DE3345920C2 - Einrichtung zum automatischen Transport von Werkstücken - Google Patents

Abstract

Im Bereich einer Förderbahn (13) ist ein Industrieroboter (1) mit einem Greifer (2) zum Entnehmen von Werkstücken (3) aus einer Werkstückpalette (4) angeordnet, die besondere Positionierplätze (5) für die Werkstücke (3) hat. Die Werkstückpalette (4) hat in der Längsmittenachse in Nähe des vorderen und hinteren Randes je eine Aufnahmeöffnung (6) für einen von unten einführbaren Zapfen (16) eines Schleppwagens (17). Die Förderbahn (13) verbindet einen Aufgabeplatz (8) im Aufgabespeicher (9) für die Werkstückpaletten (4) mit einem Abnahmeplatz (11) im Abnahmespeicher (12). Die Förderbahn (13) hat auf beiden Seiten Tragleisten (14) für Förderrollen (15) und umfaßt sowohl den Abnahmeplatz (11) als auch den Aufgabeplatz (8). Vom Aufgabeplatz (8) zum Abnahmeplatz (11) führen auch Schienen (19), auf denen der Schleppwagen (17) auf Rollen (18) und Führungsrollen (21) mittels eines Fahrmotors (22) verfahrbar ist.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum automatischen Transport von Werkstücken, bestehend aus einer Förderbahn für Werkstückpaletten, die an bestimmten Arbeitspositionen vor Industrierobotern anhaltbar sind, wobei die Förderbahn von einem Werkstückpaletten-Aufgabeplatz vorbei an der Arbeitsposition zu einem Werkstückpaletten- Abnahmeplatz führt und auf jeder Seite eine Tragleiste hat, zwischen denen ein Schleppwagen entlang der Förderbahn mit Rollen auf Schienen verfahrbar ist und mindestens zwei in Aufnahmeöffnungen der Werkstückpaletten einführbare Zapfen hat.
• Eine ähnliche Einrichtung ist durch die DE-PS 31 47 784 bekannt. Der Industrieroboter nimmt aber nicht zu bearbeitende Werkstücke aus Paletten auf, sondern er führt am Objekt, in diesem Fall einer Karosserie, Arbeiten durch und richtet sich dabei nach dem Objekt aus, wobei er sich an der Karosserie entlangtastet. Es sind also zum Anhalten der Karosserie vor dem Schweißroboter nicht so große Genauigkeiten erforderlich wie bei einem Greifroboter, der Werkstücke aus der genauen Position mit einer Präzision von ±0,3 mm aus einer Werkstückpalette entnimmt.
• Da bei dieser Einrichtung keine große Präzision bezüglich der Anfahrgenauigkeit verlangt wird, genügt als Antriebsverzahnung ein Zahnriemen den Anforderungen, obgleich er sich im Laufe der Zeit längt. Die Längung wird mit zunehmender Vorspannung, die man zum Einhalten einer Präzision einhalten muß, im Laufe der Zeit noch größer. Bei großen Längen der Transporteinrichtung wird die Längung so groß, daß die dazu ausgerichteten Maschinen und Roboter wiederholt neu positioniert werden müssen. Mit Mitnehmen der Transporteinheit hat der Förderschlitten Mitnehmerbolzen. Die Transporteinheit wird mit Zentrierzylindern an vier ortsfesten Gestellen zentriert.
• Bei einer anderen Einrichtung nach DE-OS 32 12 272 werden die Paletten mittels Reibkraft auf einem Fördergut transportiert und an bestimmten Positionen durch in den Förderweg bebrachte Anschläge angehalten. Bei diesem Transport ist die genaue Positionierung der Werkstücke im Griffbereich des Industrieroboters nicht gewährleistet, da die Paletten auch verkantet auf dem Förderband stehen können. Das ebenfalls vorgesehene Transportieren über bewegliche Anschläge ist aufwendig, da für jede Palettenlänge ein Motor zum Verschieben der Anschläge vorgesehen ist und innerhalb einer längeren Förderstrecke eine größere Anzahl von Motoren benötigt werden.
• Aufgabe der Erfindung ist es daher, Einrichtungen der obengenannten Arten so zu gestalten, daß mit geringem Aufwand eine größere Präzision für die Palettenaufgabe und deren Transport erreicht wird. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein mit einer Wegmeßeinrichtung versehener Fahrmotor des Schleppwagens über ein Zahnrad mit einer Zahnstange in Eingriff steht, die an einer der Schienen angeordnet ist, an der der an einem mit Zentrierführungen für die Werkstückpaletten versehene Werkstückpaletten-Aufgabeplatz anfahrende Schleppwagen mittels Führungsrollen geführt ist.
• Der mit einer Wegmeßeinrichtung versehene Fahrmotor gestattet das präzise Anhalten des Schleppwagens an jeder beliebigen Stelle der Förderbahn, da er über ein Zahnrad mit einer Zahnstange in Eingriff steht. Zahnstangen lassen sich sehr wohl in großen Längen herstellen und durch aneinander Anfügen auch bei großen Förderanlagen verwenden. Durch das Aufsetzen der Werkstückpaletten an Zentrierführungen des Aufgabeplatzes können als Palettenzubringer übliche Fördermittel wie Krane, Gabelstapler und dergleichen verwendet werden.
• Die in Aufnahmeöffnungen einführbaren Zapfen gewährleisten eine weitaus größere Präzision als Führungen am Rand der Werkstückpaletten oder dort angreifende Anschläge, da sich bekanntlich die äußeren Abmessungen der Werkstückpaletten infolge von Beschädigungen gegenüber dem Neuzustand sowohl positiv als auch negativ verändern. Solchen Beschädigungen und äußeren Einflüssen sind die Aufnahmeöffnungen für die Zapfen nicht ausgesetzt. Außerdem können bei der vorgesehenen Transportvorrichtung handelsübliche DIN-Paletten und Behälter, die größere Toleranzen haben, zum Einsatz kommen, wenn zusätzliche Aufnahmebohrungen für die Zentrierung der Werkstückpalette und für eine Werkstückmaske eingearbeitet werden. Der mit einer Wegmeßeinrichtung in Form eines Meßwertgebers oder Inkrementalgebers versehene Fahrmotor ermöglicht, daß die von der Steuerung vorgegebene Position mit einer hohen Genauigkeit von ±0,3 mm erreicht wird, wozu auch der spielfreie Eingriff des Zahnrades in die Zahnstange ihren Beitrag leistet. Diese Genauigkeit ist zum Erfassen kleiner Teile durch einen Industrieroboter erforderlich, wenn der nicht mit besonderen Tasteinrichtungen wie Sensoren ausgerüstet sein soll.
• In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Fahrmotor mit seinem Zahnrad an einer Schwinge gelagert, die von einer Feder in Antriebsrichtung des Zahnrades zur Zahnstange beaufschlagt ist. Zum leichten Verschieben der Werkstückpaletten ist der Aufgabeplatz mit Allseitenrollen bzw. Kugelboden-Leisten versehen.
• Zur Werkstückbevorratung sind in weiterer Ausgestaltung der Erfindung der Werkstückpaletten-Aufgabeplatz und erforderlichenfalls auch der Werkstückpaletten-Abnahmeplatz als Speichertürme ausgebildet und haben unter die jeweils unteren Paletten greifende, heb- und senkbare Pratzen und unter die jeweils zweitunteren Palettenplatten schiebbare Tragzapfen, so daß nur die untere Palette zum genauen Zentrieren bewegt werden muß, während die anderen im Palettenstapel abgestützt sind. Vorzugsweise sind die Pratzen mit Rollen an Hubschienen geführt und an den oberen und unteren Enden je mit einer Kette verbunden, die um obere und untere Umlenkräder geführt sind, von denen eine mit einem Stapelhubmotor verbunden ist. An einem Speicherplatz sind vordere und hintere Hubschienen vorhanden, und der Stapelhubmotor ist über eine Welle mit den Umlenkrädern verbunden.
• Es kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung auch ein Speicherturm gleichzeitig als Aufgabespeicher dienen, an dem die Förderbahn angeschlossen ist. Diese ist dann mit den Schienen für den Schleppwagen sowie den Tragleisten für die Werkstückpaletten heb- und senkbar. Die Werkstückpaletten haben auf der der Förderbahn zugewandten Seite mit Abstand nebeneinander mindestens zwei Aufnahmeöffnungen für die Zapfen des Schleppwagens, damit dieser in der jeweiligen Höhe eine Werkstückpalette aus dem Speicher ziehen und dorthin wieder zurückbringen kann. Die Förderbahn ist dann mit einem Hubrahmen an einer vorderen und einer hinteren Säule geführt, die jeweils eine Gleitschiene für eine Konsole des Hubrahmens und eine um Umlenkräder geführte Kette haben, die mit einem Hubmotor und dem Hubrahmen verbunden ist.
• Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und im folgenden erläutert. Es zeigt
• Fig. 1 die Seitenansicht einer Transporteinrichtung,
• Fig. 2 die Draufsicht auf Fig. 1,
• Fig. 3 die Ansicht "A" von Fig. 1,
• Fig. 4 einen Längsschnitt durch die Aufnahmebohrung in größerem Maßstab,
• Fig. 5 einen Querschnitt durch Fig. 4,
• Fig. 6 eine Allseitenrolle in größerem Maßstab,
• Fig. 7 die Seitenansicht einer anderen Transporteinrichtung,
• Fig. 8 die Draufsicht auf Fig. 7,
• Fig. 9 die Ansicht "B" von Fig. 7,
• Fig. 10 eine Draufsicht auf eine Aufgabestelle in größerem Maßstab,
• Fig. 11 die Aufgabestelle in der Seitenansicht,
• Fig. 12 Detail "X" aus Fig. 10 in größerem Maßstab,
• Fig. 13 die Seitenansicht einer anderen Transporteinrichtung,
• Fig. 14 die Draufsicht auf Fig. 13,
• Fig. 15 die Ansicht "C" von Fig. 13.
• Die Fig. 1 zeigt im Bereich einer Förderbahn 13 einen Industrieroboter 1 mit einem Greifer 2 zum Entnehmen von Werkstücken 3 aus einer Werkstückpalette 4, die besondere Positionierplätze 5 für die Werkstücke 3 hat. Die Werkstückpalette 4 hat in der Längsmittenachse in Nähe des vorderen und hinteren Randes je eine Aufnahmeöffnung 6 mit einer Kugelbüchse 7 für einen von unten einführbaren Zapfen 16 eines Schleppwagens 17. Die Führung des Zapfens 16 in der Aufnahmebohrung 6 ist in Fig. 4 als Längsschnitt und in Fig. 5 als Querschnitt im größeren Maßstab gezeichnet.
• Die Förderbahn 13 verbindet einen Aufgabeplatz 8 im Aufgabespeicher 9 für die Werkstückpaletten 4 mit einem Abnahmeplatz 11 im Abnahmespeicher 12. Der Aufgabespeicher 9 besteht aus einem rahmenförmigen Magazin 44 mit Werkstückpalettenträgern 30. Beim Senken des Magazins 44 um ein Raster legt sich die jeweils untere Werkstückpalette 4 auf die Förderrollen 15 und die Werkstückpalettenträger 30 geben die Werkstückpalette 4 frei, die dann vom Schleppwagen 17 zur Arbeitsposition 10 gebracht wird. Die Förderbahn 13 hat auf beiden Seiten Tragleisten 14 für Förderrollen 15 und umfaßt sowohl den Abnahmeplatz 11 als auch den Aufgabeplatz 8, in dem die Förderrollen 15 als Allseitenrollen ausgebildet sind, damit die mit Werkstücken beladende Palette, die ein Gesamtgewicht von ca. 1000 kg haben kann, beim Einführen des angespitzten Zapfens 16 in die Aufnahmeöffnung 6 leicht in die exakte Position gerückt wird. Die Allseitenrolle ist in Fig. 6 gezeichnet. Die Hauptrolle 15 a dreht sich in Längsrichtung der Förderbahn um die Achse 15 b und trägt an ihrem Umfang mehrere kleinere Rollen 15 c, die sich um ihre Achse 15 d quer zur Richtung der Förderbahn drehen.
• Vom Aufgabeplatz 8 zum Abnahmeplatz 11 führen auch Schienen 19, auf denen ein die Zapfen 16 tragender Schleppwagen 17 auf Rollen 18 und Führungsrollen 21 mittels eines Fahrmotors 22 verfahrbar ist. Der Fahrmotor hat, wie auch die Fig. 10 bis 12 zeigen, zum Antrieb des Schleppwagens 17 ein Zahnrad 24, welches mit einer Zahnstange 20 in Eingriff steht. Diese ist Teil einer der Schienen 19, die gleichzeitig als Führungsschiene für die Führungsrollen 21 dient und durch die Zahnstange einen schlupffreien Transport des Schleppwagens 17 ermöglicht. Der mit dem Zahnrad 24 versehene Fahrmotor 22 ist mit eine Schwinge 25 auf einem Schwingzapfen 26 so gelagert, daß eine auf die Schwinge 25 wirkende Feder 27 das Zahnrad 24 fest gegen die Zahnstange 20 drückt.
• Ein Hubmotor 28 bewirkt über eine Welle 29 das Anheben der Zapfen 16 und damit deren Einführung in die Aufnahmeöffnungen 6 mit ihren Kugelbüchsen 7.
• In den Fig. 7 bis 9 ist insbesondere die Hubvorrichtung im Aufgabespeicher 9 a dargestellt, der im wesentlichen mit der nicht gezeichneten Vorrichtung des Abnahmespeichers 12 übereinstimmt. Bei dieser Bauweise ist im Schleppwagen 17 kein Hubmotor für die Zapfen erforderlich, da die jeweils untere Werkstückpalette 4 beim Absenken der sie tragenden Pratzen 31 mit den Aufnahmeöffnungen 6 zu den Zapfen 16 geführt werden. Die Pratzen 31 sind mit Rollen 33 an Hubschienen 34 geführt und mit Ketten 35 verbunden, die als endlose Ketten um Umlenkräder 36 geführt sind. Die unteren Umlenkräder 36 sind über eine Welle 29 a mit dem in Fig. 7 unter dem Aufgabeplatz 8 erkennbaren Stapelhubmotor 37 verbunden. Zum Vereinzeln der unteren Werkstückpalette 4 von dem auf sie ruhenden Stapel wird unter die zweitobere Werkstückpalette 4 Tragzapfen 32 geschoben, die in Büchsen 40 geführt und von Hebeln 41 verschoben werden. Die Förderbahn 13 ist im Bereich des Aufgabeplatzes 8 zum Durchlassen der Pratzen 31 unterbrochen, wie die Fig. 8 zeigt.
• Die Fig. 10 und 11 zeigen die Draufsicht auf die Aufgabestelle mit dem Schleppwagen 17 und dessen Stirnansicht. Wie die Fig. 11 zeigt, handelt es sich um einen einfachen Aufgabeplatz 8 für eine Werkstückpalette 4, für die Führungsstützen des Aufgabeplatzes mit Abschrägungen 8 a versehen sind. Fig. 11 zeigt ferner die auf den Schienen 19 fahrenden Rollen 18 des Schleppwagens 17 und die an der rechten Schiene 19 anliegenden Führungsrollen 21 sowie die Zahnstange 20 für das Zahnrad 24 des Fahrmotors 22 und den Hubmotor 28 zum Heben des Zapfens 16 über eine Exzenterscheibe 39. Die Fig. 10 zeigt ebenfalls den Hubmotor 28 mit der zu den beiden Zapfen 16 führenden Welle 29. Fig. 12 zeigt in größerem Maßstab die Lagerung der Schwinge 25 auf einem Schwingzapfenende 26 unter Einwirkung einer Feder 27 und den Eingriff des Zahnrades 24 in die Zahnstange 20.
• Die Fig. 13 bis 15 zeigen eine Transporteinheit mit einem rahmenartigen Speichermagazin für darin in einfachen Schubfächern angeordneten Werkstückpaletten 4. Die zu bearbeitenden Werkstückpaletten werden vom höhenverfahrbaren Schleppwagen 17 a aus dem jeweiligen Fach herausgezogen und nach dem Abarbeiten wieder in dieses zurückgeschoben. Bei dieser Arbeitsweise haben die Werkstückpaletten 4 auf der Förderbahn-Seite nebeneinander die Aufnahmeöffnungen 6 für die Zapfen 16 des Schleppwagens 17 a. Dieser ist auf einem Hubrahmen 38 angeordnet und über Konsolen 42 an Säulen 43 abgestützt und mit Ketten 35 a verbunden, die um Umlenkräder 36 a geführt sind. Die unteren Umlenkräder 36 a der vorderen und hinteren Säulen 43 sind über einer Welle 29 a mit dem Hubmotor 28 a verbunden, der beim Anheben der Förderbahn 13 das Einführen der Zapfen 16 in die Aufnahmeöffnungen 6 bewirkt. Diese haben, wie Fig. 14 zeigt, zum einwandfreien Führen der Werkstückpalette einen großen seitlichen Abstand voneinander. Der Fahrmotor 22 a ist ebenfalls mit einem Weggeber 23 a ausgerüstet und bewegt den Schleppwagen 17 a mittels einer um Kettenräder 24 a geführten Kette 20 a. Bei diesem Ausführungsbeispiel werden nur leichte Werkstücke bearbeitet, so daß die Schleppwagen 17 a mit den beladenen Werkstückpaletten 4 auf Führungsschienen 14 a der Tragschienen 14 gleiten können.

Claims (8)

1. Einrichtung zum automatischen Transport von Werkstücken, bestehend aus einer Förderbahn für Werkstückpaletten, die an bestimmten Arbeitspositionen vor Industrierobotern anhaltbar sind, wobei die Förderbahn von einem Werkstückpaletten-Aufgabeplatz vorbei an der Arbeitsposition zu einem Werkstückpaletten- Abnahmeplatz führt und auf jeder Seite eine Tragleiste hat, zwischen denen ein Schleppwagen entlang der Förderbahn mit Rollen auf Schienen verfahrbar ist und mindestens zwei in Aufnahmeöffnungen der Werkstückpaletten einführbare Zapfen hat, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit einer Wegmeßeinrichtung (23) versehener Fahrmotor (22) des Schleppwagens (17) über ein Zahnrad (24) mit einer Zahnstange (20) in Eingriff steht, die an einer der Schienen (19) angeordnet ist, an der der an einem mit Zentrierführungen (8 a) für die Werkstückpaletten (4) versehene Werkstückpaletten- Aufgabeplatz (8) anfahrende Schleppwagen (17) mittels Führungsrollen (21) geführt ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fahrmotor (22) mit seinem Zahnrad (21) an einer Schwinge (25) gelagert ist, die von einer Feder (27) in Antriebsrichtung des Zahnrades (24) zur Zahnstange (20) beaufschlagt ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufgabeplatz (8) für die Werkstückpaletten (4) mit Allseitenrollen bzw. Kugelboden-Leisten versehen ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstückpaletten-Aufgabeplatz (8) und erforderlichenfalls auch der Werkstückpaletten-Abnahmeplatz (11) als Speichertürme ausgebildet sind und unter die jeweils unteren Paletten (4) greifende, heb- und senkbare Pratzen (31) und unter die jeweils zweitunteren Palettenplatten (4) schiebbare Tragzapfen (32) haben.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Pratzen (31) mit Rollen (33) an Hubschienen (34) geführt und an den oberen und unteren Enden je mit einer Kette (35) verbunden sind, die um obere und untere Umlenkräder (36) geführt sind, von denen eins mit einem Stapelhubmotor (37) verbunden ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Speicherplatz vordere und hintere Hubschienen (34) vorhanden sind, und daß der Spapelhubmotor (37) über eine Welle (29 a) mit den Umlenkrädern (36) verbunden ist.

7. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine gemeinsame Aufgabe- und Abnahmestelle als Speicherturm ausgebildet ist und die Förderbahn (13) an diesem anschließt und mit den Schienen (19) für den Schleppwagen (17) sowie den Tragleisten (14) heb- und senkbar ist, und daß die Werkstückpaletten (4) auf der der Förderbahn (13) zugewandten Seite mit Abstand nebeneinander mindestens zwei Aufnahmeöffnungen (6) für die Zapfen (16) haben.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderbahn (13) mit einem Hubrahmen (38) an vorderen und hinteren Säulen (43) geführt ist, die je eine Gleitschiene für die Konsole (42) des Hubrahmens (38) und eine um Umlenkräder (36 a) geführte Kette (35 a) haben, die mit einem gemeinsamen Hubmotor (28 a) und dem Hubrahmen (38) verbunden ist.