim Transport von Presse 2 zu Presse 2 um 180° um die Hubachse gedreht. Es ist daher sinnvoll die Sauger- bzw. Greiferspinne mit zwei dynamischen Drehachsen zu versehen, z.B. einer A- Achse zur Drehung um die Hubachse des Transport-Bewegungsautomaten und einer A'-Achse mit derselben Anordnung und Drehrichtung unterhalb der A-Achse. Die A'-Achse ist dabei an der A-Achse angebracht und dreht sich mit dieser mit. Damit wird eine mit doppelter Geschwindigkeit ausführbare Drehbewegung während des Transports des Teils von Presse zu Presse erzeugt. Vorteilhaft kann eine derartige Doppeldrehachse bzw. eine Greifereinrichtung mit den oben beschriebe¬ nen zwei Drehachsen auch mit anderen Bewegungsautomaten kombiniert werden, um einen Bewegungsautomaten mit sich schnell drehender Greifeinrichtung zu erhalten. Selbstver¬ ständlich kann die Doppeldrehachse auch mit erfindungsgemäßen Bewegungsautomaten kombiniert werden.
Durch die Anordnung von Raumportal-Bewegungsautomaten mit den oben beschriebenen zwei Drehachsen zwischen Pressen- bzw. Produktionsstufen kann der Teiletransport der bekannten Anlagen mit Belade- und Entladefeedern und einer Zwischenstation zum Weiter¬ transport der Kette Presse - Entladefeeder - Zwischenstation - Beladefeeder - nächste Presse von nur einem Raumportal-Bewegungsautomaten durch die Kette Presse - Raumportal- Bewegungsautomat - nächste Presse ersetzt und damit vereinfacht werden. Ebenso würden Anlagen mit Greifarm-Robotern, ob stehen oder hängend angebracht, mit diesen neuen Universal-Raumportalen mit drei sehr schnellen Riemen-Portalachsen und zwei sich überlappenden Drehachsen (A und A') um die Hubachse des Portals bei der Pressen- Versorgung und -Entsorgung, was Geschwindigkeit, Tragkraft und Dynamik betrifft in keiner Relation stehen. Dabei ist auch eine Kombination von mehr als zwei Drehachsen möglich, um eine noch höhere Drehgeschwindigkeit zu erzielen.
In Fig. 8c ist eine schematische Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel für eine erfindungs¬ gemäße Verarbeitungsanordnung um eine Produktionsmaschine 2, z.B. einen Schwei߬ automaten, der durch zwei Transport-Bewegungsautomaten bzw. Raumportal-Bewegungs¬ automaten 31a und 31b mit zwei verschiedenen Teilen versorgt wird, z.B. Autodach und deren Versteifungsbleche, gezeigt. Die Teile werden abwechselnd ein Teil Versteifungs¬ blech, das nächste Teil Autodach direkt von den Lagereinheiten 24b von den Transport- Bewegungsautomaten 31a und 31b in die Schweiß masch ine transportiert. Ist der Schwei߬ vorgang ausgeführt, dann transportiert der Transport-Bewegungsautomat 31c das neue Teil in eine seiner Lagereinheiten 34e. Diese Anordnung gewährleistet durch ihren großen Teilevorrat bzw. Teilespeicher und die hohen Geschwindigkeiten der hochdynamischen Riemen- Antriebs- Achsen der erfindungsgemäßen Raumportal-Bewegungsautomaten eine hohe Teilausbeute und Entlastung der Menschen von eintönigen Arbeitsabläufen.
In Fig. 8d ist eine schematische Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel für eine Transport¬ anordnung gemäß dem Anspruch 6c zu sehen. Mit strichpunktierter Linie ist ein Arbeits¬ raum des Übergabe-Bewegungsautomaten 10 gekennzeichnet. Dieser Bewegungsautomat entnimmt von einer Übernahmeposition 12 ein Werkstück oder Teil. Diese Teile werden bei einer Saugertransferpresse z.B. von der letzten Saugertraverse dort im Taktzyklus der Produktion der Saugertransferpresse abgelegt. Von der Übernahmeposition 12 nimmt der Bewegungsautomat dieses Teil auf und bringt es zu einer der beiden Übergabepositionen 14a oder 14b bei Einfachteilfertigung. Ein Transportautomat 31a bzw. 31b übernimmt dieses Teil an der Übergabeposition 14a oder 14b von dem Übergabe-Bewegungsautomaten.
Der Übergabe-Bewegungsautomat oder Universal-Übergabe-Roboter weist z.B. drei hochdy¬ namische Transferhauptachsen mit Riemenantrieb auf, die in einem Bereich von etwa 1 bis 2 Metern verfahrbar sind. Der Transport-Bewegungsautomat legt dagegen in der mit einem Pfeil in der Fig. 8d angezeigten Transportrichtung einen Weg von z.B. bis zu ca. 7,5 Metern zurück. Um diesen Weg ausreichend schnell zurückzulegen, weist der Transport- Bewegungsautomat drei hochdynamische Hauptachsen auf. Wird ein Raumportal-Bewegungs¬ automat, wie vorangehend beschrieben, verwendet, so können z.B. Geschwindigkeiten bis zu 300 Metern pro Minute entlang der X-Achse erreicht werden. In der quer zur Trans¬ portrichtung verlaufenden Y-Achse können ebenfalls Geschwindigkeiten bis zu 300 Metern pro Minute erreicht werden. Die maximale Hubgeschwindigkeit kann z.B. bis zu 200 Metern pro Minute betragen. Auf diese Art und Weise ist es möglich, mit einem Raumportal- Bewegungsautomaten ca. 8,5 Teile pro Minute von einer Übergabeposition 14 zu einer Lagerposition 32 zu befördern.
Von einer Saugertransferpresse werden derzeit maximal Hubzahlen von 15,5 Teilen pro Minute erreicht. Um diese produzierten Teile bei Einfachteilfertigung von der Übernahme¬ position 12 abzutransportieren, wird deshalb neben einem ersten Raumportal-Bewegungs¬ automaten 31a ein zweiter Raumportal-Bewegungsautomat 31b eingesetzt. Die Teile werden alternierend von dem Übergabe-Bewegungsautomaten 10 zu den Übergabepositionen 14a und 14b transportiert. Von dort werden sie jeweils von einem Transport-Bewegungsautomaten 31a und 31b aufgenommen und zu ihrer Lagerposition 32a bzw. 32b transportiert. Da die Übergabepositionen 14a und 14b alternierend beschickt werden, ist somit eine Hubzahl von 8 Teilen pro Minute eines Transport-Bewegungsautomaten ausreichend, um die 15,5 Teile pro Minute, die bei Einfachteilfertigung an der Übernahmeposition angeliefert werden, abzutransportieren. Ebenso kann die erfindungsgemäße Transportanordnung und damit die Transportkurve in entgegengesetzter Richtung, d.h. um Teile von Paletten in eine Porduk- tionseinrichtung zu verbringen, verwendet werden.
Der Arbeitsraum 30a bzw. 30b des Transport-Bewegungsautomaten 31a bzw. 31b umfaßt vorzugsweise jeweils wenigstens zwei Lagereinheiten 34a bzw. 34b. Auf diese Weise ist es möglich, eine Lagereinheit zu beschicken, während die andere, gefüllte, ausgewechselt wird. Somit ist ein reibungsloser Abtransport der von der Saugertransferpresse ausgeworfenen Teile gewährleistet.
Die Anordnung ist auch ohne Übergabe-Bewegungsautomat, also nur mit Raumportal- Bewegungsautomaten zur Entladung und Beladung von Produktionsmaschinen denkbar. Fig. 9 zeigt eine seitliche Ansicht der Transportkurven 41u, 42u, 41o, 42o der Transport- Bewegungsautomaten für den Fall, daß diese übereinander angeordnet sind. Ebenso sind die Übergabepositionen 14u, 14o übereinander angeordnet. Dabei kann z.B. die untere Überga¬ beposition 14u auf gleicher Höhe sein wie die Übernahmeposition 12. In erster Linie ist jedoch darauf zu achten, daß der Bewegungsablauf von der Übernahmeposition 12 zu jeder der Übergabepositionen 14 optimiert wird. Dies bedeutet, der Übergabe-Bewegungsautomat sollte vorzugsweise leer bzw. entladen an seiner Übernahmeposition 12 stehen, wenn die Produktionsmaschine, z.B. Saugertransferpressen bei einer Winkelstellung Teile liefert. Die Optimierung der hochdynamischen Achsen sollte vorzugsweise mit sehr hohen Geschwindig¬ keiten und idealen Wegvorgaben dahingehend erfolgen, daß jeder von der Produktions¬ maschine gelieferte Teil an der Aufnahmeposition 12 vom Übergabe-Bewegungsautomaten mit dafür vorgesehenen Werkzeugen, sogenannten Schablonen, übernommen und an seiner entsprechenden Abgabeposition 14u bzw. 14o an den oder die Transport-Bewegungsautoma¬ ten übergeben werden. Das heißt, der Übergabe-Bewegungsautomat sollte das Teil soweit wie möglich in den Raum der Transport-Bewegungsautomaten 31a bzw. 31b hineintrans¬ portieren, ohne seine Aufgabe, die Teilübergabe von der Produktionsmaschine zum Trans¬ port-Bewegungsautomaten, zu vernachlässigen.
Die seitliche, vereinfachte Darstellung der Transportkurven 41u und 42u umfassen eine Schar von Transportkurven, die von der Übergabeposition 14u zu einer Ladeeinheit 34u bzw. zu einer Palette 34u führen, um Teile an verschiedene Lagerpositionen innerhalb der Palette abzugeben. Die Transportkurve 42u stellt dabei die erste Transportkurve dar, wenn die Palette 34u leer ist, die Transportkurve 41u stellt die Transportkurve dar, wenn die Palette 34u nahezu gefüllt ist. Dies bedeutet, daß die Teile vorzugsweise von unten bis oben der Reihe nach mit Hilfe des Transport-Bewegungsautomaten verbracht werden. Das Analoge gilt für die Füllung der oberen Palette 34o. Mit 50 sind die Gerüste bzw. Maschi¬ nenständer zur Abstützung der Paletten und auch eventuell der Transport-Bewegungs¬ automaten angedeutet.
In Fig. 10 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Transportanordnung gemäß der Erfindung in Draufsicht zu sehen, wobei nur die obere Ebene der Palettenanordnung gezeigt ist. In diesem Fall arbeitet eine Saugertransferpresse in Doppelteilfertigung und liefert somit zwei Teile auf einmal bei der Übernahmeposition 12 ab. Von dort werden die beiden Teile von dem Übergabe-Bewegungsautomaten 10 zu einer der Übergabepositionen 14u (unten, nicht gezeigt) oder 14o (oben) gebracht. Zu einer Übergabeposition gelangen somit auf einmal zwei Teile. Es werden deshalb in einer Ebene zwei Transport-Bewegungsautomaten verwendet, um jeweils ein Teil zu den mit I bis IV bezeichneten Paletten 34or und 34ol der oberen Ebene bzw. 34ur und 34ul (siehe Fig. 11) der unteren Ebene transportiert. Dabei wird das in Transportrichtung rechts an der Übergabeposition 14o vom Übergabe-Bewe¬ gungsautomaten abgegebene Teil zu den Paletten 34or transportiert und das in Transport¬ richtung links übergebene Teil zu den Paletten 34ol transportiert. Unter der Übergabeposi¬ tion 14o befindet sich die Übergabeposition 14u, die alternierend zu der Übergabeposition 14o von dem Übergabe-Bewegungsautomat ebenfalls mit zwei Teilen angefahren wird. Diese zwei Teile werden durch zwei weitere Transport-Bewegungsautomaten in einer darunterlie¬ genden Ebene zu Paletten transportiert. Diese Paletten befinden sich direkt unterhalb den Paletten 34or und 34ol der oberen Ebene. Die Anordnung der Paletten in zwei Ebenen ist der Fig. 11 zu entnehmen. Die Ansicht ist hierbei von hinten entgegen der Transportrich¬ tung.
Zur Erklärung sind in der Fig. 10 sogenannte Transportkurven dargestellt. Das sind die Transportwege zum Transport eines Teils von der Übergabeposition 14u und 14o zu den Lagereinheiten bzw. Paletten. Um Kollisionen während des Transportvorganges zwischen zwei Ebenen zu vermeiden, fährt jeder Transport-Bewegungsautomat eine andere Trans¬ portkurve ab. Zum Beispiel der Transport-Bewegungsautomat 34or fährt die Transportkurve 43a von der Übergabeposition 14u nach Palette I 34ur und der darüberliegende Transport- Bewegungsautomat 34or fährt die Transportkurve 43c von der Übergabeposition 14o nach Palette III 34or, also abwechselnd und versetzt. Ebenso kann die erfindungsgemäße Trans¬ portanordnung und damit die Transportkurven in entgegengesetzter Richtung, d.h. um Teile von den Paletten in eine Produktionseinrichtung zu verbringen, verwendet werden.
Die Greifeinrichtung eines Transport-Bewegungsautomaten kann in beliebiger Richtung bewegbar und mit dynamischen Achsen in alle Richtungen positionier- und verstellbar sein. Jedoch ist auch denkbar, die Greifeinrichtung starr zu halten und so z.B. der Saugerspinne eine Orientierung zu geben, wie sie als Beispiel in der Fig. 12 gezeigt ist. Die Orientierung der Saugerspinne weist somit in diagonaler Richtung zwischen die am Rande eines Quadrats angeordneten Palettengruppen I und II bzw. III und IV. Die Orientierung der Saugerspinnen ist durch einen Pfeil 38r für den in Transportrichtung rechts arbeitenden Transport-Bewe¬ gungsautomaten gekennzeichnet. Die Orientierung der Saugerspinne für den in Transportrichtung auf der linken Seite arbeitenden Transport-Bewegungsautomaten ist mit 381 bezeichnet. In Transportrichtung links und rechts sind schematisch Prüfplätze angedeu¬ tet, die anstelle weiterer Paletten oder neben diesen Palette vorgesehen sein können. Diese Prüfstellen 37 werden von den Transport-Bewegungsautomaten angefahren, um dort Werk¬ stücke zu Prüfzwecken und Stichproben abzulegen (siehe auch Fig. 10). Ebenso sind die Paletten auch als Doppelpaletten mit doppelter Größe denkbar.
Den Einsatz eines Transport-Bewegungsautomaten 100 mit drei transversalen Hauptachsen X, Y und Z zeigt Fig. 13. Dieser entnimmt an einer Übergabeposition 14 ein von einem Universal-Übergabe-Robot, auch Übergabe-Bewegungsautomat 10, übergebenes Teil. Dieses Teil entstammt einer Presse 2 und wurde an der Übernahmeposition 12 abgelegt.
Fig. 14 zeigt eine Transportanordnung entgegen der Richtung der X-Achse und entgegen der Transportrichtung mit vier Raumportal-Bewegungsautomaten bzw. vier Universal-Raumpor¬ talen. Diese Raumportal-Bewegungsautomaten sind auf zwei Ebenen verteilt. Zwei befinden sich in einer oberen Ebene und zwei in einer unteren Ebene bzw. zwei auf einer Seite rechts von der Teile-Transportachse 300 und zwei links von der Transportachse 300. Gestrichelt sind an den äußeren Seiten oben und unten jeweils eine Palette II eingezeichnet. Auf eine Darstellung der Paletten III und IV, wie in den Fig. 10 und 11 dargestellt, wurde aus Über¬ sichtlichkeitsgründen verzichtet. An den Hubschlitten 170 und an den Transportschlitten 160 sind jeweils Kollisionsfreischienen 181, 182 und 183 entlang der X-Achse (nicht gezeigt) gezeigt, mit denen ein Kollisionsraum festgelegt und ausgewertet werden kann (siehe oben).
Ein Verfahren, um den Kollisionsraum möglichst gering zu halten, wird anhand der Fig. 15 im folgenden beschrieben. Darin wird schematisch die zeitliche Reihenfolge dargestellt, in der die verschiedenen Paletten zweier übereinander liegender, in Transportrichtung rechts übereinander angeordneter Ebenen von Transport-Bewegungsautomaten beladen werden, und damit die Transportkurven beim Beladevorgang der Paletten.
Die in Fig. 15 dargestellten Ebenen müssen gegenübergestellt betrachtet werden. Jedes Viereck soll eine Palette bzw. Lagereinheit 34 darstellen. Es werden immer zwei gegenein- ander in den Ebenen und den Transportkurven versetzte Lagereinheiten 34 vollständig beladen. Es werden vom unteren Transport-Bewegungsautomaten die Lagereinheit 34ur I gefüllt und vom oberen Transport-Bewegungsautomaten die Lagereinheit 34or III. Sind diese Lagereinheiten 34ur I und 34or III gefüllt, so werden die nächsten zwei Lagereinheiten 34ur
II vom unteren Transport-Bewegungsautomaten und 34or IV vom oberen Transport-Bewe¬ gungsautomaten gefüllt usw. Der Transportvorgang von der Übergabeposition 14 zu den Paletten geschieht abwechselnd - ein Teil unterer Bewegungsautomat, das nächste Teil oberer Bewegungsautomat - nach den oben beschriebenen Lagereinheiten. Beim Transport¬ vorgang fahren damit zwei übereinanderliegende Transportbewegungsautomaten auf räumlich versetzten Transportkurven und zusätzlich abwechselnd. Als Beispiel: der untere Transport- Bewegungsautomat fährt von der unteren Übergabeposition 14u zur Lagereinheit 34ur I der unteren Ebene, während der obere Transport-Bewegungsautomat von der Lagereinheit 34or
III zur oberen Übergabepos iton 14o bzw. zu einer davor liegenden Warteposition fährt. Haben die Transport-Bewegungsautomaten der unteren bzw. oberen Ebene ihre Teile abgegeben bzw. aufgenommen, so fährt der untere Transport-Bewegungsautomat von der Lagereinheit 34ur I zur unteren Übergabeposition 14u bzw. zu einer davorliegenden Warte¬ position. Der obere Transport-Bewegungsautomat fahrt von der Übergabeposition 14o zu der Lagereinheit 34or III. Mit diesem abwechselnden Teiletransport der Ebenen werden die Lagereinheiten 34ur I und 34or III gefüllt. Sind diese Lagereinheiten gefüllt, so werden die Lagereinheiten 34ur II und 34or IV nach Fig. 15 gefüllt. In Fig. 15 werden also die jeweils zu füllenden Lgereinheiten der jeweiligen Ebene dargestellt. Diese Reihenfolge kann auch umgekehrt, z.B. zur jeweiligen Entladung von Lagereinheiten in zwei übereinanderliegenden Ebenen, realisiert werden.
Es sind verschiedene Transportanordnungen denkbar. Zum Beispiel können bei Doppelteil¬ fertigung vier Transport-Bewegungsautomaten auf jeweils zwei Ebenen eingesetzt werden. Es gibt dabei zwei Übergabepositionen, an denen jeweils immer zwei Teile gleichzeitig abgelegt werden. Es sind natürlich auch Anordnungen mit mehr als zwei Übergabepositionen und entsprechend mehr Transport-Bewegungsautomaten denkbar. Dadurch kann eine noch höhere Transportleistung erzielt werden.
Bei einer Einzelteilfertigung kann es z.B. zwei Ebenen geben, die jeweils einen Transport- Bewegungsautomaten aufweisen. Der Übergabe-Bewegungsautomat übergibt jeweils nur ein Teil an eine obere und untere Übergabeposition, bzw. kann es bei Einzelteilfertigung in einer Ebene zwei Transport-Bewegungsautomaten geben. Der Übergabe-Bewegungsautomat übergibt jeweils nur ein Teil an eine linke und rechte Übergabeposition.
Die vorstehend beschriebenen Transportanordnungen werden bevorzugt bei einer Fertigung von 16 Hub pro Minute eingesetzt. Werden die Teile mit 8 Hub pro Minute an der Abgabe¬ position angeliefert, so kann bei Doppelteilfertigung der Übergabe-Bewegungsautomat die beiden Teile an einer Übergabeposition an zwei Raumportal-Bewegungsautomaten überge¬ ben. Bei Einzelteilfertigung und 8 Hub pro Minute, kann der Universalroboter an einer Übergabeposition die Teile einem Transport-Bewegungsautomaten übergeben. Auch kann in diesem Fall ein Transport-Bewegungsautomat das in eine Lagerposition zu transportierende Teil direkt von einer Presse aufnehmen. Vorteilhaft weist dann der Greifer des Bewegungs¬ automaten mindestens eine Drehachse auf.
Die in dieser Erfindung beschriebene Transportanordnungen der Transport-Bewe¬ gungsautomaten kann nicht nur zum Entladen, sondern auch zum Beladen von Produktions¬ maschinen eingesetzt werden. In diesem Fall wird einfach die Transportrichtung umgedreht. In diesem Fall kann evtl. der Übergabe-Bewegungsautomat entfallen.
Auch ist es denkbar, die Transportanordnung zum gezielten Transport von Teilen mit einer hohen Stückzahl pro Zeiteinheit zu verwenden. In diesem Fall könnte z.B. ein zweiter Übergabe-Bewegungsautomat eingesetzt werden, der an z.B. zwei weiteren Übergabepositio¬ nen die Teile von den Transport-Bewegungsautomaten übernimmt und diese gezielt zu einer Endposition transportiert. Zu dieser Endposition würden demnach die Teile in der gleichen Stückzahl pro Minute gelangen, wie sie an der Übernahmeposition entnommen wurden.
Im folgenden wird die Steuerung der Transport-Bewegungsautomaten bzw. der Raumportal- Bewegungsautomaten näher beschrieben. Dabei wird insbesondere die Kollisionsüberwa¬ chung näher behandelt.
Vorteilhaft wird mindestens eine der drei folgenden Arten von Kollisionsüberwachungen realisiert, besonders vorteilhaft alle drei. Erstens eine Hardware-Überwachung mit Sensor und Kollisionsfrei-Schiene. Zweitens eine Software-Überwachung mit Bahnschaltfunktionen und drittens eine Software-Überwachung der Ist-Werte bzw. der Raumpositionen zweier Transport-Bewegungsautomaten. Derartige Kollisionsüberwachungen sind insbesondere vorteilhaft dann einzusetzen, wenn die Transportbewegungsautomaten in zwei übereinander angeordneten Ebenen eingesetzt werden. Denn in diesem Fall ist zu verhindern, daß der Hubschlitten der unteren Ebene mit dem Hubschlitten der oberen Ebene kollidiert.
Bei der Hardware-Überwachung mittels eines Sensors und einer Kollisionsfrei-Schiene bzw. Kontaktschiene wird ein Kollisionsfrei-Signal gemeldet (logisch "1"), solange sich die Hauptachsen (X, Y und Z) außerhalb des Kollisionsbereichs befinden. Befindet sich ein Transport-Bewegungsautomat im Kollisionsbereich, so ist vorteilhaft darauf zu achten, daß sich der andere Transport-Bewegungsautomat außerhalb des Kollisionsbereichs befindet. Fährt der andere Transport-Bewegungsautomat ebenfalls in den Kollisionsbereich, so wird vorzugsweise die Hardware-Freigabe der elektrischen Servoantriebe der verschiedenen Hauptachsen unterbrochen. Damit läßt sich eine Schnellbremsung der Achsen erreichen.
Fig. 16 zeigt eine Fahrkurve 400 eines Raumportal-Bewegungsautomaten bzw. eines Transport-Bewegungsautomaten. Diese Fahrkurve verbindet Aufnahme- und Abgabepositio¬ nen 410 und 420. Im Falle eines Transport-Bewegungsautomaten stimmt hierbei die Über¬ nahmeposition 410 mit der Übergabeposition und die Abgabeposition 420 mit der Lagerposi¬ tion überein. Mit Kreisen sind schnelle Bahnschaltfunktionen angedeutet (auch M-Funktio- nen, Hilfsfunktionen oder periphere Ausgabeanweisungen genannt). Diese werden vorteilhaft von einer übergeordneten Steuerung, vorzugsweise einer speicherprogrammierbaren Steue¬ rung abgefragt bzw. ausgewertet von einer Robotersteuerung zur Steuerung des Transport- Bewegungsautomaten bzw. Raumportal-Bewegungsautomaten an die übergeordnete Steue¬ rung übergeben. Vorteilhaft werden somit die Fahrkurven eines Raumportal-Bewegungs¬ automaten bzw. eines Transport-Bewegungsautomaten über Bahnschaltfunktionen gesteuert. Besonders vorteilhaft ist es hierbei, die Steuerung der einzelnen Bewegungsautomaten einer Transportanordnung voneinander getrennt bzw. jeweils autark durchzuführen.
Diese Bahnschaltfunktionen bzw. schnellen peripheren Ausgabeanweisungen sind in der Fig. 16 mit Kreisen gekennzeichnet. Sie werden während der Positioniervorgänge des Bewe¬ gungsautomaten schnell an die übergeordnete Steuerung übergeben. Mit diesen Bahnschalt¬ funktionen können somit vorteilhaft Kollisionsüberwachungen, Signale für Sauger oder Greifer bzw. Start-/Stoppsignale für Vor- oder Folgemaschinen realisiert werden. Weiter dienen sie vorteilhaft dazu, der übergeordneten Steuerung die Position der untergeordneten Einheit, d.h. des Transport-Bewegungsautomaten bzw. des Raumportal-Bewe¬ gungsautomaten, mitzuteilen. Pro untergeordnete Einheit (also z.B. pro Raumportal-Bewe¬ gungsautomat) sind vorzugsweise ca. 20 Bahnschaltfunktionen (BSF) vorgesehen. Fig. 16 zeigt beispielhaft einen Teil der verwendbaren Bahnschaltfunktionen (BSF).
Im folgenden wird beispielhaft anhand der Fig. 16 der Ablauf einer Fahrkurve beschrieben. Erreicht der Bewegungsautomat die Warteposition 430, in der der Bewegungsautomat stehenbleibt, wenn kein Freigabesignal zur Teilaufnahme von der übergeordneten Steuerung bzw. Vormaschine vorliegt, so wird über die Bahnschaltfunktion BSF 21 der übergeordneten Steuerung mitgeteilt, daß diese Position erreicht wurde. Liegt ein Freigabesignal vor, so wird die Warteposition einfach überfahren. Fährt der Bewegungsautomat weiter Richtung Übernahmeposition 410, so wird über eine Bahnschaltfunktion BSF 22 der übergeordneten Steuerung mitgeteilt, daß sich der Bewegungsautomat innerhalb des Kollisionsbereichs befindet. Eine weitere Bahnschaltfunktion BSF23 teilt mit, daß der Sauger eingeschaltet ist und der Greifer bereit ist. Über die Bahnschaltfunktion BSF25 wird der übergeordneten Steuerung übermittelt, daß sich der Bewegungsautomat in der Übernahmeposition 410 befindet. Bei der Übernahmeposition 410 wird eine kurze Wartezeit gestartet, um das Teil korrekt aufzunehmen. Während dieser Wartezeit kann vorteilhaft die nächste Übernahm¬ eposition berechnet werden. Dies ist z.B. dann notwendig, wenn Teile von einem Stapel nacheinander durch den Raumportal-Bewegungsautomaten bzw. Transport-Bewe¬ gungsautomaten aufgenommen werden. Über ein am Bewegungsautomaten angeordneten Sensor wird festgestellt, ob das Teil korrekt aufgenommen wurde. Diese Information wird dann bei BSF 26 von der übergeordneten Steuerung ausgewertet. Bei BSF 28 erfährt die übergeordnete Steuerung, daß sich der Bewegungsautomat außerhalb des Kollisionsbereiches befindet. Je nachdem, ob die übergeordnete Steuerung für die Position 440 ein Freiga¬ besignal vorgibt oder nicht, stoppt der Bewegungsautomat bei 440. Seine Position wird der übergeordneten Steuerung durch die Bahnschaltfunktion BSF 31 mitgeteilt. Liegt kein Freigabesignal vor, weil z.B. die Abgabeposition 420 belegt ist, so wartet der Bewegungs¬ automat bei der Position 440. Kurz vor der Abgabe des Teils bei 420 wird über die Bahn¬ schaltfunktion BSF 33 der Steuerung mitgeteilt, daß der Sauger ausschaltet und der Greifer zum Abgeben des Teiles öffnet. Bei 420 wird vorteilhaft wiederum eine kurze Wartezeit gestartet, um das Teil korrekt abzugeben bzw. zu übergeben. Diese Wartezeit wird vorteil¬ haft dazu genutzt, das Teil korrekt abzugeben bzw. die bei der nächsten Abgabe anzufahren¬ de Abgabeposition (z.B. innerhalb einer Palette) zu berechnen. Die Abgabeposition wird der übergeordneten Steuerung mittels der Bahnschaltfunktion BSF 35 mitgeteilt. Der an der Greifeinrichtung angeordnete Sensor übermittelt der übergeordneten Steuerung, daß nun kein Teil mehr durch den Greifer erfaßt wird. Diese Information wird bei BSF 36 von der übergeordneten Steuerung ausgewertet. Mit BSF 37 wird der übergeordneten Steuerung mitgeteilt, ob die Palette voll ist oder nicht. Diese Information läßt sich ebenfalls entweder durch an den Paletten angebrachte Sensoren gewinnen oder aus der Abgabeposition innerhalb einer Palette schließen. Die Bahnschaltfunktion BSF 39 kann vorteilhaft dazu dienen, einer mit dem Raumportal-Bewegungsautomaten bzw. dem Transport-Bewegungsautomaten zusammenarbeitenden Maschine (z.B. eine Folgemaschine) den Zustand der Lagereinheiten mitzuteilen. Weiter werden jeweils von der Übernahmeposition 410 und der Abgabeposition 420 Signale an die übergeordnete Steuerung abgegeben, die mitteilen, ob ein Teil aufgenom¬ men bzw. abgegeben wurde. Diese Information wird vorzugsweise ebenfalls durch an der Aufnahme und Abgabeposition angeordnete Sensoren gewonnen. Dieser soeben beschriebene Ablauf einer Transportkurve ist auch in entgegengesetzter Richtung realisierbar.
Fig. 17 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Transportvorgangs eines Raumportal-Bewegungs¬ automaten bzw. Transport-Bewegungsautomaten gemäß der Erfindung.
Bei einer Warteposition-Aufnahme befindet sich der Bewegungsautomat in einer Warte¬ stellung außerhalb des Kollisionsbereichs, um nach einer Freigabe durch die übergeordnete Steuerung in Richtung auf die Übernahmeposition weiterzufahren. Liegt ein derartiges Freigabesignal schon vor, wird die Warteposition überfahren. Ist der Bewegungsautomat bei der Übernahmeposition angelangt, so wird ein Signal an die übergeordnete Steuerung übermittelt, um diese zu informieren. Mittels eines Greifsensors wird festgestellt, ob ein Teil erfaßt ist oder nicht. Ist dies der Fall, so fährt der Bewegungsautomat weiter in Richtung auf die Warteposition-Abgabe. Wird das Teil nicht erfaßt, so ergeben sich vorteilhaft zwei Möglichkeiten. Zum einen wird von einem Bediener das Teil per Hand dem Greifer zu¬ geführt und der Bediener quittiert den Fehler. Durch den Greifsensor und Signal wird dann festgestellt, ob die Handzufuhr zuvor erfolgreich war. Ist dies nicht der Fall, so stoppt der Bewegungsablauf. Ist dies der Fall, so fährt der Bewegungsautomat weiter Richtung Warte position-Abgabe.
Wählt der Bediener die zweite Möglichkeit, so wird das Teil vom Bediener per Hand entnommen und er quittiert mit einem Signal. Diese Übergabe wird von dem Greifsensor überprüft. Ist sie nicht erfolgreich, so wird der Bewegungsablauf gestoppt. Ist sie erfolg¬ reich, so fährt der Bewegungsautomat in die Warteposition- Auf nähme zurück, um, falls ein neues Teil angeliefert wird, wieder Richtung Übernahmeposition zu fahren.
Hat der Bewegungsautomat die Warteposition für die Abgabe (Wartepos. -Abg.) erreicht, so fährt er, je nachdem, ob ein Freigabesignal von der übergeordneten Steuerung vorliegt oder nicht, zur Abgabeposition weiter oder wartet an der Warteposition für die Abgabe. Hat der Bewegungsautomat die Abgabeposition erreicht, so gibt er wiederum ein Signal an die übergeordnete Steuerung ab. Nach erfolgreicher Abgabe, was wiederum durch den Greifsen¬ sor überwacht werden kann (nicht gezeigt), kehrt der Bewegungsautomat wiederum zu der Warteposition für die Aufnahme zurück. Werden die räumlichen Positionen verändert, so ist mit diesem Ablauf auch eine Beladung von Maschinen bzw. Entladung von Lagereinheiten realisierbar.
Wie bereits oben erwähnt, ist auch eine Software-Überwachung der Ist-Werte bzw. der Raumpositionen eines Bewegungsautomaten beim Abfahren seiner Fahrkurve realisierbar. Die hieraus gewonnenen Informationen werden vorteilhaft zur Kollisionsüberwachung eingesetzt. Ein logischer Ablauf einer derartigen Kollisionsüberwachung ist in Fig. 18 zu sehen. Hierin kennzeichnen X Y, und Zλ die aktuelle Ist-Position der X-, Y- bzw. Z-Achse eines in einer unteren Ebene befindlichen Bewegungsautomaten. X2, Y2 und Z kennzeichnen dagegen die Ist-Position der X-, Y- bzw. Z-Achse eines Bewegungsautomaten in der oberen Ebene. X > < , Y > < und Z > < kennzeichnen die Differenz zwischen den X-, Y- bzw. Z-Positionen der Bewegungsautomaten in der oberen und unteren Ebene zueinander. Diese Differenzen werden als Konstanten festgelegt. Vorteilhaft wird für diese Konstanten der kleinstmögliche Abstand zwischen den Positionen gewählt, bei denen noch keine Kollision vorliegt. Hierbei wird vorzugsweise auch noch der Bremsweg berücksichtigt. Spricht die Kollisionsüberwachung an, so wird vorteilhaft jeder Positioniervorgang abge¬ schaltet. Ein Bediener kann dann im Handbetrieb den Bewegungsautomaten nur in ent¬ gegengesetzter Richtung aus dem Kollisionsraum herausfahren.
Die zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Ausführungsformen bzw. Verfahrensvarianten können natürlich zum Transportieren von Werkstücken aller Art, wo dies zweckmäßig ist, aus Fertigungs- bzw. Bearbeitungsstationen in Verpackungs-, Transport- bzw. Lager¬ einheiten, insbesondere Paletten, oder umgekehrt benutzt werden.
In den Fig. 19a und 19b werden die auszuwechselnden Werkzeuge der erfindungsgemäßen Anordnung bzw. der Transport-Bewegungsautomaten und die Anordnung der Werkzeuge in speziell dafür vorgesehenen Lagereinheiten erläutert (z.B. Werkzeugwechsel-Paletten). Die Ebenen der erfindungsgemäßen Anordnungen, z.B. die Anordnung der Werkzeuge bzw. deren Lagereinheiten 550 der Transport-Bewegungsautomaten 510 unten auf der rechten Seite der Transportrichtung, die Lagereinheiten 550ur I und 550ur II, sind so gedacht: der Werkzeugwechsel soll immer von einem gerade eingebauten Werkzeug Nr. 1 auf ein neues einzubauendes Werkzeug Nr. 2 erfolgen. Die Lagereinheit 550ur I soll demnach die ausge¬ wechselten Werkzeuge Nr. 1 aufnehmen und ist zum Beginn des Werkzeugwechsels leer. Als erster Auswechselvorgang wird das Werkzeug Nr. 1 der Transport-Bewegungsautomaten 510, z.B. Greifer oder Saugerspinne, auf der Position 511 der Lagereinheit 550ur I abgelegt. Danach wird aus der Lagereinheit 550ur II von der Position 515 ein Schablonenträger- Greifarm 515 vom Transport-Bewegungsautomaten 510 entnommen, der für die Aufnahme und den Transport der sogenannten Schablonen, die auf sogenannten Schablonenträgern 513 und 514 mit Schnellspannern befestigt sind, vorgesehen ist.
Schablonen sind aus Metall und Kunststoff gefertigte, den Formen der Teile angepaßte Teilehalter. Der Übergabe-Bewegungsautomat nimmt die Teile mit Schablonen (bzw. Werkzeugen) und hält sie damit beim Transport fest. Die Werkzeuge Nr. 1 der Übergabe- Bewegungsautomaten bzw. die Schablonen und die Schablonenträger Nr. 1 513 werden mit dem Schablonenträger-Greifer 515 des Transport-Bewegungsautomaten vom Übergabe- Bewegungsautomaten in die Lagereinrichtung 550ur I verbracht. Der Transport-Bewegungs¬ automat verbringt die Werkzeuge Nr. 2 des Übergabe-Bewegungsautomaten (die Schablonen bzw. Schablonenträger) 514 aus der Lagereinheit 550ur II zum Übergabe-Bewegungs- automaten. Danach wird der Schablonenträger-Greifarm vom Transport-Bewe¬ gungsautomaten 510 zur Lagereinheit 550ur I gebracht und an der Position 515 abgelegt. Nun fährt der Transport-Bewegungsautomat 510 zur Lagereinheit 550ur II und übernimmt das Werkzeug Nr. 2 512. Mit diesem Ablauf sind vom Transport-Bewegungsautomaten 510 die alten Werkzeuge (z.B. Werkzeug Nr. 1) in eine Lagereinheit 550ur I verbracht worden und die neuen Werkzeuge (z.B. Werkzeug Nr. 2) für den Übergabe und Transport-Bewe¬ gungsautomaten aus der Lagereinheit 550ur II übernommen worden, d.h. es wurde ein Werkzeugwechsel für Übergabe- und Transportbewegungsautomat 510 vom Werkzeug Nr. 1 auf Werkzeug Nr. 2 durchgeführt. Der Austausch der Werkzeuge eines Transport-Bewe¬ gungsautomaten 520 ohne Übergabe-Bewegungsautomaten benötigt keine Schablonen bzw. Schablonenträger und damit auch keinen Schablonenträgergreifer 515. Es werden nur das Werkzeug Nr. 1 in die Lagereinheit 550ur I auf die Position 521 verbracht, und das Werk¬ zeug Nr. 2 aus der Lagereinheit 550ur II von der Position 522 übernommen. Die Anordnung eines neuen Werkzeuges bzw. Nr. 2 in den Lagereinheiten 550 II der unteren Ebene bzw. das alte oder auszuwechselnde Werkzeug Nr. 1 in den Lagereinheiten 550 I der unteren Ebene, gewährleistet definierte Positionen der Werkzeuge in der unteren Ebene und ist damit beliebig oft ausführbar.
Die Anordnungen der Lagereinheiten 550 gemäß Fig. 19b sind für die Positionen der Werkzeuge des Werkzeugwechsels gedacht, wenn Transport-Bewegungsautomaten 530, 540 übereinander z.B. in einer oberen Ebene gemäß der erfindungsgemäßen Anordnung an¬ gebracht sind. Die Lagereinheiten 550 befinden sich beim Werkzeugwechsel der Transport- Bewegungsautomaten 530, 540 auf den Positionen 550or III, wo das auszuwechselnde Werkzeug Nr. 1 531 aufgenommen wird bzw. bei 550or IV, wo das neue Werkzeug Nr. 2 auf der Position 532 bereitgestellt wird. Bezüglich des Transport-Bewegungsautomaten 540 ist die Anordnung so gewählt, daß die Lagereinheit 550ol III das auszuwechselnde Werkzeug Nr. 1 541 aufnimmt und die Lagereinheit 550ol IV das neue Werkzeug Nr. 2 auf der Position 542 bereitstellt. Beim Werkzeugwechsel von der Nr. 1 auf die Nr. 2 werden die Nummern als Parameter betrachtet. Man könnte auch sagen, daß ein Werkzeugwechsel von dem einen Werkzeug auf ein zweites Werkzeug stattfindet, wobei die Werkzzeugnummern- festlegung völlig frei ist. Die Fig. 20a bis 20c zeigen den schematischen Ablauf des vollautomatischen Werkzeug¬ wechsel (WzW) je nach den Anordnungen in den Ebenen der Fig. 19a und 19b, wobei der Werkzeugwechsel in mehreren Unterbetriebsarten realisiert werden kann.
Bei der Betriebsart Werkzeugwechsel- Vollautomatik läuft alles vollautomatisch ab, die Vorgabe der neuen Werkzeugnummer bzw. die Umschaltung in die Betriebsart. Ein Werk¬ zeugwechsel und dessen Start wird von extern, z.B. einer Vormaschine (Saugertransfer¬ presse), vorgegeben. Die Betriebsart Werkzeugwechsel Halbautomatik und -Halbautomatik- Teil wird mit Hand angewählt und gestartet. Der Ablauf geschieht Schritt für Schritt, nachdem der vorhergehende Schritt bzw. die vorhergehenden Schritte ausgeführt wurden. Fig. 20a zeigt die allgemeinen Vorgaben des Werkzeugwechsels bis zum Start. Nach dem Start läuft für jeden Transport-Bewegungsautomaten der Werkzeugwechsel logisch gleich ab (siehe Fig. 20c). Besitzt eine Transportanordnung jedoch einen Übergabe-Bewegungs¬ automaten, so läuft der Werkzeugwechsel eines Übergabe- und Transport-Bewegungs¬ automaten nach Fig. 20b ab. Nach dem Start des Werkzeugwechsels fahren die Transport- Bewegungsautomaten in eine Parkposition, um keine Kollisionen untereinander bzw. mit den Lagereinheiten zu erzeugen. Sind die Transport-Bewegungsautomaten in ihrer Parkposition, werden die Lagereinheiten der Produktionsteile des Werkzeugs Nr. 1 abtransportiert, gleichzeitig fährt der Übergabe-Bewegungsautomat in eine Werkzeug-Abgabeposition. Sind diese beiden Schritte ausgeführt, werden die Lagereinheiten mit dem Werkzeuglagerplätzen, z.B. Werkzeugwechselpaletten I und II, jeweils für die unteren Transport-Bewegungs¬ automaten und WzW-Paletten III und IV jeweils für die oberen Transport-Bewe¬ gungsautomaten herangeführt (siehe Fig. 19a und 19b). Ist dieser Schritt ausgeführt, wird das Werkzeug Nr. 1 am Hubschlitten des Transport-Bewegungsautomaten 516 in die definierte Lagereinheit nach Fig. 19a und 19b rechts unten auf die Position 511 geführt. Ist dieser Schritt ausgeführt, übernimmt der Transport-Bewegungsautomat einen Schablonen- trägergreifarm (GFA) zum Greifen der Schablonenträger aus der Position 515 der WzW- Palette II. Ist dieser Schritt ausgeführt, werden vom Transport-Bewegungsautomaten die Schablonenträger des Werkzeugs Nr. 1 vom Übergabe-Bewegungsautomaten in die Lager¬ einheit 511 auf die Positionen 513 übergeben.
Ist die Betriebsart WzW-Halbautomatik-Teil ausgewählt, so fahren die Transport-Bewe¬ gungsautomaten in ihre kollisionsfreie Parkposition. Sind die Parkpositionen angefahren, wird der WzW- Ablauf unterbrochen, um z.B. Reparaturarbeiten, ohne Werkzeuge ausführen zu können. Von diesem Stop des halbautomatischen Werkzeugwechsels kann vorzugsweise nur an derselben Stelle mit Hand erneut gestartet werden.
Im nächsten Schritt werden von einem Transport-Bewegungsautomaten die Schablonenträger des Werkzeugs Nr. 2 aus der Lagereinheit 512 von der Position 514 zum Übergabe-Bewe¬ gungsautomaten übergeben. Ist dieser Schritt ausgeführt, wird der Schablonenträgergreifer GFA an die Position 515 in der Lagereinheit 511 übergeben. Die Schritte Schablonenträger- greifer-Aufnahme und -Abgabe und die Schritte Schablonenträger vom Übergabe-Bewe¬ gungsautomaten werden zur Lagereinheit übertragen und von der Lagereinheit zum Überga¬ be-Bewegungsautomaten. Sie werden vorzugsweise nur bei einem Transport-Bewegungs¬ automaten mit einem Übergabe-Bewegungsautomaten angewandt, z.B. in der Ebene unten rechts gemäß Fig. 20b und 19a.
Ist der letzte Schritt ausgeführt, wird vom Transport-Bewegungsautomaten 510 das Werk¬ zeug Nr. 2 von der Position 512 übernommen. Nach diesem Schritt fahren die Transport- Bewegungsautomaten in Parkposition. Ist dieser Schritt ausgeführt, werden die Werk¬ zeugwechsel-Lagereinheiten abtransportiert und gleichzeitig die Automatik-Programme und Daten für das neue Werkzeug Nr. 2 in die Steuerwerke geladen bzw. aktiviert. Ist der Schritt, WzW-Lagereinheiten abtransportieren, ausgeführt, werden die Lagereinheiten für die Teile des Werkzeugs Nr. 2 herangeführt. Sind die Automatik-Programme für das Werkzeug Nr. 2 geladen, dann fahren die Transport-Bewegungsautomaten und der Übergabe-Bewe¬ gungsautomat in die Startstellung des Automatik-Zyklus. Sind diese Schritte ausgeführt, wird vom allgemeinen Teil des Werkzeugwechsels (siehe Fig. 20a) überprüft, ob alle Bewegungs¬ automaten ihren WzW ausgeführt haben. Ist dieser Schritt erfüllt, wird wieder in Automatik zurückgeschaltet. Die Fig. 20c erklärt den Werkzeugwechselablauf für einen Transport- Bewegungsautomaten ohne Übergabe-Bewegungsautomaten.

Claims

Ansprüche
1. Raumportal-Bewegungsautomat, insbesondere zum Transportieren von Werkstücken bzw. Autopreß teilen aus einer Fertigungsstation bzw. einer Großteilstufenpresse in Verpak- kungs-, Transport- bzw. Lagereinheiten, insbesondere Paletten, bzw. aus einer Lagereinheit in eine Fertigungsstation bzw. eine Presse, a) mit einer ersten, durch eine erste Antriebseinrichtung (110) angetriebenen Haupt¬ achse (X), b) mit einer zweiten durch eine zweite Antriebseinrichtung (120) angetriebenen Haupt¬ achse (Y), die quer zu der ersten Hauptachse (X) verläuft, c) mit einer durch eine dritte Antriebseinrichtung (130) angetriebenen Hauptachse (Z), die in etwa senkrecht zu der von den Hauptachsen (X, Y) aufgespannten Ebene verläuft, und d) mit einer an den drei Hauptachsen (X, Y, Z) angebrachten und mittels dieser beweg¬ baren Greifeinrichtung (150), dadurch gekennzeichnet, daß e) die drei Antriebseinrichtungen jeweils einen Riemenantrieb (110, 120, 130) auf¬ weisen.
2. Raumportal-Bewegungsautomat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, a) daß eine erste Motoreinrichtung (111), eine erste Getriebeeinrichtung (112) und eine erste Riemenscheibeneinrichtung (113) eines ersten Riemenantriebs (110) der ersten Antriebseinrichtung ortsfest an einem Gestell (140) angeordnet sind und über eine erste Riemeneinrichtung (114) einen Transportschlitten (160) entlang der ersten Transport-Hauptachse (X) hin- und herbewegt, und b) daß eine zweite Motoreinrichtung (121), eine zweite Getriebeeinrichtung (122) und eine zweite Riemenscheibeneinrichtung (123) eines zweiten Riemenantriebs (120) der zweiten Antriebseinrichtung am Transportschlitten (160) festgelegt sind und über eine zweite Riemeneinrichtung (124) einen Hubschlitten (170) entlang der zweiten Trans¬ port-Hauptachse (Y) hin- und herbewegt, und c) daß eine dritte Motoreinrichtung (131), eine dritte Getriebeeinrichtung (132) und eine dritte Riemenscheibeneinrichtung (133) eines dritten Riemenantriebs (130) der dritten Antriebseinrichtung am Transportschlitten (160) festgelegt sind und über eine dritte Riemeneinrichtung (134) den Hubschlitten (170) entlang der Hub-Hauptachse (Z) hin- und herbewegt.
3. Raumportal-Bewegungsautomat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Raumportal-Bewegungsautomat eine elektrische bzw. elektronische Steuereinrichtung zum Steuern der einzelnen Hauptachsen und der Greifeinrichtung bzw. Greifernebenachsen aufweist.
4. Raumportal -Bewegungsautomat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Raumportal-Bewegungsautomat entlang seiner Hauptachsen Schienen (180) bzw. Sensoren, die mit Kontakten bzw. Sensoren auf dem Hubschlitten (170) und auf dem Transportschlitten (160) zusammenwirken, aufweist, um so mittels der Steuer¬ einrichtung Schutzräume des Raumportal-Bewegungsautomaten festzulegen.
5. Raumportal-Bewegungsautomat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hubschlitten (170) mittels des dritten Riemenantriebs (130) in einem Hubschlittenträger (170a) teleskopartig ausfahrbar ist.
6. Raumportal-Bewegungsautomat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich am Hubschlitten 170 eine Trag- und Greifeinrichtung befindet, die ebenfalls mit dynamischen Dreh- und Schwenkachsen positioniert bzw. verstellt werden kann.
7. Transportanordnung, insbesondere zum Transportieren von Werkstücken bzw. Autopreßteilen aus einer Fertigungsstation bzw. Saugertransferpresse in Verpackungs-, Transport- bzw. Lagereinheiten, insbesondere Paletten, mit einem Übergabe-Bewegungs¬ automaten (10), der Werkstücke bzw. Autopreßteile von einer Übernahmeposition bzw. Aufnahmeposition (12) aufnimmt und zu mindestens einer Übergabeposition (14) trans¬ portiert, wobei jeder Übergabeposition (14) ein Transport-Bewegungsautomat (31a, 31b) zugeordnet ist, der ein Stück bzw. Teil von der Übergabeposition aufnimmt und zu minde¬ stens einer Ablageposition (32a, 32b) transportiert.
8. Transportanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Transport¬ anordnung mindestens zwei Übergabepositionen (14) aufweist und der Übergabe-Bewegungs¬ automat (10) bei jedem Transport eines Teiles von der Übernahmeposition (12) zu einer der Übergabepositionen (14) sich zyklisch wiederholend eine andere Übergabeposition (14) anfährt.
9. Transportanordnung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitsraum (30a, 30b) des bzw. der Transport-Bewegungsautomaten (31a, 31b) jeweils so bemessen ist, daß er mindestens zwei getrennte Lagereinheiten (34a, 34b) umfaßt, die jeweils mindestens eine Lagerposition (32a, 32b) aufweisen.
10. Transportanordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen der Übernahmeposition (12) und der oder den Übergabepositionen (14) gleich oder etwas kleiner ist als die Hälfte der maximalen Transportgeschwindigkeit des Übergabe-Bewegungsautomaten, geteilt durch die pro Zeiteinheit von der Übernahmeposition (12) abzutransportierenden Stücke bzw. Teile.
11. Transportanordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergabe-Bewegungsautomat synchron mit der von einer Vorrichtung pro Zeitein¬ heit an der Übernahmeposition (12) angelieferten Stücke bzw. Teile elektrisch gesteuert wird.
12. Transportanordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Transport-Bewegungsautomaten jeweils autark gesteuert werden, so daß sie synchron mit der Anlieferung der Stücke bzw. Teile an der Übergabeposition die Teile zu ihrer Lagerposition abtransportieren.
13. Transportanordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Übergabepositionen und die Arbeitsräume der jeweils zugeordneten Transport- Bewegungsautomaten sowie die jeweiligen Lagereinheiten nebeneinander und/oder über- einanderliegen, wobei von den Transport-Bewegungsautomaten während sich zeitlich überschneidender Transportvorgänge jeweils nicht direkt nebeneinander bzw. direkt überein- anderliegende Lagereinheiten angefahren werden.
14. Transportanordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Transport-Bewegungsautomat drei hochdynamischen Hauptachsen aufweist, die vorteilhaft durch Riemenantriebe angetrieben werden.
15. Transportanordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergabe-Bewegungsautomat hochdynamische Achsen aufweist, die vorteilhaft mit Riemen angetrieben werden.
16. Transportanordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Transport-Bewegungsautomat ein Raumportal-Bewegungsautomat nach einem der Ansprüche 1 bis 5 ist.
17. Transportanordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuereinheit zum Steuern der Transportanordnung folgendes aufweist: a) eine Synchronisationseinrichtung zur Synchronisierung der Transportanordnung mit einer mechanischen Einrichtung, insbesondere einer Presse, von der die Transport¬ anordnung Werkstücke bzw. Autopreßteile aufnimmt, b) mit einer von der Synchronisationseinrichtung gesteuerten Positioniersteuerung, die den Übergabe-Bewegungsautomaten steuert, c) mit einer integrierten Robotersteuerung bzw. geeignete Geräte zur Steuerung eines Transport-Bewegungsautomaten pro Transport-Bewegungsautomat, und d) insbesondere mit einer Visualisierungseinrichtung, die mit mindestens einem Bedien¬ pult verbunden ist, e) wobei die Synchronisationseinrichtung, die Positioniersteuerung, die integrierte Robotersteuerung bzw. die Steuerungen für jeden Transport-Bewegungsautomaten und die Visualisierungseinrichtung jeweils voneinander getrennt von einer speicher¬ programmierbaren Steuerung gesteuert werden und Signale an diese abgeben oder die Zusammenfassung dieser Funktionen in einem Rechner, wie Personal-Computer oder Microcomputer-System erfolgt.
18. Transportanordnung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Syn¬ chronisationseinrichtung eine Steuerung oder Baustein oder ein Verbund von Steuerungen bzw. Bausteinen umfaßt, die es ermöglichen, abhängig von Winkelstellungen untergeordnete Achsen zu positionieren.
19. Transportanordnung nach Anspruch 7 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß für jeden Transport-Bewegungsautomaten oder jedem einem Transport-Bewegungsautomaten zu¬ geordneten Abschnitt bzw. zugeordneter Seite eine eigene bzw. getrennte Steuereinheit nach Anspruch 17 oder 18 vorgesehen ist.
20. Transportanordnung, insbesondere nach einem der Ansprüche 7 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß sie nach einem der Ansprüche 7 bis 19 ausgebildet ist, wobei die Stücke bzw. Teile entgegen der in den Ansprüchen 7 bis 19 beschriebenen Richtung von der Lagerposition bzw. den Lagerpositionen über die Übergabeposition(en) zu der Übernahme¬ position transportiert werden.
21. Verarbeitungsanordnung, insbesondere zum Verarbeiten von Werkstücken bzw. Autopreßteilen mittels einer Verarbeitungsmaschine, wie einer Presse oder Schweißmaschi¬ ne, wobei vor und hinter einer Verarbeitungsmaschine jeweils mindestens ein Raumportal- Bewegungsautomat gemäß Anspruch 1 bis 6 oder eine Transportanordnung gemäß Anspruch 7 bis 20 angeordnet ist, die jeweils die Verarbeitungsmaschine mit Teilen versorgen bzw. entsorgen.
22. Verarbeitungsanordnung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Raumportal-Bewegungsautomaten gemäß Anspruch 1 bis 6 bzw. die Transport-Bewegungs¬ automaten gemäß Anspruch 7 bis 20 nebeneinander und/oder übereinander angeordnet die Produktionsmaschine mit Teilen versorgen bzw. entsorgen.
23. Verfahren zum Transportieren von Werkstücken bzw. Teilen, insbesondere zum Abtransportieren von Autopreßteilen aus einer Saugertransferpresse in Paletten, dadurch gekennzeichnet, daß a) ein erstes Stück bzw. Teil mittels eines Übergabe-Bewegungsautomaten von einer Übernahme- bzw. Aufnahmeposition aufgenommen wird und zu einer ersten Über¬ gabeposition verbracht wird, wobei danach der Übergabe-Bewegungsautomat in die Übernahmeposition zurückkehrt, b) das erste Stück bzw. Teil von der ersten Übergabeposition mittels eines ersten Trans¬ port-Bewegungsautomaten aufgenommen und in eine erste Lagerposition transportiert wird, wobei währenddessen der Übergabe-Bewegungsautomat ein zweites Stück bzw. Teil von der Übernahmeposition aufnimmt und zu einer zweiten Übergabeposition transportiert, wo sich ein zweiter Transport-Bewegungsautomat in einer Position zum Aufnehmen des zweiten Stücks bzw. Teils befindet, wobei danach der Übergabe- Bewegungsautomat in die Übernahmeposition zurückkehrt, c) das zweite Stück bzw. Teil mittels des zweiten Transport-Bewegungsautomaten von der zweiten Übergabeposition aufgenommen und in eine zweite Lagerposition ver¬ bracht wird, wobei währenddessen der Übergabe-Bewegungsautomat ein drittes Teil von der Übernahmeposition aufnimmt und zu der ersten Übergabeposition trans¬ portiert, wo sich der erste Transport-Bewegungsautomat in der ersten Übergabeposi¬ tion zum Aufnehmen des dritten Teiles befindet bzw. zwischenzeitlich in diese Position zurückgekehrt ist.
24. Verfahren zum Austausch von Werkzeugen eines Bewegungsautomaten, insbesondere eines Bewegungsautomaten nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die auszuwechselnden Werkzeuge des Bewegungsautomaten mit Hilfe von diesem oder einem anderen Bewegungsautomaten in eine Lagereinheit verbracht und Werk¬ zeuge aus einer Lagereinheit heraustransportiert werden, und wonach der Werkzeugwechsel insbesondere den Zu- und Abtransport der produktionsbedingten und der werkzeug¬ wechselbedingten Lagereinheiten umfaßt.
25. Verfahren zum Austausch von Schablonen bzw. Werkzeugen des Übergabe-Bewe¬ gungsautomaten nach Anspruch 7 bis 20, wonach der bzw. die Transport-Bewegungs- automat(en) nach Anspruch 7 bis 20 die auszuwechselnden Schablonen in eine Lagereinheit verbringt bzw. verbringen und neue Schablonen von einer Lagereinheit zu dem Übergabe- Bewegungsautomaten transportiert bzw. transportieren.
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