DE4330686A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Transportieren von Werkstücken - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren und einer Vorrich­ tung zum Transportieren von Werkstücken zu den Stationen einer Bearbeitungsanlage, die mindestens zwei Bearbeitungs­ stationen aufweist.

Es besteht bei derartigen Bearbeitungsanlagen der Bedarf, Werkstücke in die Anlage hinein und zu den einzelnen Bear­ beitungsstationen zu befördern. Dabei soll es möglich sein, daß eine Vielzahl von Werkstücken durch die Anlage bewegt wird, damit die Stillstandszeiten der Vorrichtung möglichst gering sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, die bei geringem Platzbedarf und einfachem Aufbau eine flexible Transportmöglichkeit der Werkstücke zu den einzelnen Bearbeitungsstationen ermöglicht.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 10 vor. Weiterbildungen der Er­ findung sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.

Nach der Erfindung wird das Werkstück auf einen Transportwa­ gen aufgesetzt. Es kann dort beispielsweise unter seinem Ei­ gengewicht einfach aufruhen. Unter Transportwagen soll auch ein Transportgestell o. dgl. verstanden werden, mit dessen Hilfe der gehalterte Gegenstand bewegt werden kann. Das Werk­ stück wird mit dem Transportwagen zu der Bearbeitungsstation befördert, wo es von dieser bearbeitet werden kann. Es ist möglich, das Werkstück auf dem Transportwagen so zu haltern oder zu sichern, daß es während der Bearbeitung auf dem Transportwagen stehenbleiben kann. Unmittelbar im Anschluß an die Bearbeitung kann auch noch eine Montage zusätzlicher Tei­ le erfolgen. Anschließend wird das Werkstück mit dem Wagen in die Aushebeposition weiterbewegt, wo es mit einer Aushebeein­ richtung gerade so weit angehoben wird, daß es außer Eingriff mit dem Transportwagen gelangt.

Der Transportwagen wird nun in umgekehrter Richtung zurück in die Beladeposition bewegt, wobei gleichzeitig ein zweiter Wa­ gen unter das angehobene Werkstück bewegt wird. Das Werkstück wird nun auf diesen zweiten Wagen abgesetzt, wonach sich der Vorgang dann für die zweite Bearbeitungsstation wiederholt.

Am Ende des zweiten Takts ist das Werkstück dann entweder bei einer zweiten Aushebeposition oder aber in einer Entladeposi­ tion angeordnet, wo es entnommen werden kann.

Selbst bei einer großen Zahl von Transportwagen, die bei­ spielsweise mit der Zahl der Bearbeitungsstationen gleich sein kann, ist der Weg, längs dessen jeder einzelne Wagen bewegt wird, nur relativ klein, da ja durch das Ausheben die Werkstücke jeweils um einen Wagen weitergesetzt werden.

Die Erfindung schlägt in Weiterbildung vor, daß die minde­ stens zwei Transportwagen gleichzeitig mit gleichbleibendem Abstand bewegt werden. Dies kann beispielsweise durch einen gemeinsamen Antrieb erfolgen, oder auch durch getrennte, miteinander synchronisierte Antriebe. Beim Absetzen des Werkstücks in der Abhebeposition wird gleichzeitig ein zwei­ tes Werkstück in der Beladeposition auf den ersten Wagen auf­ gesetzt. Dies bedeutet, daß bei beispielsweise vier Trans­ portwagen auf jedem Transportwagen ein Werkstück vorhanden ist, so daß die Maschinenzeiten der Bearbeitungsstationen gut ausgenutzt werden können.

Die Erfindung sieht vor, daß die Werkstücke auf allen Trans­ portwagen gleichzeitig in der jeweiligen Bearbeitungsstation bearbeitet werden können.

Beim Entladen des ersten Werkstücks in der Entladeposition wird gleichzeitig das zweite Werkstück in der Abhebeposition abgehoben.

Zusätzlich schlägt die Erfindung vor, falls in den Bearbei­ tungsstationen mehrere Bearbeitungsvorgänge mit unterschied­ licher Positionierung der Werkstücke durchgeführt werden sol­ len, dieses Vertakten der Werkstücke in allen Bearbeitungspo­ sitionen gleichzeitig durchzuführen.

Die Werkstücke können auf den Transportwagen durch Indexmit­ tel in bestimmter Position indiziert festgelegt werden. Die Erfindung schlägt nun vor, daß die Werkstücke in den Abhebe­ positionen nur gerade so weit angehoben werden, daß sie außer Eingriff mit diesen Indexmitteln gelangen. Dadurch ist eine nur kurze Anhebebewegung erforderlich, was die Taktzeiten verringert.

Die von der Erfindung vorgeschlagene Vorrichtung weist die Merkmale des Anspruchs 10 auf.

Insbesondere schlägt die Erfindung vor, daß die Transportwa­ gen auf Schienen verschiebbar ausgebildet sein können. Diese Schienen laufen durch die ganze Anlage hindurch.

Zur Ermöglichung der gleichzeitigen Bewegung der Transportwa­ gen mit Beibehaltung des Abstands kann erfindungsgemäß vorge­ sehen sein, daß die Transportwagen starr miteinander gekop­ pelt sind.

Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, daß der Abstand der Transportwagen auf den Abstand der Beladeposition von der Aushebeposition abgestimmt ist.

Erfindungsgemäß ist der Abstand der Aushebestationen unter­ einander und der Abstand der ersten Aushebestation von der Beladeposition und der letzten Aushebestation von der Entla­ destation gleich.

Auch bei mehreren Bearbeitungsstationen kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, daß deren Abstand untereinander gleich ist.

Besonders günstig ist es, wenn sowohl der Abstand der Aushe­ bestationen voneinander als auch der Abstand der Bearbei­ tungsstationen voneinander gleich ist, wobei es besonders bevorzugt ist, daß die Aushebestationen mittig zwischen den Bearbeitungsstationen angeordnet sind.

Die Beladeeinrichtung ist vorzugsweise an einem Ende und die Entladeeinrichtung an dem anderen Ende des Bewegungsweges angeordnet, der beispielsweise von Schienen gebildet ist.

Erfindungsgemäß kann der Antrieb für die Transportwagen so ausgebildet sein, daß sehr kurze Bewegungen möglich sind, so daß auch innerhalb einer Bearbeitungsstation der Transportwa­ gen um kurze Abstände vorgerückt werden kann, damit eine Ver­ taktung des Werkstücks in jeder Bearbeitungsposition möglich ist.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorzüge ergeben sich aus den Patentansprüchen, deren Wortlaut durch Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht wird, der folgenden Beschrei­ bung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sowie anhand der Zeichnung. Hierbei zeigt
die einzige Zeichnungsfigur schematisch den Transport eines einzigen Werkstücks in mehreren Schritten mit Hilfe einer Transportvorrichtung nach der Erfindung.

In der Figur sind vier nacheinander auftretende Zustände der Transportvorrichtung nach der Erfindung im einzelnen darge­ stellt. Dabei wird aus Gründen der vereinfachten Darstellung der Weg eines einzigen Werkstücks durch die Bearbeitungsvor­ richtung erläutert.

Es sind vier Bearbeitungsstationen 1 vorgesehen, die jeweils durch ein einziges Werkzeug 2 repräsentiert sind. Es kann sich dabei beispielsweise um eine Honmaschine handeln, so daß die Werkzeuge 2 jeweils ein Honwerkzeug darstellen.

An den Bearbeitungsstationen 1 vorbei führt unter den Werk­ zeugen 2 eine Schiene 3, die durch die gesamte Anlage führt. An dem in der Figur linken Ende der Schiene 3 befindet sich eine Beladestation 4, während an dem gegenüberliegenden Ende der Schiene 3 eine Entladestation 5 vorgesehen ist. Auf der Schiene 3 sind vier Transportwagen 6 mit Hilfe von Rädern 7 verschiebbar geführt. Die einzelnen Transportwagen 6 sind durch je eine starre Kupplungsstange 8 miteinander verbunden. Alle Transportwagen 6 sind gleich groß und alle Kupplungs­ stangen 8 gleich lang, so daß die Transportwagen 6 gleichen Abstand voneinander aufweisen.

Auch die Bearbeitungsstationen 1 weisen voneinander einen gleichen Abstand auf, der dem Abstand der Transportwagen 6 voneinander entspricht, wobei der Abstand zwischen homologen Punkten gerechnet ist.

In der Teilfig. a) befindet sich der aus den vier Transport­ wagen 6 bestehende Zug am linken Ende seiner Verschiebebewe­ gung, wobei der erste Transportwagen 6a sich in der Beladepo­ sition befindet. Mit Hilfe einer Beladeeinrichtung 9, die nur schematisch dargestellt ist, wird ein zu bearbeitendes Werk­ stück 10 auf den Transportwagen 6a aufgesetzt. Der Transport­ wagen 6a befindet sich in einer exakt ausgerichteten Positio­ nierung und das Werkstück 10 wird so aufgesetzt, daß es mit Hilfe von Indexmitteln ebenfalls in einer exakt gegenüber dem Wagen 6a ausgerichteten Position ist.

Nach dem Aufsetzen des Werkstücks 10 wird mit Hilfe eines nicht dargestellten Antriebs der erste Transportwagen 6a zu­ sammen mit den mit ihm verbundenen übrigen Transportwagen 6 in Richtung der Schiene 3 bewegt, bis das auf dem ersten Transportwagen 6a angeordnete Werkstück 10 unter dem Werkzeug 2 der Bearbeitungsstation 1 ist. Diese Bewegung wird durch den Pfeil 11 angedeutet. In der nun erreichten in Teilfig. b) dargestellten Position wird der Transportwagen 6a mit dem Werkstück 10 angehalten. Dies erfolgt ebenfalls so, daß das Werkstück 10 in exakter Ausrichtung gegenüber dem Werkzeug 2 ist. In dieser Position erfolgt nun eine Bearbeitung des Werkstücks 10, beispielsweise das Honen einer Zylinderlauf­ buchse, wenn es sich bei dem Werkstück um einen Motorblock handelt. Nach Beendigung der Bearbeitung kann in dieser Po­ sition noch eine Montage von Einzelteilen erfolgen.

Nachdem die Tätigkeiten an der Bearbeitungsstation beendet sind, wird der erste Transportwagen 6a in Richtung des Pfeils 12, zusammen mit den übrigen Transportwagen 6 in der gleichen Richtung längs der Schiene 3 weiterbewegt, bis er etwa mittig zwischen den ersten beiden Bearbeitungsstationen angeordnet ist, wo er angehalten wird. An dieser Stelle ist eine Abhebe­ station 13 angeordnet. Sie enthält eine Einrichtung 14 zum Abheben des Werkstücks 10 von dem Wagen. Die Abhebeeinrich­ tung 14 kann ähnlich arbeiten wie die Beladeeinrichtung 9, sie braucht das Werkstück 10 jedoch nur um einen geringen Be­ trag anzuheben, bis das Werkstück 10 frei von den ggf. vor­ handenen Indexmitteln des Transportwagens 6a ist. Dieses An­ heben wird durch den Pfeil 15 in der Teilfig. 10 angedeu­ tet.

In angehobenem Zustand des Werkstücks 10 wird nun der erste Transportwagen 6a in Richtung des Pfeils 16 in umgekehrter Transportrichtung zurückbewegt, bis er wieder die in Teilfig. a) dargestellte Position erreicht, in der er unter der Beladeeinrichtung 9 angeordnet ist. Während der Zurückbewe­ gung des ersten Transportwagens 6a wird gleichzeitig ein zweiter Transportwagen 6b in die erste Anhebestation 13 be­ wegt. Sobald dieser zweite Transportwagen 6b in der Anhebe­ station 13 ist, wird das Werkstück 10 auf diesem zweiten Transportwagen 6b abgesetzt. Anschließend erfolgt die gleiche Bewegung der Transportwagen 6a wie beim Übergang zwischen der Teilfig. a) und der Teilfig. b). Dadurch gelangt das Werk­ stück ausgerichtet unter die zweite Bearbeitungsstation, wo es bearbeitet wird. Dieser Vorgang setzt sich solange fort, bis das Werkstück 10 in der der Teilfig. 10 entsprechenden Stellung der Transportwagen in der Entladeposition 5 ange­ ordnet ist, wo es von der dort vorhandenen Entladeeinrichtung 17 von dem Transportwagen 6d entnommen wird.

Dieser Vorgang wurde nur für ein einziges Werkstück 10 be­ schrieben. Die Erfindung sieht jedoch vor, daß gleichzeitig mit dem Wiederabsetzen des Werkstücks 10 in der ersten An­ hebeposition auf den zweiten Transportwagen 6b in der Belade­ station 4 ein zweites Werkstück auf den ersten Transportwagen 6a abgesetzt wird. Dieses zweite Werkstück macht dann wieder die gleichen Bewegungsabläufe durch, so daß schließlich in jeder Bearbeitungsstation entsprechend der Stellung der Teilfig. b) auf jedem Transportwagen 6 ein Werkstück bearbeitet wird. In der Stellung der Fig. c) werden von allen Werkzeug­ wagen die Werkstücke abgehoben bzw. das letzte entfernt, wäh­ rend in der Stellung a) bzw. d) auf alle Transportwagen Werk­ stücke aufgesetzt werden.

Bei der in der Figur dargestellten Anordnung weisen die Transportwagen 6a voneinander den gleichen Abstand auf wie die Bearbeitungsstationen 1 und die Anhebestationen 13. In diesem Fall können die Transportwagen starr gekoppelt bewegt werden, so daß ein gemeinsamer Antrieb möglich ist. Der hier geschilderte Ablauf des Transports ist aber auch möglich, wenn die einzelnen Transportwagen nicht miteinander gekop­ pelt sind, was bei Bearbeitungsstationen unterschiedlichen gegenseitigen Abstands sinnvoll sein kann.

Beim Wiederaufsetzen der Werkstücke mit Hilfe der Abhebeein­ richtungen 14 können diese auch in einer unterschiedlichen Position wieder abgesetzt werden. Sie können beispielsweise von den Anhebeeinrichtungen 14 um 90° oder 180° um eine ver­ tikale Achse gedreht werden. Der Transport der Werkstücke ist in beliebiger Position möglich. Zwischen den Transportwa­ gen und den Werkstücken erfolgt keine Relativbewegung, d. h. die Bewegung ist verschleißfrei. Bearbeitete Flächen können auch als Transportflächen verwendet werden.

Der Transport benötigt praktisch keinen Bauraum. Es ist nur der zum Anheben zur Lösung der Indexmittel erforderliche Platz nötig.

Auch innerhalb jeder Bearbeitungsstation ist ein vertakteter Weitertransport möglich, wenn beispielsweise zwei hinterein­ ander angeordnete Bohrungen gehont werden sollen, und nach dem Honen der ersten Bohrung in allen Bearbeitungsstationen durch eine kurze Bewegung anschließend die zweite Bohrung in allen Bearbeitungsstationen bearbeitet werden soll.

Claims (21)

1. Verfahren zum Transportieren von Werkstücken zu minde­ stens zwei Bearbeitungsstationen mit Hilfe mindestens zweier Transportwagen (6), bei dem

• 1.1 ein Werkstück (10) in einer Beladestation (4) auf einen Transportwagen (6a) aufgesetzt wird,
• 1.2 der Wagen (6a) mit dem Werkstück (10) in einer ersten Richtung in eine Bearbeitungsposition be­ wegt wird, in der
  • 1.2.1 das Werkstück (10) bei stehendem Wagen (6a) be­ arbeitet wird,
• 1.3 der Wagen (6a) nach Beendigung der Bearbeitung in der gleichen Richtung in eine Aushebeposition weiterbewegt wird, in der
  • 1.3.1 das Werkstück (10) von dem Transportwagen (6a) abgehoben wird,
• 1.4 der Transportwagen (6a) in umgekehrter Richtung in die Beladeposition (4) zurückbewegt wird, wobei
  • 1.4.1 gleichzeitig ein zweiter Transportwagen (6b) in die Aushebeposition (13) bewegt wird,
• 1.5 das Werkstück (10) in der Aushebeposition (13) abgesenkt und auf den zweiten Transportwagen (6b) aufgesetzt wird,
• 1.6 der zweite Transportwagen (6b) mit dem Werkstück (10) in der ersten Richtung in eine zweite Bear­ beitungsposition (13) bewegt wird, in der
  • 1.6.1 das Werkstück (10) bearbeitet wird, und
• 1.7 der zweite Wagen (6b) nach Beendigung der zweiten Bearbeitung in der ersten Richtung in eine Entla­ deposition (5) bewegt wird, in der
  • 1.7.1 das Werkstück (10) von dem Transportwagen (6b) entnommen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die mindestens zwei Transportwagen (6) gleichzeitig mit gleichbleibendem Abstand bewegt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei beim Absetzen des Werkstücks (10) in der Aushebeposition gleichzeitig ein zweites Werkstück (10) in der Beladeposition (4) auf den ersten Transportwagen (6a) aufgesetzt wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Werkstücke (10) auf allen Transportwagen (6) gleich­ zeitig in der jeweiligen Bearbeitungsstation (1) bear­ beitet werden.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei beim Entladen des ersten Werkstücks (10) in der Entlade­ position (5) gleichzeitig das zweite Werkstück (10) in der Aushebeposition abgehoben wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Werkstücke (10) in den Bearbeitungsstationen (1) vorzugsweise alle gleichzeitig vertaktet werden.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Transportwagen (6) gemeinsam angetrieben werden.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem eine der Zahl der Bearbeitungspositionen gleiche Zahl von Transportwagen verwendet wird.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Werkstücke (10) in der Aushebeposition nur so weit angehoben werden, daß sie außer Eingriff mit Index­ mitteln gelangen.

10. Vorrichtung zum Transportieren von Werkstücken zu min­ destens zwei Bearbeitungsstationen, mit

• 10.1 mindestens zwei Transportwagen (6),
• 10.2 einer Beladeeinrichtung (9) zum Beladen eines in einer Beladeposition befindlichen Transportwagens (6a) mit einem Werkstück (10),
• 10.3 einer Entladeeinrichtung (17) zum Entladen eines Werkstücks (10) von einem in einer Entladeposi­ tion befindlichen Transportwagen (6),
• 10.4 einem Antrieb zur Bewegung der Transportwagen (6), der
  • 10.4.1 derart ausgebildet ist, daß er alle Transportwa­ gen (6) im wesentlichen gleichzeitig bewegen kann, sowie mit
• 10.5 mindestens einer Anhebeeinrichtung (14), die
  • 10.5.1 in Transportrichtung zwischen zwei benachbarten Bearbeitungsstationen (1) angeordnet und
  • 10.5.2 derart ausgebildet ist, daß sie das Werkstück (10) von dem in Aushebeposition befindlichen Transportwagen (6) abheben und auf einen anderen Transportwagen (6) wieder aufsetzen kann.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, bei der die Transportwagen (6) auf Schienen (3) verschiebbar ausgebildet sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, bei der die Transportwagen (6) starr miteinander gekoppelt sind.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, bei der der Abstand der Transportwagen (6) auf den Abstand der Beladeposition (4) von der Aushebeposition (13) abge­ stimmt ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, bei der der Abstand der Beladeposition und der Entladestation von der Aushebestation und der Abstand der Aushebesta­ tionen untereinander gleich ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, bei der bei mehreren Bearbeitungsstationen (1) deren Abstand untereinander gleich ist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 15, bei der die Zahl der Transportwagen (6) und die Zahl der Bear­ beitungsstationen (1) gleich ist.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 16, bei der die Beladestation (4) an einem Ende und die Entladesta­ tion (5) an dem anderen Ende des Bewegungsweges ange­ ordnet ist.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 17, bei der der Antrieb derart ausgebildet ist, daß er die Trans­ portwagen (6) in jeder Bearbeitungsstation (1) in meh­ reren Takten weiterbewegen kann.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 18, bei der der Antrieb derart ausgebildet ist, daß er die Trans­ portwagen (6) unter Beibehaltung ihres gegenseitigen Abstands bewegen kann.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 19, bei der ein gemeinsamer Antrieb für alle Transportwagen (6) vor­ gesehen ist.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 18, bei der jeder Transportwagen (6) einen eigenen Antrieb aufweist.