VORRICHTUNG 2UM TRANSPORT UND ZUR LAGEVΞRÄNDERUNG VON WERKSTÜCKEN
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Transport und zur Lageveränderung von Platinen, umgeformten Werkstücken sowie Doppelteilen, insbesondere an der Einlege- und Entnahmestufe in Metall bearbeitenden Pressen mit mehreren Bearbeitungsstu- fen und Pressenstraßen.
Stand der Technik
Werkstücke, bei deren Herstellung mehrere Arbeitsoperationen z.B. Umformen oder Schneiden, erforderlich sind, werden in der Regel auf so genannten Mehrstößel-Transferpressen oder Pres¬ senstraßen hergestellt. Die Anzahl der Werkzeuge entspricht der Anzahl der Arbeitsstufen, die zur Herstellung erforderlich sind. Zwischen den Arbeitsstufen befinden sich Transportein- richtungen, die die Werkstücke von einer Bearbeitungsstation zur Nächsten transportieren. Bei der konventionellen Ausfüh¬ rung dieser Transporteinrichtungen werden Greifer- bzw. Trag¬ schienen, die sich über die gesamte Pressenlänge erstrecken, mit kurvengesteuerten Antrieben bewegt. An diesen Schienen be- finden sich Greifer- oder Halteelemente, mit denen die Werkstücke während des Transportes gehalten werden.
Kennzeichnend für diese Bauart sind einerseits die hohe Be¬ triebssicherheit, andererseits aber auch die sehr großen be¬ wegten Massen mit entsprechend großen Antrieben.
Die hohen Kosten dieser konventionellen Transporteinrichtungen waren einer der Gründe für die Entwicklung der so genannten elektronischen Transporteinrichtungen. Bei dieser Ausführungs¬ art wird auf den Einsatz der kurvengesteuerten Antriebe und der durchgehenden Greifer- bzw. Tragschienen verzichtet. Stattdessen sind in jeder Bearbeitungsstufe eigen angetriebene Transfereinrichtungen, paarweise und spiegelbildlich angeord¬ net, im Ständerbereich angebracht.
In der DE 100 09 574 Al ist eine derartige Transfereinrichtung ausführlich beschrieben. Bei dieser Art des Teiletransportes kann auf eine Zwischenablage, wie sie bei den konventionellen Transportsysterαen noch üblich war, verzichtet werden. Diese Zwischenablage, auch Orientierstation genannt, hatte die Auf¬ gabe die Orientierung der Werkstücke zwischen den Bearbei- tungsstationen so zu verändern, dass diese von der nachfolgen¬ den Transfereinrichtung ohne Veränderung der Orientierung in das nächste Werkzeug transportiert werden konnten.
Die Transportsysteme der neueren Generation können diese Lage- Veränderung der Werkstücke zwischen den Bearbeitungsstationen während des Transportes ausführen. Die Lageveränderung kann folgende Bewegungsachsen umfassen:
1. horizontales Verschieben in und gegen Transportrichtung 2. Verschieben quer zur Transportrichtung
3. Schwenken in und gegen Transportrichtung
4. Schwenken quer zur Transportrichtung
5. vertikale Höhenveränderung
6. Schräglage in Transportrichtung
Das unter 2. erwähnte Verschieben quer zur Transportrichtung wird in der DE 100 09 574 durch einen auf dem Saugerbalken ge- führten Horizontalschlitten erreicht. Dieser Horizontalschlit¬ ten wird von einem Servomotor mit entsprechendem Steuerkreis und einem Spindel-Muttersystem angetrieben. Das Verschieben quer zur Transportrichtung wird sowohl für das Querverschieben von großen Werkstücken, als auch zum Auseinander fahren bzw. Vereinzeln von Doppelteilen benötigt.
In der DE 199 53 049 C2 ist eine Transportvorrichtung offen¬ bart, insbesondere für die Einlege- und Entnahmestufe. Dabei werden die Möglichkeiten zur Lageveränderung der Platinen an der Einlegestufe und den Fertigteilen an der Entnahmestufe da¬ hingehend erweitert, dass die Werkstücke sowohl quer zur Durchlaufrichtung verschiebbar, als auch um einen Schwenkwin¬ kel von 90° drehbar sind. Diese erfolgt über einen oder zwei Schlitten, welche auf dem Saugerbalken gelagert sind. Ein Me- chanismus zum Verschieben und Drehen des Schlittens bzw. des Werkstückes ist nicht offenbart. Eine ähnliche Lösung ist in der DE 102 02 348 zu sehen. Die oben beschriebene Lösung wird so erweitert, dass der Transport der Werkstücke von zwei Vor¬ richtungen, welche sich in zwei unterschiedlichen horizontalen Ebenen bewegen, alternierend ausgeführt werden kann. Dadurch wird eine Hubzahlerhöhung angestrebt. Auch hier kommt ein Schlitten zum Einsatz welche auf der Quertraverse verschiebbar gelagert ist. An dem Schlitten ist eine zweite Quertraverse drehbar gelagert. Die Drehbewegung erfolgt über eine angetrie- bene Zahnstange, die ein im Schlitten gelagertes Ritzel an¬ treibt und so den zweiten Saugerbalken in Drehung versetzt.
Der Nachteil dieser Ausführung ist, dass durch die Anordnung des Dreh- bzw. Verschiebemechanismus eine große Bauhöhe ent¬ steht, die der Forderung einer guten Freigängigkeit beim Ein¬ legen bzw. dem Austragen der Werkstücke entgegensteht. Außer- dem ist es bei dieser Bauart nicht möglich beide Antriebsmoto¬ ren stationär, bezogen auf die Quertraverse, zu betreiben.
Aufgabe und Vorteil der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend vom Stand der Technik eine Vorrichtung, zum Transport und zur Lageverän¬ derung, insbesondere zum Querverfahren und Drehen von Einfach- und Doppelteilen, vorzuschlagen, bei der die Antriebe für die- se Lageveränderung stationär in Relation zur Quertraverse sind. Außerdem soll durch eine möglichst kompakte Bauform eine gute Freigängigkeit ermöglicht werden.
Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Transportvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruch 1 durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruch 1 gelöst. In den ünteransprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der in dem Hauptanspruch angegebenen Transportvorrichtung verwirklicht.
Der Erfindung liegt der Kerngedanke zugrunde, die Dreh- und Längsbewegung einer Dreh-Schiebeeinheit mittels zwei relativ zur Quertraverse stationären Antrieben durch vorteilhafte Be¬ wegungsüberlagerung zu realisieren. Dabei wirken beide An¬ triebsstränge auf dieselbe Dreh-Schiebeeinheit, d.h. über die jeweiligen Bewegungsübertragungsmittel können sowohl transla¬ torische als auch rotatorische als auch deren überlagerte Be¬ wegungen an der Dreh-Schiebeeinheit eingeleitet werden. Mit¬ tels einer hochdynamischen Regelung der beiden Motoren lassen
sich mit den beiden Antriebssträngen alle Bewegungsprofile zum überlagerten Verschieben und Drehen der Dreh-Schiebeeinheit bzw. des Werkstückes ausführen. Durch eine programmierbare Steuerung bzw. Regelung der beiden voneinander unabhängigen Antriebe werden die jeweiligen Antriebsstränge in ihren Bewe¬ gungsabläufen, Geschwindigkeiten und Bewegungsrichtungen be- einflusst, wodurch jede gewünschte Bewegungscharakteristik er¬ reicht wird. Durch den Einsatz von zwei, bezogen auf die Quertraversen, stationär angeordneten Antriebsmotoren wird auch die Energiezuführung wesentlich vereinfacht. Durch Redu¬ zierung der Antriebsmasse und den zwei ortsfesten Motoren er¬ gibt sich auch eine deutliche Verbesserung der Energiebilanz. Die erfindungsgemäße Vorrichtung, insbesondere die Dreh- Schiebeeinheit ist konstruktiv so gestaltet, dass eine mög- liehst geringe Bauhöhe entsteht. Dies ist erforderlich, damit bei der Quertraverse mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung beim Einlegen bzw. Austragen der Werkstücke eine gute Freigän- gigkeit, bezogen auf das Ober- und Unterwerkzeug, erreicht wird. Als Bewegungsübertragungsmittel zwischen den beiden An- trieben und der Dreh-Schiebeeinheit kommen vorzugsweise Zahn¬ riemen zum Einsatz. Aber auch alle anderen bekannten Bewe¬ gungsübertragungsmittel, wie beispielsweise Zahnstangen, sind denkbar.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist sowohl für Einlegevorgän¬ ge von Platinen in die erste Umformstufe als auch für Austra¬ gevorgänge von fertig umgeformten Werkstücken aus der letzten Stufe in vorteilhafter Weise einsetzbar. Das Austragen der Werkstücke aus der letzten Umformstufe und das lageorientierte Ablegen auf einem Förderband ist im nachfolgenden Ausführungs¬ beispiel detailliert beschreiben. Beim Einlegen von Platinen aus einer Platinenzuführvorrichtung in die erste Umformstufe ist der Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung ebenfalls
vorteilhaft. Durch die Möglichkeit die Platinen während des Einlegens zu drehen, können Platinen in Längsrichtung durch die Platinenzuführvorrichtung mit ihren Komponenten, wie zum Beispiel Richtapparat, Sprühgerät, Waschmaschine transportiert werden.
In Verbindung mit einem Bildverarbeitungssystem mit einer ent¬ sprechenden Steuereinheit kann die erfindungsgemäße Vorrich¬ tung die Platine aus einer Undefinierten Lage am Ende der PIa- tinenzuführvorrichtung direkt lageorientiert in die erste Um¬ formstufe einlegen. Dadurch wird eine mechanische Zentriersta¬ tion überflüssig. In jüngster Zeit sind auch Zentrierstationen bekannt geworden, die mittels einem Bildverarbeitungssystem die Undefinierte Lage der Platine erfassen und anschließend mittels einem oder zwei Roboter die Lage des Werkstückes so korrigieren, dass die Platine vom Transportsystem der Presse erfasst und eingelegt werden kann. Auch auf diese aufwendige und kostenintensive Lösung kann beim Einsatz der erfindungsge¬ mäßen Vorrichtung verzichtet werden.
Ein weiterer Vorteil ist, dass eine mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgestatteten Quertraverse ohne größeren Umrüst¬ aufwand gegen eine Standard-Quertraverse ausgetauscht werden kann. Dieser modulare Aufbau ermöglicht somit ein äußerst fle- xibles Betreiben der Umformanlagen.
Weitere Einzelteile und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem anhand der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Es zeigen :
Figur 1 letzte Uttiformstufe einer Großteilstufenpresse mit Förderbänder in der Draufsicht-Position Austragen
Figur 2 letzte Umformstufe einer Großteilstufenpresse mit Förderbänder in der Draufsicht-Position Ablegen
Figur 3 letzte Umformstufe einer Großteilstufenpresse mit Förderbänder in der Seitenansicht
Figur 4 Quertraverse mit erfindungsgemäßer Vorrichtung in der Draufsicht
Figur 5 Quertraverse mit erfindungsgemäßer Vorrichtung in ei¬ ner Schnittdarstellung
Figur 6 Quertraverse mit erfindungsgemäßer Vorrichtung in der
Draufsicht mit Bewegungstabelle
Figur 7 letzte Umformstufe einer Großteilstufenpresse mit
Förderbänder in der Draufsieht-Position Austragen und Ablegen von Doppelteilen
Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
Figur 1 zeigt ein elektronisches Transfersystem 2, welches die Aufgabe hat, ein umgeformtes Werkstück 3 aus der letzten Um- formstufe 1 einer Mehrstößel-Transferpresse oder einer Pres¬ senstraße zu entnehmen und auf eines der Förderbänder 4, 5 ab¬ zulegen. Diese Förderbänder 4, 5 welche sich in Richtung des Pfeils β kontinuierlich oder getaktet bewegen, dienen der Abstapelung der fertig umgeformten Werkstücke 3 in den hier nicht näher dargestellten Abstapelbehälter.
Um bei der Abstapelung mit der maximalen Pressenhubzahl Schritt halten zu können, werden in diesem Ausführungsbeispiel zwei parallel arbeitende Förderbänder 4, 5 eingesetzt. Bei dem dargestellten Werkstück 3 handelt es sich um ein großflächiges und längliches Formstück. Deshalb ist beim Transport aus der letzten Umformstufe 1 bzw. aus dem Unterwerkzeug 7 eine Dre¬ hung des Werkstückes 3 erforderlich, damit es längs auf das Förderband 5 abgelegt werden kann. Da das Förderband 5 nicht mittig in Pressendurchlaufrichtung angeordnet ist, ist zusätz¬ lich zur Drehung auch ein Verschieben des Werkstückes 3 ent¬ lang der Längsachse der Quertraverse 8 erforderlich.
Figur 2 zeigt die Situation beim Ablegen des Werkstückes 3 auf das Förderband 5. Das Transfersystem 2 hat zusätzlich zur ei¬ gentlichen Transportbewegung von der letzten Umformstufe 1 zur Ablageposition auf dem Förderband 5 auch eine Verschiebebewe¬ gung des Werkstücks 3 entlang der Längsachse der Quertraverse 8, sowie Drehbewegung um ca. 90° herbeigeführt. Dadurch kann das Werkstück 3 mittig auf das Förderband 5 abgelegt und der Abstapelung zugeführt werden.
In Figur 3 ist der Werkstücktransport als Seitenansicht in ei¬ ner vereinfachten Darstellung zu sehen. Zu sehen sind drei un¬ terschiedliche Positionen während des Werkstücktransportes, das Aufnehmen des Werkstückes 3 aus dem Unterwerkzeug 7 der letzten Umformstufe 1, der Werkstücktransport zwischen der letzten Umformstufe 1 und den Förderbändern 4, 5 entlang der Bahnkurve 9 und schließlich das Ablegen des Werkstückes 3 auf einem der Förderbänder 4, 5.
Eine Draufsicht auf die Quertraverse 8 mit der Dreh- Schiebeeinheit 10 ist in Figur 4 dargestellt. Zu sehen sind die beiden Zahnriemen 11 und 12 mit den entsprechenden Antrie¬ ben 25 und 26, welche fest mit der Quertraverse 8 verbunden sind. Beide Zahnriemen 11, 12 stehen mit einer Riemenscheibe
13 in Wirkverbindung. Die Riemenscheibe 13 ist über ein Lager
14 mit einem Schlitten 15 drehbar verbunden. Dieser Schlitten
15 wiederum ist über zwei Linearführungen an der Quertraverse 8 verschiebbar gelagert. Die Linearführungen bestehen aus je- weils einer Führungsleiste 16, welche fest mit der Quertraver¬ se 8 verbunden ist und Führungsschuhen 17, welche mit dem Schlitten 15 fest verbunden sind. An der Riemenscheibe 13 sind Halteplatten 18 angebaut. Diese Halteplatten 18 dienen zur Aufnahme des Toolings 19 mit den Haltearmen 20 und den Vakuum- Saugern 21. Die Zahnriemen 11, 12 werden von den Antrieben 25 und 26 angetrieben und von den Riemenscheiben 23 und 24, wel¬ che auf der jeweils entgegengesetzten Seite mit der Quertra¬ verse 8 fest verbunden sind, umgelenkt. Am Schlitten 15 befes¬ tigt sind die Riemenscheiben 27, 28, 29 und 30. Diese dienen dazu den Umschlingungswinkel der Zahnriemen 11, 12 an der Rie¬ menscheibe 13 zu vergrößern und dadurch eine sichere Wirkver¬ bindung zu gewährleisten.
In Figur 5 ist diese Anordnung in einer Schnittdarstellung ab¬ gebildet.
Die unterschiedlichen Varianten des Verdrehens und Verschie- bens der Dreh-Schiebeeinheit 10 durch die Änderungen im Dreh¬ sinn der Antriebe 25 und 26 sind in Figur 6 dargestellt. Die vier abgebildeten Varianten ergeben jede für sich entweder nur eine Drehbewegung oder nur eine translatorische Bewegung der Dreh-Schiebeeinheit 10. Dies gilt nur unter der Voraussetzung, dass die Drehzahlen beider Antriebe 25 und 26 vom Betrag her gleich sind, unabhängig von der Drehrichtung. Bei nicht kon¬ stanten Drehzahlen überlagern sich die Bewegungen, so dass ein Drehen bei gleichzeitigem Verschieben der Dreh-Schiebeeinheit 10 und somit auch des Werkstückes 3 realisierbar ist.
Eine weitere Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in Figur 7 dargestellt. Werden zwei dieser Vorrichtungen auf ei¬ ner Quertraverse 8 installiert, so können auch Doppelteile 3 aus der Presse entnommen und auf den Förderbändern 4, 5 lage¬ orientiert abgelegt werden. Zu sehen sind sowohl die Position der Quertraverse 8 bei der Aufnahme der Werkstücke 3 aus der letzten Umformstufe 1, als auch die Position der Quertraverse 8 beim Ablegen der Werkstücke 3 auf die Förderbänder 4, 5. Wie auch beim Transport von Einfachteilen ist auch hier der Aus¬ tausch der Standard-Quertraverse durch die Quertraverse mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ohne zusätzlichen Rüstauf¬ wand ohne weiteres möglich.
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen und dargestell¬ ten Ausführungsbeispiele beschränkt. Sie umfasst auch alle fachmännischen Ausgestaltungen im Rahmen der Ansprüche liegen.
Bezugs zeichenliste
1. Umformstufe 16. Führungsleiste
2. elektronisches Transfer¬ 17. Führungsschuh system 20 18. Halteplatte 3. Werkstück 19. Tooling 4. Förderband 20. Haltearm
5. Förderband 21. Vakuumsauger
6. Richtungspfeil 22. Tabelle
7. Unterwerkzeug 25 23. Riemenscheibe 8. Quertraverse 24. Riemenscheibe
9. Bahnkurve 25. Antrieb
10. Dreh-Schiebeeinheit 26. Antrieb
11. Zahnriemen 27. Riemenscheibe
12. Zahnriemen 30 28. Riemenscheibe 13. Riemenscheibe 29. Riemenscheibe
14. Lager 30. Riemenscheibe
15. Schlitten