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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Transport und zur Lageveränderung
von Platinen, umgeformten Werkstücken
sowie Doppelteilen, insbesondere an der Einlege- und Entnahmestufe
in Metall bearbeitenden Pressen mit mehreren Bearbeitungsstufen
und Pressenstraßen.
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Stand der
Technik
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Werkstücke, bei
deren Herstellung mehrere Arbeitsoperationen z.B. Umformen oder
Schneiden, erforderlich sind, werden in der Regel auf so genannten
Mehrstößel-Transferpressen
oder Pressenstraßen
hergestellt. Die Anzahl der Werkzeuge entspricht der Anzahl der
Arbeitsstufen, die zur Herstellung erforderlich sind. Zwischen den
Arbeitsstufen befinden sich Transporteinrichtungen, die die Werkstücke von einer
Bearbeitungsstation zur Nächsten
transportieren. Bei der konventionellen Ausführung dieser Transporteinrichtungen
werden Greifer- bzw. Tragschienen, die sich über die gesamte Pressenlänge erstrecken,
mit kurvengesteuerten Antrieben bewegt. An diesen Schienen befinden
sich Greifer- oder Halteelemente, mit denen die Werkstücke während des Transportes
gehalten werden.
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Kennzeichnend
für diese
Bauart sind einerseits die hohe Betriebssicherheit, andererseits
aber auch die sehr großen
bewegten Massen mit entsprechend großen Antrieben.
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Die
hohen Kosten dieser konventionellen Transporteinrichtungen waren
einer der Gründe
für die
Entwicklung der so genannten elektronischen Transporteinrichtungen.
Bei dieser Ausführungsart wird
auf den Einsatz der kurvengesteuerten Antriebe und der durchgehenden
Greifer- bzw. Tragschienen verzichtet. Stattdessen sind in jeder
Bearbeitungsstufe eigen angetriebene Transfereinrichtungen, paarweise
und spiegelbildlich angeordnet, im Ständerbereich angebracht.
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In
der
DE 100 09 574
A1 ist eine derartige Transfereinrichtung ausführlich beschrieben.
Bei dieser Art des Teiletransportes kann auf eine Zwischenablage,
wie sie bei den konventionellen Transportsystemen noch üblich war,
verzichtet werden. Diese Zwischenablage, auch Orientierstation genannt,
hatte die Aufgabe die Orientierung der Werkstücke zwischen den Bearbeitungsstationen
so zu verändern, dass
diese von der nachfolgenden Transfereinrichtung ohne Veränderung
der Orientierung in das nächste
Werkzeug transportiert werden konnten.
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Die
Transportsysteme der neueren Generation können diese Lageveränderung
der Werkstücke zwischen
den Bearbeitungsstationen während
des Transportes ausführen.
Die Lageveränderung
kann folgende Bewegungsachsen umfassen:
- 1.
horizontales Verschieben in und gegen Transportrichtung
- 2. Verschieben quer zur Transportrichtung
- 3. Schwenken in und gegen Transportrichtung
- 4. Schwenken quer zur Transportrichtung
- 5. vertikale Höhenveränderung
- 6. Schräglage
in Transportrichtung
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Das
unter 2. erwähnte
Verschieben quer zur Transportrichtung wird in der
DE 100 09 574 durch einen auf dem
Saugerbalken geführten
Horizontalschlitten erreicht. Dieser Horizontalschlitten wird von einem
Servomotor mit entsprechendem Steuerkreis und einem Spindel-Muttersystem
angetrieben. Das Verschieben quer zur Transportrichtung wird sowohl für das Querverschieben
von großen
Werkstücken, als
auch zum Auseinander fahren bzw. Vereinzeln von Doppelteilen benötigt.
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In
der
DE 199 53 049
C2 ist eine Transportvorrichtung offenbart, insbesondere
für die
Einlege- und Entnahmestufe. Dabei werden die Möglichkeiten zur Lageveränderung
der Platinen an der Einlegestufe und den Fertigteilen an der Entnahmestufe
dahingehend erweitert, dass die Werkstücke sowohl quer zur Durchlaufrichtung
verschiebbar, als auch um einen Schwenkwinkel von 90° drehbar
sind. Diese erfolgt über
einen oder zwei Schlitten, welche auf dem Saugerbalken gelagert
sind. Ein Mechanismus zum Verschieben und Drehen des Schlittens
bzw. des Werkstückes
ist nicht offenbart. Eine ähnliche
Lösung
ist in der
DE 102 02 348 zu
sehen. Die oben beschriebene Lösung
wird so erweitert, dass der Transport der Werkstücke von zwei Vorrichtungen,
welche sich in zwei unterschiedlichen horizontalen Ebenen bewegen,
alternierend ausgeführt
werden kann. Dadurch wird eine Hubzahlerhöhung angestrebt. Auch hier
kommt ein Schlitten zum Einsatz welche auf der Quertraverse verschiebbar
gelagert ist. An dem Schlitten ist eine zweite Quertraverse drehbar
gelagert. Die Drehbewegung erfolgt über eine angetriebene Zahnstange,
die ein im Schlitten gelagertes Ritzel antreibt und so den zweiten
Saugerbalken in Drehung versetzt.
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Der
Nachteil dieser Ausführung
ist, dass durch die Anordnung des Dreh- bzw. Verschiebemechanismus
eine große
Bauhöhe
entsteht, die der Forderung einer guten Freigängigkeit beim Einlegen bzw.
dem Austragen der Werkstücke
entgegensteht. Außerdem
ist es bei dieser Bauart nicht möglich
beide Antriebsmotoren stationär,
bezogen auf die Quertraverse, zu betreiben.
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Aus
dem Dokument
EP 1 040
881 A1 ist ein Antriebssystem zur Automatisierung von Umformmaschinen
bekannt geworden, bei welchem mittels zwei stationären Antriebsmotoren,
die gemeinsam auf einen Bewegungs- oder Antriebsstrang wirken, eine Vielzahl
von Automatisierungsbewegungen und insbesondere auch eine Schließbewegung
von Greiferschienen ausgeführt
werden können.
Die stationären Antriebe
erlauben einen massearmen Antrieb des Greiferschienensystems.
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Aufgabe und
Vorteil der Erfindung
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend vom Stand der Technik
eine Vorrichtung, zum Transport und zur Lageveränderung, insbesondere zum Querverfahren
und Drehen von Einfach- und Doppelteilen, vorzuschlagen, bei der
die Antriebe für
diese Lageveränderung
stationär
in Relation zur Quertraverse sind. Außerdem soll durch eine möglichst
kompakte Bauform eine gute Freigängigkeit
ermöglicht
werden.
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Diese
Aufgabe wird ausgehend von einer Transportvorrichtung nach dem Oberbegriff
des Anspruch 1 durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruch 1
gelöst.
In den Unteransprüchen
sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der in dem
Hauptanspruch angegebenen Transportvorrichtung verwirklicht.
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Der
Erfindung liegt der Kerngedanke zugrunde, die Dreh- und Längsbewegung
einer Dreh-Schiebeeinheit mittels zwei relativ zur Quertraverse
stationären
Antrieben durch vorteilhafte Bewegungsüberlagerung zu realisieren.
Dabei wirken beide Antriebsstränge
auf dieselbe Dreh-Schiebeeinheit, d.h. über die jeweiligen Bewegungsübertragungsmittel
können sowohl
translatorische als auch rotatorische als auch deren überlagerte
Bewegungen an der Dreh-Schiebeeinheit eingeleitet werden. Mittels
einer hochdynamischen Regelung der beiden Motoren lassen sich mit
den beiden Antriebssträngen
alle sich mit den beiden Antriebssträngen alle Bewegungsprofile
zum überlagerten
Verschieben und Drehen der Dreh-Schiebeeinheit bzw. des Werkstückes ausführen. Durch
eine programmierbare Steuerung bzw. Regelung der beiden voneinander
unabhängigen
Antriebe werden die jeweiligen Antriebsstränge in ihren Bewegungsabläufen, Geschwindigkeiten
und Bewegungsrichtungen beeinflusst, wodurch jede gewünschte Bewegungscharakteristik
erreicht wird. Durch den Einsatz von zwei, bezogen auf die Quertraversen,
stationär
angeordneten Antriebsmotoren wird auch die Energiezuführung wesentlich
vereinfacht. Durch Reduzierung der Antriebsmasse und den zwei ortsfesten
Motoren ergibt sich auch eine deutliche Verbesserung der Energiebilanz.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung,
insbesondere die Dreh-Schiebeeinheit
ist konstruktiv so gestaltet, dass eine möglichst geringe Bauhöhe entsteht.
Dies ist erforderlich, damit bei der Quertraverse mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung
beim Einlegen bzw. Austragen der Werkstücke eine gute Freigängigkeit,
bezogen auf das Ober- und Unterwerkzeug, erreicht wird. Als Bewegungsübertragungsmittel
zwischen den beiden Antrieben und der Dreh-Schiebeeinheit kommen
vorzugsweise Zahnriemen zum Einsatz. Aber auch alle anderen bekannten
Bewegungsübertragungsmittel,
wie beispielsweise Zahnstangen, sind denkbar.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
ist sowohl für
Einlegevorgänge
von Platinen in die erste Umformstufe als auch für Austragevorgänge von
fertig umgeformten Werkstücken
aus der letzten Stufe in vorteilhafter Weise einsetzbar. Das Austragen
der Werkstücke
aus der letzten Umformstufe und das lageorientierte Ablegen auf
einem Förderband
ist im nachfolgenden Ausführungsbeispiel
detailliert beschreiben. Beim Einlegen von Platinen aus einer Platinenzuführvorrichtung
in die erste Umformstufe ist der Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung ebenfalls vorteilhaft.
Durch die Möglichkeit
die Platinen während
des Einlegens zu drehen, können
Platinen in Längsrichtung
durch die Platinenzuführvorrichtung
mit ihren Komponenten, wie zum Beispiel Richtapparat, Sprühgerät, Waschmaschine
transportiert werden.
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In
Verbindung mit einem Bildverarbeitungssystem mit einer entsprechenden
Steuereinheit kann die erfindungsgemäße Vorrichtung die Platine
aus einer undefinierten Lage am Ende der Platinenzuführvorrichtung
direkt lageorientiert in die erste Umformstufe einlegen. Dadurch
wird eine mechanische Zentrierstation überflüssig. In jüngster Zeit sind auch Zentrierstationen
bekannt geworden, die mittels einem Bildverarbeitungssystem die
undefinierte Lage der Platine erfassen und anschließend mittels
einem oder zwei Roboter die Lage des Werkstückes so korrigieren, dass die
Platine vom Transportsystem der Presse erfasst und eingelegt werden
kann. Auch auf diese aufwendige und kostenintensive Lösung kann beim
Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung verzichtet
werden.
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Ein
weiterer Vorteil ist, dass eine mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ausgestatteten Quertraverse ohne größeren Umrüstaufwand gegen eine Standard-Quertraverse
ausgetauscht werden kann. Dieser modulare Aufbau ermöglicht somit
ein äußerst flexibles
Betreiben der Umformanlagen.
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Weitere
Einzelteile und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem anhand
der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
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Es
zeigen:
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1 letzte
Umformstufe einer Großteilstufenpresse
mit Förderbänder in
der Draufsicht-Position Austragen
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2 letzte
Umformstufe einer Großteilstufenpresse
mit Förderbänder in
der Draufsicht-Position Ablegen
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3 letzte
Umformstufe einer Großteilstufenpresse
mit Förderbänder in
der Seitenansicht
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4 Quertraverse
mit erfindungsgemäßer Vorrichtung
in der Draufsicht
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5 Quertraverse
mit erfindungsgemäßer Vorrichtung
in einer Schnittdarstellung
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6 Quertraverse
mit erfindungsgemäßer Vorrichtung
in der Draufsicht mit Bewegungstabelle
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7 letzte
Umformstufe einer Großteilstufenpresse
mit Förderbänder in
der Draufsicht-Position Austragen und Ablegen von Doppelteilen
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Beschreibung
eines Ausführungsbeispiels
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1 zeigt
ein elektronisches Transfersystem 2, welches die Aufgabe
hat, ein umgeformtes Werkstück 3 aus
der letzten Umformstufe 1 einer Mehrstößel-Transferpresse oder einer
Pressenstraße
zu entnehmen und auf eines der Förderbänder 4, 5 abzulegen.
Diese Förderbänder 4, 5 welche
sich in Richtung des Pfeils 6 kontinuierlich oder getaktet
bewegen, dienen der Abstapelung der fertig umgeformten Werkstücke 3 in
den hier nicht näher
dargestellten Abstapelbehälter.
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Um
bei der Abstapelung mit der maximalen Pressenhubzahl Schritt halten
zu können,
werden in diesem Ausführungsbeispiel
zwei parallel arbeitende Förderbänder 4, 5 eingesetzt.
Bei dem dargestellten Werkstück 3 handelt
es sich um ein großflächiges und
längliches
Formstück.
Deshalb ist beim Transport aus der letzten Umformstufe 1 bzw.
aus dem Unterwerkzeug 7 eine Drehung des Werkstückes 3 erforderlich,
damit es längs
auf das Förderband 5 abgelegt
werden kann. Da das Förderband 5 nicht
mittig in Pressendurchlaufrichtung angeordnet ist, ist zusätzlich zur
Drehung auch ein Verschieben des Werkstückes 3 entlang der
Längsachse
der Quertraverse 8 erforderlich.
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2 zeigt
die Situation beim Ablegen des Werkstückes 3 auf das Förderband 5.
Das Transfersystem 2 hat zusätzlich zur eigentlichen Transportbewegung
von der letzten Umformstufe 1 zur Ablageposition auf dem
Förderband 5 auch
eine Verschiebebewegung des Werkstücks 3 entlang der
Längsachse
der Quertraverse 8, sowie Drehbewegung um ca. 90° herbeigeführt. Dadurch
kann das Werkstück 3 mittig
auf das Förderband 5 abgelegt
und der Abstapelung zugeführt
werden.
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In 3 ist
der Werkstücktransport
als Seitenansicht in einer vereinfachten Darstellung zu sehen. Zu
sehen sind drei unterschiedliche Positionen während des Werkstücktransportes,
das Aufnehmen des Werkstückes 3 aus
dem Unterwerkzeug 7 der letzten Umformstufe 1,
der Werkstücktransport
zwischen der letzten Umformstufe 1 und den Förderbändern 4, 5 entlang
der Bahnkurve 9 und schließlich das Ablegen des Werkstückes 3 auf
einem der Förderbänder 4, 5.
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Eine
Draufsicht auf die Quertraverse 8 mit der Dreh-Schiebeeinheit 10 ist
in 4 dargestellt. Zu sehen sind die beiden Zahnriemen 11 und 12 mit den
entsprechenden Antrieben 25 und 26, welche fest
mit der Quertraverse 8 verbunden sind. Beide Zahnriemen 11, 12 stehen
mit einer Riemenscheibe 13 in Wirkverbindung. Die Riemenscheibe 13 ist über ein
Lager 14 mit einem Schlitten 15 drehbar verbunden.
Dieser Schlitten 15 wiederum ist über zwei Linearführungen
an der Quertraverse 8 verschiebbar gelagert. Die Linearführungen
bestehen aus jeweils einer Führungsleiste 16,
welche fest mit der Quertraverse 8 verbunden ist und Führungsschuhen 17,
welche mit dem Schlitten 15 fest verbunden sind. An der Riemenscheibe 13 sind
Halteplatten 18 angebaut. Diese Halteplatten 18 dienen
zur Aufnahme des Toolings 19 mit den Haltearmen 20 und
den Vakuumsaugern 21. Die Zahnriemen 11, 12 werden
von den Antrieben 25 und 26 angetrieben und von
den Riemenscheiben 23 und 24, welche auf der jeweils
entgegengesetzten Seite mit der Quertraverse 8 fest verbunden
sind, umgelenkt. Am Schlitten 15 befestigt sind die Riemenscheiben 27, 28, 29 und 30.
Diese dienen dazu den Umschlingungswinkel der Zahnriemen 11, 12 an
der Riemenscheibe 13 zu vergrößern und dadurch eine sichere
Wirkverbindung zu gewährleisten.
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In 5 ist
diese Anordnung in einer Schnittdarstellung abgebildet.
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Die
unterschiedlichen Varianten des Verdrehens und Verschiebens der
Dreh-Schiebeeinheit 10 durch die Änderungen im Drehsinn der Antriebe 25 und 26 sind
in 6 dargestellt. Die vier abgebildeten Varianten
ergeben jede für
sich entweder nur eine Drehbewegung oder nur eine translatorische
Bewegung der Dreh-Schiebeeinheit 10. Dies gilt nur unter der
Voraussetzung, dass die Drehzahlen beider Antriebe 25 und 26 vom
Betrag her gleich sind, unabhängig
von der Drehrichtung. Bei nicht konstanten Drehzahlen überlagern
sich die Bewegungen, so dass ein Drehen bei gleichzeitigem Verschieben
der Dreh-Schiebeeinheit 10 und somit auch des Werkstückes 3 realisierbar
ist.
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Eine
weitere Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in 7 dargestellt.
Werden zwei dieser Vorrichtungen auf einer Quertraverse 8 installiert,
so können
auch Doppelteile 3 aus der Presse entnommen und auf den
Förderbändern 4, 5 lageorientiert
abgelegt werden. Zu sehen sind sowohl die Position der Quertraverse 8 bei
der Aufnahme der Werkstücke 3 aus
der letzten Umformstufe 1, als auch die Position der Quertraverse 8 beim
Ablegen der Werkstücke 3 auf
die Förderbänder 4, 5.
Wie auch beim Transport von Einfachteilen ist auch hier der Austausch
der Standard-Quertraverse durch die Quertraverse mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ohne zusätzlichen
Rüstaufwand
ohne weiteres möglich.
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Die
Erfindung ist nicht auf die beschriebenen und dargestellten Ausführungsbeispiele
beschränkt. Sie
umfasst auch alle fachmännischen
Ausgestaltungen im Rahmen der Ansprüche liegen.
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- 1
- Umformstufe
- 2
- elektronisches
Transfersystem
- 3
- Werkstück
- 4
- Förderband
- 5
- Förderband
- 6
- Richtungspfeil
- 7
- Unterwerkzeug
- 8
- Quertraverse
- 9
- Bahnkurve
- 10
- Dreh-Schiebeeinheit
- 11
- Zahnriemen
- 12
- Zahnriemen
- 13
- Riemenscheibe
- 14
- Lager
- 15
- Schlitten
- 16
- Führungsleiste
- 17
- Führungsschuh
- 18
- Halteplatte
- 19
- Tooling
- 20
- Haltearm
- 21
- Vakuumsauger
- 22
- Tabelle
- 23
- Riemenscheibe
- 24
- Riemenscheibe
- 25
- Antrieb
- 26
- Antrieb
- 27
- Riemenscheibe
- 28
- Riemenscheibe
- 29
- Riemenscheibe
- 30
- Riemenscheibe