WO2020225384A1 - Behandlungssystem und verfahren zum behandeln von werkstücken - Google Patents

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WO2020225384A1
WO2020225384A1 PCT/EP2020/062756 EP2020062756W WO2020225384A1 WO 2020225384 A1 WO2020225384 A1 WO 2020225384A1 EP 2020062756 W EP2020062756 W EP 2020062756W WO 2020225384 A1 WO2020225384 A1 WO 2020225384A1
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unit
workpiece
transport
receiving
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Otfried Meyer
Marko FLATTEN
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Ecoclean Gmbh
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Definitions

  • the present invention relates to a treatment system for handling workpieces, comprising at least one treatment device, which has at least one treatment unit which is designed to carry out at least one treatment process on the workpiece, and at least one receiving unit for receiving the workpiece on or in the treatment device, a transport device which comprises at least one transport unit with which the workpiece can be transferred into a transfer position, from which the workpiece can be transferred to a treatment position by means of the at least one receiving unit, and a control device for controlling the at least one treatment unit, the at least one receiving unit and the at least one transport unit.
  • the present invention also relates to a method for treating workpieces with a treatment system.
  • the object of the present invention is to provide a treatment system of the type mentioned above and a method which enable treatment processes to be carried out efficiently on workpieces.
  • the at least one treatment device has two or more receiving units for receiving a respective workpiece for transferring it independently of one another into the treatment position. sition, wherein the control device controls the at least one treatment unit in such a way that the workpieces are treated by it with a time delay according to a similar treatment process.
  • two or more receiving units for respective workpieces are provided in a treatment device.
  • the workpieces can be treated with a time delay, the same treatment process being carried out, in particular the same type of treatment, although treatment parameters, for example, can differ from one another depending on the workpiece.
  • the receiving units can in particular be moved independently of one another in order to transfer the workpieces from the transfer position to the treatment position and vice versa.
  • the time offset in the treatment of the workpieces there is in particular the possibility of reducing the total time required for set-up and changing times for the workpieces.
  • the present invention is particularly suitable for the surface treatment of workpieces, in particular for cleaning and / or deburring workpieces.
  • deburring can be viewed in particular as cleaning.
  • a workpiece can be treated using the at least treatment unit, while at least one workpiece can be transferred from the treatment position to the transfer position or vice versa using the receiving unit assigned to it.
  • Dead times for exchanging a workpiece can be used sensibly in the at least one treatment device by treating another workpiece by means of the at least one treatment unit.
  • control device of the treatment system can control all processes.
  • the control device is or comprises, for example, se a master computer for controlling the at least one treatment device and the transport device.
  • the control device can be designed and programmed in such a way that the time required for exchanging workpieces and / or for treating workpieces can be minimized and carried out efficiently.
  • no two or more workpieces can be treated at the same time by means of the at least one treatment unit.
  • the treatment device comprises two or more functionally identical and in particular identically configured treatment units, where a treatment unit is assigned to a respective receiving unit.
  • a respective workpiece can be transferred from a respective receiving unit into the treatment position and be treated by the respective treatment unit.
  • Different workpieces are treated by means of different treatment units of the treatment facility, offset in time to one another. In a corresponding manner, the workpieces can be changed in a timed manner to one another.
  • the number of treatment units is advantageously identical to the number of receiving units for the workpieces.
  • the treatment device comprises or forms a receiving space and an adjustment unit for the at least one treatment unit, which is moved by means of the adjustment unit from a first spatial area in which a receiving unit is arranged to at least one other Jardinbe is richly movable, in which a further receiving unit is arranged, for treating a respective workpiece on the receiving unit according to the treatment process.
  • only one treatment unit can be provided within preferably only one treatment room.
  • the adjustment unit can be used to handling unit are delivered to the first workpiece in order to act on this.
  • a workpiece can be exchanged on another receiving unit.
  • the treatment unit can be advanced to the other workpiece by means of the adjustment unit in order to treat it.
  • the previously treated first workpiece can be transferred to the transfer position and removed from the at least one transport unit and replaced by another workpiece.
  • the change of workpieces is carried out during the treatment of a respective other workpiece on the at least one treatment device.
  • the spatial areas can be positioned without separation from one another and, for example, laterally next to one another.
  • the treatment unit can be movable in the receiving space by means of the adjustment unit.
  • the at least one treatment unit can advantageously be displaced by means of the adjusting unit in the receiving space along a direction which is aligned parallel to a transport path of the transport device along which the at least one transport unit can be moved and in particular displaced.
  • the receiving units in particular the spatial areas, are positioned laterally next to one another along the transport direction.
  • the at least one treatment unit has a receiving Includes space for receiving the receiving units, in which the at least one treatment unit is arranged, as well as two or more cover elements which are assigned to a respective receiving unit, with a respective cover element exposing an opening of the receiving space when the receiving unit moves the workpiece from the transfer position in the treatment position is transferred, and the respective opening closes when the workpiece is treated in the treatment position by means of the at least one treatment unit.
  • the cover elements which can be selectively opened to exchange the respective workpiece and otherwise remain closed, the receiving space is protected from the ingress of dirt from the outside.
  • a medium used during the treatment for example a cleaning medium
  • the cover elements are designed, for example, as slidable or foldable plat ten-like cover elements.
  • the receiving units for transferring the workpiece from the transfer position to the treatment position can advantageously be moved transversely and in particular perpendicular to a transport direction, along which transport direction the at least one transport unit can be moved and in particular displaced along a transport path of the transport device.
  • the transport path can in particular be designed in a straight line and define the transport direction.
  • the receiving unit is arranged immovably in the receiving space parallel to the transport direction.
  • the treatment unit can be moved parallel to the transport direction by means of the adjustment unit.
  • the at least one treatment unit and the two or more receiving units are movable relative to one another and, in particular, are displaceable along at least one spatial direction.
  • the at least one treatment unit and the two or more receiving units can be rotated relative to one another and / or pivoted about at least one axis of rotation or pivot axis, for example. The treatment result can be improved by the relative movement.
  • the workpieces are favorably fixed on, for example, pallet or plate-shaped support elements.
  • a fixation on the respective support element can be provided in particular by a force fit and / or form fit.
  • the workpieces can be manually attached to the support elements.
  • an actuator is provided which can be actuated pneumatically or electrically, for example.
  • the actuator can be a hold-down device, for example.
  • the actuator can advantageously be actuated during the treatment process, for example when cleaning, deburring or drying, so that the workpiece is released in sections.
  • the holder is selectively opened and closed.
  • the workpiece is held directly or indirectly, in particular by means of the support element, by a force fit and / or form fit on the at least one transport unit and / or the at least one receiving unit.
  • the transport unit and / or the receiving unit is or includes, for example, a pneumatically or electromotive operated mechanism, for example in the form of a gripping device.
  • the support element with the workpiece is advantageously transferred from the transport unit directly to the receiving unit and vice versa. Provision can be made for the mechanics of the transport unit and / or the receiving unit to be monitored in order to determine whether the support element is held on the mechanics or is detached from it.
  • the above-mentioned pneumatic mechanism and the pneumatic actuator are designed for example for holding the work piece or the support element under negative pressure.
  • a preferred treatment system can comprise a plurality of treatment units each with at least one treatment unit, the treatment units and the treatment processes of different treatment units that can be carried out with them differ from one another.
  • the treatment system is therefore extremely versatile. Different treatment processes can be carried out one after the other on the workpiece with a view to improving the treatment result.
  • the treatment system can advantageously have a modular structure in which the treatment devices are combined or can be combined depending on the treatment processes to be carried out.
  • the treatment devices are advantageously positioned or positionable laterally next to one another, the workpieces preferably being able to be transported from one treatment device to an adjacent treatment device by means of the transport device. This gives the possibility of treating the workpieces successively according to the different treatment processes, with the transport device being able to transport workpieces from one treatment device to the next treatment device.
  • the treatment devices are arranged along a transport path of the transport device that extends preferably in a straight line, along which transport path the at least one transport unit is movable, wherein the workpieces can be transported along a transport direction defined by the transport path from one treatment device to a further treatment device.
  • the workpieces can advantageously be transported by means of the transport device from one treatment device to the next treatment device while maintaining the arrangement, along the transport direction, by their receiving units.
  • the treatment system always maintains one working direction.
  • the transport In the case of the plurality of receiving units, it is advantageously provided that the transport always takes place from the receiving unit of a treatment device positioned first along the transport direction to the first positioned receiving unit of the subsequent treatment device (s). The same applies to the receiving units of the treatment facilities, etc., which are arranged at the respective second point in the direction of transport.
  • the treatment devices are positioned in the sequence of treatment processes to be carried out one after the other along the transport path. In this way, particularly efficient transport of the workpieces between the treatment devices can be carried out.
  • the transport device can advantageously comprise two or more transport units, each of which can be moved along a transport path.
  • the control of the movement of the transport units can be done by means of the control device.
  • the two or more transport units are advantageously displaceable along the transport path.
  • the transport device has, for example, an electromagnetic linear drive for the at least one transport unit.
  • a stator extending in a straight line is preferably present, which controls the transport direction from one ner treatment facility to the next treatment facility and thus the working direction is defined.
  • the transport device can, for example, be robotic.
  • a robot arm is provided as a transport unit.
  • Workpieces to be treated can be picked up, for example, on an end side of the transport path which is conveniently adjacent to the treatment device used first.
  • Treated workpieces can be deposited, for example, on an end side of the transport path which is adjacent to a treatment device with which the last treatment process is carried out. It can be provided that the workpiece is removed from this end side or is transported back to the first-mentioned end side by means of the at least one transport unit and is removed from there.
  • the side of the loading or receiving and the unloading side can be changeable, with a view to adapting the processing of workpieces depending on different treatment processes.
  • the at least one treatment unit of the at least one treatment facility can be designed differently, preferably for at least one of the following treatment processes:
  • Drying of the workpiece in particular vacuum drying of the workpiece
  • the treatment unit can carry out more than one of the aforementioned treatment processes.
  • the at least one treatment unit can in particular be a cleaning unit and the at least one treatment device can in particular be a cleaning device.
  • High-pressure liquid jet deburring can be carried out, for example, using a switching device, as is described in the non-prior-published patent application DE 10 2019 108 512 or in EP 2 047 912 A1.
  • mechanical deburring can be carried out using brushes or another type of tool.
  • the at least one treatment unit can, for example, perform a coating for surface refinement and / or preservation of the workpiece.
  • a dry fluid for example a gaseous medium, in particular air, compressed air, an inert gas, CO2 or some other type of technical gas.
  • a gaseous medium in particular air, compressed air, an inert gas, CO2 or some other type of technical gas.
  • the use of ionized air, laser radiation for ionization or atmospheric plasma is conceivable.
  • the ionization can take place by means of discharge electrons.
  • the temperature of the gaseous medium is approximately 2 ° C to approximately 150 ° C, for example.
  • the humidity can be up to 100% absolute.
  • water or demineralized water with or without additive (s), for example surfactants can be used as the wet fluid.
  • additive for example surfactants
  • microbubbles in the liquid is conceivable, as is the use of a cooling lubricant or oil.
  • fluid is injected into a gas flow (for example air flow) and accelerated with the gas flow.
  • a gas flow for example air flow
  • the temperature can be 2 ° C to 99 ° C, for example.
  • Auxiliary materials can be used as additives for gaseous or liquid fluids, for example solids such as granulates, salts, ice pellets or CO2 snow.
  • Treatment by radiation can be provided. Different wavelengths are also conceivable within the same treatment unit, for example UV, microwaves, infrared, acoustic waves.
  • the at least one treatment unit can have nozzles, for example.
  • the nozzles can be stationary or movable, for example rotating or spindly.
  • flat jet nozzles, round jet nozzles, fan-shaped nozzles, cyclone nozzles or slot nozzles can be used as the nozzle shape.
  • the nozzles can be designed as multi-fluid nozzles with a core jet and a surrounding jet jacket.
  • the jet jacket can be configured by further nozzles on the circumference of the central nozzle or by a screen that sucks in a medium from the environment, for example by means of a Venturi effect.
  • the nozzles can for example have a central pressure nozzle (also rotating nozzle) and a surrounding suction nozzle (Taifund nozzle).
  • a multiple or multiple nozzle systems can be provided.
  • the treatment system can have a modular structure with a plurality of treatment devices.
  • the treatment processes explained above can, for example, be carried out one after the other. For example, dry cleaning, deburring, wet cleaning, ultrasonic cleaning, underwater cleaning, spray cleaning, drying, coating and cooling can be carried out.
  • the modular structure of the system enables different treatment processes to be carried out in a changeable manner, depending on the relative positioning of the treatment devices.
  • the treatment system comprises a detection unit coupled to the control device, with which a respective plant piece associated identification relating to at least one treatment process to be performed can be detected, the control device activating the at least one treatment device depending on the identification for treating the workpiece.
  • the identification is arranged on the workpiece or on a support element for this and is in the form of a machine-readable code.
  • the treatment device can adapt the treatment process with a view to an optimal treatment result.
  • the treatment system comprises a storage unit coupled to the control device, in which treatment parameters are or can be stored which are assigned to the workpieces, the control device controlling the at least one treatment device depending on the treatment parameters for treating the workpiece .
  • treatment parameters can include, for example, pressures, volume flows, temperatures, cycle times, speeds, waiting times, process times, etc.
  • the treatment system according to the invention can be used with workpieces of different types, for example made of metal, ceramic or plastic.
  • the workpieces can be components from the field of general metalworking, engine parts or gear parts.
  • the workpieces are valves, brake pumps, hydraulic blocks, turbocharger housings, turbo charger wheels, camshaft adjusters, injection pumps, electric motor housings, cylinder heads, gear housings, wheels or shafts.
  • the workpieces can be components for electric motors, for example spray bodies, housings, bearings, shafts.
  • the workpieces can be generatively produced parts, for example by means of 3D printing.
  • the workpieces can come from the field of medical technology and can be implants, for example.
  • a combination of different materials for the workpieces is conceivable.
  • the treatment system can be used in various industrial sectors, for example in the wood industry to remove processing residues such as sawdust. It is conceivable that it can be used in the metal industry to remove machining residues such as cooling lubricants or machining oils. Use in the plastics industry, electronics industry or mechatronics industry is conceivable. In the area of additive manufacturing, for example in 3D printing, the use of vibrations is conceivable in order to remove residual powder within the cavities of the workpiece and on its surface.
  • the treatment system is particularly suitable for surface treatment and especially for cleaning and / or deburring, whereby particulate and filmic contamination can preferably be removed. It is conceivable to use it to remove processing residues consisting of solids such as chips, blasting media, casting core residues and flakes. In the area of film contamination, for example, cooling lubricants, oils, greases, release agents, abrasives or other types of production residues could be removed.
  • a treatment device comprises at least one treatment unit which is designed to carry out at least one treatment process on the workpieces, in which method two or more workpieces are independently of the treatment device by means of a respective receiving unit can be transferred from one another from a transfer position to a treatment position and the at least one treatment unit is controlled in such a way that the workpieces are treated with a time delay according to a similar treatment process.
  • FIG. 1 a perspective schematic representation of a treatment system according to the invention for carrying out the method according to the invention.
  • FIG. 1 shows an advantageous embodiment of a treatment system according to the invention, which is assigned overall reference number 10.
  • the treatment system 10 is used to treat workpieces 12, of which a plurality of workpieces is shown distinguishable in FIGS. 2 to 18 and is further identified therein with the reference symbols W1 to W11.
  • the general type of workpiece is referred to under the reference number 12.
  • the treatment system 10 comprises a plurality of treatment devices for the surface treatment of the workpieces 12.
  • the treatment devices are combined with one another in a modular manner in order to form the treatment system 10.
  • Four treatment devices 14, 16, 18 and 20 are provided here.
  • the treatment devices 14 to 20 are positioned side by side and are arranged along a transport device 22 for transporting the workpieces 12.
  • the transport device 22 comprises a rectilinearly extending transport path 24 which is designed as a displacement path.
  • the extent of the transport path 24 defines a transport direction 26 which, in the present case, is a working direction of the treatment system 10.
  • the transport device 22 For transporting the workpieces 12, the transport device 22 comprises two transport units which can be displaced along the transport path 24, identified in the drawing by "1" and "2".
  • the transport device 22 is designed electromagnetically, the transport path 24 forming a linear stator.
  • the workpieces 12 are fixed on a support element 30, which is shown schematically in FIG.
  • the support element 30 can be held by a respective transport unit 28 and thereby be transported into a transfer position on a respective treatment device 14 to 20.
  • the workpieces 12 are held on the support element 30, which is designed, for example, in the form of a plate, for example by means of a hold-down device.
  • a control device 32 of the treatment system 10 which controls the transport device 22 and thus the transport of the workpieces 12.
  • the control device 32 controls the treatment devices 14 to 20 and, in these, in particular the receiving units mentioned below for the workpieces 12 and the treatment units.
  • the transport device 22 On one end side 34, which is adjacent to the treatment device 14, the transport device 22 has a tray 36 for workpieces 12. On an opposite end side 38 which is adjacent to the treatment device 20, the transport device 22 has a tray 40 for workpieces. In relation to the transport direction 26, the treatment devices are arranged in the order 14-16-18-20.
  • the workpieces 12 are transported in the transport direction 26 and are subsequently treated by the treatment devices 14 to 20, the transport taking place in each case by means of the transport units 28.
  • the treatment device 14 is designed for deburring the workpieces 12 by means of a high-pressure fluid jet and in particular a high-pressure water jet.
  • the treatment device 14 comprises a treatment unit 42 with at least one high-pressure tool 44.
  • a switching device 46 is provided, via which a desired high-pressure tool 44 can optionally be transferred to an operating position, as in the above-mentioned status the technique is described.
  • the treatment device 14 is a deburring device
  • the treatment unit 42 is a deburring unit.
  • the treatment devices 14 to 20 in addition to the properties of the treatment units as explained above, can have further units for their function, as is familiar to the person skilled in the art.
  • a pump unit for providing a cleaning liquid under high pressure is provided for the treatment unit 42.
  • the treatment device 14 comprises a receiving space 48 with a first space area 50 and a second space area 52.
  • the space areas 50, 52 are arranged side by side along the transport direction 26.
  • An adjustment unit 54 is assigned to the treatment unit 42.
  • the switching device 46 with the high pressure tool 44 can be moved, in particular parallel to the transport direction 26, from the spatial area 50 into the spatial area 52 and vice versa.
  • a further movement in at least one further spatial direction and / or rotation and / or pivoting is provided.
  • the treatment device 14 also has two receiving units 56, 58.
  • the receiving units 56, 58 are arranged side by side along the transport direction 26 and are assigned to a respective spatial area 50, 52 and positioned there.
  • the receiving units 56 and 58 can be moved by means of drive units 60 and 62.
  • a displacement transversely and in particular perpendicular to the transport direction 26 is possible.
  • the displacement can take place in such a way that a workpiece 12 arranged in the transfer position on the transport unit 28 can be captured by the respective receiving unit 56 or 58 and transferred into the receiving space 48 into a treatment position.
  • the treatment device 14 comprises cover elements 64, 66 which are assigned to the receiving units 56 and 58 and can optionally close openings 68 and 70, respectively.
  • a respective cover element 64 closes an opening 68 when the workpiece 12 is treated on the associated receiving unit 56 by means of the treatment unit 42.
  • the respective cover element 64, 66 can clear the opening 68 or 70 when the workpiece 12 is transferred from the transfer position to the treatment position or vice versa by means of the respective receiving unit 56 or 58, i.e. H. in particular for exchanging the workpiece 12.
  • Drive units 72 and 74 are assigned to the cover elements 64, 66.
  • the workpieces 12 are moved on the receiving units 56, 58 by means of the drive units 60 and 62 relative to the treatment unit 42, for example in a translatory and / or rotary manner, with a view to the best possible deburring result.
  • the treatment device 14 has the particular advantage that the treatment unit 42 can deburr a workpiece 12 of a receiving unit 56 or 58 while the workpiece 12 of the other receiving unit 56, 58 is exchanged.
  • the treatment unit 42 can be delivered to the respective workpiece 12 between the spatial areas 50, 52.
  • the treatment device 16 comprises two treatment units 76, 78 arranged next to one another along the transport direction 26.
  • the treatment units 76, 78 are of identical design and each include an immersion basin 80, 82 in which a fluid jet cleaning of the workpieces 12 can be carried out.
  • the treatment device 16 is a cleaning device, the treatment units 76, 78 are cleaning units.
  • Cleaning tools 84 and 86 can be moved relative to the workpiece 12 by means of drive units 88 and 90, respectively, while these are, for example, arranged in a fixed location in the plunge pool 80, 82.
  • the treatment device 16 For the transfer of the workpieces 12 from the transport units 28, the treatment device 16 comprises receiving units 92, 94 with drive units 96 and 98 assigned to them, each of which is only shown schematically in FIG.
  • the treatment units 76, 78 can be controlled independently of one another by the control device 32. In particular, there is the possibility of cleaning the workpiece 12 on one treatment unit 76 or 78, while a workpiece 12 on the other treatment unit 78 is exchanged and transferred from the transfer position to the treatment position or vice versa.
  • the treatment device 18 is configured with treatment units 100, 102, which are arranged laterally alongside one another along the transport direction 26 and which in the present case are configured identically.
  • the treatment units 100, 102 are designed for blowing off and predrying the workpieces 12.
  • receiving spaces 104 and 106 are seen, which are formed similarly to the plunge pools 80, 82, cleaning tools 108 and 110 with drive units 112 and 114 and receiving units 116, 118 with drive units 120 and 122, respectively.
  • the treatment device 18 is a cleaning device, the treatment units 100, 102 are cleaning units.
  • the treatment units 100, 102 can be controlled by the control device 32 independently of one another. In particular, there is the possibility that the workpieces 12 are cleaned with one treatment unit 100, 102, while the workpiece 12 is exchanged by means of the receiving unit 104, 106 of the other treatment unit 100, 102 and transferred from the transfer position to the treatment position or vice versa.
  • the treatment device 20 comprises two treatment units 124, 126, which are arranged laterally next to one another along the transport direction 26 and are of identical design in the present case.
  • the treatment units 124, 126 are designed for vacuum drying the workpieces 12.
  • the treatment device 20 comprises receiving spaces 128, 130 of the treatment units 124, 126, cleaning tools 132 or 134, receiving units 136 or 138 and drive units 140 or 142 for these.
  • the treatment device 20 is a cleaning device, the treatment units 124, 126 are cleaning units.
  • the treatment units 124, 126 can be controlled independently of one another by the control device 32.
  • it can be provided in particular that a workpiece 12 is dried on one treatment unit 124, 126, while a workpiece 12 on the other treatment unit 124, 126 is exchanged by means of the corresponding receiving unit 136, 138 and from the transfer position in the treatment position or vice versa is transferred. This process is shown schematically in FIG.
  • Al, A2 identify the treatment stations in the room areas 50, 52, in which the treatment unit 42 can be alternately posi tioned.
  • the markings “B1, B2” identify the treatment station on the treatment units 76, 78, the markings “CI, C2” the treatment stations on the treatment units 100, 102 and the markings “Dl, D2” the treatment stations on the treatment units 124, 126 .
  • the treatment system 10 can comprise a detection unit 144 (FIG. 1) which is coupled to the control device 32.
  • the recognition unit 144 is optically designed in order to detect identifications, such as codes, arranged on the workpieces 12 or the support elements 30.
  • identifications such as codes
  • a respective treatment process that is carried out by the treatment devices 14 to 20 can be adapted to the workpiece 12.
  • Parameters for carrying out the treatment processes can be stored, for example, in a memory unit 146, in particular workpiece-related, the memory unit 146 being integrated in the control device 32 in the present case.
  • FIGS. 2 and 3 illustrate the treatment of the workpiece W2, the treatment unit 42 being arranged in the spatial area 52.
  • the workpiece W2 is exchanged by means of the transport unit 28 and fed to the station B1 with the treatment unit 76.
  • the workpiece W1 is supplied by means of the further transport unit 28 and transferred from the transfer position into the treatment position with the receiving unit 56.
  • the workpiece W1 is deburred by means of the treatment unit 42 now moved into the spatial area 50.
  • the workpiece W2 remains in the spatial area 52 (FIGS. 4 to 7) until it can be fed with the transport unit 28 to the vacated station B2 with the treatment unit 78 (FIGS. 8 and 9).
  • the workpiece W10 is fed to the station A2 with the transport unit 28, whereby it is transferred to the treatment position with the receiving unit 58 (FIGS. 9 to 11).
  • FIGS. 3 to 5 show, by means of hatching, the cleaning of the workpiece W3 in the station B1 with the treatment unit 76, whereas the workpiece W4 in the station B2 with the treatment unit 78 is on its way to the treatment device 18 and in particular its station C2 with the treatment unit 102 is waiting.
  • This exchange of the workpiece W4 takes place in the step according to FIG. 8, and the station B2 is equipped with the workpiece W2 that has been deburred in the meantime (FIG. 9).
  • the workpiece W6 is initially cleaned (FIGS. 2 and 3), which is then transferred (FIGS. 6 and 7) to the now vacant station D2 with the treatment unit 126 for drying.
  • the station CI with the treatment unit 100 receives the workpiece W5, which is cleaned after the workpiece W6 has been cleaned (FIGS. 5 to 7).
  • the workpiece W5 (FIGS. 8 to 12) then waits until the station D1 with the treatment unit 124 has become free and is transported there (FIGS. 13 and 14).
  • the workpiece W5 is then dried in station D1, as can be seen from the steam shown in the schematic (FIGS. 16 to 18), after the workpiece W6 has already been dried in station D2 (FIGS. 9 to 14).
  • This drying process in the cleaning device 20 again The drying process for the workpiece W7 in the station D1 with the treatment unit 124 precedes it (FIGS. 2 to 5).
  • Figures 2 to 4 show this using the example of the workpiece W9, Figures 8 to 11 using the example of the workpiece W8 and Figures 14 to 18 using the example of the workpiece W7.
  • Cleaned workpieces are then transported back from the depository 40 to the depository 36 by means of the transport unit 28 (can be seen from the workpiece W9 in FIG. 5 and from the workpiece W8 in FIG. 12).
  • an efficient treatment of workpieces can be carried out while reducing dead times and utilizing the exchange times.
  • the modular design of the treatment system 10 is advantageous, in which workpiece-related cleaning is also possible, for example by means of the cleaning parameters in the storage unit 124 or using the detection unit 144.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Behandlungssystem zum Behandeln von Werkstücken, insbesondere zum Reinigen und/oder Entgraten, umfassend mindestens eine Behandlungseinrichtung (14, 16, 18, 20), die mindestens eine Behandlungseinheit (42, 76, 78, 100, 102, 124, 126) aufweist, welche zum Durchführen mindestens eines Behandlungsvorgangs an dem Werkstück (12) ausgestaltet ist, sowie mindestens eine Aufnahmeeinheit (56, 58, 92, 94, 116, 118, 136, 138) zum Aufnehmen des Werkstückes (12) an oder in der Behandlungseinrichtung (14, 16, 18, 20), eine Transporteinrichtung (22), die mindestens eine Transporteinheit (28) umfasst, mit der das Werkstück (12) in eine Übergabeposition überführbar ist, von der das Werkstück (12) mittels der mindestens einen Aufnahmeeinheit (56, 58, 92, 94, 116, 118, 136, 138) in eine Behandlungsposition überführbar ist, sowie eine Steuereinrichtung (32) zum Ansteuern der mindestens einen Behandlungseinheit (42, 76, 78, 100, 102, 124, 126), der mindestens einen Aufnahmeeinheit (56, 58, 92, 94, 116, 118, 136, 138) und der mindestens einen Transporteinheit (28), wobei die mindestens eine Behandlungseinrichtung (14, 16, 18, 20) zwei oder mehr Aufnahmeeinheiten (56, 58, 92, 94, 116, 118, 136, 138) zum Aufnehmen eines jeweiligen Werkstückes (12) zum Überführen unabhängig voneinander in die Behandlungsposition umfasst, und wobei die Steuereinrichtung (32) die mindestens eine Behandlungseinheit (42, 76, 78, 100, 102, 124, 126) so ansteuert, dass die Werkstücke (12) von dieser zeitversetzt gemäß einem gleichartigen Behandlungsvorgang behandelt werden. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren.

Description

BEHANDLUNGSSYSTEM UND
VERFAHREN ZUM BEHANDELN VON WERKSTÜCKEN
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Behandlungssystem zum Be handeln von Werkstücken, umfassend mindestens eine Behandlungseinrich tung, die mindestens eine Behandlungseinheit aufweist, welche zum Durchfüh ren mindestens eines Behandlungsvorgangs an dem Werkstück ausgestaltet ist, sowie mindestens eine Aufnahmeeinheit zum Aufnehmen des Werkstückes an oder in der Behandlungseinrichtung, eine Transporteinrichtung, die mindes tens eine Transporteinheit umfasst, mit der das Werkstück in eine Übergabe position überführbar ist, von der das Werkstück mittels der mindestens einen Aufnahmeeinheit in eine Behandlungsposition überführbar ist, sowie eine Steuereinrichtung zum Ansteuern der mindestens einen Behandlungseinheit, der mindestens einen Aufnahmeeinheit und der mindestens einen Transport einheit.
Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Behandeln von Werkstücken mit einem Behandlungssystem.
Die US 2016/0023251 Al beschreibt eine Reinigungseinrichtung für die Reini gung von Werkstücken.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Behandlungssystem der ein gangs genannten Art und ein Verfahren bereitzustellen, die eine effiziente Durchführung von Behandlungsvorgängen an Werkstücken ermöglichen.
Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Behandlungssystem erfin dungsgemäß dadurch gelöst, dass die mindestens eine Behandlungseinrich tung zwei oder mehr Aufnahmeeinheiten zum Aufnehmen eines jeweiligen Werkstückes zum Überführen unabhängig voneinander in die Behandlungspo- sition umfasst, wobei die Steuereinrichtung die mindestens eine Behandlungs einheit so ansteuert, dass die Werkstücke von dieser zeitversetzt gemäß ei nem gleichartigen Behandlungsvorgang behandelt werden.
Beim erfindungsgemäßen Behandlungssystem sind bei einer Behandlungsein richtung zwei oder mehr Aufnahmeeinheiten für jeweilige Werkstücke vorge sehen. Mittels der mindestens einen Behandlungseinheit können die Werkstü cke zeitversetzt behandelt werden, wobei derselbe Behandlungsvorgang aus geführt wird, insbesondere dieselbe Art von Behandlung, wobei sich jedoch beispielsweise Behandlungsparameter werkstückabhängig voneinander unter scheiden können. Die Aufnahmeeinheiten können insbesondere unabhängig voneinander bewegt werden, um die Werkstücke von der Übergabeposition in die Behandlungsposition und umgekehrt zu überführen. In Kombination mit dem zeitlichen Versatz bei der Behandlung der Werkstücke besteht dadurch insbesondere die Möglichkeit, den erforderlichen Gesamtzeitaufwand für Rüst- und Wechselzeiten bei den Werkstücken zu verringern.
Die vorliegende Erfindung eignet sich insbesondere zur Oberflächenbehand lung von Werkstücken, insbesondere zum Reinigen und/oder zum Entgraten von Werkstücken. Entgrätung kann im Sinne der vorliegenden Erfindung ins besondere als Reinigung angesehen werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Behandlungssystems ist insbe sondere die Möglichkeit gegeben, dass ein Werkstück mittels der mindestens Behandlungseinheit behandelbar ist, während zumindest ein Werkstück mittels der ihm zugeordneten Aufnahmeeinheit von der Behandlungsposition in die Übergabeposition oder umgekehrt überführbar ist. Totzeiten für den Tausch eines Werkstücks können bei der mindestens einen Behandlungseinrichtung dadurch sinnvoll genutzt werden, dass mittels der mindestens einen Behand lungseinheit ein weiteres Werkstück behandelt wird.
Es versteht sich, dass die Steuereinrichtung des Behandlungssystems sämtli che Abläufe steuern kann. Die Steuereinrichtung ist oder umfasst beispielswei- se einen Leitrechner zum Ansteuern der mindestens einen Behandlungsein richtung und der Transporteinrichtung. Dabei kann die Steuereinrichtung so ausgebildet und programmiert sein, dass der erforderliche Zeitaufwand zum Tausch von Werkstücken und/oder zum Behandeln von Werkstücken minimiert und effizient durchgeführt werden kann.
Vorgesehen sein kann, dass mittels der mindestens einen Behandlungseinheit keine zwei oder mehr Werkstücke zum gleichen Zeitpunkt behandelbar sind.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Behandlungssystems kann vorge sehen sein, dass die Behandlungseinrichtung zwei oder mehr funktionsgleiche und insbesondere identisch ausgestaltete Behandlungseinheiten umfasst, wo bei einer jeweiligen Aufnahmeeinheit eine Behandlungseinheit zugeordnet ist. Ein jeweiliges Werkstück kann von einer jeweiligen Aufnahmeeinheit in die Be handlungsposition überführt und von der jeweiligen Behandlungseinheit be handelt werden. Unterschiedliche Werkstücke werden mittels unterschiedlicher Behandlungseinheiten der Behandlungseinrichtung behandelt, zeitversetzt zu einander. In entsprechender Weise kann der Wechsel der Werkstücke zeitver setzt zueinander erfolgen.
Günstigerweise ist die Anzahl der Behandlungseinheiten identisch zur Anzahl der Aufnahmeeinheiten für die Werkstücke.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Behandlungssystems kann vorge sehen sein, dass die Behandlungseinrichtung einen Aufnahmeraum umfasst oder bildet und eine Verstelleinheit für die mindestens eine Behandlungsein heit, die mittels der Verstelleinheit von einem ersten Raumbereich, in dem ei ne Aufnahmeeinheit angeordnet ist, in mindestens einen weiteren Raumbe reich bewegbar ist, in dem eine weitere Aufnahmeeinheit angeordnet ist, zum Behandeln eines jeweiligen Werkstücks an der Aufnahmeeinheit gemäß dem Behandlungsvorgang. Bei einem derartigen Behandlungssystem kann insbe sondere nur eine Behandlungseinheit innerhalb vorzugsweise nur eines Be handlungsraumes vorgesehen sein. Mittels der Verstelleinheit kann die Be- handlungseinheit zum ersten Werkstück zugestellt werden, um dieses zu be handeln. Während der Behandlung kann an einer anderen Aufnahmeeinheit beispielsweise ein Werkstück getauscht werden. Nach dem Behandeln des ers ten Werkstückes kann die Behandlungseinheit mittels der Verstelleinheit zu dem anderen Werkstück zugestellt werden, um dieses zu behandeln. Das zu vor behandelte erste Werkstück kann in die Übergabeposition überführt und von der mindestens einen Transporteinheit entfernt und durch ein anderes Werkstück ersetzt werden.
Bei der zuletzt erwähnten vorteilhaften Ausführungsform kann vorteilhafter weise vorgesehen sein, dass der Wechsel von Werkstücken wie vorstehend erwähnt während der Behandlung eines jeweils anderen Werkstückes an der mindestens einen Behandlungseinrichtung durchgeführt wird.
Vorgesehen sein kann, dass genauso viele Raumbereiche vorhanden sind wie Werkstücke.
Die Raumbereiche können ohne Trennung voneinander und beispielsweise seitlich nebeneinander positioniert sein. Im Aufnahmeraum kann die Behand lungseinheit mittels der Verstelleinheit bewegbar sein.
Günstigerweise ist die mindestens eine Behandlungseinheit mittels der Verstel leinheit im Aufnahmeraum entlang einer Richtung verschiebbar, die parallel zu einer Transportbahn der Transporteinrichtung ausgerichtet ist, entlang der die mindestens eine Transporteinheit bewegbar und insbesondere verschiebbar ist.
Alternativ oder ergänzend kann vorgesehen sein, dass die Aufnahmeeinheiten, insbesondere die Raumbereiche, entlang der Transportrichtung seitlich neben einander positioniert sind.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Behandlungssystems kann vorge sehen sein, dass die mindestens eine Behandlungseinheit einen Aufnahme- raum zum Aufnehmen der Aufnahmeeinheiten umfasst, in dem die mindestens eine Behandlungseinheit angeordnet ist, sowie zwei oder mehr Abdeckelemen te, die einer jeweiligen Aufnahmeeinheit zugeordnet sind, wobei ein jeweiliges Abdeckelement eine Öffnung des Aufnahmeraumes freigibt, wenn die Aufnah meeinheit das Werkstück von der Übergabeposition in die Behandlungsposition überführt, und die jeweilige Öffnung verschließt, wenn das Werkstück in der Behandlungsposition mittels der mindestens einen Behandlungseinheit behan delt wird. Mittels der Abdeckelemente, die selektiv zum Tausch des jeweiligen Werkstücks geöffnet werden und ansonsten geschlossen bleiben können, wird der Aufnahmeraum vor Schmutzeintrag von außen geschützt. Außerdem kann verhindert werden, dass beispielsweise ein bei der Behandlung eingesetztes Medium, zum Beispiel ein Reinigungsmedium, aus dem Aufnahmebereich her aus nach draußen gelangt.
Die Abdeckelemente sind beispielsweise als verschiebbare oder klappbare plat tenförmige Abdeckelemente ausgestaltet.
Günstigerweise sind die Aufnahmeeinheiten zum Überführen des Werkstücks von der Übergabeposition in die Behandlungsposition quer und insbesondere senkrecht zu einer Transportrichtung bewegbar, entlang welcher Transport richtung die mindestens eine Transporteinheit entlang einer Transportbahn der Transporteinrichtung bewegbar und insbesondere verschiebbar ist. Dabei kann die Transportbahn insbesondere geradlinig ausgestaltet sein und die Trans portrichtung definieren.
Vorgesehen sein kann, dass die Aufnahmeeinheit parallel zur Transportrich tung unbeweglich im Aufnahmeraum angeordnet ist. Beispielsweise kann die Behandlungseinheit wie vorstehend erläutert mittels der Verstelleinheit parallel zur Transportrichtung bewegbar sein.
Von Vorteil ist es, wenn die mindestens eine Behandlungseinheit und die zwei oder mehr Aufnahmeeinheiten relativ zueinander beweglich und insbesondere verschieblich entlang zumindest einer Raumrichtung sind. Alternativ oder er- gänzend sind die mindestens eine Behandlungseinheit und die zwei oder mehr Aufnahmeeinheiten beispielsweise relativ zueinander drehbar und/oder schwenkbar um zumindest eine Drehachse oder Schwenkachse. Durch die Re lativbewegung kann das Behandlungsergebnis verbessert werden.
Günstigerweise sind die Werkstücke an beispielsweise Paletten- oder platten förmigen Tragelementen festgelegt. Dabei kann eine Fixierung an dem jeweili gen Tragelement insbesondere durch Kraft- und/oder Formschluss vorgesehen sein. Beispielsweise können die Werkstücke manuell an den Tragelementen festgelegt werden. In der Praxis erweist es sich als vorteilhaft, wenn ein zum Beispiel pneumatisch oder elektrisch betätigbarer Aktuator vorgesehen ist. Der Aktuator kann zum Beispiel ein Niederhalter sein.
Günstigerweise kann der Aktuator während des Behandlungsvorgangs, bei spielsweise beim Reinigen, Entgraten oder Trocknen, so betätigt werden, dass das Werkstück abschnittsweise freigegeben ist. Beispielsweise wird der Nie derhalter selektiv geöffnet und geschlossen. Durch die Freigabe des Werk stücks im Bereich des Aktuators kann eine Behandlung derjenigen Bereichen am Werkstück durchgeführt werden, die ansonsten vom Aktuator beaufschlagt werden.
Günstigerweise ist vorgesehen, dass das Werkstück direkt oder indirekt, ins besondere mittels des Tragelementes, durch Kraft- und/oder Formschluss an der mindestens einen Transporteinheit und/der mindestens einen Aufnahme einheit gehalten ist. Die Transporteinheit und/oder die Aufnahmeeinheit ist oder umfasst zum Beispiel eine pneumatisch oder elektromotorisch betätigte Mechanik, zum Beispiel in Gestalt einer Greifeinrichtung.
Günstigerweise wird das Tragelement mit dem Werkstück von der Transport einheit direkt an die Aufnahmeeinheit und umgekehrt übergeben. Vorgesehen sein kann, dass die Mechanik der Transporteinheit und/oder der Aufnahmeeinheit überwacht wird, um festzustellen, ob das Tragelement an der Mechanik gehalten oder von dieser gelöst ist.
Die vorstehend erwähnte pneumatische Mechanik und der pneumatische Aktu ator sind beispielsweise zur unterdruckbeaufschlagten Halterung des Werk stücks bzw. des Tragelementes ausgebildet.
Ein bevorzugtes Behandlungssystem kann eine Mehrzahl von Behandlungsein richtungen mit jeweils mindestens einer Behandlungseinheit umfassen, wobei sich die Behandlungseinheiten und die mit diesen durchführbaren Behand lungsvorgänge unterschiedlicher Behandlungseinrichtungen voneinander un terscheiden. Das Behandlungssystem weist dadurch eine hohe Vielseitigkeit auf. Unterschiedliche Behandlungsvorgänge können im Hinblick auf ein ver bessertes Behandlungsergebnis nacheinander an dem Werkstück ausgeführt werden.
Das Behandlungssystem kann vorteilhafterweise einen modularen Aufbau auf weisen, bei dem die Behandlungseinrichtungen je nach durchzuführenden Be handlungsvorgängen kombiniert sind oder kombinierbar sein können.
Vorteilhafterweise sind die Behandlungseinrichtungen seitlich nebeneinander positioniert oder positionierbar, wobei die Werkstücke bevorzugt mittels der Transporteinrichtung von einer Behandlungseinrichtung zu einer benachbarten Behandlungseinrichtung transportierbar sind. Dies gibt die Möglichkeit, die Werkstücke sukzessive gemäß den unterschiedlichen Behandlungsvorgängen zu behandeln, wobei mittels der Transporteinrichtung Werkstücke von einer Behandlungseinrichtung zur nächsten Behandlungseinrichtung transportiert werden können.
Insbesondere ist es günstig, wenn die Behandlungseinrichtungen entlang einer bevorzugt geradlinig erstreckten Transportbahn der Transporteinrichtung an geordnet sind, entlang welcher Transportbahn die mindestens eine Transport- einheit bewegbar ist, wobei die Werkstücke entlang einer von der Transport bahn definierten Transportrichtung von einer Behandlungseinrichtung zu einer weiteren Behandlungseinrichtung transportierbar sind.
Günstigerweise sind die Werkstücke mittels der Transporteinrichtung von einer Behandlungseinrichtung zur nächsten Behandlungseinrichtung unter Einhal tung der Anordnung, entlang der Transportrichtung, von deren Aufnahmeein heiten transportierbar. Beispielsweise wird vom Behandlungssystem stets eine Arbeitsrichtung eingehalten. Bei der Mehrzahl von Aufnahmeeinheiten ist dabei vorteilhafterweise vorgesehen, dass der Transport immer von der entlang der Transportrichtung zuvorderst positionierten Aufnahmeeinheit einer Behand lungseinrichtung zur zuvorderst positionierten Aufnahmeeinheit der nachfol genden Behandlungseinrichtung(en) erfolgt. Entsprechendes gilt für die von der Transportrichtung an der jeweiligen zweiten Stelle angeordneten Aufnah meeinheiten der Behandlungseinrichtungen, etc.
Von Vorteil ist es, wenn die Behandlungseinrichtungen in der Reihenfolge von nacheinander durchzuführenden Behandlungsvorgängen entlang der Trans portbahn positioniert sind. Auf diese Weise kann ein besonders effizienter Transport der Werkstücke zwischen den Behandlungseinrichtungen durchge führt werden.
Die Transporteinrichtung kann vorteilhafterweise zwei oder mehr Transport einheiten umfassen, die jeweils entlang einer Transportbahn bewegbar sind. Die Steuerung der Bewegung der Transporteinheiten kann mittels der Steuer einrichtung erfolgen.
Die zwei oder mehr Transporteinheiten sind vorteilhafterweise entlang der Transportbahn verschiebbar.
Die Transporteinrichtung weist zum Beispiel einen elektromagnetischen Line arantrieb für die mindestens eine Transporteinheit auf. Dabei ist vorzugsweise ein geradlinig erstreckter Stator vorhanden, der die Transportrichtung von ei- ner Behandlungseinrichtung zur nächsten Behandlungseinrichtung und damit die Arbeitsrichtung definiert.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die Transportein richtung zum Beispiel robotisch ausgebildet sein. Beispielsweise ist als Trans porteinheit ein Roboterarm vorgesehen.
Die Aufnahme von zu behandelnden Werkstücken kann beispielsweise an einer Endseite der Transportbahn vorgenommen werden, die der zuerst eingesetz ten Behandlungseinrichtung günstigerweise benachbart ist. Die Ablage behan delter Werkstücke kann beispielsweise an einer Endseite der Transportbahn erfolgen, die einer Behandlungseinrichtung benachbart ist, mit der der letzte Behandlungsvorgang durchgeführt wird. Vorgesehen sein kann, dass das Werkstück von dieser Endseite abgetragen wird oder mittels der mindestens einen Transporteinheit wieder zurück an die zuerst genannten Endseite trans portiert und von dort abgetragen wird.
Die Seite der Beladung oder Aufnahme und die Entladeseite können veränder bar sein, im Hinblick auf eine Anpassung der Bearbeitung von Werkstücken abhängig von unterschiedlichen Behandlungsvorgängen.
Günstig ist es, wenn mittels der Behandlungseinheiten unterschiedlicher Be handlungseinrichtungen gleichzeitig Werkstücke behandelbar sind, um eine möglichst hohe Anzahl von Werkstücken mit dem Behandlungssystem behan deln zu können.
Die mindestens eine Behandlungseinheit der mindestens einen Behandlungs einrichtung kann unterschiedlich ausgestaltet sein, vorzugsweise für zumin dest einen der folgenden Behandlungsvorgänge:
Trockenreinigung des Werkstücks;
Entgraten des Werkstücks; Reinigung und/oder Entgraten des Werkstücks mit unter Druck und ins besondere Hochdruck gesetztem Fluid;
mechanische Reinigung und/oder mechanisches Entgraten des Werk stücks;
Ultraschallreinigung;
Reinigung des Werkstücks in einem Tauchbad;
Abblasen des Werkstücks;
Trocknung des Werkstücks, insbesondere Vakuumtrocknung des Werk stücks;
Beschichtung und/oder Entschichtung des Werkstücks;
Aufrauhen von Oberflächen des Werkstücks.
Vorgesehen sein kann, dass die Behandlungseinheit mehr als eine der vorste hend genannten Behandlungsvorgänge ausführen kann.
Es versteht sich nach dem Gesagten, dass die mindestens eine Behandlungs einheit insbesondere eine Reinigungseinheit sein kann und die mindestens eine Behandlungseinrichtung insbesondere eine Reinigungseinrichtung.
Vorgesehen sein kann insbesondere die Möglichkeit einer Entgrätung des Werkstücks mittels eines Hochdruckflüssigkeitsstrahls (insbesondere Wasser strahls), der pulsierend sein kann. Hochdruckflüssigkeitsstrahlentgraten kann beispielsweise unter Einsatz einer Umschaltvorrichtung durchgeführt werden, wie sie in der nicht-vorveröffentlichten Patentanmeldung DE 10 2019 108 512 oder in der EP 2 047 912 Al beschrieben ist. Alternativ oder ergänzend kann ein mechanisches Entgraten durch Bürsten oder ein andersartiges Werkzeug durchgeführt werden.
Zum Trocknen des Werkstücks kann beispielsweise Druckluft und/oder Heißluft eingesetzt werden. Vakuumtrocknung ist ebenfalls denkbar. Die mindestens eine Behandlungseinheit kann beispielsweise eine Beschich tung zur Oberflächenveredelung und/oder Konservierung des Werkstückes ausführen.
Zum Behandeln bei einem Behandlungsvorgang, insbesondere zum Reinigen, kann zum Beispiel ein trockenes Fluid eingesetzt werden, zum Beispiel ein gasförmiges Medium, insbesondere Luft, Druckluft, ein Inertgas, CO2 oder ein andersartiges technisches Gas. Der Einsatz von ionisierter Luft, Laserstrahlung zur Ionisierung oder atmosphärischem Plasma ist denkbar. Die Ionisierung kann mittels Entladeelektronen erfolgen. Die Temperatur des gasförmigen Me diums beträgt beispielsweise ungefähr 2°C bis ungefähr 150°C. Die Luftfeuch tigkeit kann beispielsweise bis 100% absolut betragen.
Als nasses Fluid kann zum Beispiel Wasser oder entmineralisiertes Wasser mit oder ohne Zusätze(n) eingesetzt werden, zum Beispiel Tenside. Der Einsatz von Mikroblasen in der Flüssigkeit ist denkbar, ebenso der Einsatz eines Kühl schmiermittels oder Öls.
Vorgesehen sein kann der Einsatz von Dampf oder Trockendampf mit Tempe raturen von ungefähr 100°C bis 250°C.
Bei der Feuchtreinigung kann vorgesehen sein, dass Fluid in einen Gasstrom (zum Beispiel Luftstrom) eingedüst und mit dem Gasstrom beschleunigt wird.
Möglich ist der Einsatz eines C02-Strahls (Trockeneis).
Möglich ist der Einsatz von Kohlenwasserstoffen, von lösemittelhaltigen Reini gern, Säuren, Laugen sowie sämtlichen Gemischen aus vorstehend genannten Fluiden.
Bei flüssigen Fluiden kann die Temperatur beispielsweise 2°C bis 99°C betra gen. Hilfsstoffe können als Zusatz für gasförmige oder flüssige Fluide zum Einsatz kommen, zum Beispiel Feststoffe wie Granulate, Salze, Eispellets oder CO2- Schnee.
Vorgesehen sein kann eine Behandlung durch Bestrahlung. Hierbei sind unter schiedliche Wellenlängen auch innerhalb derselben Behandlungseinheit denk bar, zum Beispiel UV, Mikrowellen, Infrarot, akustische Wellen.
Die mindestens eine Behandlungseinheit kann zum Beispiel Düsen aufweisen. Die Düsen können stationär oder bewegbar sein, zum Beispiel drehend oder spindelnd. Als Düsenform können beispielsweise Flachstrahldüsen, Rundstrahl düsen, Fächerform-Düsen, Zyklondüsen oder Spaltdüsen zum Einsatz kom men. Die Düsen können als Mehrstoffdüsen mit Kernstrahl und einem umge benden Strahlmantel ausgestaltet sein. Der Strahlmantel kann durch weitere Düsen am Umfang der Zentraldüse oder durch einen Schirm ausgestaltet sein, der ein Medium aus der Umgebung ansaugt, zum Beispiel mittels eines Ven- turi-Effekts. Die Düsen können zum Beispiel eine zentrale Druckdüse (auch Rotationsdüse) und eine umgebende Saugdüse (Taifundüse) aufweisen. Ein fach- oder Mehrfachdüsensysteme können vorgesehen sein.
Wie vorstehend erwähnt, kann das Behandlungssystem bei einer Mehrzahl von Behandlungseinrichtungen modular aufgebaut sein. Die vorstehend erläuterten Behandlungsvorgänge können beispielsweise aufeinander folgend durchgeführt werden. Beispielsweise kann eine Trockenreinigung, eine Entgrätung, Nassrei nigung, Ultraschallreinigung, Unterwasserreinigung, Spritzreinigung, Trock nung, Beschichtung und Kühlung durchgeführt werden.
Insgesamt ermöglicht der modulare Aufbau des Systems die Durchführung unterschiedlicher Behandlungsvorgänge in veränderbarer Weise, in Abhängig keit von der relativen Positionierung der Behandlungseinrichtungen.
Günstig ist es, wenn das Behandlungssystem eine mit der Steuereinrichtung gekoppelte Erkennungseinheit umfasst, mit der eine einem jeweiligen Werk- stück zugeordnete Kennzeichnung betreffend mindestens einen auszuführen den Behandlungsvorgang erfassbar ist, wobei Steuereinrichtung die mindes tens eine Behandlungseinrichtung abhängig von der Kennzeichnung zum Be handeln des Werkstücks ansteuert. Beispielsweise ist die Kennzeichnung am Werkstück oder an einem Tragelement für dieses angeordnet und in Gestalt eines maschinenlesbaren Codes gebildet. Abhängig von der Kennzeichnung kann die Behandlungseinrichtung im Hinblick auf ein optimales Behandlungs ergebnis den Behandlungsvorgang anpassen.
Alternativ oder ergänzend kann vorgesehen sein, dass das Behandlungssystem eine mit der Steuereinrichtung gekoppelte Speichereinheit umfasst, in der Be handlungsparameter gespeichert oder speicherbar sind, die den Werkstücken zugeordnet sind, wobei die Steuereinrichtung die mindestens eine Behand lungseinrichtung abhängig von den Behandlungsparametern zum Behandeln des Werkstücks ansteuert. Auf diese Weise ist zum Beispiel eine werkstückbe zogene Speicherung von Behandlungsparametern möglich. Zu den Behand lungsparametern können zum Beispiel Drücke, Volumenströme, Temperatu ren, Taktzeiten, Geschwindigkeiten, Wartezeiten, Prozesszeiten etc. gezählt werden.
Das erfindungsgemäße Behandlungssystem kann mit Werkstücken unter schiedlicher Art zum Einsatz kommen, zum Beispiel aus Metall, Keramik oder Kunststoff. Die Werkstücke können Bauteile aus dem Bereich der allgemeinen Metallbearbeitung sein, Motorenteile oder Getriebeteile. Beispielsweise sind die Werkstücke Ventile, Bremspumpen, Hydraulikböcke, Turboladergehäuse, Tur boladerlaufräder, Nockenwellenversteller, Einspritzpumpen, Elektromotoren gehäuse, Zylinderköpfe, Getriebegehäuse, Räder oder Wellen. Die Werkstücke können Bauteile für Elektromotoren sein, zum Beispiel Sprühkörper, Gehäuse, Lager, Wellen. Die Werkstücke können generativ hergestellte Teile sein, zum Beispiel mittels 3D-Druck. Die Werkstücke können aus dem Bereich der Medi zintechnik stammen und zum Beispiel Implantate sein. Denkbar ist die Kombi nation von unterschiedlichen Werkstoffen der Werkstücke (hybride Werkstü cke). Das Behandlungssystem kann in unterschiedlichen industriellen Sparten einge setzt werden, zum Beispiel in der Holzindustrie zum Entfernen von Bearbei tungsrückständen wie Sägestaub. Denkbar ist der Einsatz in der Metallindust rie zur Entfernung von Bearbeitungsrückständen wie Kühlschmierstoffen oder Bearbeitungsölen. Denkbar ist der Einsatz in der Kunststoffindustrie, Elektro nikindustrie oder Mechatronikindustrie. Im Bereich der generativen Fertigung, zum Beispiel bei 3D-Druck, ist der Einsatz von Schwingungen denkbar, um Restpulver innerhalb von Kavitäten des Werkstücks und an dessen Oberfläche zu entfernen.
Das Behandlungssystem ist insbesondere zur Oberflächenbearbeitung und speziell zur Reinigung und/oder Entgrätung geeignet, wobei vorzugsweise par tikuläre und filmische Verunreinigungen entfernt werden können. Denkbar ist der Einsatz zum Entfernen von Bearbeitungsrückständen bestehend aus Fest stoffen wie Spänen, Strahlmitteln, Gießkern-Rückständen und Flittergraten. Im Bereich filmischer Verschmutzungen könnten zum Beispiel Kühlschmierstoffe, Öle, Fette, Trennmittel, Schleifmittel oder andersartige Produktionsrückstände entfernt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Behandeln von Werkstücken mit min destens einer Behandlungseinrichtung sieht vor, dass eine Behandlungsein richtung mindestens eine Behandlungseinheit umfasst, die zum Durchführen mindestens eines Behandlungsvorgangs an den Werkstücken ausgestaltet ist, bei welchem Verfahren zwei oder mehr Werkstücke mittels einer jeweiligen Aufnahmeeinheit der Behandlungseinrichtung unabhängig voneinander von einer Übergabeposition in eine Behandlungsposition überführbar sind und die mindestens eine Behandlungseinheit so angesteuert wird, dass die Werkstücke zeitversetzt gemäß einem gleichartigen Behandlungsvorgang behandelt wer den.
Die Vorteile, die bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Be handlungssystem erläutert wurden, können unter Einsatz des erfindungsge- mäßen Verfahrens ebenfalls erzielt werden. Diesbezüglich kann auf die voran stehenden Ausführungen verwiesen werden.
Vorteilhafte Ausführungsbeispiele des Verfahrens ergeben sich durch vorteil hafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Behandlungssystems. Auch diesbezüglich kann auf die voranstehenden Ausführungen verwiesen werden.
Folgende Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung der Er findung. Es zeigen :
Figur 1 : eine perspektivische schematische Darstellung eines erfindungs gemäßen Behandlungssystems zur Durchführung des erfindungs gemäßen Verfahrens; und
Figuren
2 bis 18: das Behandlungssystem aus Figur 1 während der Behandlung von
Werkstücken zu unterschiedlichen Zeitpunkten in schematischer Darstellung.
Figur 1 zeigt eine insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 belegte vorteilhafte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Behandlungssystems. Das Be handlungssystem 10 dient zur Behandlung von Werkstücken 12, von denen in den Figuren 2 bis 18 eine Mehrzahl von Werkstücken unterscheidbar darge stellt ist und darin ferner mit den Bezugszeichen W1 bis Wll gekennzeichnet ist. Die Bezugnahme auf das Werkstück allgemeiner Art erfolgt unter dem Be zugszeichen 12.
Zum Behandeln der Werkstücke 12 umfasst das Behandlungssystem 10 eine Mehrzahl von Behandlungseinrichtungen für die Oberflächenbehandlung der Werkstücke 12. Die Behandlungseinrichtungen sind modular miteinander kom biniert, um das Behandlungssystem 10 zu bilden. Vorliegend sind vier Behand lungseinrichtungen 14, 16, 18 und 20 vorgesehen. Die Behandlungseinrichtungen 14 bis 20 sind seitlich nebeneinander positio niert und entlang einer Transporteinrichtung 22 zum Transport der Werkstücke 12 angeordnet. Die Transporteinrichtung 22 umfasst eine geradlinig erstreckte Transportbahn 24, die als Verschiebebahn ausgestaltet ist. Die Erstreckung der Transportbahn 24 definiert eine Transportrichtung 26, bei der es sich vor liegend um eine Arbeitsrichtung des Behandlungssystems 10 handelt.
Die Transporteinrichtung 22 umfasst zum Transport der Werkstücke 12 zwei entlang der Transportbahn 24 verschiebbare Transporteinheiten, in der Zeich nung mit "1" und "2" gekennzeichnet.
Vorliegend ist die Transporteinrichtung 22 elektromagnetisch ausgestaltet, wobei die Transportbahn 24 einen linearen Stator bildet.
Im vorliegenden Fall sind die Werkstücke 12 an einem Tragelement 30 festge legt, das in Figur 3 schematisch dargestellt ist. Das Tragelement 30 kann von einer jeweiligen Transporteinheit 28 gehalten werden und dadurch an einer jeweiligen Behandlungseinrichtung 14 bis 20 in eine Übergabeposition trans portiert werden. Die Halterung der Werkstücke 12 auf dem Tragelement 30, das beispielsweise plattenförmig ausgestaltet ist, erfolgt zum Beispiel mittels eines Niederhalters.
Eine Steuereinrichtung 32 des Behandlungssystems 10 ist vorgesehen, das die Transporteinrichtung 22 und damit den Transport der Werkstücke 12 steuert. Außerdem steuert die Steuereinrichtung 32 die Behandlungseinrichtungen 14 bis 20 und, in diesen, insbesondere die nachfolgend erwähnten Aufnahmeein heiten für die Werkstücke 12 und die Behandlungseinheiten.
An einer Endseite 34, die der Behandlungseinrichtung 14 benachbart ist, weist die Transporteinrichtung 22 eine Ablage 36 für Werkstücke 12 auf. An einer gegenüberliegenden Endseite 38, die der Behandlungseinrichtung 20 benach bart ist, weist die Transporteinrichtung 22 eine Ablage 40 für Werkstücke auf. Bezogen auf die Transportrichtung 26 sind die Behandlungseinrichtungen in der Reihenfolge 14-16-18-20 angeordnet.
Wie aus den nachfolgenden Erläuterungen deutlich wird, werden die Werkstü cke 12 in der Transportrichtung 26 transportiert und dabei nachfolgend von den Behandlungseinrichtungen 14 bis 20 behandelt, wobei der Transport je weils mittels der Transporteinheiten 28 erfolgt.
Die Behandlungseinrichtung 14 ist im vorliegenden Fall zum Entgraten der Werkstücke 12 mittels eines Hochdruck-Fluidstrahls und insbesondere Hoch druckwasserstrahls ausgestaltet. Zu diesem Zweck umfasst die Behandlungs einrichtung 14 eine Behandlungseinheit 42 mit mindestens einem Hochdruck werkzeug 44. Im vorliegenden Fall ist eine Umschaltvorrichtung 46 vorgese hen, über die wahlweise ein gewünschtes Hochdruckwerkzeug 44 in eine Be triebsstellung überführt werden kann, wie dies in dem vorstehend genannten Stand der Technik beschrieben ist.
Die Behandlungseinrichtung 14 ist eine Entgratungseinrichtung, die Behand lungseinheit 42 eine Entgratungseinheit.
Es versteht sich, dass die Behandlungseinrichtungen 14 bis 20 zusätzlich zu den Beschaffenheiten der Behandlungseinheiten wie vorstehend erläutert wei tere Aggregate zu deren Funktion aufweisen können, wie dies dem Fachmann geläufig ist. Beispielsweise ist für die Behandlungseinheit 42 ein Pumpaggregat zum Bereitstellen einer unter Hochdruck gesetzten Reinigungsflüssigkeit vor gesehen.
Die Behandlungseinrichtung 14 umfasst einen Aufnahmeraum 48 mit einem ersten Raumbereich 50 und einem zweiten Raumbereich 52. Die Raumberei che 50, 52 sind längs der Transportrichtung 26 seitlich nebeneinander ange ordnet. Der Behandlungseinheit 42 ist eine Verstelleinheit 54 zugeordnet. Mittels der Verstelleinheit 54 kann die Umschaltvorrichtung 46 mit dem Hochdruckwerk zeug 44 insbesondere parallel zur Transportrichtung 26 vom Raumbereich 50 in den Raumbereich 52 und umgekehrt bewegt werden. Zusätzlich kann vor gesehen sein, dass eine weitere Bewegung in zumindest einer weiteren Raum richtung und/oder Drehung und/oder Schwenkung vorgesehen ist.
Die Behandlungseinrichtung 14 weist ferner zwei Aufnahmeeinheiten 56, 58 auf. Die Aufnahmeeinheiten 56, 58 sind entlang der Transportrichtung 26 seit lich nebeneinander angeordnet und einem jeweiligen Raumbereich 50, 52 zu geordnet und dort positioniert.
Mittels Antriebseinheiten 60 und 62 können die Aufnahmeeinheiten 56 bzw. 58 bewegt werden. Dabei ist insbesondere eine Verschiebung quer und insbeson dere senkrecht zur Transportrichtung 26 möglich. Die Verschiebung kann der art erfolgen, dass ein die Übergabeposition an der Transporteinheit 28 ange ordnetes Werkstück 12 von der jeweiligen Aufnahmeeinheit 56 oder 58 erfasst und in den Aufnahmeraum 48 in eine Behandlungsposition überführt werden kann.
Die Behandlungseinrichtung 14 umfasst Abdeckelemente 64, 66, die den Auf nahmeeinheiten 56 bzw. 58 zugeordnet sind und wahlweise Öffnungen 68 bzw. 70 verschließen können. Insbesondere ist vorgesehen, dass ein jeweili ges Abdeckelement 64 eine Öffnung 68 verschließt, wenn das Werkstück 12 an der zugehörigen Aufnahmeeinheit 56 mittels der Behandlungseinheit 42 behandelt wird. Das jeweilige Abdeckelement 64, 66 kann die Öffnung 68 bzw. 70 freigeben, wenn das Werkstück 12 mittels der jeweiligen Aufnahmeeinheit 56 bzw. 58 von der Übergabeposition in die Behandlungsposition oder umge kehrt überführt wird, d. h. insbesondere zum Tausch des Werkstücks 12.
Den Abdeckelementen 64, 66 sind Antriebseinheiten 72 bzw. 74 zugeordnet. Während des Behandlungsvorgangs werden die Werkstücke 12 an den Auf nahmeeinheiten 56, 58 mittels der Antriebseinheiten 60 bzw. 62 relativ zur Behandlungseinheit 42 bewegt, zum Beispiel translatorisch und/oder rotato risch, im Hinblick auf ein möglichst gutes Entgratungsergebnis.
Bei der Behandlungseinrichtung 14 besteht insbesondere der Vorteil, dass die Behandlungseinheit 42 ein Werkstück 12 einer Aufnahmeeinheit 56 oder 58 entgraten kann, während das Werkstück 12 der jeweils anderen Aufnahmeein heit 56, 58 getauscht wird. Zwischen den Raumbereichen 50, 52 kann die Be handlungseinheit 42 dem jeweiligen Werkstück 12 zugestellt werden.
Die Behandlungseinrichtung 16 umfasst zwei entlang der Transportrichtung 26 nebeneinander angeordnete Behandlungseinheiten 76, 78. Die Behandlungs einheiten 76, 78 sind identisch ausgestaltet und umfassen jeweils ein Tauch becken 80, 82, in denen eine Fluidstrahl-Reinigung der Werkstücke 12 durch geführt werden kann. Die Behandlungseinrichtung 16 ist eine Reinigungsein richtung, die Behandlungseinheiten 76, 78 sind Reinigungseinheiten.
Reinigungswerkzeuge 84 bzw. 86 können mittels Antriebseinheiten 88 bzw. 90 relativ zum Werkstück 12 bewegt werden, während diese beispielsweise orts fest im Tauchbecken 80, 82 angeordnet sind.
Zur Übergabe der Werkstücke 12 von den Transporteinheiten 28 umfasst die Behandlungseinrichtung 16 Aufnahmeeinheiten 92, 94 mit diesen zugeordne ten Antriebseinheiten 96 bzw. 98, welche jeweils nur schematisch in Figur 1 dargestellt sind.
Die Behandlungseinheiten 76, 78 können unabhängig voneinander von der Steuereinrichtung 32, angesteuert werden. Dabei besteht insbesondere die Möglichkeit, das Werkstück 12 an einer Behandlungseinheit 76 oder 78 zu rei nigen, während ein Werkstück 12 an der anderen Behandlungseinheit 78 ge tauscht wird und von der Übergabeposition in die Behandlungsposition oder umgekehrt überführt wird. Die Behandlungseinrichtung 18 ist vorliegend ausgestaltet mit Behandlungs einheiten 100, 102, die entlang der Transportrichtung 26 seitlich nebeneinan der angeordnet sind und vorliegend identisch ausgestaltet sind. Die Behand lungseinheiten 100, 102 sind für ein Abblasen und Vortrocknen der Werkstü cke 12 ausgebildet. Zu diesem Zweck sind Aufnahmeräume 104 bzw. 106 vor gesehen, die ähnlich wie die Tauchbecken 80, 82 gebildet sind, Reinigungs werkzeuge 108 bzw. 110 mit Antriebseinheiten 112 bzw. 114 sowie Aufnah meeinheiten 116, 118 mit Antriebseinheiten 120 bzw. 122.
Die Behandlungseinrichtung 18 ist eine Reinigungseinrichtung, die Behand lungseinheiten 100, 102 sind Reinigungseinheiten.
Die Behandlungseinheiten 100, 102 können unabhängig voneinander von der Steuereinrichtung 32 angesteuert werden. Dabei besteht insbesondere die Möglichkeit, dass die Werkstücke 12 mit einer Behandlungseinheit 100, 102 gereinigt werden, während mittels der Aufnahmeeinheit 104, 106 der anderen Behandlungseinheit 100, 102 das Werkstück 12 getauscht wird und von der Übergabeposition in die Behandlungsposition oder umgekehrt überführt wird.
Die Behandlungseinrichtung 20 umfasst zwei Behandlungseinheiten 124, 126, die entlang der Transportrichtung 26 seitlich nebeneinander angeordnet sind und vorliegend identisch ausgestaltet sind. Die Behandlungseinheiten 124, 126 sind vorliegend zum Vakuumtrocknen der Werkstücke 12 ausgebildet. Ähnlich wie die Behandlungseinrichtung 18 umfasst die Behandlungseinrichtung 20 Aufnahmeräume 128, 130 der Behandlungseinheiten 124, 126, Reinigungs werkzeuge 132 bzw. 134, Aufnahmeeinheiten 136 bzw. 138 und Antriebsein heiten 140 bzw. 142 für diese.
Die Behandlungseinrichtung 20 ist eine Reinigungseinrichtung, die Behand lungseinheiten 124, 126 sind Reinigungseinheiten. Die Behandlungseinheiten 124, 126 sind von der Steuereinrichtung 32 unab hängig voneinander ansteuerbar. Bei der Behandlungseinrichtung 20 kann ins besondere vorgesehen sein, dass ein Werkstück 12 an einer Behandlungsein heit 124, 126 getrocknet wird, während ein Werkstück 12 an der anderen Be handlungseinheit 124, 126 mittels der entsprechenden Aufnahmeeinheit 136, 138 getauscht wird und von der Übergabeposition in die Behandlungsposition oder umgekehrt überführt wird. Dieser Vorgang ist in Figur 1 schematisch dar gestellt.
In der Zeichnung kennzeichnen "Al, A2" die Behandlungsstationen an den Raumbereichen 50, 52, in denen abwechselnd die Behandlungseinheit 42 posi tioniert werden kann. Die Kennzeichnungen "Bl, B2" kennzeichnen die Be handlungsstation an den Behandlungseinheiten 76, 78, die Kennzeichnungen "CI, C2" die Behandlungsstationen an den Behandlungseinheiten 100, 102 und die Kennzeichnungen "Dl, D2" die Behandlungsstationen an den Behand lungseinheiten 124, 126.
Das Behandlungssystem 10 kann eine Erkennungseinheit 144 (Figur 1) umfas sen, die mit der Steuereinrichtung 32 gekoppelt ist. Beispielsweise ist die Er kennungseinheit 144 optisch ausgestaltet, um an den Werkstücken 12 oder den Tragelementen 30 angeordnete Kennzeichnungen wie beispielsweise Codes zu erfassen. Abhängig von den Kennzeichnungen kann ein jeweiliger Behandlungsvorgang, der von den Behandlungseinrichtungen 14 bis 20 vorge nommen wird, an das Werkstück 12 angepasst werden.
Parameter zur Durchführung der Behandlungsvorgänge können beispielsweise in einer Speichereinheit 146 hinterlegt sein, insbesondere werkstückbezogen, wobei die Speichereinheit 146 vorliegend in die Steuereinrichtung 32 integriert ist.
Eine beispielhafte Funktionsweise unter Einsatz des erfindungsgemäßen Ver fahrens des Behandlungssystems 10 wird nachfolgend am Beispiel der Figuren 2 bis 18 erläutert. Dabei wird zunächst insbesondere auf die Behandlungseinrichtung 14 einge gangen. Die Figuren 2 und 3 stellen die Behandlung des Werkstücks W2 dar, wobei die Behandlungseinheit 42 im Raumbereich 52 angeordnet wird. Das Werkstück W2 wird mittels der Transporteinheit 28 getauscht und der Station Bl mit der Behandlungseinheit 76 zugeführt. Das Werkstück W1 wird mittels der weiteren Transporteinheit 28 zugeführt und mit der Aufnahmeeinheit 56 von der Übergabeposition in die Behandlungsposition überführt.
Nachfolgend (Figuren 4 bis 11) wird das Werkstück W1 mittels der nun in den Raumbereich 50 bewegten Behandlungseinheit 42 entgratet. Das Werkstück W2 verbleibt solange in dem Raumbereich 52 (Figuren 4 bis 7), bis es mit der Transporteinheit 28 der freigewordenen Station B2 mit der Behandlungseinheit 78 zugeführt werden kann (Figuren 8 und 9).
Im Anschluss daran wird das Werkstück W10 mit der Transporteinheit 28 der Station A2 zugeführt, wobei es mit der Aufnahmeeinheit 58 in die Behand lungsposition überführt wird (Figuren 9 bis 11).
Im Anschluss daran erfolgt die Entgrätung des Werkstück W10 im Raumbe reich 52 (Figuren 12 bis 18). Das Werkstück W1 verbleibt solange an der Sta tion Al im Raumbereich 50 (Figuren 12 bis 14), bis es mit der Aufnahmeein heit 56 in die Übergabeposition überführt werden kann (Figur 15) und mittels der Transporteinheit 28 der freigewordenen Station Bl mit der Behandlungs einheit 76 zugeführt werden kann (Figur 16). Im Anschluss daran wird der Station Al mit dem Werkstück Wll ein weiteres Werkstück zugeführt (Figuren 17 und 18).
Die vorstehenden Ausführungen zeigen, dass während der Behandlung eines Werkstücks 12 in einer der Stationen Al oder A2 insbesondere die Möglichkeit besteht, das Werkstück 12 aus der jeweils anderen Station A2 bzw. Al zu tau schen und mit einem neuen zu behandelnden Werkstück 12 zu bestücken bzw. das Werkstück 12 einer der nachfolgenden Stationen Bl oder B2 zuzuführen. Entsprechendes gilt für die Behandlungseinrichtungen 16, 18 und 20 und die Stationen Bl, B2, CI, C2, Dl und D2.
Beispielsweise zeigen die Figuren 3 bis 5 mittels Schraffur die Reinigung des Werkstücks W3 in der Station Bl mit der Behandlungseinheit 76, wohingegen das Werkstück W4 in der Station B2 mit der Behandlungseinheit 78 auf dem Weitertransport zur Behandlungseinrichtung 18 und insbesondere deren Stati on C2 mit der Behandlungseinheit 102 wartet. Dieser Tausch des Werkstücks W4 erfolgt im Schritt gemäß Figur 8, und die Station B2 wird mit dem zwi schenzeitlich entgrateten Werkstück W2 bestückt (Figur 9).
Während das Werkstück W3 im Anschluss an die Reinigung in den Figuren 6 bis 15 auf den Tausch wartet und schließlich in die freigewordene Station CI mit der Behandlungseinheit 100 überführt wird, wird das zugeführte Werk stück W2 in den Figuren 10 bis 12 mit der Behandlungseinheit 78 abgereinigt. Im Anschluss daran wartet das Werkstück W2 in den Figuren 13 bis 18 auf den Tausch und das Freiwerden der Station C2 zur weiteren Reinigung.
In der Station C2 mit der Behandlungseinheit 102 wird anfänglich das Werk stück W6 gereinigt (Figuren 2 und 3), das anschließend (Figuren 6 und 7) zum Trocknen in die nunmehr freigewordene Station D2 mit der Behandlungsein heit 126 überführt wird. Die Station CI mit der Behandlungseinheit 100 nimmt das Werkstück W5 auf, das nach dem Abreinigen des Werkstückes W6 gerei nigt wird (Figuren 5 bis 7). Im Anschluss daran wartet das Werkstück W5 (Fi guren 8 bis 12), bis die Station Dl mit der Behandlungseinheit 124 freigewor den ist, und wird dorthin transportiert (Figuren 13 und 14).
Nachfolgend wird das Werkstück W5 in der Station Dl, wie an dem schema tisch dargestellten Dampf erkennbar, getrocknet (Figuren 16 bis 18), nachdem zuvor bereits das Werkstück W6 in der Station D2 getrocknet wurde (Figuren 9 bis 14). Diesem Trocknungsvorgang in der Reinigungsvorrichtung 20 wiede- rum geht der Trocknungsvorgang für das Werkstück W7 in der Station Dl mit der Behandlungseinheit 124 voraus (Figuren 2 bis 5).
Werkstücke W1 bis Wll, die die Stationen Dl oder D2 mit dem Trocknungs vorgang durch die Behandlungseinheiten 124, 126 durchlaufen haben, werden anschließend mittels der Transporteinheiten 28 zur Ablage 40 transportiert.
Die Figuren 2 bis 4 zeigen dies am Beispiel des Werkstücks W9, die Figuren 8 bis 11 am Beispiel des Werkstücks W8 und die Figuren 14 bis 18 am Beispiel des Werkstücks W7.
Von der Ablage 40 werden gereinigte Werkstücke mittels der Transporteinheit 28 anschließend zur Ablage 36 zurücktransportiert (zu erkennen am Werk stück W9 in Figur 5 und am Werkstück W8 in Figur 12).
Mittels des erfindungsgemäßen Behandlungssystems und des ausübbaren Ver fahrens kann eine effiziente Behandlung von Werkstücken unter Verringerung von Totzeiten und unter Ausnutzung der Tauschzeiten durchgeführt werden. Vorteilhaft ist die modulare Gestaltung des Behandlungssystems 10, bei dem ferner eine werkstückbezogene Reinigung möglich ist, zum Beispiel mittels der Reinigungsparameter in der Speichereinheit 124 oder unter Nutzung der Erfas sungseinheit 144.
Bezugszeichenliste:
10 Behandlungssystem
12 Werkstück
14, 16, 18, 20 Behandlungseinrichtung
22 Transporteinrichtung
24 Transportbahn
26 Transportrichtung
28 Transporteinheit
30 Tragelement
32 Steuereinrichtung
34 Endseite
36 Ablage
38 Endseite
40 Ablage
42 Behandlungseinheit
44 Hochdruckwerkzeug
46 Umschaltvorrichtung
48 Aufnahmeraum
50, 52 Raumbereich
54 Verstelleinheit
56, 58 Aufnahmeeinheit
60, 62 Antriebseinheit
64, 66 Abdeckelement
68, 70 Öffnung
72, 74 Antriebseinheit
76, 78 Behandlungseinheit
80, 82 Tauchbecken
84, 86 Reinigungswerkzeug
88, 90 Antriebseinheit
92, 94 Aufnahmeeinheit
96, 98 Antriebseinheit
100, 102 Behandlungseinheit , 106 Aufnahmeraum, 110 Reinigungswerkzeug, 114 Antriebseinheit, 118 Aufnahmeeinheit, 122 Antriebseinheit, 126 Behandlungseinheit, 130 Aufnahmeraum, 134 Reinigungswerkzeug, 138 Aufnahmeeinheit, 142 Antriebseinheit Erkennungseinheit
Speichereinheit

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Behandlungssystem zur Oberflächenbehandlung von Werkstücken, ins besondere zum Reinigen und/oder Entgraten, umfassend mindestens eine Behandlungseinrichtung (14, 16, 18, 20), die mindes tens eine Behandlungseinheit (42, 76, 78, 100, 102, 124, 126) aufweist, welche zum Durchführen mindestens eines Behandlungsvorgangs an dem Werkstück (12) ausgestaltet ist, sowie mindestens eine Aufnahme einheit (56, 58, 92, 94, 116, 118, 136, 138) zum Aufnehmen des Werk stückes (12) an oder in der Behandlungseinrichtung (14, 16, 18, 20), eine Transporteinrichtung (22), die mindestens eine Transporteinheit (28) umfasst, mit der das Werkstück (12) in eine Übergabeposition über- führbar ist, von der das Werkstück (12) mittels der mindestens einen Aufnahmeeinheit (56, 58, 92, 94, 116, 118, 136, 138) in eine Behand lungsposition überführbar ist,
sowie eine Steuereinrichtung (32) zum Ansteuern der mindestens einen Behandlungseinheit (42, 76, 78, 100, 102, 124, 126), der mindestens einen Aufnahmeeinheit (56, 58, 92, 94, 116, 118, 136, 138) und der mindestens einen Transporteinheit (28),
wobei die mindestens eine Behandlungseinrichtung (14, 16, 18, 20) zwei oder mehr Aufnahmeeinheiten (56, 58, 92, 94, 116, 118, 136, 138) zum Aufnehmen eines jeweiligen Werkstückes (12) zum Überführen unab hängig voneinander in die Behandlungsposition umfasst, und wobei die Steuereinrichtung (32) die mindestens eine Behandlungseinheit (42, 76, 78, 100, 102, 124, 126) so ansteuert, dass die Werkstücke (12) von die ser zeitversetzt gemäß einem gleichartigen Behandlungsvorgang behan delt werden.
2. Behandlungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Werkstück (12) mittels der mindestens Behandlungseinheit (42, 76, 78, 100, 102, 124, 126) behandelbar ist, während zumindest ein Werkstück (12) mittels der ihm zugeordneten Aufnahmeeinheit (56, 58, 92, 94,
116, 118, 136, 138) von der Behandlungsposition in die Übergabepositi on oder umgekehrt überführbar ist.
3. Behandlungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der mindestens einen Behandlungseinheit (42, 76, 78, 100, 102, 124, 126) keine zwei oder mehr Werkstücke (12) zum gleichen Zeitpunkt behandelbar sind.
4. Behandlungssystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlungseinrichtung (14, 16, 18, 20) zwei oder mehr funktionsgleiche und insbesondere identisch ausgestaltete Behandlungseinheiten (42, 76, 78, 100, 102, 124, 126) umfasst, wobei einer jeweiligen Aufnahmeeinheit (56, 58, 92, 94, 116, 118, 136, 138) eine Behandlungseinheit (42, 76, 78, 100, 102, 124, 126) zugeordnet ist.
5. Behandlungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Behandlungseinheiten (42, 76, 78, 100, 102, 124, 126) iden tisch zur Anzahl der Aufnahmeeinheiten (56, 58, 92, 94, 116, 118, 136, 138) ist.
6. Behandlungssystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlungseinrichtung (14, 16, 18, 20) einen Aufnahmeraum (48) umfasst oder bildet und eine Verstelleinheit (54) für die mindestens eine Behandlungseinheit (42, 76, 78, 100, 102, 124, 126), die mittels der Verstelleinheit (54) von einem ersten Raumbereich (50), in dem eine Aufnahmeeinheit (56, 58, 92, 94, 116, 118, 136, 138) angeordnet ist, in mindestens einen weiteren Raumbereich (52) beweg bar ist, in dem eine weitere Aufnahmeeinheit (56, 58, 92, 94, 116, 118, 136, 138) angeordnet ist, zum Behandeln eines jeweiligen Werkstücks (12) an der Aufnahmeeinheit (56, 58, 92, 94, 116, 118, 136, 138) ge mäß dem Behandlungsvorgang.
7. Behandlungssystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, insbe sondere nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Behandlungseinheit (42, 76, 78, 100, 102, 124, 126) mittels der Verstelleinheit (54) im Aufnahmeraum (48) entlang einer Richtung ver schiebbar ist, die parallel zu einer Transportbahn (50) der Transportein richtung (26) ausgerichtet ist, entlang der die mindestens eine Trans porteinheit (28) bewegbar und insbesondere verschiebbar ist.
8. Behandlungssystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeeinheiten (56, 58, 92, 94, 116, 118, 136, 138), insbesondere die Raumbereiche (50, 52), entlang der Trans portrichtung (26) seitlich nebeneinander positioniert sind.
9. Behandlungssystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Behandlungseinrichtung (14, 16, 18, 20) einen Aufnahmeraum (48) zum Aufnehmen der Aufnahme einheiten (56, 58, 92, 94, 116, 118, 136, 138) umfasst, in dem die min destens eine Behandlungseinheit (42, 76, 78, 100, 102, 124, 126) ange ordnet ist, sowie zwei oder mehr Abdeckelemente (64, 66), die einer je weiligen Aufnahmeeinheit (56, 58, 92, 94, 116, 118, 136, 138) zugeord net sind, wobei ein jeweiliges Abdeckelement (64, 66) eine Öffnung (68, 70) des Aufnahmeraumes (48) freigibt, wenn die Aufnahmeeinheit (56, 58, 92, 94, 116, 118, 136, 138) das Werkstück (12) von der Übergabe position in die Behandlungsposition überführt, und die jeweilige Öffnung (68, 70) verschließt, wenn das Werkstück (12) in der Behandlungspositi on mittels der mindestens einen Behandlungseinheit (42, 76, 78, 100, 102, 124, 126) behandelt wird.
10. Behandlungssystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeeinheiten (56, 58, 92, 94, 116, 118, 136, 138) zum Überführen des Werkstücks (12) von der Übergabepositi on in die Behandlungsposition quer und insbesondere senkrecht zu einer Transportrichtung (26) bewegbar sind, entlang welcher die mindestens eine Transporteinheit (28) entlang einer Transportbahn (24) der Trans porteinrichtung (22) bewegbar und insbesondere verschiebbar ist.
11. Behandlungssystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Behandlungseinheit (42, 76, 78, 100, 102, 124, 126) und die zwei oder mehr Aufnahmeeinheiten (56, 58, 92, 94, 116, 118, 136, 138) relativ zueinander beweglich sind und insbesondere verschieblich entlang zumindest einer Raumrichtung und/oder relativ zueinander drehbar und/oder schwenkbar um zumindest eine Drehachse oder Schwenkachse.
12. Behandlungssystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstücke an beispielsweise Paletten- oder plattenförmigen Tragelementen (30) festgelegt sind, insbesondere durch Kraft- und/oder Formschluss.
13. Behandlungssystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück direkt oder indirekt, insbesondere mittels des Tragelementes (30), durch Kraft- und/oder Formschluss an der mindestens einen Transporteinheit (28) und/oder der mindestens ei nen Aufnahmeeinheit (56, 58, 92, 94, 116, 118, 136, 138) gehalten ist.
14. Behandlungssystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Behandlungssystem eine Mehrzahl von Be handlungseinrichtungen (14, 16, 18, 20) mit jeweils mindestens einer Behandlungseinheit (42, 76, 78, 100, 102, 124, 126) umfasst, wobei sich die Behandlungseinheiten (42, 76, 78, 100, 102, 124, 126) und die mit diesen durchführbaren Behandlungsvorgänge unterschiedlicher Be handlungseinrichtungen (14, 16, 18, 20) voneinander unterscheiden.
15. Behandlungssystem nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch einen mo dularen Aufbau, wobei die Behandlungseinrichtungen (14, 16, 18, 20) je nach durchzuführenden Behandlungsvorgängen kombiniert oder kombi nierbar sind.
16. Behandlungssystem nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlungseinrichtungen (14, 16, 18, 20) seitlich nebeneinan der positioniert oder positionierbar sind, wobei die Werkstücke (12) mit tels der Transporteinrichtung (22) von einer Behandlungseinrichtung (14, 16, 18, 20) zu einer benachbarten Behandlungseinrichtung (14, 16, 18, 20) transportierbar sind.
17. Behandlungssystem nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlungseinrichtungen (14, 16, 18, 20) entlang einer bevorzugt geradlinig erstreckten Transportbahn (24) der Transporteinrichtung (22) angeordnet sind, entlang welcher Transportbahn (24) die mindestens ei ne Transporteinheit (28) bewegbar ist, wobei die Werkstücke (12) ent lang einer von der Transportbahn (24) definierten Transportrichtung (26) von einer Behandlungseinrichtung (14, 16, 18, 20) zu einer weiteren Be handlungseinrichtung (14, 16, 18, 20) transportierbar sind.
18. Behandlungssystem nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch ge kennzeichnet, dass die Werkstücke mittels der Transporteinrichtung (22) von einer Behandlungseinrichtung (14, 16, 18, 20) zur nächsten Behand lungseinrichtung (14, 16, 18, 20) unter Einhaltung der Anordnung, ent lang der Transportrichtung (26), von deren Aufnahmeeinheiten (56, 58, 92, 94, 116, 118, 136, 138) transportierbar sind.
19. Behandlungssystem nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch ge kennzeichnet, dass die Behandlungseinrichtungen (14, 16, 18, 20) in der Reihenfolge von nacheinander durchzuführenden Behandlungsvorgängen entlang der Transportbahn (24) positioniert sind.
20. Behandlungssystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Transporteinrichtung (22) zwei oder mehr Transporteinheiten (28) umfasst, die jeweils entlang einer Transportbahn (24) bewegbar und insbesondere verschiebbar sind.
21. Behandlungssystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Behandlungseinheit (42, 76, 78, 100, 102, 124, 126) der mindestens einen Behandlungseinrichtung (14, 16, 18, 20) für zumindest einen der folgenden Behandlungsvorgänge ausgebildet ist:
Trockenreinigung des Werkstücks (12);
Entgraten des Werkstücks (12);
Reinigung und/oder Entgraten des Werkstücks (12) mit unter
Druck und insbesondere Hochdruck gesetztem Fluid;
mechanische Reinigung und/oder mechanisches Entgraten des
Werkstücks (12);
Ultraschallreinigung;
Reinigung des Werkstücks (12) in einem Tauchbad;
Abblasen des Werkstücks (12);
Trocknung des Werkstücks (12), insbesondere Vakuumtrocknung des Werkstücks (12);
Beschichtung und/oder Entschichtung des Werkstücks (12);
Aufrauhen von Oberflächen des Werkstücks (12).
22. Behandlungssystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Behandlungssystem (10) eine mit der Steuer einrichtung (32) gekoppelte Erkennungseinheit (144) umfasst, mit der eine einem jeweiligen Werkstück (12) zugeordnete Kennzeichnung be treffend mindestens einen auszuführenden Behandlungsvorgang erfass bar ist, wobei Steuereinrichtung (32) die mindestens eine Behandlungs einrichtung (14, 16, 18, 20) abhängig von der Kennzeichnung zum Be handeln des Werkstücks (12) ansteuert.
23. Behandlungssystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Behandlungssystem (10) eine mit der Steuer einrichtung (32) gekoppelte Speichereinheit (146) umfasst, in der Reini gungsparameter gespeichert oder speicherbar sind, die den Werkstücken (12) zugeordnet sind, wobei die Steuereinrichtung (32) die mindestens eine Behandlungseinrichtung (14, 16, 18, 20) abhängig von den Behand lungsparametern zum Behandeln des Werkstücks (12) ansteuert.
24. Verfahren zum Behandeln von Werkstücken mit mindestens einer Be handlungseinrichtung, die mindestens eine Behandlungseinheit umfasst, die zum Durchführen mindestens eines Behandlungsvorgangs an den Werkstücken ausgestaltet ist, bei welchem Verfahren zwei oder mehr Werkstücke mittels einer jeweiligen Aufnahmeeinheit der Behandlungs einrichtung unabhängig voneinander von einer Übergabeposition in eine Behandlungsposition überführbar sind und die mindestens eine Behand lungseinheit so angesteuert wird, dass die Werkstücke zeitversetzt ge mäß einem gleichartigen Behandlungsvorgang behandelt werden.
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