DE102018001394A1

DE102018001394A1 - Carrier system and method for turning and shearing a workpiece

Info

Publication number: DE102018001394A1
Application number: DE102018001394.5A
Authority: DE
Inventors: Michael Rabe
Original assignee: Strothmann Machines and Handling GmbH
Current assignee: Strothmann Machines and Handling GmbH
Priority date: 2018-02-22
Filing date: 2018-02-22
Publication date: 2019-08-22
Also published as: WO2019162533A8; WO2019162533A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Trägersystem und ein Verfahren zum Wenden eines vorzugsweise flächigen Werkstücks um annähemd 180°, umfassend wenigstens einen bewegbar geführten Träger (2) mit einer Trägerplatte (7) für das Werkstück, ein den Träger (2) um eine Hauptdrehachse (3) drehenden und steuerbaren Drehantrieb (5), wobei der Träger (2) in der Lage ist, in einem Zeitraum ΔT die Wendung um die Hauptdrehachse (3) durchzuführen. Um ein Trägersystem und Verfahren zum Wenden und Zentrieren eines Werkstücks zu schaffen, das einfach aufgebaut und preiswert ist, ist dafür gesorgt, dass eine Nebenachse (4) vorgesehen ist, um die der Träger (2) oder die Trägerplatte (7) innerhalb des Zeitraums ΔT mittels eines Kippantriebs (10) um einen Winkel α hin- und rückschwenkbar ist.

The invention relates to a carrier system and a method for turning a preferably flat workpiece by approximately 180 °, comprising at least one movably guided carrier (2) with a carrier plate (7) for the workpiece, a carrier (2) about a main axis of rotation (3). rotating and controllable rotary drive (5), wherein the carrier (2) is able to perform in a period .DELTA.T the turn about the main axis of rotation (3). In order to provide a carrier system and method for turning and centering a workpiece, which is simple in construction and inexpensive, it is ensured that a minor axis (4) is provided around which the carrier (2) or the carrier plate (7) within the period ΔT by means of a tilting drive (10) back and forth by an angle α.

Description

Die Erfindung betrifft ein Trägersystem zum Wenden eines vorzugsweise flächigen Werkstücks um annähernd (oder genau) 180°, umfassend wenigstens
einen bewegbar geführten Träger mit einer Trägerplatte für das Werkstück,
ein den Träger um eine Hauptdrehachse drehenden und steuerbaren Drehantrieb, wobei der Träger in der Lage ist, in einem Zeitraum ΔT die Wendung um die Hauptdrehachse durchzuführen.The invention relates to a carrier system for turning a preferably flat workpiece by approximately (or exactly) 180 °, comprising at least
a movable guided carrier with a support plate for the workpiece,
a rotary drive which rotates and steers the carrier about a main axis of rotation, wherein the carrier is able to perform the turning around the main axis of rotation over a period of time ΔT.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Wenden und Zentrieren eines vorzugsweise flächigen Werkstücks, wobei

- das Werkstück auf einem Träger abgelegt wird,
- der Träger innerhalb eines Zeitraums ΔT mittels eines Drehantriebs um 180° um eine Hauptachse geschwenkt wird und
- das Werkstück auf einer Ablagefläche abgelegt wird.

The invention further relates to a method for turning and centering a preferably flat workpiece, wherein

- The workpiece is placed on a support,
- The carrier is pivoted within a period .DELTA.T by means of a rotary drive by 180 ° about a major axis and
- The workpiece is stored on a shelf.

Trägersysteme in Form von Wendeplatten für flache Werkstücke sind dem Fachmann hinlänglich bekannt. Dabei liegt das Werkstück auf einer Wendeplatte und die Wendeplatte wird um eine Achse um 180° gemeinsam mit dem Werkstück gewendet.Carrier systems in the form of inserts for flat workpieces are well known to those skilled in the art. The workpiece is on a turning plate and the insert is turned around an axis by 180 ° together with the workpiece.

Um ein vorzugsweise flächiges Werkstück nicht nur von einem Ort zum anderen bewegend um 180° zu wenden, sondern es zusätzlich noch auf seiner Ablagefläche zentriert abzulegen, sind bislang wenigstens zwei Handhabungssysteme notwendig.To turn a preferably flat workpiece not only from one location to another moving 180 °, but also put it centered on its shelf, so far at least two handling systems are necessary.

Alternativ zu den Wendeplatten sind auch mehrachsige Roboter bekannt, die ein Werkstück aufnehmen, wenden und zentriert ablegen können. As an alternative to the inserts, multi-axis robots are also known which can pick up a workpiece, turn it over and center it.

Diese Roboter sind extrem kostspielig, so dass sich eine lange Amortisationszeit ergibt. Sie sind zudem kompliziert und teuer in der Wartung. Und sie nehmen einen großen Bauraum ein, der vielfach vor Bearbeitungsmaschinen für die Werkstücke nicht zur Verfügung steht.These robots are extremely expensive, resulting in a long payback period. They are also complicated and expensive to maintain. And they take up a large amount of space, which is often not available before processing machines for the workpieces.

Es ist deshalb die Aufgabe der Erfindung, ein Trägersystem und Verfahren zum Wenden und Zentrieren eines Werkstücks zu schaffen, das einfach aufgebaut und preiswert ist.It is therefore the object of the invention to provide a carrier system and method for turning and centering a workpiece, which is simple and inexpensive.

Die Aufgabe wird hinsichtlich des Trägersystems mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und insbesondere dadurch gelöst, dass eine Nebenachse vorgesehen ist, um die der Träger oder die Trägerplatte innerhalb des Zeitraums ΔT mittels eines Kippantriebs um einen Winkel α hin- und rückschwenkbar ist.The object is achieved in terms of the carrier system with the features of claim 1 and in particular by providing a minor axis about which the carrier or the carrier plate within the period .DELTA.T by means of a tilting drive by an angle α can be pivoted back and forth.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Trägersystems ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.Further advantageous embodiments of the carrier system will become apparent from the dependent claims.

Hinsichtlich des Verfahrens zum Wenden und Zentrieren eines vorzugsweise flächigen Werkstücks wird die Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 11 und insbesondere dadurch gelöst, dass der Träger und/oder eine mit ihm verbundene Trägerplatte innerhalb des Zeitraums ΔT um eine Nebenachse um einen Winkel α hin- und zurückgeschwenkt wird.With regard to the method for turning and centering a preferably flat workpiece, the object is achieved with the features of claim 11 and in particular in that the carrier and / or its associated carrier plate within the period .DELTA.T about a minor axis by an angle α is swung back and forth.

Auch hier ergeben die abhängigen Ansprüche weitere vorteilhafte Verfahrensschritte.Again, the dependent claims provide further advantageous method steps.

Dabei ist das Wenden um 180° um die Hauptachse so zu verstehen, dass durchaus auch der Fall erfasst sein soll, wo das Werkstück umgedreht beispielsweise auf einem Förderband in einer schiefen Ebene abgelegt wird, so dass der Winkel auch etwas mehr oder weniger als 180°, also ± 20° betragen kann.In this case, the turning around 180 ° about the main axis is to be understood so that the case should also be detected, where the workpiece is placed upside down, for example on a conveyor belt in an inclined plane, so that the angle is also slightly more or less than 180 ° , so can be ± 20 °.

Unter einem flächigen Werkstück sind in erster Linie Bleche, Platten und Platinen zu verstehen.Under a flat workpiece are primarily plates, plates and boards to understand.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand der darstellenden Zeichnungen erläutert, die lediglich ein mögliches Ausführungsbeispiel veranschaulichen. Es zeigen in chronologischer Ablaufreihenfolge

1 eine dreidimensionale Ansicht des erfindungsgemäßen Trägersystems in einem ersten gekippten Zustand des Trägers um die Nebenachse,
2 eine dreidimensionale Ansicht des erfindungsgemäßen Trägersystems in einem zweiten gekippten Zustand des Trägers um die Haupt- und die Nebenachse
3 eine dreidimensionale Ansicht des erfindungsgemäßen Trägersystems in einem vollständig gewendeten Zustand des Trägers.

In the following the invention will be explained with reference to the illustrative drawings, which illustrate only one possible embodiment. Show in chronological order of succession

1 3 shows a three-dimensional view of the carrier system according to the invention in a first tilted state of the carrier about the minor axis,
2 a three-dimensional view of the carrier system according to the invention in a second tilted state of the carrier about the major and minor axes
3 a three-dimensional view of the carrier system according to the invention in a fully turned state of the carrier.

Alle Figuren sind zur besseren Verdeutlichung der Elemente ohne das flache Werkstück dargestellt.All figures are shown for better clarity of the elements without the flat workpiece.

In 1 erkennt man das Trägersystem 1. Es umfasst einen um eine Hauptdrehachse 3 bewegbaren Träger 2, auf dem ein nicht dargestelltes Werkstück abgelegt werden kann, und eine Ablage 21 für das gewendete und bereits zentrierte Werkstück.In 1 you can see the carrier system 1 , It includes one around a main axis of rotation 3 movable carrier 2 on which an unillustrated workpiece can be stored, and a shelf 21 for the turned and already centered workpiece.

In einem Ständer 20 des Trägersystems1, ist eine von einem Drehantrieb 5 angetriebene Hauptdrehachse 3, die mit dem Träger 2 verbunden ist, gelagert. Die Hauptdrehachse 3 trägt an ihrem nicht angetriebenen Ende ein Ausgleichsgewicht 6, welches das Anfahrmoment für den Drehantrieb 5 verringert.In a stand 20 of the carrier system 1 is one of a rotary drive 5 driven main axis of rotation 3 that with the carrier 2 connected, stored. The main axis of rotation 3 carries at its non-driven end a balance weight 6 , which is the starting torque for the rotary drive 5 reduced.

Der Träger 2 selbst besitzt einen mit der Hauptdrehachse 3 verbundenen Rahmen 8 mit Auflageelementen 9. Darauf liegt eine Trägerplatte 7. Diese ist mit einer drehbaren Nebenachse 4 verbunden, die im Rahmen 8 gelagert ist. Ein mit dem Rahmen 8 verbundener Kippantrieb 10 (der deutlicher in 2 und 3 erkennbar ist) ist in der Lage, die Trägerplatte 7 um die Nebenachse zu kippen. Als Kippantrieb 10 sind beispielsweise hydraulische oder pneumatische Kolben-Zylinder-Antriebe oder elektrische Spindel- oder Zahnstangenmotoren einsetzbar. The carrier 2 even has one with the main axis of rotation 3 connected framework 8th with support elements 9 , On it lies a carrier plate 7 , This is with a rotatable minor axis 4 connected in the frame 8th is stored. One with the frame 8th connected tilting drive 10 (the more clearly in 2 and 3 is recognizable) is capable of the carrier plate 7 to tilt the minor axis. As a tilting drive 10 For example, hydraulic or pneumatic piston-cylinder drives or electric spindle or rack and pinion motors can be used.

1 zeigt bereits, wie die Trägerplatte 7 um einen Winkel α gekippt wurde. Der Rahmen 8 ist noch in der waagrechten Ausgangslage, in der ein Werkstück bei ungekippter Trägerplatte 7 aufgenommen werden kann. Der Kippwinkel α wird so bemessen, dass das Werkstück die Reibung auf der Trägerplatte 7 überwindet und gegen einen ersten Anschlag 18 rutscht. Die Trägerplatte 7 besitzt deswegen eine Gleitoberfläche 11. 1 already shows how the carrier plate 7 at an angle α was tilted. The frame 8th is still in the horizontal starting position, in which a workpiece at untilted carrier plate 7 can be included. The tilt angle α is sized so that the workpiece friction on the carrier plate 7 overcomes and against a first stop 18 slips. The carrier plate 7 therefore has a sliding surface 11 ,

2 zeigt einen etwas fortgeschrittenen Zustand des Trägersystems 1 während des Wendevorgangs. Der Träger 2 und somit auch die Trägerplatte 7 ist um einen kleinen Winkel um die Hauptdrehachse 3 hochgeschwenkt und die Trägerplatte 7 ist zudem um die die Nebenachse 4 gekippt. Dies macht dann Sinn, wenn die Hauptdrehachse 3 und die Nebenachse 4 unter einem Winkel von 45° bis 135° zueinander stehen, vorzugsweise um 90°. Dann kann ein Werkstück, das auf der Gleitoberfläche 11 der Trägerplatte 7 liegt gegen einen ersten Anschlag 18 und gleichermaßen gegen einen zweiten Anschlag 19 rutschen, was zu einer Zentrierung des Werkstücks auf dem Träger 2 führt. 2 shows a slightly advanced state of the carrier system 1 during the turning process. The carrier 2 and thus also the carrier plate 7 is at a small angle around the main axis of rotation 3 swung up and the support plate 7 is also about the minor axis 4 tilted. This makes sense if the main axis of rotation 3 and the minor axis 4 at an angle of 45 ° to 135 ° to each other, preferably by 90 °. Then a workpiece that is on the sliding surface 11 the carrier plate 7 lies against a first stop 18 and equally against a second stop 19 slip, resulting in a centering of the workpiece on the support 2 leads.

In beiden 1 und 2 sind Mittel angedeutet, die zur Verminderung des Reibwertes zwischen Werkstück und Träger 2, hier dessen Trägerplatte 7, führen. So sind beispielsweise kugelige Rollkörper 14 in der Trägerplatte 7 eingelassen, die frei drehen können und über die ein Werkstück nahezu reibungsfrei gleiten kann. Öffnung in der Platte stehen für weitere Alternativen, wie beispielsweise eine Schmiermittelzufuhr 13 oder einer Blaseinrichtung 15, beispielsweise Luftdüsen, die ein aerodynamisches Luftkissen als Gleitpolster erzeugen. Eine Zuführung der Blasluft kann beispielsweise über die Auflageelemente 9 realisiert werden.In both 1 and 2 are indicated means for reducing the coefficient of friction between the workpiece and the carrier 2 , here its carrier plate 7 , to lead. For example, spherical rolling elements 14 in the carrier plate 7 let in, which can rotate freely and over which a workpiece can slide almost frictionless. Opening in the plate stand for other alternatives, such as a lubricant supply 13 or a blowing device 15 For example, air nozzles that produce an aerodynamic air cushion as a sliding pad. A supply of the blowing air, for example, via the support elements 9 will be realized.

Die Blaseinrichtung 15 kann auch umschaltbar sein und eine Saugwirkung entfalten, die das Werkstück während des Wendevorgangs in seiner zentrierten Stellung festhalten. Als Einrichtung zum Festhalten des Werkstücks 16 kämen demnach Saugdüsen in einer Saugeinrichtung 17 in Betracht, damit das Werkstück nicht mehr seine zentrierte Position verliert und auch während des Wendevorgangs sicher gehalten wird. Aber auch jede andere Art von zeitweiliger Fixierung ist bei der Erfindung als Einrichtung zum Festhalten des Werkstücks 16 einsetzbar. Hier können beispielsweise nicht dargestellte, kurzzeitig wirkende Klemmelemente eingesetzt werden.The blowing device 15 can also be switchable and develop a suction that hold the workpiece in its centered position during the turning process. As a device for holding the workpiece 16 would therefore be suction nozzles in a suction device 17 in order that the workpiece no longer loses its centered position and is also held securely during the turning process. But any other type of temporary fixation is in the invention as a means for holding the workpiece 16 used. Here, for example, not shown, briefly acting clamping elements can be used.

Zur Veränderung der Zentrierung ist es möglich, in nicht dargestellter Weise die Anschläge 18, 19 elektrisch oder pneumatisch, in jedem Fall motorisch verstellbar zu machen.To change the centering, it is possible in a manner not shown, the attacks 18 . 19 electrically or pneumatically, in any case to make motor adjustable.

Durch das Kippen der Trägerplatte 7 in zwei Richtungen, also um die Hauptdrehachse 3 und die Nebenachse 4 wird das Werkstück demnach an Anschlägen 18,19 zentriert. Bei der Erfindung ist es wesentlich, dass der Kippvorgang um die Nebenachse 4 in dem Zeitraum des Wendevorgangs, hier ΔT genannt, in einer Hin- und einer Rückschwenkbewegung um den Kippwinkel α erfolgt. Nur dann ist das Werkstück um 180° gewendet auf der Ablage 21 abzulegen.By tilting the carrier plate 7 in two directions, ie around the main axis of rotation 3 and the minor axis 4 Accordingly, the workpiece is centered on stops 18,19. In the invention, it is essential that the tilting about the minor axis 4 in the period of the turning operation, here called ΔT, in a forward and a return pivoting movement about the tilt angle α he follows. Only then is the workpiece turned by 180 ° on the shelf 21 store.

Diese Situation des Endes der Werkstückwendung zeigt 3. Das Werkstück wird auf der Ablage immer an derselben Stelle abgelegt, da es vorher auf der Trägerplatte 7 zentriert wurde. Die Ablage ist in 3 nur schematisch als Kasten dargestellt. Es kann sich hier um ein Förderband handeln oder aber auch um die Arbeitsfläche einer Weiterverarbeitungsmaschine.This situation of the end of the workpiece application shows 3 , The workpiece is always placed on the shelf in the same place, as it previously on the support plate 7 was centered. The filing is in 3 only schematically shown as a box. It may be a conveyor belt or the work surface of a further processing machine.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Trägersystemcarrier system
22: Bewegbarer TrägerMovable vehicle
33: HauptdrehachseMain axis of rotation
44: Nebenachseminor axis
55: Drehantriebrotary drive
66: Ausgleichsgewichtcounterweight
77: Trägerplattesupport plate
88th: Rahmenframe
99: Auflageelementesupport elements
1010: Kippantriebtilt drive
1111: GleitoberflächeSliding surface
1212: Mittel zur ReibwertverminderungMeans for reducing friction
1313: Schmiermittelzufuhrlubricant supply
1414: Rollkörperroll body
1515: Blaseinrichtungblower
1616: Einrichtung zum Festhalten des WerkstücksDevice for holding the workpiece
1717: Saugeinrichtungsuction
1818: Anschlag 1 attack 1
1919: Anschlag 2 attack 2
2020: Ständerstand
2121: Ablagefiling
αα: Kippwinkeltilt angle

Claims

Carrier system for turning a preferably flat workpiece by approximately 180 °, comprising at least one movably guided carrier (2) with a carrier plate (7) for the workpiece, a rotary drive (5) rotating the carrier (2) about a main axis of rotation (3) in that the support (2) is capable of turning around the main axis of rotation (3) over a period of time ΔT, characterized in that a minor axis (4) is provided around which the support (2) or support plate (7) is provided ) within the period .DELTA.T by means of a tilting drive (10) by an angle α back and forth.

Carrier system according to Claim 1 , characterized in that the carrier plate (7) has a sliding surface (11) for the workpiece.

Carrier system according to Claim 2 , characterized in that means (12) for reducing the coefficient of friction between the workpiece and the carrier (2) are provided.

Carrier system according to Claim 3 , characterized in that the means (12) are a lubricant supply (13) and / or rolling body (14) in the carrier surface and / or a blowing device (15) for producing an air cushion.

Carrier system according to one of Claims 1 to 4 , characterized in that the carrier 82) has at least one stop (18, 19) for the workpiece.

Carrier system according to one of Claims 1 to 5 , characterized in that the carrier (2) has at least two stops (18, 19) for the workpiece.

Carrier system according to one of Claims 5 to 6 , characterized in that at least one stop (18, 19) is adjustable by motor.

Carrier system according to one of Claims 1 to 7 , characterized in that means (16) for holding the workpiece on the carrier (2) is present.

Carrier system according to one of Claims 1 to 8th , characterized in that the main axis (3) and the minor axis (4) are at an angle between 45 ° and 135 ° to each other.

Carrier system according to one of Claims 1 to 9 , characterized in that the main axis (3) and the minor axis (4) are perpendicular to each other.

Method for turning and centering a preferably flat workpiece, wherein - the workpiece is placed on a support (2), - the carrier (2) within a period .DELTA.T by means of a rotary drive (5) by 180 ° about a main axis of rotation (3) is pivoted and - the workpiece is deposited on a support surface (21), characterized in that the carrier (2) and / or a support plate (7) connected to it within the period .DELTA.T about a minor axis (4) by an angle α back and forth becomes.

Method according to Claim 11 , characterized in that the angle α is selected so that the workpiece on a sliding surface (11) of the carrier (2) against at least one stop (18, 19) slides

Method according to Claim 12 , characterized in that via a blowing device (15) an air cushion is generated, on which the workpiece slides over the sliding surface (11) of the carrier.

Method according to Claim 12 or 13 , characterized in that the workpiece is fixed via a suction device (17) on the sliding surface (11) of the carrier (2) or a support plate (7) after it comes into contact with the stop.

Method according to Claim 13 and 14 , characterized in that the blowing device (15) and the suction device (17) are identical and are switched according to the blowing or sucking.