WO2014090210A9 - Vorrichtung und verfahren zur bearbeitung von batterieplatten und anordnung dieser in nass- oder agm-batteriekästen für personen- oder lastkraftwagen - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zur bearbeitung von batterieplatten und anordnung dieser in nass- oder agm-batteriekästen für personen- oder lastkraftwagen Download PDF

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battery plates
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Jochen Meier
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Sasit Industrietechnik Gmbh
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    • H01M10/06Lead-acid accumulators
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    • HELECTRICITY
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    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • the invention relates to a device for processing battery plates and arranging them in wet or AGM battery boxes for personal or
  • Truck consisting of a centrally arranged
  • the invention further relates to a method for processing battery plates and arranging them in battery boxes for wet batteries as well as for AGM batteries for passenger and for trucks using the device according to the invention.
  • DE 102012021784 AI describes such a system in which this is designed as a compact system with a total of four processing stations, which are arranged offset by an electrically driven lifting / rotating table in each case by 90 °, wherein the first processing station equipped with the supply of tested battery plates Clamping cassettes serves and to at least one feed belt, can be lowered from above flag organizer, from above lowered fahenanbieger and a pivot mechanism, the second processing station is used for tinning the flags of the battery plates and to at least one feedable Fluxvorraum,
  • the third processing station serves as a pencil and at least one G mantellin, at least one heated lead shapes and a settling / lifting device and the fourth processing station serves as Einboxstation and to at least one pivoting mechanism, at least one with at least six grippers equipped gripper portal, at least two Einboxrahmen and equipped with a rotating conveyor belts has.
  • a very advantageous solution if there is enough space to set up the system. The disadvantage of this solution is that all necessary machining operations on the rotary table
  • the necessary cycle time is determined by the station, which has the longest residence time of the clamping cassette with the battery plates to be processed. It is usually these stations where the clamping cassette has to be additionally turned to the necessary one
  • the object of the invention is therefore to provide a technical solution which overcomes the disadvantages of the prior art.
  • the solution is intended to provide technical possibilities for efficient and space-saving access Discharge of battery plates to an automated processing station with a vertically or horizontally arranged processing turntable for
  • Processing stations arranged lifting and / or rotating device for the equipped with the battery plates to be machined clamping cassettes which receive the processed battery plates as plate packs. Furthermore, the device consists of separate transport devices for the supply and
  • Transport device for the supply and discharge of the still to be processed and the finished battery plates, disk packs and battery boxes arranged at least two stationary and equipped with six axes of movement robotic gripper.
  • Transport device for the formation of battery plate sets for the
  • Battery plate packs for the sentence thickness test of the battery plate pacts, for the alignment and bending of the plate lugs, for the boxing of the
  • the stationary gripper robots equipped with specially designed for each function grippers.
  • the device of the invention for each gripper type gripper robot has a gripper magazine with different sized and possibly equipped with additional functions gripper heads, which can be used immediately for an exchange back in production change and even with a repair needs.
  • all gripping robots positioned around the processing turntable are movable by means of freely programmable linear movements and movements and are movable outside the machine
  • Movement programs are acted quickly and easily.
  • the first and the processing turntable vor connected gripper robot has a gripper, which, the capture, the recording and the
  • the battery plates are thereby from a storage pallet for positive
  • the flange plates of the gripper are designed so that a gentle
  • Another gripping robot of the device is between Taschstation and
  • Buffer memory arranged.
  • the gripper of this gripper robot is with
  • Position measuring sensors for the quantitative recording of battery plates during a gripping process for the formation of set thicknesses and simultaneously
  • Processing turntable can be saved and the Others omitted the complex special buildings on the turntable for the repeated gripping the battery plate pacts for the flag banners and aligning. Also the
  • the other processing operations such as fusing, tinning, drying and forming lead bridges on the battery plates.
  • the last processing station of the processing turntable is assigned the last gripping robot. This removes the finished
  • the gripper of this gripper robot on technical means for targeted compression and stuffing the plate packs.
  • the gripper further comprises a jig for spreading the individual battery box compartments before boxing the finished
  • the gripper further comprises a weighing system to detect the weight of the fully assembled battery boxes and to match the nominal size. If there is a faulty message, this battery box is rejected.
  • the other finished and the required quality having battery boxes are transported by the gripper on a discharge belt.
  • this gripper of the last gripping robot for safe Einboxen the AGM battery plate packs additionally on a force measuring device in the form of force measuring sensors to the Einpresskraft which must be used for Einboxen the disk packs in the battery boxes, controlled on the Transfer disk packs. This is necessary to avoid damaging the AGM battery plates or the glass fiber web bonded to the electrolyte.
  • the separate design of the transport of battery plates, plate packs and battery boxes outside the processing turntable has the advantage that the conversion can be reacted quickly and easily when changing production to another type of battery. It can be space-saving and individually reacted to existing space conditions when placing a new system.
  • the robotic robotic technology is to be designed separately only in the field of gripper technology and can for the serial production of such
  • Fig. 1 is a schematic plan view of the arrangement he gripper robot for central processing turntable within the apparatus for processing battery plates and arrangement of this in wet or AGM battery boxes and the schematic side view of a gripper of a gripper robot with a stuffing cylinder for Einboxen the finished battery plate packages in the provided battery boxes, a force measuring device for measuring the Eindrückkraft when Einboxen and a device for weight control of the finished battery boxes.
  • a device for processing battery plates and arranging them in wet or AGM battery boxes for passenger cars or lorries initially consists of a centrally arranged one
  • Processing turntable 1 with lifting and / or rotating device at the individual processing stations 1.1 - 1.4 and transport devices R 1 - R4 for the battery plates, battery plate packs and finished battery boxes within the device.
  • All gripping robots Rl - R4 positioned around the machining turntable 1 are movable outside of the turntable by means of freely programmable linear movements and because of this, and from there into its
  • Taschstation 2 serving flange plates arranged. These are intended to prevent transporting when picking up, picking up and dropping
  • the disk packets determined with an error measurement are separated on an ejection belt. This ensures that only the battery plate packs containing the given number of plates are processed further.
  • the buffer memory 3 ensures that there is no deadlock on the processing turntable 1 due to lack of battery plate packages, so that the device can be effectively utilized and work.
  • a robotic robot R3 removes the tested plate packs from the
  • Buffer storage 3 and thus equips the clamping cassettes 4.
  • the gripper is equipped with special tools. With these tools, the flags of the battery plates are aligned and bent by the gripper and the gripper transfers the loaded clamping cassette to the processing station 1.1 of the processing turntable 1. At the processing turntable are in the
  • Processing stations 1.1 - 1.4 realized the usual processing steps, such as the fluxing, tinning, drying and casting of lead bridges on the battery plates.
  • Another grab robot R4 is at the last
  • the gripper removes the finished battery plate packs from the clamping cassette and boxes them into the provided battery boxes.
  • the gripper is in addition with a Stopfersystem in the form of a
  • the gripper then detects the fully assembled battery box and determines during transport from the
  • Workstation 1.4 weighs the weight of the battery box and compares the value with the preset setpoint to weed out the battery box with a false weight.
  • the battery boxes of the specified weight quality are delivered to the finished parts store.
  • the gripper of the gripper robot R4 additionally has a force-measuring sensor 5. This measures and causes the Control of the pressure when inserting the AGM battery plate packs into the battery boxes. The Eindschreibkraft is thereby controlled on the
  • Transfer disk packs This is necessary in order to avoid damage to the AGM battery types or the glass fiber fleece bonded to the electrolyte.
  • Such a device has the advantages that it can be fitted on the one hand without additional design effort in each given locally structure.
  • Gripping robot Rl to R4 shortens the cycle times on the machining turntable 1 and the complicated structural complexity of the machining turntable 1 for the realization of these functions can be omitted, resulting in a
  • Axis systems for the transport of the battery plates, the disk packs and the battery boxes can be omitted.
  • the gripper robots Rl - R4 perform the quality control measurements, resulting in a

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bearbeitung von Batterieplatten, bestehend aus einem zentral angeordneten Bearbeitungsdrehtisch mit Hub- und/oder Drehvorrichtung an den einzelnen Bearbeitungsstationen sowie Transportvorrichtungen für die Batterieplatten, Batterieplattenpakte und fertigen Batteriekästen innerhalb der Vorrichtung, wobei an dem Bearbeitungsdrehtisch (1) als Transportvorrichtung für das Zu- und Abführen der zu bearbeitenden und der fertigen Batterieplatten zum Bearbeitungsdrehtisch (1) hin und von diesem weg, für die Bildung von Batterieplattensätzen für die Batterieplattenpakte, für die Satzdickenprüfung der Batterieplattenpakte, für das Ausrichten und Anbiegen der Plattenfahnen, für das Einboxen der Batterieplattenpakte in die Batteriekästen und für die Endkontrolle stationäre und mit bis zu sechs Bewegungsachsen sowie speziell ausgebildeten Greifern ausgestattete Greifroboter (R1 - R4) angeordnet sind und alle um den Bearbeitungsdrehtisch (1) positionierten Greifroboter (R1 - R4) mittels frei programmierbaren linearen Bewegungsabläufen und -wegen beweglich außerhalb des Bearbeitungsdrehtisches (1) und von diesem in seinen Bewegungsabläufen unabhängig angeordnet sind.

Description

Vorrichtung und Verfahren zur Bearbeitung von Batterieplatten und Anordnung dieser in Nass- oder AGM-Batteriekästen für Personen- oder Lastkraftwagen
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bearbeitung von Batterieplatten und Anordnen dieser in Nass- oder AGM-Batteriekästen für Personen- oder
Lastkraftwagen, bestehend aus einem zentral angeordneten
Bearbeitungsdrehtisch mit Hub- und/oder Dreh Vorrichtung an den einzelnen Bearbeitungsstationen sowie Transportvorrichtungen für die Batterieplatten, Batterieplattenpakte und fertigen Batteriekästen innerhalb der Vorrichtung. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Bearbeitung von Batterieplatten und Anordnen dieser in Batteriekästen für Nassbatterien als auch für AGM- Batterien für Personen- als auch für Lastkraftwagen unter Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Vorrichtungen und Verfahren dieser Art werden zur automatisierten Fertigung von Autobatterien benötigt.
Anlagen zur Bearbeitung von Batterieplatten und anschließender Anordnung dieser in die Batteriekästen sind bereits aus dem Stand der Technik bekannt. So beschreibt die DE 102012021784 AI eine derartige Anlage, bei der diese als Kompaktanlage mit insgesamt vier Bearbeitungsstationen ausgebildet ist, welche um einen elektrisch angetriebenen Hub-/Drehtisch jeweils um 90° versetzt angeordnet sind, wobei die erste Bearbeitungsstation dem Zuführen von mit geprüften Batterieplatten bestückten Spannkassetten dient und dazu wenigstens ein Zuführband, von oben absenkbarer Fahnenausrichter, von oben absenkbarer Fahnenanbieger und einen Schwenkmechanismus aufweist, die zweite Bearbeitungsstation dem Verzinnen der Fahnen der Batterieplatten dient und dazu wenigstens eine zuführbare Fluxvorrichtung,
Abstreifer, Trocknungseinrichtung und einen Schwenkmechanismus aufweist, die dritte Bearbeitungsstation als Bleistation dient und dazu wenigstens eine Gießbrückenausstoßvorrichtung, wenigstens eine beheizbare Bleiformen und eine Absetz-/Hubvorrichtung aufweist und die vierte Bearbeitungsstation als Einboxstation dient und dazu wenigstens einen Schwenkmechanismus, wenigstens ein mit wenigstens sechs Greifern ausgestattetes Greiferportal, wenigstens zwei Einboxrahmen und mit einer Drehvorrichtung ausgestattete Förderbänder aufweist. Eine sehr vorteilhafte Lösung, wenn genügend Platz für das Aufstellen der Anlage vorhanden ist. Der Nachteil dieser Lösung besteht darin, dass alle notwendigen Bearbeitungsvorgänge am Rundtisch
vorgenommen werden und dadurch die notwendige Taktzeit von der Station bestimmt wird, die die längste Verweilzeit der Spannkassette mit den zu bearbeitenden Batterieplatten aufweist. Meist sind es diese Stationen, bei der die Spannkassette zusätzlich gedreht werden muss, um die notwendige
Bearbeitungsstufe an ihr ausrichten zu können. Diese Drehmechanismen sind ebenfalls am Rundtisch angeordnet. Die Effizienz der Anlage ist durch die Gestaltung der Taktzeiten eingeschränkt und es muss eine unbedingt notwendige Baufreiheit für den Standort der Kompaktanlage vorhanden sein.
Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb im Schaffen einer technischen Lösung, welche die Nachteile des Standes der Technik überwindet. Die Lösung soll technische Möglichkeiten für das effiziente und platzsparende Zu- und Abführen von Batterieplatten an einer automatisierten Bearbeitungsstation mit einem vertikal oder horizontal angeordneten Bearbeitungsdrehtisch zur
Bearbeitung von Batterieplatten und Anordnung dieser fertig bearbeiteten
Batterieplattenpakete in die bereitgestellten Batteriekästen schaffen. Die Lösung soll sich zu dem dadurch auszeichnen, dass durch die effektivere Gestaltung von notwendige Arbeitsvorgänge, wie beispielsweise die Qualitätsprüfungen,
Separiervorgänge und notwendige Einboxenvorgänge Kosten für die Bautechn'ik eingespart und die Taktzeit für die Fertigung minimiert werden können.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 7 gelöst, wobei die vorteilhaften Ausgestaltungen in den jeweiligen
Unteransprüchen beschrieben sind.
Danach besteht die Vorrichtung zur Bearbeitung von Batterieplatten und
Anordnen dieser in Nass- oder AGM-Batteriekästen für Personen- oder
Lastkraftwagen zunächst aus einem zentral angeordneten vertikal oder
horizontal angeordneten Bearbeitungsdrehtisch mit an den einzelnen
Bearbeitungsstationen angeordneten Hub- und/oder Dreh Vorrichtung für die mit den zu bearbeitenden Batterieplatten bestückten Spannkassetten, welche die zu bearbeitenden Batterieplatten als Plattenpakete aufnehmen. Weiterhin besteht die Vorrichtung aus separaten Transportvorrichtungen für die Zu- und
Abführung der Batterieplatten, Plattenpakte und fertigen Batteriekästen zur bzw. von dem Bearbeitungsdrehtisch. Erfindungsgemäß sind um den Bearbeitungsdrehtisch separate
Transportvorrichtung für das Zu- und Abführen der noch zu bearbeitenden und der fertigen Batterieplatten, Plattenpakte und Batteriekästen mindestens zwei stationäre und mit jeweils sechs Bewegungsachsen ausgestattete Greifroboter angeordnet. Für die Bildung von Batterieplattensätzen für die
Batterieplattenpakte, für die Satzdickenprüfung der Batterieplattenpakte, für das Ausrichten und Anbiegen der Plattenfahnen, für das Einboxen der
Batterieplattenpakte in die Batteriekästen und für die Endkontrolle sind die stationären Greifroboter mit auf die jeweilige Funktion speziell ausgebildeten Greifern ausgestattete. Um den verschiedenen Batterietypen dabei gerecht zu werden, verfugt die erfindungsgemäße Vorrichtung für jeden Greifertyp der Greifroboter ein Greifermagazin mit den verschieden dimensionierten und eventuell mit Zusatzfunktionen ausgestatteten Greiferköpfen, auf welche bei Produktionsumstellung und auch bei einem Reparaturbedarf sofort für einen Austausch zurück gegriffen werden kann. Des Weiteren sind alle um den Bearbeitungsdrehtisch positionierten Greifroboter mittels frei programmierbaren linearen Bewegungsabläufen und -wegen beweglich und außerhalb des
Bearbeitungsdrehtisches und von diesem in seinen Bewegungsabläufen unabhängig angeordnet. Dadurch kann auf die bei den verschiedenen
Batterietypen erforderlichen unterschiedlichen Taktzeiten und
Bearbeitungsabläufe separat und als voreingestellte jeweils zuordenbare
Bewegungsprogramme schnell und unkompliziert agiert werden.
Der erste und dem Bearbeitungsdrehtisch vor geschaltete Greifroboter weist einen Greifer auf, welcher, dem Erfassen, dem Aufnehmen und dem
positionsgenauen Ablegen von sowohl positiven als auch negativen
Batterieplatten dienende Flanschplatten aufweist. Die Batterieplatten werden dabei aus einer Speicherpalette für positive
Batterieplatten und aus einer Speicherpalette für negative Batterieplatten jeweils separat vom Greifer entnommen und der Taschstation zugeführt. Die Flanschplatten des Greifers sind dabei so gestaltet, dass eine schonende
Entnahme und ein schonender und sicherer Transport der Batterieplatten zur Taschstation gewährleistet werden kann.
Ein weiterer Greifroboter der Vorrichtung ist zwischen Taschstation und
Pufferspeicher angeordnet. Der Greifer dieses Greifroboters ist mit
Wegemesssensoren für das mengenmäßige Erfassen von Batterieplatten während eines Greifprozesses zur Satzdickenbildung und gleichzeitigen
Satzdickenprüfung für die Bildung von in ihrer Zusammensetzung
qualitätsgeprüften Batterieplattenpaketen ausgestattetet. Dadurch kann bei der Umsetzung der Batterieplatten in einen Pufferspeicher für zu bearbeitende Batterieplattenpakte diese Pakte gleichzeitig gebildet werden, in dem der Greifer die notwendige Anzahl von positiven und negativen Batterieplatten greift. Um zu überprüfen, ob dieser Zugriff die notwendige Batterieplattenanzahl beinhaltet wird zusätzlich im Greifer die aufgenommene Satzdicke gemessen. Dabei erfolgt zusätzlich das Aussortieren von nicht ordnungsgemäß aufgenommenen Plattenpakten durch Separieren dieser auf eine NIO- Ausschleusband.
Ein weiterer, zwischen dem Vorratsspeicher für die geprüften Plattenpakte und dem Bearbeitungsdrehtisch stationierter Greifroboter entnimmt die auf
Satzdicke geprüften Plattenpakete aus dem Pufferspeicher und bestückt die Spannkassetten mit den Plattenpaketen. Nach dem Bestücken werden vom Greifer mittels einer dort angeordneten Spezi al Vorrichtung zum
Fahnenausrichten und -anbiegen der Batterieplatten die Fahnen der Batterieplatten für den Bearbeitungsprozess vorbereitet, in dem die Fahnen ausrichtet und angebogen werden.
Durch diese Maßnahme kann zum Einem eine Taktzeit am
Bearbeitungsdrehtisch eingespart werden und zum Anderem entfallen die aufwendigen Spezialbauten am Drehtisch für das nochmalige Greifen der Batterieplattenpakte für das Fahnenanbiegen und Ausrichten. Auch die
Umrüstzeiten bei einem Batterietypwechsel in der Fertigung kann immens eingespart werden, da lediglich der bereits im Greifermagazin vorrätige
Greifertyp gewechselt werden muss.
Anschließend übergibt der Greifer die Spannkassette der ersten
Bearbeitungsstation des Bearbeitungsdrehtisches.
Am Bearbeitungsdrehtisch erfolgt die übrigen Bearbeitungsabläufe, wie das Fiuxen, das Verzinnen, das Trocknen und das Bilden von Bleibrücken an den Batterieplatten.
Der letzten Bearbeitungsstation des Bearbeitungsdrehtisches ist der letzte Greifroboter zugeordnet. Dieser entnimmt die fertig bearbeiteten
ßatterieplattenpakete aus der Spannkassette und transportiert diese zur
Einboxstation für das Bestücken der bereitgestellten Batteriekästen. Die fertig bearbeiteten Plattenpakte werden vom Greifer des Greifroboters mittels seines Stopfersystems in die Batteriekästen eingeboxt.
Dazu weist der Greifer dieses Greifroboters technische Mittel zum gezielten Komprimieren und Einstopfen der Plattenpakete auf. Mittels eines
Stopfzylinders und dem Aufspreizer für die Einzelfächer der zu bestückenden Batteriekästen boxt er die Plattenpakete in die Batteriekästen ein. Für das saubere und störungsfreie Einboxen der fertig bearbeiteten Batterieplattenpakte weist der Greifer weiterhin eine Aufspannvorrichtung zum Aufspreizen der einzelnen Batteriekastenfächer vor dem Einboxen der fertig bearbeiteten
Plattenpakete auf. Dadurch kann das Einboxen der Plattenpakete in die einzelnen sehr eng bemessenen Fächer der Batteriekästen mit einer hohen Qualität realisiert werden, da Beschädigungen der fertig bearbeiteten und deshalb gegen mechanische Beanspruchung sehr empfindlichen Plattenpakte ausgeschlossen werden können.
Um die Qualität der fertigen Batteriekästen zu kontrollieren, weist der Greifer weiterhin ein Wägemesssystem auf, um das Gewicht der fertig bestückten Batteriekästen zu erfassen und mit dem Sollmaß abzugleichen. Kommt es zu einer Fehlmeldung, wird dieser Batteriekasten ausgesondert.
Die anderen fertigen und die erforderliche Qualität aufweisenden Batteriekästen werden vom Greifer auf ein Abfuhrband transportiert.
Bei der Fertigung von AGM -Batterietypen weist dieser Greifer des letzten Greifroboters für ein sicheres Einboxen der der AGM-Batterieplattenpakte zusätzlich ein Kraftmessvorrichtung in Form von Kraftmesssensoren auf, um die Einpresskraft welche für das Einboxen der Plattenpakte in die Batteriekästen aufgewendet werden muss, kontrolliert auf die Plattenpakte zu übertragen. Dies ist notwendig, um eine Beschädigung der AGM-Batterieplatten bzw. der mit dem Elektrolyt gebundenen Glasfaservliese zu vermeiden.
Mit dieser technischen Maßnahme werden wiederum mehrere
maschinentechnische Maßnahmen am Drehtisch und Achssysteme zum
Einboxen und Transportieren der Batterieplattenpakete und der fertigen
Batteriekästen eingespart.
Gleichzeitig werden nach dem Einboxen, schon während des Transportes der fertigen Batteriekästen aus der Vorrichtung die Qualitätskontrolle und die Separierung der guten Qualität von einer nicht ordnungsgemäßen Qualität der Batteriekästen durchgeführt. Es wird wertvolle Taktzeit eingespart und es wird sichergestellt, dass nur Batteriekästen mit einer vorgegebenen Qualität die Vorrichtung zur Bearbeitung von Batterieplatten und Anordnung dieser in Nassoder AGM-Batteriekästen für Personen- oder Lastkraftwagen verlassen.
Die separate Gestaltung des Transportes von Batterieplatten, Plattenpaketen und Batteriekästen außerhalb des Bearbeitungsdrehtisches hat den Vorteil, dass die Umrüstung beim Fertigungswechsel auf einen anderen Batterietyp schnell und unkompliziert reagiert werden kann. Es kann auf bestehende Raumverhältnisse beim Einordnen einer neuen Anlage Platz sparend und individuell reagiert werden. Die Greifrobotertechnik ist nur im Bereich der Greifertechnik gesondert zu gestalten und kann für die Serienfertigung derartiger
Vorrichtungen vorkonzipiert werden.
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausfuhrungsbeispiel näher erläutert werden.
In der beigefügten Zeichnung zeigen
Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf die Anordnung er Greifroboter zum zentralen Bearbeitungsdrehtisch innerhalb der Vorrichtung zur Bearbeitung von Batterieplatten und Anordnung dieser in Nassoder AGM-Batteriekästen und die schematische Seitenansicht auf einen Greifer eines Greifroboters mit einem Stopfzylinder zum Einboxen der fertigen Batterieplattenpakete in die bereitgestellten Batteriekästen, einer Kraftmessvorrichtung zum Messen der Eindrückkraft beim Einboxen und einer Vorrichtung zur Gewichtskontrolle der fertigen Batteriekästen.
Ausführungsbeispiel:
Gemäß der Figuren 1 und 2 besteht eine Vorrichtung zur Bearbeitung von Batterieplatten und Anordnung dieser in Nass- oder AGM-Batteriekästen für Personen- oder Lastkraftwagen zunächst aus einem zentral angeordneten
Bearbeitungsdrehtisch 1 mit Hub- und/oder Drehvorrichtung an den einzelnen Bearbeitungsstationen 1.1 - 1.4 sowie Transportvorrichtungen R 1 - R4 für die Batterieplatten, Batterieplattenpakte und fertigen Batteriekästen innerhalb der Vorrichtung.
An dem Drehtisch sind erfindungsgemäß als Transportvorrichtung für das Zu- und Abfuhren der zu bearbeitenden und der fertigen Batterieplatten zum
Bearbeitungsdrehtisch 1 hin und von diesem weg, für die Bildung von
Batterieplattensätzen für die Batterieplattenpakte, für die Satzdickenprüfung der Batterieplattenpakte, für das Ausrichten und Anbiegen der Plattenfahnen, für das Einboxen der Batterieplattenpakte in die Batteriekästen und für die Endkontrolle stationäre und mit sechs Bewegungsachsen sowie speziell ausgebildeten
Greifern ausgestattete Greifroboter Rl - R4 angeordnet. Damit wird eine
Kombination aus Transport- und Bearbeitungs Werkzeug in den Greifrobotern Rl - R4 vereint und Bearbeitungsschritte aus dem Bearbeitungsdrehtisch 1 in die Transportvorrichtungen verlagert. Somit kann nicht nur Platz eingespart und flexibel gestaltet, sondern auch wertvolle Taktzeit eingespart werden.
Alle um den Bearbeitungsdrehtisch 1 positionierten Greifroboter Rl - R4 sind mittels frei programmierbaren linearen Bewegungsabläufen und -wegen beweglich außerhalb des Drehtisches und von diesem in seinen
Bewegungsabläufen unabhängig angeordnet. Mit dieser Maßnahme kann auf die speziellen Vorortbedingungen beim Aufstellen einer Bearbeitungsanlage flexibel und ohne großen Konstruktionsaufwand produktionstechnisch und gestalterisch agiert werden.
Um den Transport von den Vorratspaletten PI und P2, welche für das
Bevorraten von jeweils positiven und negativen Batterieplatten der Vorrichtung zugeordnet sind zur Taschstation 2 zu realisieren sind an einem ersten
Greifroboter Rl und dort an dessen Greifer sowohl dem Erfassen, Aufnehmen der positiven als auch negativen Batterieplatten von den Vorratspaletten PI und P2 und dem positionsgenauen Ablegen von der Batterieplatten in der
Taschstation 2 dienende Flanschplatten angeordnet. Diese sollen verhindern, dass beim Erfassen, Aufnehmen Transportieren und beim Ablegen eine
Beschädigung der Batterieplatten erfolgt.
Die nun in ihrer Reihenfolge festgelegten Batterieplatten in der Taschstation werden von einem zweiten Greifroboter R2 so aufgenommen, dass über das am Greifer des Greifroboters R2 angeordnete Wegemesssystem vom Greifer die für den zu fertigenden Batterietyp vordefinierte Plattenpaketgröße entnommen wird, dabei die aufgegriffene Satzdicke mittels der Wegmesssensoren zusätzlich überprüft und die einwandfreien Plattenpakete an einen Pufferspeicher 3 übergeben werden. Die mit einer Fehlermessung ermittelten Plattenpakete werden auf ein Ausschleusband separiert. Somit wird gewährleistet, dass nur die Batterieplattenpakete weiter verarbeitet werden, die die vorgegebene Plattenanzahl enthalten. Der Pufferspeicher 3 sorgt dafür, dass es zu keinen Taktstillstand an dem Bearbeitungsdrehtisch 1 wegen fehlender Batterieplattenpakete kommt, so dass die Vorrichtung effektiv ausgelastet werden und arbeiten kann.
Ein Greifroboter R3 entnimmt die geprüften Plattenpakete aus dem
Pufferspeicher 3 und bestückt damit die Spannkassetten 4. Der Greifer ist mit Spezialwerkzeugen ausgerüstet. Mit diesen Werkzeugen werden durch den Greifer die Fahnen der Batterieplatten ausgerichtet und angebogen und der Greifer übergibt die bestückte Spannkassette an die Bearbeitungsstation 1.1 des Bearbeitungsdrehtisches 1. Am Bearbeitungsdrehtisch werden in den
Bearbeitungsstationen 1.1 - 1.4 die üblichen Bearbeitungsschritte, wie das Fluxen, das Verzinnen, das Trocknen und das Gießen von Bleibrücken an den batterieplatten realisiert. Ein weiterer Greifroboter R4 ist an der letzten
Bearbeitungsstation 1.4 und auch außerhalb des Bearbeitungsdrehtisches 1 zugeordnet. Der Greifer entnimmt die fertig bearbeiteten Batterieplattenpakte aus der Spannkassette und boxt diese in die bereitgestellten Batteriekästen ein. Dazu ist der Greifer zusätzlich mit einem Stopfersystem in Form eines
Einboxstempels ausgerüstet. Der Greifer erfasst anschließend den fertig bestückten Batteriekasten und ermittelt während des Transportes von den
Bearbeitungsstation 1.4 das Gewicht des Batteriekastens und vergleicht den wert mit dem vorgegebenen Sollwert , um den Batteriekasten mit einem Fehlgewicht auszusondern, Die Batteriekästen mit der vorgegebenen Gewichtsqualität werden an das Fertigteilelager übergeben.
Wird der AGM-Batterietyp gefertigt, dann weist der Greifer des Greifroboters R4 zusätzlich einen Kraftmesssensor 5 auf. Dieser misst und veranlasst die Regelung der Eindrückkraft beim Einboxen der AGM-Batterieplattenpakte in die Batteriekästen. Die Eindrückkraft wird dadurch kontrolliert auf die
Plattenpakte übertragen. Dies ist notwendig, um eine Beschädigung der AGM- Batteriepl arten bzw. der mit dem Elektrolyt gebundenen Glasfaservliese zu vermeiden.
Eine derartige Vorrichtung weist die Vorteile auf, dass sie einerseits ohne zusätzlichen konstruktiven Aufwand in die jeweils vor Ort gegebene Struktur eingepasst werden kann.
Es werden durch die Übernahme von Bearbeitungsfunktionen durch die
Greifroboter Rl bis R4 die Taktzeiten an dem Bearbeitungsdrehtisch 1 verkürzt und der komplizierte bautechnische Aufwand an dem Bearbeitungsdrehtisch 1 für die Realisierung dieser Funktionen kann entfallen, was zu einer
ostenminimierung führt. Auch der sonst notwendige Aufbau von
Achssystemen für den Transport der Batterieplatten, der Plattenpakte und der Batteriekästen kann entfallen. Zusätzlich werden von den Greifrobotern Rl - R4 die Qualität kontrollierende Messungen durchgeführt, was zu einer
Verbesserung der Qualitätsgarantie führt.
Vorrichtung und Verfahren zur Bearbeitung von Batterieplatten und Anordnung dieser in Nass- oder AGM-Batteriekästen für Personen- oder Lastkraftwagen
Bezugszeichenliste
1 Bearbeitungsdrehtisch
1.1 - 1.4 Bearbeitungsstationen am Bearbeitungsdrehtisch
2 Eintaschstation
3 Pufferspeicher
4 Spannkassette
5 Kraftmesssensoren
6 Stopfzylinder
7 Wägemesssystem
Rl - R4 Greifroboter
P1 - P2 Vorratspaletten

Claims

Vorrichtung und Verfahren zur Bearbeitung von Batteräeplatten und Anordnung dieser in Nass- oder AGM-Batteriekästen für Personen- oder Lastkraftwagen Patentansprüche
1. Vorrichtung zur Bearbeitung von Batterieplatten und Anordnen dieser in Nass- oder AGM-Batteriekästen, bestehend aus einem zentral
angeordneten Bearbeitungsdrehtisch mit Hub- und/oder Drehvorrichtung an den einzelnen Bearbeitungsstationen sowie Transportvorrichtungen für die Batterieplatten, Batterieplattenpakte und fertigen Batteriekästen innerhalb der Vorrichtung,
dadurch gekennzeichnet, dass an dem Bearbeitungsdrehtisch (1 ) als Transportvorrichtung für das Zu- und Abführen der zu bearbeitenden und der fertigen Batterieplatten zum Bearbeitungsdrehtisch (1 ) hin und von diesem weg, für die Bildung von Batterieplattensätzen für die
Batterieplattenpakte, für die Satzdickenprüfung der Batterieplattenpakte, für das Ausrichten und Anbiegen der Plattenfahnen, für das Einboxen der Batterieplattenpakte in die Batteriekästen und für die Endkontrolle stationäre und mit bis zu sechs Bewegungsachsen sowie speziell ausgebildeten Greifern ausgestattete Greifroboter (Rl - R4) angeordnet sind,
dass alle um den Bearbeitungsdrehtisch (1) positionierten Greifroboter (Rl - R4) mittels frei programmierbaren linearen Bewegungsabläufen und -wegen beweglich außerhalb des Bearbeitungsdrehtisches (1) und von diesem in seinen Bewegungsabläufen unabhängig angeordnet ist.
2. Vorrichtung zur Bearbeitung von Batterieplatten und Anordnen dieser in Nass- oder AGM-Batteriekästen nach dem Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass an dem Greifer des Greifroboters (Rl) dem
Erfassen und Aufnehmen aus den Vorratspaletten (PI) für positive
Batterieplatten und (P2) für negative Batterieplatten und dem
positionsgenauen Ablegen von sowohl positiven als auch negativen Batterieplatten dienende Flanschplatten angeordnet sind.
3. Vorrichtung zur Bearbeitung von Batterieplatten und Anordnen dieser in Nass- oder AGM-Batteriekästen nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Greifer des Greifroboters (R2) mit
Wegemess sensoren für das mengenmäßige Erfassen von Batterieplatten während eines Greifprozesses zur Satzdickenbildung und gleichzeitigen Satzdickenprüfung für die Bildung von qualitätsgeprüften
Batterieplattenpaketen ausgestattetet ist.
4. Vorrichtung zur Bearbeitung von Batterieplatten und Anordnen dieser in Nass- oder AGM-Batteriekästen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Greifer des Greifroboters (R3) eine Vorrichtung zum Fahnenausrichten und -anbiegen der Batterieplatten angeordnet ist.
5. Vorrichtung zur Bearbeitung von Batterieplatten und Anordnen dieser in Nass- oder AGM-Batteriekästen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Greifer des Greifroboters (R4) technische Mittel zum gezielten Komprimieren und Einstopfen der Plattenpakete mittels eines Stopfzylinders (6) und dem Aufspreizen der Einzelfächer in die zu bestückenden Batteriekästen sowie ein Wägemess- sy stem (7) zum die Qualität kontrollierendem Erfassen des Gewichts vor dem Bestücken der fertig bearbeiteten Plattenpakte in die bereitgestellten Batteriekästen aufweist.
6. Vorrichtung zur Bearbeitung von Batterieplatten und Anordnen dieser in Nass- oder AGM-Batteriekästen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Greifroboter (Rl bis R4) der Vorrichtung ein Magazin für verschiedene dem jeweiligen Batterietyp angepasste Greifroboterköpfe zugeordnet sind.
7. Verfahren zur Bearbeitung von Batterieplatten und Anordnen dieser in Nass- oder AGM-Batteriekästen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
dass der Greifroboter (Rl) die positiven und negativen Batterieplatten aus den verschiedenen Vorratspaletten (PI) und (P2) entnimmt und der Eintaschstation (2) zur Vorratsbildung von Batterieplattensätzen für zu bildende Plattenpakete übergibt; dass der Greifroboter (R2) die Plattenpakete vom Vorratsband der
Eintaschstation (2) entnimmt, dabei mit dem am Greiferkopf
angeordneten Wegemesssensoren die Satzdicke der Plattenpakete prüft, dass der Greifroboter (R2) die nicht ordnungsgemäß gebildeten
Plattenpakte von den qualitätsgerecht gebildeten Plattenpaketen separiert und die qualitätsgerecht gebildeten Plattenpakete einem Pufferspeicher (3) übergibt;
dass der Greifroboter (R3) die auf Satzdicke geprüften Plattenpakete aus dem Pufferspeicher (3) entnimmt die Spannkassetten (4) mit den
Plattenpaketen bestückt, anschließend die Fahnen der Batterieplatten ausrichtet und anbiegt und diese der ersten Bearbeitungsstation ( 1 .1 ) des Bearbeitungsdrehtisches 1 übergibt;
dass am Bearbeitungsdrehtisch die übrigen Bearbeitungsabläufe, wie das Fluxen, das Verzinnen, das Trocknen und das Bilden von Bleibrücken an den Batterieplatten erfolgt und
dass der Greifer des Greifroboters (R4) an der letzten Bearbeitungsstation (1.4) des Bearbeitungsdrehtisches (1) die fertig bearbeiteten
Batterieplattenpakete aus der Spannkassette (4) entnimmt und an der Einboxstation für das Bestücken der bereitgestellten Batteriekästen die Plattenpakete mittels eines am Greifer angeordneten Stopfersystems in Form eines Stopfzylinders 6 in die Batteriekästen eingeboxt sowie die fertig bestückten Batteriekästen aufnimmt, mittels eines Wägesystems das Endgewicht des Batteriekastens prüft und mit dem Sollwert vergleicht, um die nicht qualitativen von den qualitativen Batteriekästen zu separieren. Verfahren zur Bearbeitung von Batterieplatten und Anordnen dieser Nass- oder AGM-Batteriekästen nach dem Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass beim Einboxen der fertig bearbeiteten AGM- Batterieplattenpakete mittels des am Greifer des Greifroboters (R4) zusätzlich angeordneten Kraftmesssensoren (5) die Eindrückkraft kontrollierend und dimensionierend gemessen und geregelt wird.
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