WO2008080558A1 - Transport system for workpieces - Google Patents

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WO2008080558A1
WO2008080558A1 PCT/EP2007/011157 EP2007011157W WO2008080558A1 WO 2008080558 A1 WO2008080558 A1 WO 2008080558A1 EP 2007011157 W EP2007011157 W EP 2007011157W WO 2008080558 A1 WO2008080558 A1 WO 2008080558A1
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WO
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drive
transport system
belt
drive means
workpiece
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PCT/EP2007/011157
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Inventor
Sigmund Kumeth
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Sigmund Kumeth
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q17/00Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
    • B23Q17/22Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring existing or desired position of tool or work
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23Q7/00Arrangements for handling work specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools, e.g. for conveying, loading, positioning, discharging, sorting
    • B23Q7/14Arrangements for handling work specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools, e.g. for conveying, loading, positioning, discharging, sorting co-ordinated in production lines
    • B23Q7/1426Arrangements for handling work specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools, e.g. for conveying, loading, positioning, discharging, sorting co-ordinated in production lines with work holders not rigidly fixed to the transport devices
    • B23Q7/1447Arrangements for handling work specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools, e.g. for conveying, loading, positioning, discharging, sorting co-ordinated in production lines with work holders not rigidly fixed to the transport devices using endless conveyors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65GTRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G17/00Conveyors having an endless traction element, e.g. a chain, transmitting movement to a continuous or substantially-continuous load-carrying surface or to a series of individual load-carriers; Endless-chain conveyors in which the chains form the load-carrying surface
    • B65G17/12Conveyors having an endless traction element, e.g. a chain, transmitting movement to a continuous or substantially-continuous load-carrying surface or to a series of individual load-carriers; Endless-chain conveyors in which the chains form the load-carrying surface comprising a series of individual load-carriers fixed, or normally fixed, relative to traction element
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65GTRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G17/00Conveyors having an endless traction element, e.g. a chain, transmitting movement to a continuous or substantially-continuous load-carrying surface or to a series of individual load-carriers; Endless-chain conveyors in which the chains form the load-carrying surface
    • B65G17/22Conveyors having an endless traction element, e.g. a chain, transmitting movement to a continuous or substantially-continuous load-carrying surface or to a series of individual load-carriers; Endless-chain conveyors in which the chains form the load-carrying surface with oppositely-moving parts of the conveyor located in a common plane and being formed by individual load carriers only

Definitions

  • the present invention relates to a transport system, in particular a transport system for an assembly and / or processing plant, for objects of any kind to be mounted or machined (hereinafter referred to as "workpieces") Furthermore, the invention relates to a method for transporting workpieces, in particular
  • the workpieces are, for example, components or assemblies to be assembled or machined, or other objects to be mounted or processed, such as paper to be printed.
  • Assembly and processing systems are known in different versions.
  • assembly systems are known in which workpiece holders are moved past on a closed conveyor line at several workstations at which the production or assembly of the components or assemblies is then carried out in several steps, on these recordings, this each with high precision at each workstation must be positioned
  • form-fitting transmissions such as traction drives, such as chain drives or toothed belt drives
  • traction drives such as chain drives or toothed belt drives
  • form-fitting profiling eg gear
  • rotary indexing and longitudinal transfer systems are known from the prior art, which can be used for the transport of workpieces and for the positioning of workpiece holders on such workstations.
  • a belt in the form of a toothed belt is controlled by means of a switching stepping device or the like.
  • the number of available target positions is u.a. determined by the step used.
  • the deviations in the strip length resulting during tightening of the strip can only be partially compensated by adjusting the switching step.
  • the desired and actual achievable target positions often do not match exactly.
  • the error tolerances of the belt and the shift pawl add up in a manner which makes high-precision positioning of workpieces very difficult.
  • An object of the present invention is a
  • the transport system comprises a drive, a frictionally cooperating with the drive drive means, a number by means of the drive means movable workpiece holders, a measuring unit for determining a position at least one of the workpiece holders and / or a position of the drive means and a control unit for controlling the drive in Dependence on the position determination.
  • a first basic idea of the invention is to use a drive means in the manner of a frictional traction mechanism drive for the transport of the workpiece holders.
  • traction drives are gearboxes where a torque is transmitted between two axially parallel waves by means of a both shaft ends wrapped around the traction means, here only a drive of the "traction means" takes place through a first shaft, without it depends on a torque transmission to a second shaft.
  • a belt is understood to mean an elongated strip of a more or less flexible material, the two ends of which are connected and which is used to transmit forces or torques.
  • Flat belts achieve a particularly high degree of efficiency. In order to prevent that flat belts from the discs (drive pulley, clamping pulley) run, they can be made more or less spherical. The belts then center automatically.
  • the terms “belt” and “belt” are used interchangeably.
  • V-belts can transmit much larger forces than flat belts with the same footprint. Due to the higher friction and the forces on the bearings are much lower. Instead of a drive pulley with a flat pad is often used to drive a V-belt a disc with a wedge-shaped groove.
  • Components are free of component-specific positioning elements (e.g., teeth or holes in the belt, etc.).
  • Essential to the invention is that the belt can take any position without being limited by predetermined positioning elements in its free position choice.
  • Positioning elements rigidly fixed positioning of the workpiece holders according to the requirements of each case possible.
  • Using a belt as a drive means quiet and quiet running, low maintenance (no lubrication), comparatively low cost, short-term overload capability (belt slippage) and high rotational speeds (rotational speeds).
  • the desired high-precision positioning can be achieved.
  • all components can have tolerances.
  • the drive means (belt, belt) can have a length tolerance of up to several millimeters demonstrate.
  • the tensioning of the belt has no influence on the precision of the transport system.
  • the decisive factor is that after the tensioning of the belt, an initialization of the transport path is made.
  • the position of at least one of the workpiece holders (and / or the belt) is determined by a measuring unit.
  • the tape runs a full revolution or a plurality of revolutions until the original position of the workpiece holder (or the band) is reached again.
  • the length of the tape and thus the total existing transport path is determined and can be used in the control unit of the drive for an assignment of motor rotation (rotation of the drive pulley) on the one hand and movement of the drive means (belt, belt) on the other.
  • Another basic idea of the invention is to use a direct drive as the drive.
  • the motor is designed to operate directly with the speed of the drive pulley.
  • the use of such a direct drive not only eliminates a gearbox, which reduces wear, noise and oil loss of the drive. At the same time, the required space is reduced by the integrated design.
  • FIG. 3 shows the transport system according to the invention from FIG. 2 (perspective from below), FIG.
  • Fig. 4 shows the transport system according to the invention from Fig. 2 (top view) and
  • Fig. 5 is a detail view of a workpiece holder with tape
  • FIGS. 2 to 4 a simple concentricity transport system is shown (cf., FIGS. 2 to 4), in which twelve
  • Workpiece receivers 5 in the form of receiving carriage with the help of four guide rollers 11 on .einer guide or support rail 12 are guided.
  • the course of the mounting rail 12 indicates the path of movement of the workpiece holders 5.
  • the support rail 12 has a cross-section on a sword profile and is located between two pairs of guide rollers of a receiving carriage (see Fig. 5).
  • One of the outer guide rollers 11 has a projection 13 to which a vertically downwardly extending holder 14 is attached.
  • two clamping pieces 16 are provided, which are bolted to the holder 14.
  • steel band is clamped, as shown by way of example in Fig. 5.
  • the steel strip 3 acts frictionally with the drive pulley 18 of the drive 2, here an electric motor, together.
  • the use of steel, especially spring steel, as strip material reduces the sensitivity to external influences (oil, gas, temperature, dirt, water, dust).
  • Spring steel bands are particularly durable, light and hardly stretchy.
  • the tensile slip is drastically reduced by the use of steel as strip material. Therefore, a steel strip is well suited for precision positioning as in the present case.
  • the steel strip 3 is designed in the present example as a flat band.
  • the surfaces of the drive pulley 18 and des Bandes 3 are essentially smooth. In any case, they have no subdivisions or positioning elements.
  • the vertical distance between the clamping pieces 16 to each other is selected such that the drive pulley 18 and the drive pulley 18 opposite clamping disc 19 engage in the resulting gap 21 and the Band 3 can drive via a friction. Since the band 3 is firmly clamped to the holder 14, the twelve receiving carriage 5 are taken in the transport direction 4 by the movement of the belt 3. The tensioning of the belt 3 is effected by a displacement of the tensioning pulley 19. The tensioning pulley 19 also serves for deflecting the steel belt 3 during operation. Alternatively, it is possible to tension the band 3 by a corresponding displacement of the drive pulley 18.
  • the drive pulley 18 is formed in the illustrated embodiment as part of a direct drive.
  • the direct drive is usually a special form of servo drive, usually in the form of a three-phase, brushless synchronous motor with permanent excitation.
  • servo drive usually in the form of a three-phase, brushless synchronous motor with permanent excitation.
  • the desired movements take place directly, ie without prior
  • a direct drive 2 is preferably a "switched reluctance machine".
  • Electric motor 2 used in particular, a high-pole edge effect reluctance machine is used.
  • the motor used is a brushless servomotor without permanent magnets. It is equipped with a cross roller bearing with high rigidity and accuracy as well as a lifetime lubrication and thus offers high availability and maintenance-free operation.
  • Motor 2 and control unit 8 of the motor 2 are designed so that they allow a motor drive with a resolution of several 100,000 pulses per revolution. As a result, any desired rotational position of the motor 2 can be approached with a very high repeatability of a few angular seconds. With the aid of the motor 2, accelerations on the order of 80 to 120 s "2 can preferably also be realized.
  • the system may be sized to require about ten revolutions of the drive pulley 18 for a belt revolution.
  • the system may be sized to require about ten revolutions of the drive pulley 18 for a belt revolution.
  • the tape 3 can be stopped at 8,000,000 different target positions.
  • a reference travel takes place, in which the length of the Bandes 3 and thus the future target positions are set in relation to the control pulses of the motor 2.
  • the measuring unit 7 determines for this purpose the position of a selected workpiece carrier X '.
  • a zero position is defined After passing through one revolution, this zero position is again reached by the workpiece carrier X 'The workpiece carrier X' is again detected by the measuring unit 7.
  • the number of pulses for one revolution is defined "Zero position” does not necessarily require a fixed “stop", however, such a fixed stop may be provided.
  • measuring unit 7 different measuring systems can be used. Magnetic systems, for example, in which magnetic strips attached to the workpiece holders 5 have been detected by a stationary sensor, have proven to be useful. In the present example, an optical measuring unit 7 is used, which forms an "optical probe" for detecting a workpiece holder 5 with the aid of a combined laser transmitter / receiver unit 22
  • Measurement results of the measuring unit 7 are transmitted to the control unit 8 and there - possibly after signal conversion, etc. - processed and used to control the motor 2 in dependence on the position determination.
  • the workpiece holders 5 are firmly connected to the band 3, ie not articulated or the like.
  • the once defined positions of the individual workpiece carriers on the belt therefore no longer change.
  • a future control of the target positions of the workpiece holders 5 can thus take place solely on the basis of the tape position, ie by the control of the motor 2 with a certain number of control pulses by the control unit 8.
  • Particularly simple is the positioning of the individual workpiece holders 5, if they are connected at regular intervals with the band 3.
  • any change in the tape length can be compensated for directly and automatically, for example by an automatic adaptation of the number of control pulses required for the respective positioning by the control unit 8.
  • the mechanical error is reduced solely to the tolerance of the drive pulley 18.
  • a possible slippage of the belt 3 is prevented by suitable material (steel).
  • the transport system 1 is a self-controlling system in which the measuring unit 7 determines the position of at least one workpiece holder 5 or of the band 3 at regular intervals (for example at each cycle).
  • an automatic correction of the slip is possible with the aid of an electronic control 8.
  • This self-control preferably takes place at each start-up of the transport system 1 and at the same time even in a number of predefined occasions, for example, when shifted by collision workpiece holders 5 or the like.
  • the complexity of the drive train as a whole is reduced.
  • the rotational angle of the drive need not - as in the prior art - be known in advance. They are rather freely programmable, so that any positions can be approached. Retooling and downtime, which were required in conventional systems with angular changes, can be eliminated. New target positions can be defined in a simple and fast way by reprogramming the control unit.
  • the direct drive 2 also has a built-in position sensor 23 (see Fig. 1), with the aid of the control unit 8, the current position of the drive pulley 18 is transmitted in each case.
  • a completely closed control loop is provided, with the aid of which previously unknown positioning accuracies can be achieved.
  • a transport system for example, the complete production of a complicated component or a complex assembly or editing, for example, a printing of workpieces made of paper, cloth or other material to successively arranged printing machines with high timing and precision done.
  • a check can be made in addition to or instead of an assembly and / or a processing.
  • preferably ring and oval guide systems can be realized when using appropriate guide or support rails 12, wherein the workpiece holders (slide), for example, run on a rectangular or oval course with arbitrarily long lines.
  • machine parts, electrical or optical components, electronic components, semiconductor components, etc. may be used as workpieces.
  • the band 3 may also be circular or S-shaped in further embodiments of the invention.
  • An S-shaped course of the band 3 would be particularly useful for example for a transport of workpieces in a drying chamber for paints or the like.
  • the attachment of the band 3 to the workpiece holders 5 vary. Particularly in the case of an S-shaped course of the band 3, the clamping of the band takes place
  • the clamping of the band 3 would then be done, for example, only one side between the inner side 17 of the upper clamping piece 16 and the inner side 15 of a greatly shortened holder 14, which terminates substantially with the lower edge of the clamping piece 16.
  • Workpiece holders 5, the type of guide 12, etc. differ from the example shown here.
  • the used guide 12 is not continuous, but only provided on sections of the band.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Conveyors (AREA)

Abstract

The present invention relates to a transport system for workpieces. Moreover, the invention relates to a method for transporting workpieces. In order to enable a particularly precise positioning of workpieces, a transport system is suggested having a drive (2), a drive means (3) which works with the drive (2) in a frictional manner, a number of workpiece receivers (5) which can be moved by the drive means (3), a measuring unit (7) for determining a position of at least one of the workpiece receivers (5) and/or a position of the drive means (3), and a control unit (8) for controlling the drive (2) according to the determination of position.

Description

Beschreibung description
Transportsystem für WerkstückeTransport system for workpieces
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Transportsystem, insbesondere ein TransportSystem für eine Montage- und/oder Bearbeitungsanlage, für zu montierende oder zu bearbeitende Gegenstände jeglicher Art (nachfolgend als „Werkstücke" bezeichnet) . Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Transportieren von Werkstücken, insbesondere in einer Montage- und/oder Bearbeitungsanlage. Bei den Werkstücken handelt es sich beispielsweise um zu montierende oder zu bearbeitende Bauelemente oder Baugruppen oder um andere zu montierende oder zu bearbeitende Gegenstände, wie beispielsweise zu bedruckendes Papier.The present invention relates to a transport system, in particular a transport system for an assembly and / or processing plant, for objects of any kind to be mounted or machined (hereinafter referred to as "workpieces") Furthermore, the invention relates to a method for transporting workpieces, in particular The workpieces are, for example, components or assemblies to be assembled or machined, or other objects to be mounted or processed, such as paper to be printed.
Montage- und Bearbeitungsanlagen sind in unterschiedlichen Ausführungen bekannt. Bekannt sind insbesondere Montageanlagen, bei denen Werkstückaufnahmen auf einer geschlossenen Förderstrecke an mehreren Arbeitsstationen vorbeibewegt werden, an denen die Fertigung bzw. Montage der Bauelemente oder Baugruppen dann in mehreren Arbeitsschritten erfolgt, und zwar auf diesen Aufnahmen, die hierfür jeweils mit hoher Präzision an jeder Arbeitsstation positioniert werden müssenAssembly and processing systems are known in different versions. In particular, assembly systems are known in which workpiece holders are moved past on a closed conveyor line at several workstations at which the production or assembly of the components or assemblies is then carried out in several steps, on these recordings, this each with high precision at each workstation must be positioned
Aus dem Stand der Technik ist die Verwendung einer reibschlüssigen oder kraftschlüssigen Kraftübertragung für verschiedenste Systeme bekannt (bspw. sogenannte „Transmissionssysteme") . Jedoch wird stets davon ausgegangen, daß sich derartige Übertragungssysteme nicht zur positionsgenauen Übertragung von Kräften bzw. Drehmomenten eignen, insbesondere weil dabei zwangsläufig ein Schlupf zwischen Riemen und Riemenscheibe auftritt.From the prior art, the use of a frictional or non-positive power transmission for a variety of systems is known (for example, so-called "transmission systems")., However, it is always assumed that such transmission systems not for positionally accurate transmission of forces or torques In particular, because it inevitably occurs a slip between the belt and pulley.
Für Steueraufgaben und/oder Positionierungen werden im Stand der Technik daher seit jeher formschlüssige Übertragungen (wie bspw. Zugmitteltriebe, wie Kettentrieben oder Zahnriementrieben) eingesetzt, bei denen eine Kraft bzw. ein Drehmoment durch Räder mit einer entsprechenden formschlüssigen Profilierung (z.B. Zahnrad) übertragen wird.For control tasks and / or positioning, therefore, form-fitting transmissions (such as traction drives, such as chain drives or toothed belt drives) have always been used in the prior art in which a force or torque is transmitted by wheels with a corresponding form-fitting profiling (eg gear) ,
Aus dem Stand der Technik sind dementsprechend verschiedene Rundtakt- und Längstransfersysteme bekannt, die zum Transport von Werkstücken und zur Positionierung von Werkstückaufnahmen an derartigen Arbeitsstationen verwendet werden können. Üblicherweise wird dabei ein Band in Form eines Zahnriemens mit Hilfe eines Schaltschrittwerkes oder dergleichen angesteuert. Die Anzahl der zur Verfügung stehenden Zielpositionen wird dabei u.a. durch das verwendete Schrittwerk bestimmt. Die sich beim Spannen des Bandes ergebenden Abweichungen in der Bandlänge können durch ein Nachstellen des Schaltschrittwerkes nur teilweise ausgeglichen werden. Somit stimmen die gewünschten und die tatsächlich erreichbaren Zielpositionen häufig nicht genau überein. Anders ausgedrückt addieren sich bei den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen die Fehlertoleranzen von Band und Schaltschrittwerk in einer Art und Weise, die eine hochpräzise Positionierung von Werkstücken sehr erschwert.Accordingly, various rotary indexing and longitudinal transfer systems are known from the prior art, which can be used for the transport of workpieces and for the positioning of workpiece holders on such workstations. Usually, a belt in the form of a toothed belt is controlled by means of a switching stepping device or the like. The number of available target positions is u.a. determined by the step used. The deviations in the strip length resulting during tightening of the strip can only be partially compensated by adjusting the switching step. Thus, the desired and actual achievable target positions often do not match exactly. In other words, in the solutions known from the state of the art, the error tolerances of the belt and the shift pawl add up in a manner which makes high-precision positioning of workpieces very difficult.
Wird anstelle eines Zahnriemens eine Antriebskette verwendet, ändert sich an den Fehlerursachen grundlegend nichts. In diesem Fall addieren sich die Fehlertoleranzen der einzelnen Kettenglieder zu einem Gesamtfehler. Zusammengefaßt ist hochpräzise Positionierung von Werkstücken mit den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen bauartbedingt nicht möglich.If a drive chain is used instead of a toothed belt, nothing fundamentally changes in the cause of the fault. In this case, the error tolerances of the individual chain links add up to a total error. In summary, high-precision positioning of workpieces with the known from the prior art solutions due to design is not possible.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einAn object of the present invention is a
Transportsystem für Werkstücke bereitzustellen, mit dem eine besonders genaue Positionierung der Werkstücke möglich ist. Diese Aufgabe wird durch ein Transportsystem nach Anspruch 1 bzw. durch ein Verfahren nach Anspruch 10 gelöst.To provide a transport system for workpieces, with the particularly accurate positioning of the workpieces is possible. This object is achieved by a transport system according to claim 1 or by a method according to claim 10.
Danach umfaßt das erfindungsgemäße Transportsystem einen Antrieb, ein mit dem Antrieb reibschlüssig zusammenwirkendes Antriebsmittel, eine Anzahl mit Hilfe des Antriebsmittels bewegbarer Werkstückaufnahmen, eine Meßeinheit zum Bestimmen einer Position wenigstens einer der Werkstückaufnahmen und/oder einer Position des Antriebsmittels und eine Steuereinheit zum Steuern des Antriebs in Abhängigkeit von der Positionsbestimmung.Thereafter, the transport system according to the invention comprises a drive, a frictionally cooperating with the drive drive means, a number by means of the drive means movable workpiece holders, a measuring unit for determining a position at least one of the workpiece holders and / or a position of the drive means and a control unit for controlling the drive in Dependence on the position determination.
Das mit Hilfe dieses Transportsystems ausführbare erfindungsgemäße Verfahren umfaßt die folgenden Schritte:The process according to the invention which can be carried out with the aid of this transport system comprises the following steps:
- Bestimmen einer ersten Position der Werkstückaufnahme und/oder des Antriebsmittels mit Hilfe der Meßeinheit,Determining a first position of the workpiece holder and / or the drive means with the aid of the measuring unit,
- Bewegen der Werkstückaufnahme mit Hilfe des Antriebs, - Bestimmen einer zweiten Position der Werkstückaufnahme und/oder des Antriebsmittels mit Hilfe der Meßeinheit undMoving the workpiece holder by means of the drive; determining a second position of the workpiece holder and / or the drive means with the aid of the measuring unit and
- Steuern des Antriebs in Abhängigkeit von der Positionsbestimmung mit Hilfe der Steuereinheit.- Controlling the drive in dependence on the position determination by means of the control unit.
Eine erste Grundidee der Erfindung ist es, für den Transport der Werkstückaufnahmen ein Antriebsmittel nach Art eines reibschlüssigen Zugmitteltriebes zu verwenden. Während jedoch Zugmitteltriebe Getriebe sind, bei denen ein Drehmoment zwischen zwei achsparallelen Wellen mit Hilfe eines beide Wellenenden umschlingenden Zugmittels übertragen wird, erfolgt hier lediglich ein Antrieb des „Zugmittels" durch eine erste Welle, ohne daß es auf eine Drehmomentübertragung auf eine zweite Welle ankommt.A first basic idea of the invention is to use a drive means in the manner of a frictional traction mechanism drive for the transport of the workpiece holders. However, while traction drives are gearboxes where a torque is transmitted between two axially parallel waves by means of a both shaft ends wrapped around the traction means, here only a drive of the "traction means" takes place through a first shaft, without it depends on a torque transmission to a second shaft.
Wie bei reibschlüssigen Zumitteltriebe, die auch als kraftschlüssige Zugmitteltriebe bezeichnet werden, ist es bei der Erfindung wesentlich, daß ein Drehmoment durch die in der Kontaktfläche zwischen Riemen und AntriebsscheibeAs with friction-locking Zumitteltriebe, which are also referred to as positive traction mechanism drives, it is essential in the invention that a torque through the in the contact surface between the belt and drive pulley
(Riemenscheibe) wirkenden Reibkräfte übertragen wird. Dies ist insbesondere bei Flachriemen oder Keilriemen der Fall. Die Größe der auftretenden Reibkräfte hängt von der Vorspannung ab, die mit Hilfe einer Spannrolle oder über die Länge des Riemens eingestellt werden kann.(Pulley) acting frictional forces is transmitted. This is the case in particular with flat belts or V-belts. The size of the frictional forces depends on the preload, which can be adjusted by means of a tension pulley or over the length of the belt.
Unter einem Riemen wird ein länglicher Streifen aus einem mehr oder weniger flexiblen Material verstanden, dessen beide Enden verbunden sind und der zur Übertragung von Kräften oder Drehmomenten eingesetzt wird. Flachriemen erreichen einen besonders hohen Wirkungsgrad. Um zu verhindern, daß Flachriemen von den Scheiben (Antriebsscheibe, Spannscheibe) laufen, können diese mehr oder weniger ballig ausgeführt sein. Die Riemen zentrieren sich dann automatisch. In dem vorliegenden Text werden die Begriffe „Riemen" und „Band" synonym verwendet .A belt is understood to mean an elongated strip of a more or less flexible material, the two ends of which are connected and which is used to transmit forces or torques. Flat belts achieve a particularly high degree of efficiency. In order to prevent that flat belts from the discs (drive pulley, clamping pulley) run, they can be made more or less spherical. The belts then center automatically. As used herein, the terms "belt" and "belt" are used interchangeably.
Anstelle eines Flachriemens kann auch ein Keilriemen verwendet werden. Keilriemen können bei gleichem Platzbedarf wesentlich größere Kräfte als Flachriemen übertragen. Durch die höhere Reibung sind auch die Kräfte auf die Lager wesentlich geringer. Anstelle einer Antriebsscheibe mit einer flachen Auflage wird zum Antrieb eines Keilriemens häufig eine Scheibe mit einer keilförmigen Rille verwendet.Instead of a flat belt and a V-belt can be used. V-belts can transmit much larger forces than flat belts with the same footprint. Due to the higher friction and the forces on the bearings are much lower. Instead of a drive pulley with a flat pad is often used to drive a V-belt a disc with a wedge-shaped groove.
Darüber hinaus sind auch Zwischenformen des Riemens möglich, wobei es erfindungswesentlich ist, daß die beteiligtenIn addition, intermediate forms of the belt are possible, wherein it is essential to the invention that the involved
Bauteile frei von bauteileigenen Positionierungselementen (z.B. Zähne oder Löcher am bzw. im Riemen usw.) sind. Wesentlich für die Erfindung ist es, daß der Riemen jede beliebige Position einnehmen kann, ohne durch vorgegebene Positionierungselemente in seiner freien Positionswahl eingeschränkt zu sein.Components are free of component-specific positioning elements (e.g., teeth or holes in the belt, etc.). Essential to the invention is that the belt can take any position without being limited by predetermined positioning elements in its free position choice.
Durch die Positionsbestimmung des Bandes bzw. der Werkstückaufnahmen und die entsprechende Ansteuerung des Antriebs ist eine hochgenaue und nicht durchBy determining the position of the tape or the workpiece holders and the corresponding control of the drive is a highly accurate and not by
Positionierungselemente starr festgelegte Positionierung der Werkstückaufnahmen entsprechend den Anforderungen des jeweiligen Einzelfalls möglich.Positioning elements rigidly fixed positioning of the workpiece holders according to the requirements of each case possible.
Weitere Vorteile der reibschlüssigen Übertragung und derFurther advantages of the frictional transmission and the
Verwendung eines Riemens als Antriebsmittels sind ein ruhiger und geräuscharmer Lauf, eine geringe Wartung (keine Schmierung) , die vergleichsweise geringen Kosten, eine kurzzeitige Überlastfähigkeit (Riemenschlupf) und hohe Umlaufgeschwindigkeiten (Drehzahlen) .Using a belt as a drive means quiet and quiet running, low maintenance (no lubrication), comparatively low cost, short-term overload capability (belt slippage) and high rotational speeds (rotational speeds).
Durch die Verwendung einer reibschlüssigen Übertragung werden erfindungsgemäß keinerlei hochpräzise Bauelemente mehr benötigt. Allein durch die Ansteuerung des Antriebsmittels werden die gewünschten hochpräzisen Positionierungen erzielt. Mit anderen Worten können sämtliche Bauteile Toleranzen aufweisen. Insbesondere kann das Antriebsmittel (Band, Riemen) eine Längentoleranz von bis zu mehreren Millimetern zeigen. Auch das Spannen des Bandes hat keinen Einfluß auf die Präzision des Transportsystems. Ausschlaggebend ist, daß nach dem Spannen des Bandes eine Initialisierung des Transportweges vorgenommen wird. Hierzu wird die Position wenigstens einer der Werkstückaufnahmen (und/oder des Bandes) durch eine Meßeinheit ermittelt. Anschließend läuft das Band eine ganze Umdrehung oder eine Mehrzahl von Umdrehungen, bis die ursprüngliche Position der Werkstückaufnahme (bzw. des Bandes) wieder erreicht ist. Damit wird die Länge des Bandes und damit der insgesamt vorhandene Transportweg ermittelt und kann in der Steuereinheit des Antriebs für eine Zuordnung von Motorumdrehung (Umdrehung der Antriebsscheibe) einerseits und Bewegung des Antriebsmittels (Band, Riemen) andererseits verwendet werden.By using a frictional transmission, no high-precision components are required according to the invention. Simply by controlling the drive means the desired high-precision positioning can be achieved. In other words, all components can have tolerances. In particular, the drive means (belt, belt) can have a length tolerance of up to several millimeters demonstrate. Also, the tensioning of the belt has no influence on the precision of the transport system. The decisive factor is that after the tensioning of the belt, an initialization of the transport path is made. For this purpose, the position of at least one of the workpiece holders (and / or the belt) is determined by a measuring unit. Subsequently, the tape runs a full revolution or a plurality of revolutions until the original position of the workpiece holder (or the band) is reached again. Thus, the length of the tape and thus the total existing transport path is determined and can be used in the control unit of the drive for an assignment of motor rotation (rotation of the drive pulley) on the one hand and movement of the drive means (belt, belt) on the other.
Eine weitere Grundidee der Erfindung ist es, als Antrieb einen Direktantrieb zu verwenden. Das bedeutet, daß die Antriebsscheibe Teil des Motors ist und ein zusätzliches Getriebe zum Übertragen des Drehmomentes von dem Motor auf die Antriebsscheibe entfällt. Der Motor wird so ausgelegt, daß er direkt mit der Drehzahl der Antriebsscheibe arbeitet. Durch die Verwendung eines solchen Direktantriebes entfällt nicht nur ein Getriebe, wodurch sich Verschleiß, Geräuschentwicklung und Ölverluste des Antriebs reduzieren. Zugleich verringert sich auch der benötigte Platzbedarf durch die integrierte Bauart .Another basic idea of the invention is to use a direct drive as the drive. This means that the drive pulley is part of the engine and eliminates an additional gear for transmitting the torque from the engine to the drive pulley. The motor is designed to operate directly with the speed of the drive pulley. The use of such a direct drive not only eliminates a gearbox, which reduces wear, noise and oil loss of the drive. At the same time, the required space is reduced by the integrated design.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben und werden anhand eines Ausführungsbeispiels mit Hilfe der Figuren näher beschrieben. Diese zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Transportsystems ,Further advantageous embodiments of the invention are specified in the dependent claims and are described in more detail using an exemplary embodiment with the aid of the figures. These show: 1 is a schematic representation of a transport system according to the invention,
Fig. 2 ein erfindungsgemäßes Transportsystem (perspektivisch von oben) ,2 shows an inventive transport system (perspective from above),
Fig. 3 das erfindungsgemäße Transportsystem aus Fig. 2 (perspektivisch von unten) ,3 shows the transport system according to the invention from FIG. 2 (perspective from below), FIG.
Fig. 4 das erfindungsgemäße Transportsystem aus Fig. 2 (Draufsicht) undFig. 4 shows the transport system according to the invention from Fig. 2 (top view) and
Fig. 5 eine Detailansicht einer Werkstückaufnahme mit BandFig. 5 is a detail view of a workpiece holder with tape
(Schnittdarstellung) .(Sectional view).
Die Figuren zeigen dabei die Erfindung nur schematisch. Konstruktiven Einzelheiten sind nur in dem Umfang abgebildet, wie sie für das Verständnis der Erfindung notwendig sind.The figures show the invention only schematically. Design details are only to the extent necessary for the understanding of the invention.
Das erfindungsgemäße Transportsystem 1 für eine Montage- und/oder Bearbeitungsanlage für Werkstücke umfaßt, wie in Fig. 1 dargestellt, einen Antrieb 2, ein mit dem Antrieb 2 reibschlüssig zusammenwirkendes Antriebsmittel 3 und eine Anzahl mit Hilfe des Antriebsmittels 3 in Transportrichtung 4 bewegbaren Werkstückaufnahmen 5 (in Fig. 1 sind Antriebsmittel und Werkstückaufnahmen etc. als „Transportmechanik" 6 zusammengefaßt) , eine Meßeinheit 7 zum Bestimmen der Position wenigstens einer der Werkstückaufnahmen 5 und/oder einer Position des Antriebsmittels 3, und eine Steuereinheit 8 zum Steuern des Antriebs 2 in Abhängigkeit von der Positionsbestimmung. Die Steuereinheit 8 verfügt über einen leistungsfähigen Mikroprozessor und ist über ein Feldbussystem 9 mit dem Antrieb 2 einerseits und der Meßeinheit 7 andererseits verbunden.The transport system 1 according to the invention for an assembly and / or processing system for workpieces comprises, as shown in FIG. 1, a drive 2, a drive means 3 interacting frictionally with the drive 2 and a number of workpiece receivers 5 movable in the transport direction 4 by means of the drive means 3 (In Fig. 1, drive means and workpiece holders, etc. are summarized as "transport mechanism" 6), a measuring unit 7 for determining the position of at least one of the workpiece holders 5 and / or a position of the drive means 3, and a control unit 8 for controlling the drive 2 in The control unit 8 has a powerful microprocessor and is connected via a fieldbus system 9 with the Drive 2 on the one hand and the measuring unit 7 on the other hand connected.
Beispielhaft ist ein einfaches Rundlauf-Transportsystem dargestellt (vgl. Fig. 2 bis 4), bei dem zwölfBy way of example, a simple concentricity transport system is shown (cf., FIGS. 2 to 4), in which twelve
Werkstückaufnahmen 5 in Form von Aufnahmeschlitten mit Hilfe von jeweils vier Führungsrollen 11 an .einer Führungs- bzw. Tragschiene 12 geführt sind. Der Verlauf der Tragschiene 12 gibt dabei die Bewegungsbahn der Werkstückaufnahmen 5 vor. Die Tragschiene 12 weist dabei im Querschnitt ein Schwertprofil auf und liegt zwischen jeweils zwei Führungsrollenpaaren eines Aufnahmeschlittens ein (vgl. Fig. 5) . Eine der äußeren Führungsrollen 11 weist einen Ansatz 13 auf, an dem ein sich vertikal nach unten erstreckender Halter 14 befestigt ist. An der Innenseite 15 des Halters 14 sind zwei Klemmstücke 16 vorgesehen, die mit dem Halter 14 verschraubt sind. Zwischen den Innenseiten 17 der Klemmstücke 16 und der Innenseite 15 des Halters 14 wird ein als Antriebsmittel 3 dienendes Stahlband verklemmt, wie dies beispielhaft in Fig. 5 dargestellt ist. Das Stahlband 3 wirkt dabei reibschlüssig mit der Antriebsscheibe 18 des Antriebs 2, hier eines Elektromotors, zusammen.Workpiece receivers 5 in the form of receiving carriage with the help of four guide rollers 11 on .einer guide or support rail 12 are guided. The course of the mounting rail 12 indicates the path of movement of the workpiece holders 5. The support rail 12 has a cross-section on a sword profile and is located between two pairs of guide rollers of a receiving carriage (see Fig. 5). One of the outer guide rollers 11 has a projection 13 to which a vertically downwardly extending holder 14 is attached. On the inside 15 of the holder 14, two clamping pieces 16 are provided, which are bolted to the holder 14. Between the inner sides 17 of the clamping pieces 16 and the inner side 15 of the holder 14 serving as a drive means 3 steel band is clamped, as shown by way of example in Fig. 5. The steel strip 3 acts frictionally with the drive pulley 18 of the drive 2, here an electric motor, together.
Durch die Verwendung von Stahl, insbesondere von Federstahl, als Bandmaterial verringert sich die Empfindlichkeit gegen äußere Einflüsse (Öl, Benzin, Temperatur, Schmutz, Wasser, Staub) . Bänder aus Federstahl sind besonders strapazierfähig, leicht und kaum dehnbar. Insbesondere verringert sich der Dehnschlupf durch die Verwendung von Stahl als Bandmaterial drastisch. Daher ist ein Stahlband für eine Präzisions- Positionierung wie im vorliegenden Fall sehr gut geeignet. Das Stahlband 3 ist im vorliegenden Beispiel als Flachband ausgeführt. Die Oberflächen der Antriebsscheibe 18 bzw. des Bandes 3 sind im wesentlichen glatt. Sie weisen jedenfalls keine Unterteilungen oder Positionierungselemente auf.The use of steel, especially spring steel, as strip material reduces the sensitivity to external influences (oil, gas, temperature, dirt, water, dust). Spring steel bands are particularly durable, light and hardly stretchy. In particular, the tensile slip is drastically reduced by the use of steel as strip material. Therefore, a steel strip is well suited for precision positioning as in the present case. The steel strip 3 is designed in the present example as a flat band. The surfaces of the drive pulley 18 and des Bandes 3 are essentially smooth. In any case, they have no subdivisions or positioning elements.
Fig. 5 zeigt den in den Figuren 2 bis 4 mit X bezeichneten Aufnahmeschlitten 5. Der vertikale Abstand der Klemmstücke 16 zueinander ist derart gewählt, daß die Antriebsscheibe 18 bzw. die der Antriebsscheibe 18 gegenüberliegende Spannscheibe 19 in den so entstehenden Zwischenraum 21 eingreifen und das Band 3 über einen Reibschluß antreiben kann. Da das Band 3 fest mit dem Halter 14 verklemmt ist, werden durch die Bewegung des Bandes 3 auch die zwölf Aufnahmeschlitten 5 in Transportrichtung 4 mitgenommen. Das Spannen des Bandes 3 erfolgt durch ein Verschieben der Spannscheibe 19. Die Spannscheibe 19 dient zugleich zum Umlenken des Stahlbandes 3 im Betrieb. Alternativ ist es möglich, das Band 3 durch ein entsprechendes Verschieben der Antriebsscheibe 18 zu spannen.The vertical distance between the clamping pieces 16 to each other is selected such that the drive pulley 18 and the drive pulley 18 opposite clamping disc 19 engage in the resulting gap 21 and the Band 3 can drive via a friction. Since the band 3 is firmly clamped to the holder 14, the twelve receiving carriage 5 are taken in the transport direction 4 by the movement of the belt 3. The tensioning of the belt 3 is effected by a displacement of the tensioning pulley 19. The tensioning pulley 19 also serves for deflecting the steel belt 3 during operation. Alternatively, it is possible to tension the band 3 by a corresponding displacement of the drive pulley 18.
Die Antriebsscheibe 18 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Teil eines Direktantriebes ausgebildet. Bei dem Direktantrieb handelt es sich zumeist um eine spezielle Form eines Servoantriebs, zumeist in Form eines dreiphasigen, bürstenlosen Synchronmotors mit Permanenterregung. In der Direktantriebstechnologie erfolgen die gewünschten Bewegungen direkt, also ohne vorherigeThe drive pulley 18 is formed in the illustrated embodiment as part of a direct drive. The direct drive is usually a special form of servo drive, usually in the form of a three-phase, brushless synchronous motor with permanent excitation. In direct drive technology, the desired movements take place directly, ie without prior
Umwandlung des rotierenden Bewegungsablaufes . Mit anderen Worten werden Lasten ohne eine mechanische Untersetzung direkt angetrieben. Damit können nicht nur hohe Beschleunigungen erzielt werden, auch die Dynamik solcher Antriebe (also das Verhältnis der maximalen zur minimalenTransformation of the rotating motion sequence. In other words, loads are directly driven without a mechanical reduction. Thus not only high accelerations can be achieved, but also the dynamics of such drives (ie the ratio of the maximum to the minimum)
Geschwindigkeit) ist besonders hoch. Darüber hinaus zeichnen sich Direktantriebe durch eine lange Lebensdauer, weniger Verschleißteile und einen hohen Wirkungsgrad sowie eine hohe Zuverlässigkeit aus und sind darüber hinaus kompakt und von geringer Größe .Speed) is particularly high. In addition, direct drives are characterized by a long service life, fewer wear parts and high efficiency and a high Reliability and are also compact and small in size.
Für die vorliegende Erfindung wird als Direktantrieb 2 vorzugsweise eine „Switched Reluctance Machine"For the present invention, a direct drive 2 is preferably a "switched reluctance machine".
(Kanteneffekt-Reluktanzmaschine) verwendet. Insbesondere kommt eine hochpolige Kanteneffekt-Reluktanzmaschine zum Einsatz. Der verwendete Motor ist ein bürstenloser Servomotor ohne Dauermagnete. Er ist ausgerüstet mit einem Kreuzrollenlager mit hoher Steifigkeit und Genauigkeit sowie einer Lebensdauerschmierung und bietet damit hohe Verfügbarkeit und einen wartungsfreien Betrieb. Motor 2 und Steuereinheit 8 des Motors 2 sind derart ausgebildet, daß sie eine Motoransteuerung mit einer Auflösung von mehreren 100.000 Impulsen pro Umdrehung ermöglichen. Dadurch kann jede beliebige Drehposition des Motors 2 mit einer sehr hohen Wiederholgenauigkeit von wenigen Winkelsekunden angefahren werden. Mit Hilfe des Motors 2 können zudem vorzugsweise Beschleunigungen in einer Größenordnung von 80 bis 120 s"2 verwirklicht werden.(Edge effect reluctance machine) used. In particular, a high-pole edge effect reluctance machine is used. The motor used is a brushless servomotor without permanent magnets. It is equipped with a cross roller bearing with high rigidity and accuracy as well as a lifetime lubrication and thus offers high availability and maintenance-free operation. Motor 2 and control unit 8 of the motor 2 are designed so that they allow a motor drive with a resolution of several 100,000 pulses per revolution. As a result, any desired rotational position of the motor 2 can be approached with a very high repeatability of a few angular seconds. With the aid of the motor 2, accelerations on the order of 80 to 120 s "2 can preferably also be realized.
Durch die Ansteuerung von Impulsen ist eine beliebige Teilung möglich. Das System kann beispielsweise derart dimensioniert sein, daß etwa zehn Umdrehungen der Antriebsscheibe 18 für einen Bandumlauf erforderlich sind. Bei beispielsweiseBy controlling pulses, any division is possible. For example, the system may be sized to require about ten revolutions of the drive pulley 18 for a belt revolution. For example
800.000 Impulsen pro Antriebsradumdrehung würde dies eine Anzahl von ca. 8.000.000 Impulsen pro Bandumlauf entsprechen. Mit anderen Worten kann das Band 3 an 8.000.000 verschiedenen Zielpositionen angehalten werden.800,000 pulses per drive wheel revolution, this would correspond to a figure of approximately 8,000,000 pulses per belt revolution. In other words, the tape 3 can be stopped at 8,000,000 different target positions.
Bei der Erstinbetriebnahme, also nach der Montage der Transportsystems 1 und der Spannen des Bandes 3, findet zunächst eine Referenzfahrt statt, bei der die Länge des Bandes 3 und damit die zukünftigen Zielpositionierungen ins Verhältnis gesetzt werden zu den Steuerungsimpulsen des Motors 2. Die Meßeinheit 7 bestimmt hierzu die Position eines ausgewählten Werkstückträgers X' . Somit wird eine „Nullposition" definiert. Nach dem Durchlaufen eines Umlaufs wird diese Nullposition von dem Werkstückträger X' wieder erreicht. Der Werkstückträger X' wird wieder von der Meßeinheit 7 erfaßt. Damit sind die Anzahl der Impulse für einen Umlauf definiert. Zur Festlegung der „Nullposition" ist ein fester „Anschlag" nicht zwingend erforderlich. Jedoch kann ein solcher fester Anschlag vorgesehen sein.During initial commissioning, so after installation of the transport system 1 and the tensioning of the belt 3, first a reference travel takes place, in which the length of the Bandes 3 and thus the future target positions are set in relation to the control pulses of the motor 2. The measuring unit 7 determines for this purpose the position of a selected workpiece carrier X '. Thus, a "zero position" is defined After passing through one revolution, this zero position is again reached by the workpiece carrier X 'The workpiece carrier X' is again detected by the measuring unit 7. Thus, the number of pulses for one revolution is defined "Zero position" does not necessarily require a fixed "stop", however, such a fixed stop may be provided.
Als Meßeinheit 7 können verschiedene Meßsysteme zum Einsatz kommen. Bewährt haben sich beispielsweise magnetische Systeme, bei denen an den Werkstückaufnahmen 5 angebrachte Magnetstreifen von einem feststehenden Sensor detektiert werden. Im vorliegenden Beispiel wird eine optische Meßeinheit 7 verwendet, die mit Hilfe einer kombinierten Laser-Sender/Empfänger-Einheit 22 einen „optischen Taster" zur Erfassung einer Werkstückaufnahme 5 ausbildet. DieAs measuring unit 7 different measuring systems can be used. Magnetic systems, for example, in which magnetic strips attached to the workpiece holders 5 have been detected by a stationary sensor, have proven to be useful. In the present example, an optical measuring unit 7 is used, which forms an "optical probe" for detecting a workpiece holder 5 with the aid of a combined laser transmitter / receiver unit 22
Meßergebnisse der Meßeinheit 7 werden an die Steuereinheit 8 übertragen und dort - ggf. nach Signalumwandlung etc. - aufbereitet und zur Steuerung des Motors 2 in Abhängigkeit von der Positionsbestimmung verwendet.Measurement results of the measuring unit 7 are transmitted to the control unit 8 and there - possibly after signal conversion, etc. - processed and used to control the motor 2 in dependence on the position determination.
Die Werkstückaufnahmen 5 sind mit dem Band 3 fest verbunden, d.h. nicht gelenkig oder dergleichen. Die einmal festgelegten Positionen der einzelnen Werkstückträger am Band ändern sich daher nicht mehr. Eine zukünftige Ansteuerung der Zielpositionen der Werkstückaufnahmen 5 kann somit einzig und allein anhand der Bandposition erfolgen, d.h. durch die Ansteuerung des Motors 2 mit einer bestimmten Anzahl von Steuerungsimpulsen durch die Steuereinheit 8. Besonders einfach ist die Positionierung der einzelnen Werkstückaufnahmen 5, wenn diese in gleichmäßigen Abständen mit dem Band 3 verbunden sind. Es ist jedoch ebenfalls möglich, die Position jeder einzelnen Werkstückaufnahme 5 an dem Band 3 mit Hilfe der Meßeinheit 7 zu bestimmen und eine entsprechende individuelle Positionsinformation in der Steuereinheit 8 zu hinterlegen.The workpiece holders 5 are firmly connected to the band 3, ie not articulated or the like. The once defined positions of the individual workpiece carriers on the belt therefore no longer change. A future control of the target positions of the workpiece holders 5 can thus take place solely on the basis of the tape position, ie by the control of the motor 2 with a certain number of control pulses by the control unit 8. Particularly simple is the positioning of the individual workpiece holders 5, if they are connected at regular intervals with the band 3. However, it is also possible to determine the position of each workpiece holder 5 on the belt 3 with the aid of the measuring unit 7 and to deposit a corresponding individual position information in the control unit 8.
Zu Kontrollzwecken ist es vorgesehen, mit Hilfe der Meßeinheit 7 eine Positionsbestimmung derFor control purposes, it is provided with the aid of the measuring unit 7, a position determination of
Werkstückaufnähme (n) 5 bzw. des Bandes 3 in regelmäßigen Abständen, beispielsweise nach jedem Bandumlauf, vorzunehmen und diese Positionsinformationen in der Steuereinheit 8 mit den bisherigen Steuerinformationen zu vergleichen sowie diese ggf. zu anzupassen und zu korrigieren. So kann beispielsweise jede Änderung in der Bandlänge unmittelbar und automatisch ausgeglichen werden, bspw. durch eine automatische Anpassung der Anzahl der für die jeweilige Positionierung benötigten Steuerungsimpulse durch die Steuereinheit 8.Werkstückaufnähme (s) 5 and the band 3 at regular intervals, for example, after each tape circulation to make and compare this position information in the control unit 8 with the previous control information as well as possibly to adjust and correct. Thus, for example, any change in the tape length can be compensated for directly and automatically, for example by an automatic adaptation of the number of control pulses required for the respective positioning by the control unit 8.
Mit der vorliegenden Erfindung reduziert sich der mechanische Fehler allein auf die Toleranz der Antriebsscheibe 18. Ein möglicher Schlupf des Bandes 3 wird durch geeignetes Material (Stahl) verhindert. Ein gewisser Restschlupf ist dennoch akzeptierbar, da es sich bei dem Transportsystem 1 um ein selbstkontrollierendes System handelt, bei dem die Meßeinheit 7 in regelmäßigen Abständen (beispielsweise bei jedem Takt) die Position wenigstens einer Werkstückaufnahme 5 bzw. des Bandes 3 ermittelt. Dadurch ist mit Hilfe einer elektronischen Steuerung 8 eine automatische Korrektur des Schlupfes möglich. Diese Selbstkontrolle findet vorzugsweise bei jedem Anfahren des Transportsystems 1 statt und zugleich auch bei einer Reihe von vordefinierten Anlässen, beispielsweise bei durch Kollision verschobenen Werkstückaufnahmen 5 oder dergleichen.With the present invention, the mechanical error is reduced solely to the tolerance of the drive pulley 18. A possible slippage of the belt 3 is prevented by suitable material (steel). Some residual slippage is nevertheless acceptable, since the transport system 1 is a self-controlling system in which the measuring unit 7 determines the position of at least one workpiece holder 5 or of the band 3 at regular intervals (for example at each cycle). As a result, an automatic correction of the slip is possible with the aid of an electronic control 8. This self-control preferably takes place at each start-up of the transport system 1 and at the same time even in a number of predefined occasions, for example, when shifted by collision workpiece holders 5 or the like.
Im Vergleich zum Stand der Technik verringert sich die Komplexität des Antriebsstranges insgesamt. Insbesondere müssen die Drehwinkel des Antriebs nicht - wie im Stand der Technik - vorher bekannt sein. Sie sind vielmehr frei programmierbar, so daß beliebige Positionen angefahren werden können. Umrüstungsarbeiten und Stillstandszeiten, die bei herkömmlichen Systemen bei Drehwinkelveränderungen erforderlich waren, können entfallen. Neue Zielpositionen können auf einfache und schnelle Art und Weise durch eine Umprogrammierung der Steuereinheit definiert werden.In comparison to the prior art, the complexity of the drive train as a whole is reduced. In particular, the rotational angle of the drive need not - as in the prior art - be known in advance. They are rather freely programmable, so that any positions can be approached. Retooling and downtime, which were required in conventional systems with angular changes, can be eliminated. New target positions can be defined in a simple and fast way by reprogramming the control unit.
Vorzugsweise weist der Direktantrieb 2 zudem auch einen eingebauten Positionsgebers 23 auf (vgl. Fig. 1), mit dessen Hilfe der Steuereinheit 8 jeweils die aktuelle Position der Antriebsscheibe 18 übermittelt wird. Damit und mit der jeweils ermittelten Position der Werkstückaufnahmen 5 bzw. des Bandes 3 wird ein vollständig geschlossener Regelkreis bereitgestellt, mit dessen Hilfe bisher nicht gekannte Positioniergenauigkeiten erreicht werden können.Preferably, the direct drive 2 also has a built-in position sensor 23 (see Fig. 1), with the aid of the control unit 8, the current position of the drive pulley 18 is transmitted in each case. Thus, and with the respectively determined position of the workpiece holders 5 and the band 3, a completely closed control loop is provided, with the aid of which previously unknown positioning accuracies can be achieved.
Mit einem solchen Transportsystem 1 kann beispielsweise die Komplettfertigung eines komplizierten Bauteils oder einer komplexen Baugruppe oder aber ein Bearbeiten, beispielsweise ein Bedrucken von Werkstücken aus Papier, Stoff oder einem anderen Material an hintereinander angeordneten Druckmaschinen mit hoher Taktfolge und Präzision erfolgen. An den einzelnen Stationen (Zielpositionen) kann zusätzlich oder anstelle von einer Montage und/oder einem Bearbeiten auch ein Prüfen erfolgen. Mit der vorliegenden Erfindung können bei Verwendung entsprechender Führungs- bzw. Tragschienen 12 vorzugsweise Ring- und Ovalführungssysteme verwirklicht werden, wobei die Werkstückaufnahmen (Schlitten) z.B. auf einem rechteckigen oder ovalem Kurs mit beliebig langen Geraden laufen. Als Werkstücke können dabei unter anderem Maschinenteile, elektrische oder optische Komponenten, elektronische Bauelemente, Halbleiterbauelemente usw. zum Einsatz kommen.With such a transport system 1, for example, the complete production of a complicated component or a complex assembly or editing, for example, a printing of workpieces made of paper, cloth or other material to successively arranged printing machines with high timing and precision done. At the individual stations (target positions), a check can be made in addition to or instead of an assembly and / or a processing. With the present invention, preferably ring and oval guide systems can be realized when using appropriate guide or support rails 12, wherein the workpiece holders (slide), for example, run on a rectangular or oval course with arbitrarily long lines. Among other things, machine parts, electrical or optical components, electronic components, semiconductor components, etc. may be used as workpieces.
Anstelle eines rechteckigen oder ovalen Kurses kann das Band 3 kann in weiteren Ausführungsformen der Erfindung jedoch auch kreisförmig oder S-förmig verlaufen. Ein S-förmiger Verlauf des Bandes 3 wäre beispielsweise für einen Transport von Werkstücken in einer Trockenkammer für Lacke oder dergleichen besonders sinnvoll.Instead of a rectangular or oval course, however, the band 3 may also be circular or S-shaped in further embodiments of the invention. An S-shaped course of the band 3 would be particularly useful for example for a transport of workpieces in a drying chamber for paints or the like.
Darüber hinaus kann die Befestigung des Bandes 3 an den Werkstückaufnahmen 5 variieren. Insbesondere bei einem S- förmigen Verlauf des Bandes 3 erfolgt die Klemmung des BandesIn addition, the attachment of the band 3 to the workpiece holders 5 vary. Particularly in the case of an S-shaped course of the band 3, the clamping of the band takes place
3 vorzugsweise nur an einer Bandseite. Im Beispiel der Fig. 5 würde die Klemmung des Bandes 3 dann beispielsweise nur einseitig zwischen der Innenseite 17 des oberen Klemmstücks 16 und der Innenseite 15 eines stark verkürzten Halters 14 erfolgen, welcher im wesentlichen mit der Unterkante des Klemmstücks 16 abschließt.3 preferably only on one hinge side. In the example of FIG. 5, the clamping of the band 3 would then be done, for example, only one side between the inner side 17 of the upper clamping piece 16 and the inner side 15 of a greatly shortened holder 14, which terminates substantially with the lower edge of the clamping piece 16.
Sämtliche Figuren zeigen die Erfindung lediglich schematisch und mit ihren wesentlichen Bestandteilen. Insbesondere kann die Art des TransportSystem 1, die Anzahl und Form derAll figures show the invention only schematically and with its essential components. In particular, the type of transport system 1, the number and shape of the
Werkstückaufnahmen 5, die Art der Führung 12 usw. von dem hier gezeigten Beispiel abweichen. So kann beispielsweise die verwendete Führung 12 nicht durchgehend, sondern nur an Teilstücken des Bandes vorgesehen sein.Workpiece holders 5, the type of guide 12, etc. differ from the example shown here. For example, the used guide 12 is not continuous, but only provided on sections of the band.
Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.All in the description, the following claims and the drawings illustrated features may be essential to the invention both individually and in any combination.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Transportsystem1 transport system
2 Antrieb, Elektromotor2 drive, electric motor
3 Antriebsmittel, Stahlband3 drive means, steel band
4 Transportrichtung 5 Werkstückaufnahme, Aufnahmeschlitten4 transport direction 5 workpiece holder, receiving carriage
6 Transportmechanik6 Transport mechanics
7 Meßeinheit7 measuring unit
8 Steuereinheit8 control unit
9 Feldbus 10 (frei)9 fieldbus 10 (free)
11 Führungsrolle11 leadership role
12 Tragschiene12 mounting rail
13 Ansatz13 approach
14 Halter 15 Halterinnenseite14 holder 15 holder inside
16 Klemmstück16 clamping piece
17 Klemmstückinnenseite17 clamping piece inside
18 Antriebsscheibe18 drive pulley
19 Spannscheibe 20 (frei)19 clamping disc 20 (free)
21 Zwischenraum21 gap
22 Lasereinheit22 laser unit
23 Positionsgeber 23 position transmitter

Claims

Ansprüche claims
1. TransportSystem (1) für Werkstücke,1. transport system (1) for workpieces,
- mit einem Antrieb (2) , - mit einem mit dem Antrieb (2) reibschlüssig zusammenwirkenden Antriebsmittel (3) ,- with a drive (2), - with a with the drive (2) frictionally cooperating drive means (3),
- mit einer Anzahl mit Hilfe des Antriebsmittels (3) bewegbaren Werkstückaufnahmen (5) ,- With a number by means of the drive means (3) movable workpiece holders (5),
- mit einer Meßeinheit (7) zum Bestimmen einer Position wenigstens einer der Werkstückaufnahmen (5) und/oder einer Position des Antriebsmittels (3) und- With a measuring unit (7) for determining a position of at least one of the workpiece holders (5) and / or a position of the drive means (3) and
- mit einer Steuereinheit (8) zum Steuern des Antriebs (2) in Abhängigkeit von der Positionsbestimmung.- With a control unit (8) for controlling the drive (2) in dependence on the position determination.
2. Transportsystem (1) nach Anspruch I7 dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (2) ein Direktantrieb ist.2. Transport system (1) according to claim I 7, characterized in that the drive (2) is a direct drive.
3. Transportsystem (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (2) zum Zusammenwirken mit dem Antriebsmittel (3) eine drehbare Antriebsscheibe (18) aufweist .3. Transport system (1) according to claim 1 or 2, characterized in that the drive (2) for cooperation with the drive means (3) has a rotatable drive pulley (18).
4. Transportsystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsmittel (3) ein Riemen ist.4. Transport system (1) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the drive means (3) is a belt.
5. Transportsystem (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Riemen ein Flachriemen ist.5. Transport system (1) according to claim 4, characterized in that the belt is a flat belt.
6. Transportsystem (1) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Riemen ein Stahlband ist. 6. Transport system (1) according to claim 4 or 5, characterized in that the belt is a steel band.
7. Transportsystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstückaufnahmen (5) fest mit dem Antriebsmittel (3) verbunden sind.7. Transport system (1) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the workpiece holders (5) are fixedly connected to the drive means (3).
8. TransportSystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstückaufnahmen (5) mit Hilfe eines Führungssystems (12) auf einer Bewegungsbahn geführt sind.8. Transport system (1) according to one of claims 1 to 7, characterized in that the workpiece holders (5) by means of a guide system (12) are guided on a movement path.
9. Transportsystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinheit (7) zum Bestimmen der Position einer Werkstückaufnahme (5) relativ zu dem Antriebsmittel (3) und/oder zur Bestimmung der Absolutposition der Werkstückaufnahme (5) bzw. des Antriebsmittels (3) ausgebildet ist.9. Transport system (1) according to one of claims 1 to 8, characterized in that the measuring unit (7) for determining the position of a workpiece holder (5) relative to the drive means (3) and / or for determining the absolute position of the workpiece holder (5 ) or the drive means (3) is formed.
10. Verfahren zum Transportieren von Werkstücken mit einem Transportsystem, wobei das Transportsystem umfaßt:10. A method of transporting workpieces with a transport system, the transport system comprising:
- einen Antrieb (2) , - einen mit dem Antrieb (2) reibschlüssig zusammenwirkendes Antriebsmittel (3) ,a drive (2), a drive means (3) interacting with the drive (2) in a friction-locked manner,
- eine Anzahl mit Hilfe des Antriebsmittels (3) bewegbarer Werkstückaufnahmen (5) ,a number of workpiece holders (5) movable by means of the drive means (3),
- eine Meßeinheit (7) zum Bestimmen einer Position wenigstens einer der Werkstückaufnahmen (5) und/oder einer Position desa measuring unit (7) for determining a position of at least one of the workpiece holders (5) and / or a position of the
Antriebsmittels (3) undDrive means (3) and
- eine Steuereinheit (8) zum Steuern des Antriebs (2) in Abhängigkeit von der Positionsbestimmung, und das Verfahren die folgenden Schritten umfaßt : - Bestimmen einer ersten Position der Werkstückaufnahme (5) und/oder des Antriebsmittels (3) mit Hilfe der Meßeinheit (7) , - Bewegen der Werkstückaufnahme (5) mit Hilfe des Antriebs (2),- A control unit (8) for controlling the drive (2) in response to the position determination, and the method comprises the following steps: - Determining a first position of the workpiece holder (5) and / or the drive means (3) by means of the measuring unit ( 7), Moving the workpiece holder (5) by means of the drive (2),
- Bestimmen einer zweiten Position der Werkstückaufnahme (5) und/oder des Antriebsmittels (3) mit Hilfe der Meßeinheit (7) und- Determining a second position of the workpiece holder (5) and / or the drive means (3) by means of the measuring unit (7) and
- Steuern des Antriebs (2) in Abhängigkeit von der Positionsbestimmung mit Hilfe der Steuereinheit (7). - Controlling the drive (2) in dependence on the position determination by means of the control unit (7).
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