DE10207422C1

DE10207422C1 - Arbeitsstation für eine Montagemaschine

Info

Publication number: DE10207422C1
Application number: DE2002107422
Authority: DE
Inventors: Otto Diederich; Thomas P Kroll
Original assignee: AKB AUTOMATIONSKOMPONENTEN und
Current assignee: AKB AUTOMATIONSKOMPONENTEN und
Priority date: 2002-02-21
Filing date: 2002-02-21
Publication date: 2003-06-12
Anticipated expiration: 2022-02-22

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Arbeitsstation für eine Montagemaschine mit mindestens einer Lineareinheit, die eine auf einem Träger angeordnete Schlittenführung und einen entlang der Schlittenführung linear beweglichen Schlitten aufweist, wobei der Schlitten in einem durch die Montagemaschine vorgegebenen Arbeitstakt Stellbewegungen ausführt, deren Stellweg und Bewegungsablauf von einer Antriebsvorrichtung gesteuert sind. Erfindungsgemäß ist die Antriebsvorrichtung als Antriebsmodul ausgebildet, der auf dem Träger angeordnet und einen elektrischen Linearmotor mit integriertem Wegmesssystem aufweist. Der Schlitten ist an das von einem Wanderfeld bewegte Element des Linearmotors angeschlossen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Arbeitsstation für eine Montagemaschine mit mindestens einer Lineareinheit, die eine auf einem Träger angeordnete Schlittenführung und einen entlang der Schlittenführung linear beweglichen Schlitten aufweist, wobei der Schlitten in einem durch die Montagemaschine vorgegebenen Arbeitstakt Stellbewegungen ausführt, deren Stellweg und Bewegungsablauf von einer Antriebsvorrichtung gesteuert sind. An den Schieber sind Montagewerkzeuge, Greifer, Montage- und Bearbeitungsgeräte anschließbar.

Aus DE 196 03 253 C2 ist eine Montagemaschine bekannt, deren Arbeitsstationen an einen Zentralantrieb angeschlossen sind. Der Zentralantrieb weist eine Steuerwelle mit Kurvenscheiben auf und ist in einem Gestell der Montagemaschine untergebracht. Die Bewegungsübertragung von dem Zentralantrieb zu den Lineareinheiten der Arbeits stationen erfolgt durch flexible Zug/Druck-Betätigungs elemente, die nach Art von Bowdenzügen arbeiten und von den Steuerkonturen der Kurvenscheiben betätigt werden. Die Stellbewegungen zeichnen sich durch einen gleichförmigen Bewegungsablauf aus, wobei hohe Taktzahlen erreichbar sind. Nachteilig ist, dass bei einer Umstellung auf andere Montageaufgaben die Kurvenscheiben ausgewechselt sowie Kurvenscheiben mit an die Montageaufgabe angepasste Steuer konturen mechanisch hergestellt werden müssen. Eine Umrüstung ist daher verhältnismäßig aufwendig. Ferner sind konstruktiv bedingt die Stellhübe begrenzt und erfüllt die Positioniergenauigkeit nicht immer höchsten Anforderungen, denn es ist einleuchtend, dass Lagerspiel und Wärmeaus dehnungen Ungenauigkeiten zur Folge haben können.

Es ist ferner bekannt, die Stellbewegungen in den Arbeits stationen einer Montagemaschine pneumatisch zu steuern. Pneumatisch betriebene Lineareinheiten erreichen nur verhältnismäßig geringe Taktzahlen, wobei die Stell bewegungen ungleichförmig sind. Dies hat zur Folge, dass eine Montagemaschine mit einer Mehrzahl pneumatisch gesteuerter Arbeitsstationen nicht vibrationsarm arbeiten kann. Nachteilig ist ferner der hohe steuerungstechnische Aufwand. Ferner kann die erforderliche Stellgenauigkeit nur durch mechanische Begrenzer erreicht werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Arbeits station für eine Montagemaschine so auszubilden, dass der Bewegungsablauf flexibel veränderbar ist und hohe Positioniergenauigkeiten erreicht werden.

Ausgehend von einer Arbeitsstation mit den eingangs beschriebenen Merkmalen wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Antriebsvorrichtung als Antriebs modul ausgebildet ist, der auf dem Träger angeordnet ist und einen elektrischen Linearmotor mit integriertem Wegmesssystem aufweist, und dass der Schlitten an das von einem Wanderfeld bewegte Element des Linearmotors angeschlossen ist. Mit der erfindungsgemäß ausgebildeten Lineareinheit sind ohne weiteres Stellhübe bis 200 mm erreichbar, wobei Positioniergenauigkeiten von ca. 10 µm möglich sind. Der Schlitten weist eine Anschlussplatte auf, an der je nach Anwendungsfall unterschiedliche Montage werkzeuge, Greifer, Montagegeräte und dgl. angeschlossen werden können. Durch die Steuersoftware der dem Linearmotor zugeordneten Steuerelektronik sind Bewegungsabläufe möglich, die sich durch gleichförmige Beschleunigungen und gleichförmige Verzögerungen auszeichnen. Das ermöglicht einen weitgehend vibrationsfreien Betrieb einer Montagemaschine mit einer Mehrzahl erfindungsgemäß ausgebildeter Arbeitsstationen bei hohen Taktleistungen.

Die Arbeitsstation kann für ein- oder mehrachsige Bewegungsabläufe ausgebildet sein. Bei einer zweiachsigen Arbeitsstation ist an den Schlitten der Lineareinheit eine zweite, identisch ausgebildete Lineareinheit angeschlossen, wobei die Achsen der beiden Lineareinheiten quer zueinander ausgerichtet sind.

Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die Lineareinheit als so genannte "Pick and Place-Einheit" horizontal und vertikal verstellbar an einem Ständer befestigt. Diese Anordnung vereinfacht Einstellarbeit bei der Einrichtung einer Montagemaschine.

Die dem Linearmotor zugeordnete Ansteuerelektronik kann in dem Antriebsmodul integriert sein. Vorzugsweise weist der Antriebsmodul ferner ein Gehäuse zur Abschirmung von Hochfrequenzfeldern auf.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung erläutert. Es zeigen schematisch

Fig. 1 eine Arbeitsstation für eine Montagemaschine mit einer Lineareinheit für einachsige Bewegungen,

Fig. 2 eine Arbeitsstation für zweiachsige Bewegungen.

Die in den Figuren dargestellten Arbeitsstationen sind für eine Montagemaschine bestimmt, die beispielsweise als Rundtaktautomat ausgebildet sein kann. Sie weist einen schrittweise angetriebenen Drehtisch 1 auf, an dessen äußeren Umfang Werkstückträger 2 positioniert sind. Auf einem feststehenden Mittelteil 3 des Drehtisches ist eine Mehrzahl von Arbeitsstationen 4 angeordnet, von denen in den Figuren jeweils nur eine Station dargestellt ist.

Die Arbeitsstationen 4 sind mit mindestens einer Lineareinheit 5 ausgerüstet, die eine auf einem Träger 6 angeordnete Schlittenführung 7 und einen entlang der Schlittenführung 7 linear beweglichen Schlitten 8 aufweist. Der Schlitten 8 führt in einem durch die Montagemaschine vorgegebenen Arbeitstakt Stellbewegungen aus, deren Stellweg und Bewegungsablauf von einer Antriebsvorrichtung gesteuert sind. Die Antriebsvorrichtung ist als Antriebsmodul 9 ausgebildet, der auf dem Träger 6 angeordnet ist und einen elektrischen Linearmotor mit integriertem Wegmesssystem aufweist. Der Schlitten 8 ist an das von einem Wanderfeld bewegte Element des Linearmotors angeschlossen. Der Antriebsmodul 9 ist an dem rückwärtigen Ende des Schlittens 8 vorgesehen und weist ein Gehäuse zur Abschirmung von Hochfrequenzfeldern auf. In dem Antriebsmodul 9 kann auch eine dem Linearmotor zugeordnete Ansteuerelektronik integriert sein.

Die in Fig. 2 dargestellte Arbeitsstation ermöglicht zweiachsige Stellbewegungen. Sie weist zwei identisch ausgebildete Lineareinheiten 5, 5' auf, wobei die Achsen der beiden Lineareinheiten 5, 5' quer zueinander ausgerichtet sind und die zweite Lineareinheit 5' an dem Schlitten 8 der ersten Lineareinheit 5 befestigt ist. Der Fig. 2 entnimmt man ferner, dass die maschinenfest angeordnete Linear einheit 5 horizontal und vertikal verstellbar an einem Ständer 10 befestigt ist. Die Befestigung erfolgt mittels eines Befestigungswinkels 11, die in vertikale Präzisionsführungen des Ständers 10 eingesetzt ist. Der Träger 6 der Lineareinheit 5 weist unterseitig eine Adapterplatte 12 auf, die durch eine Präzisionsführung mit dem Befestigungswinkel 11 verbunden ist. Die Fixierung erfolgt durch ein Spannelement 13.

Claims

1. Arbeitsstation für eine Montagemaschine mit mindestens einer Lineareinheit (5), die eine auf einem Träger (6) angeordnete Schlittenführung (7) und einen entlang der Schlittenführung (7) linear beweglichen Schlitten (8) aufweist, wobei der Schlitten (8) in einem durch die Montagemaschine vorgegebenen Arbeitstakt Stellbewegungen ausführt, deren Stellweg und Bewegungsablauf von einer Antriebsvorrichtung gesteuert sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtung als Antriebsmodul (9) ausgebildet ist, die auf dem Träger (6) angeordnet ist und einen elektrischen Linearmotor mit integriertem Wegmesssystem aufweist, und dass der Schlitten (8) an das von einem Wanderfeld bewegte Element des Linearmotors angeschlossen ist.

2. Arbeitsstation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an den Schlitten (8) der Lineareinheit (5) eine zweite, identisch ausgebildete Lineareinheit (5') angeschlossen ist, wobei die Achsen der beiden Lineareinheiten (5, 5') quer zueinander ausgerichtet sind.

3. Arbeitsstation nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lineareinheit (5) horizontal und vertikal verstellbar an einem Ständer befestigt ist.

4. Arbeitsstation nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Antriebsmodul (9) eine dem Linearmotor zugeordnete Ansteuerelektronik integriert ist.

5. Arbeitsstation nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmodul (9) ein Gehäuse zur Abschirmung von Hochfrequenzfeldern aufweist.