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Die Erfindung bezieht sich auf eine
Grundeinheit gemäß Oberbegriff
Patentanspruch 1 sowie auf einen Fertigungs- und Montageautomaten
mit einer solchen Grundeinheit.
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Bekannt sind Fertigungs- und Montageautomaten,
bestehend aus einer Grundeinheit, die an einem Maschinengestell
einen um eine vertikale Maschinenachse getaktet angetriebenen Drehtisch
besitzt, an dem in vorgegebenen Winkelabständen, die einem Takt- oder
Drehschritt entsprechen, Aufnahmen vorgesehen sind. Mit dem Drehtisch
werden die Aufnahmen an Arbeitspositionen bzw. an dort vorgesehenen
Arbeitsstationen vorbei bewegt bzw. positioniert. Die Arbeitsstationen
weisen die dem jeweiligen Arbeits- und Montageschritt zugeordneten
Funktionselemente bzw. Werkzeuge, Einleger, Zuführungen, Meßeinrichtungen usw. auf.
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Speziell an Arbeitsstationen, an
denen in der Stillstandsphase der Drehbewegung über eine Zuführung zugeführte Bauelemente
oder Bauteile in die Aufnahmen oder in dort bereits vormontierte
Baugruppen eingesetzt werden, sind relativ aufwendige Bewegungen
für das
Holen und Einsetzen der Bauelemente notwendig, wobei diese Bewegungen
auch relativ viel Zeit in Anspruch nehmen, was dann u. a. zu einer
hohen Taktdauer, zumindest aber zu einer Begrenzung der Leistung
eines Fertigungs- und Montageautomaten führt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine
Grundeinheit aufzuzeigen, die u. a. eine verbesserte Leistung bei
einem Fertigungs- oder Montageautomaten ermöglicht. Zur Lösung dieser
Aufgabe ist eine Grundeinheit entsprechend dem Patentanspruch 1
ausgebildet. Ein Fertigungs- und Montageautomat ist entsprechend
dem Patentanspruch 10 ausgeführt.
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Weiterbildungen der Erfindung sind
Gegenstand der Unteransprüche.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an einem Ausführungsbeispiel
erläutert.
Es zeigen:
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1 und 2 in vereinfachter Darstellung
und in Draufsicht den Drehtisch eines Fertigungs- oder Montageautomaten,
mit einer Vielzahl von am Umfang des Drehtisches angeordneten Aufnahmen,
bei eingefahrenen Aufnahmen (1)
bzw. bei ausgefahrenen Aufnahmen (2);
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3–6 jeweils in vereinfachter
Darstellung und im Teilschnitt den Drehtisch, zusammen mit einer Aufnahme
und einem an einer Arbeitsstation des Automaten vorgesehenen Funktionselementes
in Form eines Einlegers in unterschiedlichen Stellungen.
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In den Figuren ist 1 allgemein
eine Grundeinheit eines Fertigungs- und Montageautomaten, der u. a.
einen um eine vertikale Maschinenachse getaktet, beispielsweise
in Richtung des Pfeiles A der 1 umlaufend
angetriebenen Drehtisch 2 aufweist, der bei der dargestellten
Ausführung
kreisringartig ausgebildet ist und an einem in den Figuren allgemein mit
3 bezeichneten Maschinengestell drehbar gelagert ist. Der Antrieb
des Drehtisches 2 erfolgt über eine zentrale Antriebseinheit
und beispielsweise über ein
Maltesergetriebe, und zwar derart, daß der Drehtisch 2 in
jedem Arbeitstakt um einen der Teilung des Drehtisches entsprechenden
Winkelbetrag weiterbewegt wird, wobei zwischen zwei zeitlich aufeinander folgenden
Dreh- oder Bewegungsschritten jeweils eine Stillstandsphase vorgesehen
ist.
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Am Umfang 2.1 des Drehtisches 2 sind
mehrere Aufnahmen 4 vorgesehen, und zwar derart, daß diese
Aufnahmen radial zur vertikalen Maschinenachse aus einer eingefahrenen
Position (1, 3, 4 und 5),
in der sich die Aufnahmen bei der dargestellten Ausführungsform
innerhalb der Umfangslinie bzw. des Umfangs 2.1 des Drehtisches 2 befinden,
in eine ausgefahrene Position gesteuert bewegt werden können (2 und 6), in der die Aufnahmen 4 über den
Umfang 2.1 des Drehtisches 2 vorstehen. Für diese
radiale Hubbewegung, die in den Figuren mit dem Doppelpfeil B angedeutet
ist, ist jede Aufnahme 4 mit einer geeigneten Führung, beispielsweise
Kugelführung
am Drehtisch 2 radial geführt. An ihrer radial innen
liegenden Seite ist jede Aufnahme 4 weiterhin mit einem
Führungsstück versehen,
welches bei der dargestellten Ausführungsform von einer Führungsrolle 5 gebildet
ist, die um eine Achse parallel zur vertikalen Maschinenachse frei
drehbar vorgesehen ist. Für
diese Führungsrollen 5 ist
an einem ortsfesten, mit dem Drehtisch 2 nicht mitdrehenden
tischartigen Teil 6 des Maschinengestells 3 eine die
vertikale Maschinenachse konzentrisch umschließende ringförmige Führung 7 vorgesehen. Das tischartige
Teil 6 besteht bei der dargestellten Ausführung aus
zwei in Richtung der vertikalen Maschinenachse gegen einander versetzten
und in Ebenen sekrecht zu dieser Maschinenachse angeordnerten Elementen 6.1 und 6.2.
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Die Führung 7 ist von mehreren,
in Drehrichtung A jeweils abwechselnd aufeinander folgenden Segmenten 7.1 und 7.2 gebildet.
Die Segmente 7.1 sind fest am Maschinengestell 3,
d. h. bei der dargestellten Ausführungsform
an der Oberseite des unteren Elementes 6.2 des tischartigen
Teils 6 befestigt. Die Segmente 7.2, die jeweils
an einer Arbeitsposition 9, d. h. dort vorgesehen sind,
wo sich die Aufnahmen 4 in der Stillstandsphase der Drehbewegung des
Drehtisches 2 befinden, sind durch einen Hilfsantrieb 8 radial
zur vertikalen Maschinenachse bewegbar, und zwar entsprechend dem
jeweiligen Hub B aus der eingefahrenen Ausgangsposition in die ausgefahrene
Position.
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Bei der dargestellten Ausführungsform
ist der Antrieb 8 von einer Vielzahl von Schiebern 10 gebildet,
die radial zur vertikalen Maschinenachse verschiebbar an dem Maschinengestell 3 oder
an einem Führungselement
dieses Maschinengestells vorgesehen sind, und zwar für jede Arbeitsposition 9 ein derartiger
Schieber 10. Jeder Schieber ist über eine in ihrer Länge einstellbare
Zug- und Schubstange 11 mit einer Steuerscheibe 12 verbunden,
die mit ihrer Achse achsgleich mit der vertikalen Maschinenachse schwenkbar
am Maschinengestell 3 oder an einem geeigneten Lager befestigt
ist und die durch einen Antrieb 13 gesteuert um die Maschinenachse
oszillierend geschwenkt werden kann, wie dies in den Figuren mit
dem Doppelpfeil C 'angedeutet ist. Der Antrieb 13, der
synchron mit der Umlaufbewegung A des Drehtisches 2 gesteuert
ist, besteht bei der dargestellten Ausführungsform aus einem Zylinder,
der über
einen Schwenkhebel 14 auf die Steuerscheibe 12 einwirkt.
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Jede Stange 11 ist mit einem
Ende an dem zugehörigen
Schieber 10 und mit ihrem anderen Ende im Bereich des Außenumfangs
der Steuerscheibe 12 angelenkt, so daß beim Hin- und Herbewegen
der Steuerscheibe 12 sämtliche
Schieber 10 und zusammen mit diesen die an den Arbeitspositionen 9 befindlichen
Aufnahmen 4 entsprechend der Hubbewegung B radial nach
außen
und wieder radial nach innen bewegt werden. Die Segmente 7.2 der Führung 7 sind
jeweils an einem Schieber 10 vorgesehen.
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An jeder Arbeitsposition 9 sind
die für
die Durchführung
des dortigen Fertigungs- oder Montageschrittes notwendigen Funktionselemente
vorgesehen. Die 3–6 zeigen als Beispiel eine
Arbeitsposition 9, bei der eir. Bauteil 15 in
die jeweilige an diese Arbeitsposition bewegte Aufnahme 4 bzw.
in das an dieser Aufnahme gebildete Nest 4.1 eingesetzt
wird.
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Hierfür ist an der Arbeitsposition 9 ein
von einem Vakuumhalter 16 und einem Antrieb 17 für eine vertikale
Hubbewegung gebildeter Einleger 18 vorgesehen, der mit
einer Zuführung 19 für die Bauteile 15 mit
Abnahmeposition 19.1 zusammenwirkt. Diese Zuführung 19 ist
als Schwingtopf dargestellt, kann aber auch jede andere Art einer
Zuführung
sein.
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Der Einleger 18 ist an dem
tischartigen Teil 6 des Maschinengestells 3 bzw.
an der Oberseite des Elementes 6.1 befestigt, und zwar
derart, daß in
der Grundstellung oder obersten Hubstellung des Antriebes 17 (3) sich der Vakuumhalter 16 oberhalb der
Ebene der Aufnahmen 4 und die Abnahmeposition 19.1 der
Zuführung 19 sich
unterhalb der Ebene dieser Aufnahmen befinden.
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Die 3–6 erläutern das Einlegen eines Bauteils 15 von
der Zuführung 19 in
die Aufnahme 4 bzw. in das dortige Nest.
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Zum Holen eines Bauteils 15 wird
bei in ihrer Grundposition befindlichen Aufnahmen 4 der
Halter oder Greifer 16 mit dem Antrieb 17 aus
der Ausgangs- oder Grundposition (3)
in eine Abnahmeposition bewegt, und zwar seitlich am Umfang 2.1 des
Drehtisches vorbei (4).
Das an der Position 19.1 bereit stehende Bauelement 15 wird
erfaßt
und mit dem Halter 16 nach oben bewegt, und zwar beispielsweise
in eine Position, die der Grundposition entspricht (5). Anschließend werden durch den Steuerantrieb 8 die
Aufnahmen 4 radial nach außen bewegt, so daß sich dann
bei der in den 3–6 dargestellten Arbeitsposition 9 das
Nest 4.1 in vertikaler Richtung unterhalb des Halters 16 befindet
und das Bauelement 15 somit durch nach unten Bewegen des Halters 16 in
das Nest 4.1 eingesetzt werden kann. Die Bewegungen des
Halters 16 aus der Ausgangs- und Grundposition (3) an die Position 19.1 (4) und das Zurückbewegen
an die Position oberhalb der Ebene der Aufnahmen 4 (5) kann während der
Drehbewegung des Drehtisches 2 erfolgen. Auch das Ausfahren
der Aufnahmen 4 aus ihrer Grundposition radial nach außen kann
noch während der
Drehbewegung des Drehtisches erfolgen, sobald der Halter 16 die
Position der 5 erreicht
hat, so daß lediglich
das Einlegen des Bauelementes 15 in das Nest 4.1 in
der Stillstandsphase des Drehtisches 2 erfolgen muß.
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Hierdurch ist es möglich, die
gesamte Zeitdauer eines Arbeitstaktes für einen Arbeitsvorgang optimal
zu nutzen und diesen Arbeitsvorgang, beispielsweise das Holen und
Ablegen eines Bauteils in einem einzigen Arbeitstakt abzuschließen. Weiterhin ist
es möglich,
die Stillstandsphase der Drehbewegung des Drehtisches voll oder
nahezu vollständig
für das
Einsetzen des Bauteils in die Aufnahme 4 zu nutzen, so
daß insbesondere
auch für
aufwendigere Montageschritte eine relativ lange Zeit zur Verfügung steht.
Durch die beschriebene Ausbildung ist es daher möglich, bei vorgegebener Drehgeschwindigkeit des
Drehtisches 2 die Leistung eines Fertigungs- und Montageautomaten
wesentlich zu steigern.
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Die Aufnahmen 4 weisen durch
die Führung 7 jeweils
eine exakte Position auf. Der Antrieb 8 ist hierfür synchron
mit der Drehbewegung des Drehtisches 2 derart gesteuert,
daß die
Aufnahmen 4 in der Stillstandsphase, d. h. bei Erreichen
der Arbeitspositionen 9 aus ihrer Grundposition nach außen bewegt und
in diese Grundposition auch wieder zurückbewegt sind, bevor der nächste Drehschritt
des Drehtisches erfolgt. Dadurch, daß der Antrieb 8 ebenso
wie die weiteren Funktionselemente jeder Arbeitsposition 9 an
dieser ortsfest vorgesehen ist, ist an jeder Arbeitsposition 9 eine
Justierung der Aufnahme 4 in Bezug auf die dortigen Funktionselemente
(z. B. Einleger 18 und Zuführung 19) relativ
einfach möglich,
da letztlich an jeder Arbeitsstation nur eine Justierung der ausgefahrenen
Stellung des Schiebers 10 relativ zu den dortigen Funktionselementen
erfolgt und nicht etwa eine für
sämtliche
Arbeitspositionen 9 passende Einstellung an den Aufnahmen 4.
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Weiterhin ist es auch möglich, an
einzelnen Arbeitsstationen einen von den übrigen Arbeitsstationen unterschiedlichen
Hub B vorzusehen, und zwar derart, daß an dieser Arbeitsstation
die jeweilige Aufnahme 4 aus der für alle Aufnahmen gleichen Grundposition
weiter oder weniger weit nach außen bewegt wird, um so beispielsweise
auf einem auf der Aufnahme 4 bereits vorhandenen Bauteil
an einer bestimmten Position weitere Bauteile zu montieren oder
aber um ein auf der Aufnahme 4 vorhandenes Bauteil auf diese
Aufnahme umzusetzen usw.
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Bei der beschriebenen Ausbildung
des Antriebes 8 wird dieser unterschiedliche Hub beispielsweise
dadurch erreicht, daß an
der betreffenden Arbeitsposition 9 der Anlenkpunkt der
Stange 11 an der Steuerscheibe 12 einen entsprechend
größeren oder kleineren
Abstand von der Schwenkachse dieser Steuerscheibe 12 aufweist.
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Die Erfindung wurde voranstehend
an einem Ausführungsbeispiel
beschrieben. Es versteht sich, daß zahlreiche Änderungen
und Abwandlungen möglich
sind, ohne daß dadurch
der der Erfindung zugrundeliegende Erfindungsgedanke verlassen wird.
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- 1
- Grundeinheit
eines Fertigungs- oder Montageautomaten
- 2
- Drehtisch
- 2.1
- Drehtischumfang
- 3
- Maschinengestell
- 4
- Aufnahme
- 4.1
- Nest
- 5
- Führungsrolle
- 6
- ortsfestes
Tischelement
- 7
- Führung
- 7.1,
7.2
- Führungsabschnitt
oder Segment
- 8
- Steuerantrieb
- 9
- Arbeitsposition
- 10
- Steuerschieber
- 11
- Stange
- 12
- Steuerscheibe
- 13
- Antriebselement
- 14
- Hebel
- 15
- Bauteil
- 16
- Greifer
oder Halter
- 17
- Antrieb
- 18
- Einleger
- 19
- Zuführung für die Bauteile
15
- 19.1
- Bereitstellungsposition
- A
- Drehrichtung
der getakteten Bewegung des Drehtisches
- B
- Hub
der Aufnahmen
- C
- Schwenkbewegung
der Steuerscheibe