DE68927502T2

DE68927502T2 - Werkstückpalette mit einstellbaren Tragkörpern

Info

Publication number: DE68927502T2
Application number: DE68927502T
Authority: DE
Inventors: Massimo Lombardi; Luciano Santandrea
Original assignee: Axis SpA
Current assignee: Axis SpA
Priority date: 1988-06-27
Filing date: 1989-06-09
Publication date: 1997-06-12
Anticipated expiration: 2009-06-10
Also published as: EP0715929A1; US5115901A; DE68902786D1; EP0348715A1; EP0715929B1; DE68902786T2; DE68927502T3; ES2095340T3; EP0715929B2; ES2095340T5; ES2045263T3; JPH0271947A; DE68927502D1; EP0348715B1

Description

Hintergrund der Erfindung

Diese Erfindung betrifft Verbesserungen bei Palettenförderer-Fertigungsstraßen- Systemen, welche Paletten mit Tragkörpern aufweisen, die verstellbar sind, um Werkstücke verschiedener Abmessungen zu fördern, und ist aus der Anmeldung 89 110 492.9 (EP 0.348.715A) herausgeteilt. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung betreffen eine Vorrichtung und ein Verfahren zur automatischen Einstellung der Distanz zwischen Tragkörpern einer Palette, welche geeignet ist, verschieden große Werkstücke zu fördern.
Palettenfördersysteme werden in automatischen Fertigungsstraßen eingesetzt, wo Werkstücke bei aufeinanderfolgenden Werk- bzw. Arbeitsstationen einer Abfolge von Arbeitsvorgängen bzw. Operationen unterworfen werden sollen. Ein Werkstück, das zusammengebaut, bearbeitet oder weiterbefördert werden soll, wird auf Tragkörper, welche auf einer Palette 6 montiert sind, aufgebracht. Die Palette wird auf ein sich bewegendes Förderband aufgesetzt, das die Palette und das Werkstück zu einer Reihe von Arbeitsstationen vorbewegt, welche die gewünschte Abfolge von Arbeitsvorgängen ausführen, um den Fertigungszyklus abzuschließen. Typischerweise wird eine Vielzahl von Paletten verwendet, welche eine Vielzahl von gleichartigen Werkstücken tragen.
Die Paletten werden durch den Förderer reibungsschlüssig angetrieben. Wenn ein Werkstück zu einer Arbeitsstation gebracht ist, wird die Palette angehalten und die Arbeitsvorgänge der Arbeitsstation werden durchgeführt. Solange sie angehalten ist, kann die Palette weiterhin in gleitendem Kontakt auf dem sich bewegenden Förderer verbleiben, oder sie kann vom Transportband abgehoben werden. Je nach der gewünschten Handhabung kann das Werkstück bearbeitet werden, während es auf den Tragkörpern der Palette verbleibt, oder es kann von diesen entfernt, bearbeitet und danach wieder auf die Tragkörper zurückgegeben werden. Bei Beendigung der Handhabung wird die Palette freigegeben oder auf das Förderband zurückgestellt, um sie zur nächsten Arbeitsstation weiterzubewegen. Die Paletten bewegen sich daher asynchron, d.h. Paletten, welche sich in Bewegungsrichtung vor einer angehaltenen Palette befinden, werden weiterbefördert werden, bis sie hinter einer angehaltenen Palette angehalten werden, während der Förderer sich weiterbewegt, sei es einzeln oder in Sätzen oder Gruppen, und sammeln sich an, um an der Arbeitsstation zu warten, bis sie an der Reihe sind. Alternativ können die Paletten auch synchron zueinander bewegt werden.
Palettenförderer-Fertigungsstraßen sind ausgelegt, daß dieselben Handhabungen bzw. Arbeitsvorgänge an Werkstücken, welche zu derselben Familie von Werkstücken gehören und dieselben Bearbeitungsvorgänge erfordern, durchgeführt werden, auch wenn die Werkstücke bezüglich gewisser Abmessungen voneinander abweichen können. Es ist bekannt, die Bearbeitungsstationen mit automatischen Einstellungsvorrichtungen auszurüsten, welche Werkstücke verschiedener Abmessungen aufnehmen und sich auf die Unterschiede einstellen können, um die gewünschte Handhabung richtig ausführen zu können. Um die Wirksamkeit der Fertigung jedoch zu maximieren, werden Werkstücke gewöhnlich in Gruppen aufgeteilt und in Sätzen entsprechend der Einheitlichkeit gewisser Abmessungen ver- bzw. bearbeitet.
Dies reduziert die Wechselzeit auf ein Minimum und erhöht somit die Durchsatzrate der fertiggestellten Teile.
Die Druckschrift FR 2.121.646 (GB 1.370.232), welche die Grundlage für den Oberbegriff der Ansprüche 1 und 11 darstellen, offenbaren eine nicht verstellbare Palette für ein Werkstück-Fördersystem, das Öffnungen aufweist, um es einem Hebegerät zu ermöglichen, ein Werkstück von einem Träger zu heben oder auf diesen abzusenken, der zwischen den Öffnungen angeordnet ist.

Zusammenfassung der Erfindung

Gemäß der Erfindung wird eine Palette für ein Werkstück bereitgestellt, die eine Grundfläche umfaßt, die eine durch sie hindurchführende Öffnung aufweist, Werkstück-Tragmittel, um ein Werkstück über der Öffnung so zu tragen, daß es mit einer Rebevorrichtung, die von unten durch die Öffnung hindurchgeht, von dem Tragkörper gehoben oder auf diesen abgesenkt werden kann, und dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstück-Tragmittel angeordnet sind, um das Werkstück an Stellen an gegenüberliegenden Seiten der Öffnung so zu tragen, daß die Hebevorrichtung nicht von dem Werkstück-Tragmittel behindert ist, wobei die Werkstück-Tragmittel einstellbar sind, um den Abstand zwischen den Stellen zu ändern, um Werkstücke mit unterschiedlichen Abmessungen aufzunehmen.
Die Palette der vorliegenden Erfindung kann auf diese Art mit einer Vorrichtung zum schnellen Heben des Werkstückes eingesetzt werden, um es für einen Arbeitsvorgang zu einer Arbeitsstation zu bringen und anschließend das Werkstück zu der Palette zurückzubringen. Diese Vorrichtung reduziert die Zeit, die benötigt wird, um den Arbeitsvorgang bei der Arbeitsstation durchzuführen, im Vergleich zu der Zeit, die benötigt wird, damit die Arbeitsstation den Arbeitsvorgang durchführt, während das Werkstück von der Palette gehalten wird.
Unter einem anderen Gesichtspunkt hält die Erfindung eine Palettenförderer- Fertigungsstraße bereit, die mindestens eine Palette umfaßt, wie sie oben dargelegt wurde, ein Förderband zum Befördern der mindestens einen Palette, ein Einstellmittel bei einer ersten Station, um die Werkstück-Tragmittel so einzustellen, daß der Abstand zwischen den Stellen für ein zu beförderndes Werkstück geeignet ist, und mindestens eine Werkstück-Handhabungsvorrichtung bei einer zweiten Station, die Hebemittel umfaßt, die geeignet sind, um von der Unterseite zum Anheben des Werkstückes von dem oder zum Absenken auf die Tragmittel durch die Paletten- Öffnung hindurchzugehen.
Ein weiterer Zweck ist es, eine Umladevorrichtung mit einer Paletten-Beförderanlage für Werkstücke zu schaffen, welche eine Förderanlage besitzt, um Paletten, die Werkstücke tragen, vorwärtszubewegen und eine Vorrichtung zum Umgehen mit einem Werkstück auf und neben einer besagten Palette, dadurch gekennzeichnet, daß
- die Palette Mittel umfaßt, die eine Öffnung durch die Palette hindurch festlegen;
- Tragkörper zum Tragen bzw. Stützen eines Werkstückes, die an der Palette abnehmbar befestigt sind und angeordnet, so daß ein von den Tragkörpern getragenes Werkstück über der Öffnung angeordnet ist;
- daß die Handhabungsvorrichtung eine Hebevorrichtung zum Heben eines Werkstückes von und Absenken auf die besagten Tragkörper der Palette umfaßt, wobei die Hebevorrichtung durch die Öffnung der Palette hindurchgeht, um das Werkstück von den Tragkörpern zu heben oder auf diese abzusenken; und
- daß die Vorrichtung außerdem eine Positioniervorrichtung zum Einstellen der Lage der Tragkörper umfaßt, so daß die Tragkörper relativ zu der Öffnung positioniert werden können, um Werkstücke verschiedener Abmessungen zu tragen.
Die Handhabungsvorrichtung kann eine Hebevorrichtung von der Art eines Kolbens bzw. Hubkolbens sein.
Andere bevorzugte, aber wahlfreie Kennzeichen der Erfindung werden in den unterbzw. nebengeordneten Patentansprüchen dargelegt.
Es ist eine Aufgabe der speziell beschriebenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum automatischen Einstellen der Position der Werkstück-Tragkörper einer Palette zu schaffen, damit diese den Abmessungen eines Werkstückes entspricht.
Es ist eine andere Aufgabe, die Effizienz von Palettenförder-Fertigungsstraßen zu erhöhen, indem die Werkstück-Tragkörper an die Abmessungen des zu befördernden Werkstückes schnell und genau hingestellt werden. Es ist auch eine Aufgabe, für den im wesentlichen gleichen Abstand für die Tragkörper der Paletten zu sorgen, welche die Werkstücke eines Satzes oder einer Gruppe tragen sollen, die gewisse gleichmäßige Abmessungen aufweisen.
Es ist eine andere derartige Aufgabe, eine Förder- bzw. Fertigungsstraßen- ("in der Reihe"- bzw. "In-Line"-) Tragkörper-Einstellungsvorrichtung zu schaffen und ein Verfahren, das die Produktion für eine Werkstück-Umrüstung bzw. -Umstellung nicht verlangsamt oder unterbricht.
Es ist eine andere derartige Aufgabe, eine Palette mit einem Festlegungsmittel zu schaffen, das einen Freigabemechanismus aufweist, der dazu verwendet werden kann, um die Tragkörper an ihrem Platz festzulegen und leicht freizugeben, um eine Bewegung der Tragkörper zu ermöglichen.
Es ist eine andere derartige Aufgabe, eine Palette mit einstellbaren Tragkörpern zu schaffen, die auf mit Gewinde versehenen Stangen befestigt sind, und eine Positioniereinheit zum Eingreifen in die mit Gewinde versehenen Stangen zu schaffen, um die Tragkörper an ihre gewünschten Positionen zu bringen.
Es ist eine weitere derartige Aufgabe, die Stelle der Tragkörper relativ zu einer vorherbestimmten Stelle festzulegen und danach die Tragkörper auf die gewünschten Stellen für ein gewähltes Werkstück einzustellen.
Die spezifischen Ausführungsformen stellen eine Vorrichtung zur automatischen Einstellung des Abstandes zwischen zwei Werkstück-Tragkörpern von Paletten bereit, um an die verschiedenen Abmessungen von Werkstücken anzupassen, die von einer gegebenen Palettenförder-Fertigungsstraße bearbeitet werden sollen. Ganz allgemein wird eine modifizierte Palette und eine Positioniereinheit entwickelt, die so eingreift, daß die Positioniereinheit betrieben werden kann, um die Tragkörper an eine gewünschte Position zu bewegen, die dem Werkstück entspricht, und damit die Tragkörper, vor einem und im Anschluß an ein Eingreifen, stationär auf einer Stelle auf der Palette bleiben.
Andere bevorzugte Merkmale der spezifischen Ausführungsformen sind wie folgt.
Die Palette enthält mindestens zwei Tragkörper, die relativ zu der Palette und zueinander verschiebbar bzw. gleitbar angebracht sind, eine Führung zum Steuern der Förderrichtung der ersten und zweiten Tragkörper, und eine Einrichtung zum aufeinander Zubewegen und voneinander Wegbewegen der ersten und zweiten Tragkörper entlang der Führung innerhalb eines Extrembereiches von Positionen, die gewählt werden, um sich an einen Bereich von Werkstück-Abmessungen anzupassen, der geeignet für die vorgegebene Fertigungsstraße ist. Die Führung kann auch das Gewicht der Tragkörper in dem beladenen und unbeladenen Zustand tragen.
Die Positioniereinheit enthält eine Einrichtung zum Eingreifen der Einrichtung zum Befördern der ersten und zweiten Tragkörper der Palette, und eine Einrichtung zum Treiben bzw. Antreiben der Einrichtung zum Eingreifen, so daß die ersten und zweiten Tragkörper relativ zueinander entlang der Führung von einer ersten Relativposition zu einer zweiten Relativposition innerhalb des Extrembereiches von Positionen unter der Kontrolle der Positiöniereinheit befördert werden können.
Auch ist eine Einrichtung zum Bewegen der Palette und der Positioniereinheit in einen und aus einem Eingriff enthalten, so daß, wenn die Palette und die Positioniereinheit in Eingriff sind, die Einrichtung zum Befördern und die Einrichtung, um mit der Einrichtung zum Befördern in Eingriff zu gelangen, im Eingriff sind, wodurch die Einrichtung zum Treiben bzw. Antreiben die ersten und zweiten Tragkörper relativ zueinander an die erste ausgewählte Stelle oder die gewünschten Stellen befördern kann, und so daß, wenn die Palette und die Positioniereinheit außer Eingriff sind, die Einrichtung zum Befördern und die Einrichtung zum Eingreifen in die Einrichtung zum Befördern nicht in Eingriff sind, wodurch die ersten und zweiten Tragkörper in einer festen Position relativ zueinander und zu der Führung auf der Palette gehalten sind.
Beispielsweise kann eine vertikale Verschiebevorrichtung vorgesehen sein, um die Palette und die Positionierungseinheit in Eingriff zu bewegen.
Die Verschiebevorrichtung ist ein Hebemittel zum Heben und Absenken der Palette zwischen einer unteren Position, in welcher sie auf dem Förderer des Fließbandes aufliegt, und einer oberen Position oberhalb des Fließbandes. Die obere Position ist so angeordnet, daß die Palette in Kontakt mit der Positionierungseinheit gelangt, wie weiter unten beschrieben ist. Bei einer anderen Ausführungsform wird die Positionierungseinheit auf die Palette abgesenkt.
Bei einer ersten Ausführungsform weist die Palette Feststellungsmittel auf, so daß jeder Tragkörper ohne Bewegung gegenüber der Palette am Ort festgestellt werden kann, beispielsweise zu anderen als zu den Zeiten, wenn die Tragkörper eingestellt werden sollen. Die Feststellungsmittel weisen einen Freigabemechanismus zur Freigabe der Tragkörper auf, so daß sie relativ zu der Palette in eine gewünschte Position bewegt werden und die Tragkörper am Ort festgestellt werden können. Bei der bevorzugten Ausführungsform weist jeder Tragkörper separate Feststellungsmittel auf. Bei anderen Ausführungsformen kann ein einziges Feststellungsmittel für alle Tragkörper benutzt werden.
Die Positionierungseinheit der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfaßt Freigabemittel zur Betätigung des Freigabemechanismus der Feststellungsmittel der Palette auf, so daß die Tragkörper verschoben werden können. Die Positionierungseinheit weist auch einen beweglichen Wagen auf, welcher zum Eingreifen und Verbinden mit einem Trägerkörper ausgebildet ist, sowie Antriebsmittel zum Verschieben des Wagens, so daß dann, wenn die Palette und die Positionierungseinheit miteinander verbunden sind und das Feststellungsmittel entriegelt bzw. freigegeben ist, die Bewegung des Wagens den Tragkörper der Palette entsprechend längs der Führung mitbewegt. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform weist der Wagen eine Laufbuchse auf, welche so ausgebildet ist, daß sie sich mit einem von einem Tragkörper stehenden Stift verbindet.
Im Betrieb wird die Einstellung bzw. Verstellung der Tragkörper gemaß der ersten Ausführungsform der Erfindung wie folgt durchgeführt: Die Positionierungseinheit wird an eine geeignete Stelle gebracht, zweckmaßigerweise innerhalb bzw. "In-line" mit der Fertigungsstraße, und vorzugsweise vor einer Stelle, wo das Werkstück zum ersten Mal auf die Palette aufgebracht wird. Die Palette wird unter die Positionierungseinheit vorwärtsbewegt und von ihrer unteren Position in ihre obere bzw. höhere Position gehoben. Wenn die Palette sich ihrer oberen Position nähert, berührt das Freigabemittel der Positionierungseinheit die Feststellungsmittel, um den Freigabemechanismus zu aktivieren, um dem Tragkörper zu erlauben sich zu verschieben.
Ungefähr zur selben Zeit (oder vorher oder nachher) berührt der Wagen der Positionierungseinheit einen Abschnitt bzw. Teil des Tragkörpers und greift in diesen ein, wodurch der Wagen der Positionierungseinheit und der Tragkörper der Palette miteinander verbunden werden. Das Antriebsmittel der Positionierungseinheit wird dann betätigt, um den Wagen, und damit den Tragkörper zu der Position zu bewegen, die den besonderen Abmessungen für das auf der Palette zu plazierende Werkstück entspricht. Ist der Tragkörper einmal an der richtigen Stelle, wird das Antriebsmittel angehalten und die Palette abgesenkt. Dabei kuppeln der Wagen bzw. die Freigabemittel vom Tragkörper und den Feststellungsmittel ab, und das Feststellungsmittel stellt erneut den Tragkörper relativ zu der Palette fest.
Ist die Palette einmal in der unteren Position, kann das Werkstück auf diese aufgeladen und diese zum Anfang des Fertigungszyklus bewegt werden.
Üblicherweise kann ein Mikroprozessor verwendet werden, um die Ausrichtung und Bewegung der verschiedenen Elemente der Einrichtung zu steuern, die Abmessungen des Werkstücks festzustellen und das Antriebsmittel der Positionierungseinheit zu steuern.
Bei der bevorzugten ersten Ausführungsform weist die Positionierungseinheit ein Freigabemittel, einen Wagen und eine Laufbuchse für jeden Tragkörper auf, so daß dann, wenn die Palette angehoben wird, jeder Tragkörper freigegeben wird und mit einer Buchse in Eingriff ist, und die Tragkörper simultan oder unabhängig eingestellt werden können.
Bei einer anderen ersten Ausführungsform kann die Positionierungseinheit nur einen einzigen Wagen und eine einzige Laufbuchse aufweisen, so daß nur ein einziger Tragkörper aufs Mal bewegt wird. Bei dieser Ausführungsform würde das Bewegen von mehr als einem Tragkörper mehrfache Zyklen unter der Positionierungseinheit erfordern. Bei einer anderen ersten Ausführungsform kann die Positionierungseinheit einen Wagen aufweisen, welcher zwei voneinander getrennt angeordnete Laufbuchsen aufweist, wobei ein Tragkörper mit einer Laufbuchse in Eingriff ist und von dieser eingestellt wird während der andere Tragkörper mit der anderen Laufbuchse in Eingriff ist und von dieser eingestellt wird. Bei einer anderen ersten Ausführungsform kann die Positionierungseinheit so ausgebildet sein, daß sie sich abwärts auf die Palette zu bewegt, um in die Tragkörper einzugreifen und diese einzustellen.
Das Antriebsmittel der Positionierungseinheit kann einen Motor aufweisen, vorzugsweise einen Schrittmotor bzw. Schrittschaltmotor, welcher einen Schraubenmechanismus mit präziser Steuerung drehen kann, um einen Wagen längs der Schraube zwischen den Grenzen extremer Positionen zu einer unendlichen Anzahl von Zwischenstellungen vorschieben und zurückziehen kann. Das Antriebsmittel ermöglicht somit eine präzise automatische Einstellung der Tragkörper für eine große Anzahl von Werkstücken mit bestimmten einheitlichen Abmessungen. Es schafft auch eine von Palette zu Palette übereinstimmende Positionierung für Werkstücke mit gleichen Abmessungen. Computersteuerung des Antriebsmittels verbessert die Automatisierung und die Genauigkeit des Betriebes.
Gemaß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Palette wie folgt in einer anderen Weise abgeändert als bei der ersten Ausführungsform: Die Tragkörper sind an Gleitblöcken angebracht, welche eine mit Gewinde versehene Oberfläche bzw. Gewindeoberfläche aufweisen. Die Blöcke sind auf einer Führung montiert, welche eine mit Gewinde versehene Stange aufweist, die in die Gewindeoberflächen der Blöcke eingreift und mit diesen zusammenarbeitet. Die Blöcke gleiten oder verschieben sich längs der Führungen der Palette in Abhängigkeit von der Drehung der mit Gewinde versehenen Stange bzw. Gewindestange. Es sind Mittel zum Drehen der Gewindestange vorhanden.
Bei der bevorzugten zweiten Ausführungsform wird für jeden Tragkörper und jede Gleitbiockanordnung eine besondere Gewindestange verwendet. Die Gleitblöcke weisen Gewindedurchgänge mit Innengewinde auf, durch welche die Gewindestangen durchgehen, so daß die Tragkörper unabhängig von einander bewegt werden können. Vorzugsweise sind die Gewindestangen in einem Gehäuse der Palette untergebracht, um drehbar in axial ausgerichtet zu sein. Die Gewindestangen sind an entsprechenden Zahnrädern starr befestigt. Diese drehen sich in einer festgelegten Ebene um einen festgelegten Punkt und sind so ausgelegt, daß sie, wie unten beschrieben, für eine gesteuerte Drehung der Gewindestangen und Bewegung der Tragkörper in entsprechende Zahnradgetriebe auf der Positionierungseinheit eingreifen.
Vorzugsweise sind die Gewindestangen, Getriebe und Gleitblöcke im wesentlichen in dem Gehäuse eingeschlossen. Das Gehäuse weist eine Öffnung auf, durch welche hindurch sich die Tragkörper erstrecken und längs der Palette bewegen. Auch in der Nähe jedes Zahnrades ist eine Öffnung vorgesehen, so daß die entsprechenden Zahnräder der Positionierungseinheit in die Paletten-Zahnräder in dem Gehäuse eingreifen können. Das Gehäuse schützt die Tragkörper-Verbindungen wesentlich vor Beschädigung oder Verstopfung durch Fremdmaterial.
Bei dieser zweiten Ausführungsform ist die Bewegung der Tragkörper wesentlich herabgesetzt, außer während einer gewollten Einstellung der Glieder. Dies geschieht als Folge der Kräfte zwischen den Tragkörpern am bzw. auf dem Gehäuse und den Gewindestangen und den Gewindeoberflächen der Gleitblöcke, welche sich so kombinieren, daß eine Schwellenwert-Reibungskraft entsteht, die bei normalem Betrieb des Palettenförderes wesentlich verhindert, daß sich die Tragkörper bewegen. Wenn die Tragkörper ein Werkstück tragen, sind die Reibungskräfte größer, so daß sich die Wahrscheinlichkeit einer unbeabsichtigten Bewegung der Tragkörper weiter vermindert. Die Reibungskräfte sind jedoch nicht ausreichend, um eine unbeabsichtigte Bewegung der Tragkörper unter der Steuerung der Positionierungseinheit zu verhindern, wie dies unten beschrieben ist.
Die Positionierungseihheit der zweiten Ausführungsform der Erfindung weist Zahnräder in relativ festgelegten Positionen auf, welche so angeordnet sind, daß sie durch die Gehäuseöffnungen durchgehen und in die Zahnräder der Palette eingreifen. Die Zahnräder bleiben daher an einem festgelegten Ort und drehen sich um ihre Achsen, um die Gewindestangen zu drehen, um ihrerseits die Tragkörper zu bewegen. Bei dieser Ausführungsform ist jedes Zahnrad der Positionierungseinheit durch einen separaten Motor angetrieben, so daß jedes Zahnradgetriebe, und damit jeder Tragkörper, individuell bewegt werden kann. Jedes Zahnradgetriebe weist auch eine Anpassungsbewegung auf, um den Eingriff der Zahnräder zu erleichtern, bevor ein Drehmoment angelegt wird, um die Tragkörper zu bewegen.
Die Positionierungseinheit kann auch Mittel zur Ermittlung der Stelle der Tragkörper relativ zu einer vorbestimmten Stelle vor der Einstellung der Stelle der Tragkörper aufweisen. Diese Information kann benutzt werden, um die Geschwindigkeit, die Genauigkeit und die Wirksamkeit bei der Einstellung der Tragkörper auf ihre richtigen Stellen zu verbessern. Vorzugsweise weisen diese Mittel eine bewegliche Laufbuchse auf, welche an einer jedem Tragkörper zugeordneten Welle montiert ist. Die Laufbuchse wird aus einer vorgewählten Position vorwärtsbewegt, bis sie eine auswärts gerichtete Oberfläche der Tragkörper berührt. Dann wird die Distanz berechnet und die Stelle bzw. Position des Tragkörpers bestimmt. Die Positionierungseinheit kann dann die Distanz und die Richtung berechnen, um die bzw. in welcher der Tragkörper bewegt werden muß, um sich in der richtigen Position zu befinden, und dann den Motor betätigen, um die Zahnradgetriebe vorwärtszubewegen und die Tragkörper entsprechend zu bewegen. Die Mittel zu Bestimmung der Position der Tragkörper können auch mit irgendeiner Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
Im Betrieb wird die Einstellung der Tragkörper gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung wie folgt durchgeführt: Die Positionierungseinheit wird an eine geeignete Stelle gebracht, zweckmässigerweise innerhalb der Fertigungsstraße, und vorzugsweise vor der Stelle, wo das Werkstück zum ersten Mal auf die Palette aufgebracht wird. Die Palette wird unter die Positionierungseinheit vorwärtsbewegt und von ihrer unteren Position in ihre höhergelegene bzw. obere Position gehoben. Wenn die Palette sich ihrer oberen Position nähert, kommen die Zahnräder der Positionierungseinheit und des Palettengehäuses in Eingriff.
Während oder nachdem die Zahnräder eingegriffen haben, bestimmen die Mittel zur Ermittlung der Position der Tragkörper deren Position, vorzugsweise durch Vorschieben der beweglichen Laufbuchsen, bis diese die entsprechenden Tragkörper berühren, und durch Messen der von ihren vorbestimmten Position aus durchlaufenen Distanz. Die so bestimmten Distanzen werden dann verwendet, um geeignete Steuersignale zu erzeugen, um die separaten Motoren zu betätigen und die betreffenden Zahnräder zu drehen, um die Tragkörper in die richtigen Positionen zu bringen.
Nachdem die Tragkörper in ihrer richtigen Position sind, wird die Palette abgesenkt, wobei die Zahnräder auskuppeln, woraufhin die Tragkörper an Ort und Stelle bleiben. Sobald sich die Palette einmal in der abgesenkten Position befindet, kann das Werkstück auf die Tragkörper abgesenkt und die Palette zum Anfang des Fertigungszyklus vorbewegt werden.
Üblicherweise kann ein Mikroprozessor verwendet werden, um die Ausrichtung und die Bewegung der verschiedenen Elemente der Einrichtung zu steuern, die Abmessungen des Werkstücks und die vorherige Position der Tragkörper festzustellen und die Bewegungen der Positionierungseinheit zu steuern.
Die modifizierten Paletten und die Positionierungeeinheit der vorliegenden Erfindung ermöglichen daher schnelle, genaue und wiederholbare Einstellungen der Werkstück- Tragkörper, unabhängig davon, ob aufeinanderfolgende Werkstücke dieselben oder andere Abmessungen aufweisen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die oben erwähnten und andere Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden augenfällig beim Studium der folgenden detaillierten Beschreibung, welche auf die beigefügten Zeichnungen Bezug nimmt. In diesen bezeichnen gleiche Bezugszeichen durchwegs gleiche Teile, wobei
Fig. 1 eine Vorderansicht einer erläuternden ersten Ausführungsform der Palette und der Positionierungseinheit der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 2 eine Vorderansicht der Ausführungsform aus Fig. 1 ist, welche die Palette und der Positionierungseinheit in Eingriff zeigt;
Fig. 3 ein Querschnitt eines Feststellungsmittels der Ausführungsform aus Fig. 1 längs der Linie III-III ist;
Fig. 4 eine Draufsicht längs der Linie IV-IV in Fig. 1 ist;
Fig. 5 eine Seitenansicht der Ausführungsform von Fig. 1 ist;
Fig. 6 eine Vorderansicht einer erläuternden zweiten Ausführungsform der Palette und der Positionierungseinheit der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 7 eine Vorderansicht der Ausführungsform aus Fig. 6 ist, welche die Palette und der Positionierungeeinheit in Eingriff zeigt;
Fig. 8 eine Vorderansicht mit Teilschnitt einer zweiten Ausführungsform der Palette der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 9 eine Draufsicht von Fig. 8 ist;
Fig. 10 ein Schnitt durch das Ende längs der Linie 10-10 in Fig. 8 ist;
Fig. 11 ein Schnitt durch das Ende längs der Linie 11-11 in Fig. 8 ist;
Fig. 12 eine Draufsicht mit Teilschnitt einer Positionierungseinheit der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 13 eine Seitenansicht mit im Eingriff stehenden Zahnrädern einer Palette und einer Positionierungseinheit der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 14 eine Seitenansicht des Zylinders und der Transducer-Elemente von Fig. 12 ist; und
Fig. 15 eine Vorderansicht von Fig. 14 ist.

Detaillierte Beschreibung der Erfmdung

Die folgenden Ausführungen beziehen sich auf eine einzige Palette. Es versteht sich aber, daß die Ausführungen sich auch auf eine Mehrzahl ahnlicher Paletten beziehen, von denen jede mit der Positionierungseinheit zusammenarbeitet.
Wie in Fig. 1 bis 5 gezeigt ist, weist eine Ausführungsform der Erfindung die Palette 10 und die Positionierungseinheit 11 auf. Die Palette 10 weist eine Platte 9 und die Führungskanäle 12 auf, welche auf der Platte 9 montiert und so ausgebildet sind, daß sie die Tragkörper 13 und 15 gleitend aufnehmen. Die Tragkörper 13 und 15 weisen die Arme 14 und 16 auf, welche so ausgebildet sind, daß sie das Werkstück 17 tragen, wenn es im Fertigungszyklus von einer Bearbeitungsstation zu einer anderen transportiert wird. Bei der bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Werkstück 17 einen Anker für einen Elektromotor und für die Fertigungsstraßen-Maschinen-Anker.
Jedem Tragkörper sind Feststellungsmittel zum Feststellen des Tragkörpers in der programmierten Position zugeordnet, vorzugsweise ein Reibungs-Feststellungsmechanismus, welcher einen Freigabemechanismus aufweist, der zur Entriegelung der Tragkörper aktiviert werden kann, vorzugsweise indem er die Reibungs-Festellungskraft überwindet. Der Feststellungsmechanismus kann unabhängig oder gleichzeitig betätigt werden. Wie in Fig. 3 dargestellt, kann ein solches Feststellungssystem einen Keil 18 aufweisen, welcher durch die Feder 19 gegen das Element 20 gedrückt wird, das in einen Schlitz eingesetzt ist, der in dem Plättchen 21 vorgesehen ist, das einen Bestandteil des Tragkörpers darstellt.
Wie in Fig. 2 und 3 dargestellt, erfolgt die Betätigung des Freigabemechanismus der Feststellungsmittel durch Anheben der Palette 10, bis die Stifte 22 und 23, welche sich von der Positionierungseinheit 11 nach unten erstrecken, entsprechende Keile 18 berühren und verschieben, um die Wirkung der Federn 19 zu überwinden. Dieser Vorgang gibt das Feststellungselement 20 aus dem Schlitz des Plättchens 21 frei. Dabei werden die Reibungskräfte, welche die Tragkörper an Ort feststellen, aufgehoben und die Verschiebung der Tragkörper 13 und 15 ermöglicht. Zu diesem Zeitpunkt können die Tragkörper 13 und 15 durch die Positionierungseinheit 11 längs der Führung 12 zu der gewünschten Position bewegt werden. Die Stifte 22 und 23 können fest an der Positionierungseinheit 11 montiert sein, um den festen Positionen der Tragkörper-Keile 18 auf der Palette 10 zu entsprechen.
In einer anderen Ausführungsform (nicht dargestellt) könnte der Feststellungsmechanismus auf dem Tragkörper montiert und der damit zusammenarbeitende Schlitz in der Palette angeordnet sein, so daß sich die Verriegelung mit dem Tragkörper verschiebt. Bei dieser Ausführungsform könnten die Stifte 22 und 23 als separate Vorsprünge ausgebildet sein, welche sich von den Wagen 30 und 31 an Stellen, die der Positionen der Verriegelung auf den Tragkörpern entsprechen, wegerstrecken. Es ist auch angedacht, daß die Stifte 22 und 23 im Innern von Laufbuchsen 33 und 34 (welche weiter unten beschrieben werden) und die Feststellungsmittel im Innern derjenigen Teile der Tragkörper angeordnet werden können, welche mit den Laufbuchsen 33 und 34 in Eingriff kommen.
Die Positionierungseinheit 11 weist auch zwei Stellorgane 24 auf, welche die Rotation der betreffenden Schrauben 25 und 27 steuern, die koaxial sind und einander auf einem gemeinsamen Halter 26 gegenüberliegen, auf welchem sie mittels Lagern sitzen (nicht dargestellt). Die Schrauben 25 und 27 greifen in entsprechende Lochplatten oder Öffnungen 28 und 29 mit Innengewinde, welche Bestandteil der Wagen 30 und 31 sind, ein. Die Wagen 30 und 31 werden durch die Drehung der Schrauben 25 und 27 längs der Führung 32 angetrieben.
Die Wagen 30 und 31 weisen entsprechende Laufbuchsen 33 und 34 auf. Diese weisen Behälter auf, welche so ausgebildet sind, daß sie Stifte 35 und 36 der Tragkörper 13 bzw. 15 aufnehmen und dadurch die Wagen 30 und 31 mit den Tragkörpern 13 und 15 feststellen. In verriegeltem Zustand verschiebt die Bewegung der Wagen 30 und 31 längs der Führung 32 die Tragkörper 13 und 15 längs der Führungskanäle 12. Stellorgane (Antriebsmittel) 24 steuern die Bewegung und die Position der Wagen 31 und 31 über den gesamten Reiseweg. Dies eröffnet die Fähigkeit, die Wagen in einer Bezugsposition, welche z.B. der ursprünglichen Position der Tragkörper entspricht, zu plazieren und dann die Wagen und die in Eingriff befindlichen Tragkörper in die gewünschte, programmierte Position, welche z.B. den Abmessungen des Werkstücks entspricht, zu bewegen.
Angenommen, das erste Werkstück 17 ist durch ein zweites Werkstück mit unterschiedlichen Abmessungen zu ersetzen, so läuft der Arbeitsgang wie folgt ab: Zuerst wird das Werkstück 17 von den Armen 14 und 16 mittels Stellorganen (nicht dargestellt) entfernt. Um die Tragkörper 13 und 15 zu entfernen, ist es notwendig, daß kein Werkstück 17 auf den Armen 17 und 19 ruht. Die Position der Paletten-Tragkörper 13 und 15 wird bestimmt, und die Wagen 30 und 31 werden in die entsprechenden Positionen bewegt. Die Palette 10 wird aus ihrer unteren Position auf dem Transportband 38 durch Hebemittel 8 und den Kolben 37 angehoben und in eine höhergelegene Position (in Fig. 2 dargestellt) gebracht, wo die Stifte 22 und 23 in die entsprechenden Keile 18 der Tragkörper 13 und 15 eingreifen, indem sie diese stoßen und die Federn 19 zusammendrücken Auf diese Weise werden die Plättchen 21 aus den Feststellungselementen 20 freigegeben, wodurch den Tragkörpern 13 und 15 erlaubt wird, längs der Führungskanäle 12 zu gleiten.
Ungefähr zur derselben Zeit, oder vorher oder nachher, verriegeln die Laufbuchsen 33 und 34 der Wagen 30 und 31 die Stifte 35 und 36, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist. Die Tragkörper 13 und 15 können daher durch Betätigung eines oder beider Stellorgane 24 verschoben werden, wie das durch die gestrichelten Linien in Fig. 2 dargestellt ist. Diese stellen die minimale Distanz zwischen den Wagen dar, während die maximale Distanz in ausgezogenen Linien dargestellt ist.
Nachdem die Wagen und Tragkörper in die gewünschten, programmierten Positionen bewegt worden sind, wird die Palette 10 auf den Förderer 38 abgesenkt. Beim Absenken der Palette 10 kuppeln die Stifte 22 und 23 von ihren entsprechenden Freigabemechanismen der Feststellungsmittel ab, so daß die Keile 18 durch die Federn 19 erneut gegen die Elemente 20 gepreßt werden. Dabei werden die Tragkörper 13 und 15 in ihren Positionen festgestellt. Die Wagen 30 und 31 können in der kurz zuvor programmierten Position belassen werden, um erneut die Freigabeund Neupositionierungs-Operationen zu beginnen, wenn eine Veränderung der Distanz zwischen den Armen 14 und 16 für die Bearbeitung eines neuen Werkstücks 17 notwendig wird.
Eine andere erste Ausführungsform dieser Erfindung ist in Fig. 6 und 7 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform umfaßt die Positionierungseinheit 11 nur eine Stellorgan/Wagen-Anordnung auf, in welcher das Stellorgan 124 die Schraube 125 antreibt, auf der eine Lochplatte oder Öffnung 126 mit Innengewinde als Bestandteil des Wagens 127 angeordnet ist. Der Wagen 127 weist die Laufbuchsen 129 und 130 auf. Wie in Fig. 7 dargestellt, geben die Stifte 22 und 23 die Feststellungsmittel der Tragkörper 13 und 15 frei, wenn die Palette 10 durch das Hebemittel 8 angehoben wird. Es greift jedoch nur eine der beiden Laufbuchsen 129 oder 130 in einen der Stifte 35 oder 36 ein. Der Wagen 127 verschiebt daher nur denjenigen Tragkörper, der sich in Eingriff befindet, während er durch das Stellorgan 124 angetrieben wird.
Um den anderen Trägerarm zu bewegen, wird die Palette 10 abgesenkt, und der Wagen 127 wird bewegt, so daß die andere der Laufbuchsen 129 oder 130 in die anderen der Stifte 35 oder 36 eingreifen, wenn die Palette wieder angehoben wird, um den anderen der Tragkörper 13 oder 15 in die gewünschte Position zu bewegen. Obschon diese Ausführungsform auf zwei aufeinanderfolgenden Hebe- und Absenk- Operationen der Palette beruht, wird bezüglich der Plazierung der Arme 14 und 16 der Tragkörper 13 und 15 zur Aufnahme des bereitgestellten Werkstücks 17 dasselbe Resultat erzielt. Diese Ausführungsform ist angemessen, wenn schnelle Änderungen der Position nicht verlangt werden.
Die in jeder dieser Ausführungsformen beschriebene Positionierungseinheit erlaubt es, die Tragkörper in einer unendlichen Anzahl Positionen zwischen dem Minimum und dem Maximum des Reisebereiches der Tragkörper 13 und 15 zu positionieren.
Die in den Fig. 8 bis 15 dargestellte zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfaßt die Palette 210 und die Positionierungseinheit 300. Wie in Fig. 8 bis 11 dargestellt ist, weist die Palette 210 eine Platte 209, ein Gehäuse 250 und Tragkörper 213 und 215 auf. Das Gehäuse 250 weist längs einer Längsseite, welche sich längs der Palette 210 erstreckt, eine längliche Öffnung auf. Die Tragkörper 213 und 215 sind entsprechend mit den Armen 214 und 216 verbunden, welche ihrerseits mittels der Schrauben 203 mit den Gleitblöcken 217 und 218 verbunden sind. Die Arme 214 und 216 erstrecken sich längs der länglichen Öffnung im Gehäuse 250 und gleiten in dieser. Die Öffnung 260 ist vorzugsweise in einer Wand des Gehäuses 250 angeordnet, welche geschützt ist, so daß herabfallende Materialien, wie Metallreste, Abfälle oder Schmierflüssigkeiten, welche gewöhnlich in Umgebungen, in denen Paletten-Fließbänder betrieben werden, gewöhnlich vorhanden sind, nicht in die Öffnung 260 fallen oder anderswie auf den Einstellmechanismus einwirken. Beispielsweise kann eine vertikale oder überhängende Wand eingesetzt werden.
Die Gleitblöcke 217 und 218 sind im Innern des Gehäuses 250 angeordnet und weisen entsprechende Gewindedurchgänge 219 und 220 auf. Die mit Gewinde versehenen Stangen bzw. Gewindestangen 204 und 205, welche im Gehäuse 250 drehbar montiert sind, sind so angeordnet, dass sie durch entsprechende Gewindedurchgänge 219 und 220 hindurchgehen, mit diesen ineinandergreifen und in diese eingreifen, so daß die Gleitblöcke 217 und 218 sich längs der Gewindestangen 204 und 205 verschieben, wenn die Gewindestangen gedreht werden. Die Zahnräder 221 und 230 sind innerhalb des Gehäuses entsprechend starr mit den Gewindestangen 204 und 205 verbunden, um Mittel zum Drehen der Stangen 204 und 205 zu schaffen. Die Zahnräder 221 und 230 befinden sich relativ zu der Palette in festen Positionen und sind so ausgestaltet, daß sie sich um die Achsen ihrer betreffenden Gewindestangen drehen. Auch sind sie vorzugsweise an den äußeren Enden der betreffenden Gewindestangen angeordnet.
Das Gehäuse 250 weist zwei Öffnungen 251 und 253 auf, welche relativ zu den Zahnrädern 221 und 230 so angeordnet sind, daß sie Zugang zu den Zahnrädern 221 und 230 herstellen, um diese zu drehen.
Bei der bevorzugten Ausführungsform werden die Gewindestangen 204 und 205 unabhängig voneinander gedreht, so daß die Gleitblöcke 217 und 218 unabhängig voneinander bewegt werden können. Die Gewindestange 204 wird an ihrem einen Ende durch die Laufbuchse 206 und an ihrem anderen Ende durch einen Sitz im Ende 252 des Gehäuses 250 getragen. In ähnlicher Weise wird die Gewindestange 205 an ihrem einen Ende durch die Laufbuchse 207 und an ihrem anderen Ende durch einen Sitz im Ende 254 des Gehäuses 250 getragen, in axialer Ausrichtung mit der Stange 204.
Die Arme 214 und 216 sind vorzugsweise mit einer Auflagefläche versehen, welche auf eine Gegen-Auflagefläche des Gehäuses 250 am Umfang der Öffnung 260 einwirkt. Die Auflagefläche des Gehäuses 250 dient als Unterlage für die Tragkörper 213 und 215, hält die Tragkörper am Ort und schafft eine Führungsoberfläche, so daß die Arme 214 und 216 sich längs der Öffnung 260 des Gehäuses 250 unter der Steuerung der Positionierungeeinheit 300 bewegen können. Weil die gewünschte Bewegung der Arme 213 und 215 in einem ungeladenen Zustand, d.h. ohne ein Werkstück, stattfindet, kann ein glatter Metall-auf-Metall-Gleitkontakt erzeugt werden.
Diesbezüglich schaffen das Gewicht des Trägerarms auf die Auflagefläche des Gehäuses und der Kontakt zwischen den Gewindestangen und den Gleitblöcken Kräfte, welche die Tragkörper wesentlich daran hindern, sich versehentlich oder unbeabsichtigt zu bewegen, wenn sie einmal durch die Positionierungseinheit in eine gewünschte Position gebracht worden sind. Die Reibungskräfte werden jedoch durch die Positionierungseinheit überwunden. Diese erzeugt genügend Kraft, um die Gewindestangen zu drehen und dadurch den oder die Tragkörper zu bewegen.
Wenn die Tragkörper mit einem Werkstück beladen sind, nehmen die Haftreibungskräfte zu, so daß weiterhin sichergestellt ist, daß die Tragkörper in der gewünschten Position verbleiben und das Werkstück sicher tragen. Der Tragkörper wird daher im wesentlichen in der Position, in welcher ihn die Positionierungseinheit gelassen hat, gehalten, unabhängig davon, ob er ein Werkstück trägt oder nicht. Bei einer Ausführungsform, bei welcher die Konstruktion der Palette eine Haftreibungskraft, die größer als die gewünschte ist, erzeugen würde, kann ein reibungsverminderndes Material oder eine solche Zusammensetzung, z.B. Polytetrafluorethylen, zwischen die Kontakt- oder Auflageflächen eingebracht werden, um die für die Bewegung der Tragkörper längs der Öffnung 260 oder der Gewindestangen 204 und 205 notwendigen Kräfte herabzusetzen.
Die Gleitbiöcke 217 und 218 können ebenfalls mit einer profilierten Oberfläche versehen sein, welche der inneren Kontur des Gehäuses 250 entspricht, so daß jegliche Drehung der Blöcke 217 und 218 um die Gewindestangen 204 und 205, wie sie mit belasteten Tragkörpern auftreten würde, wesentlich auf ein Minimum reduziert wird, um eine Haftreibungskraft-Komponente hinzuzufügen und die Lastauflagekräfte auf die Palettenelemente zu vermindern oder besser zu verteilen. Letzteres vermindert auch den Verschleiß des gesamten Palettenmechanismus. Solche profilierten Oberflächen sollten jedoch nicht so enge Toleranzen aufweisen, daß sie eine Translationsbewegung der Blöcke 217 und 218 oder der Arme 214 und 216 längs der Längsrichtung der Gewindestangen 204 und 205, und damit längs des Gehäuses 250 der Palette 210, beeinträchtigen würden.
Bei der bevorzugten Ausführungsform haben die Gewindestangen nur die Funktion, Bewegung zu vermitteln und eine unerwünschte Bewegung der Tragkörper zu verhindern. Momente, welche sich von externen Kräften ableiten, werden paarweise abgebaut, wobei eine Wirkung auf die Auflagefläche für den Längsträger und die andere auf das Gehäuse abgleitet wird. Bei einer anderen Ausführungsform können die Gewindestangen zusätzlich zur Steuerung der Bewegung der Tragkörper eine Lasttrage- und Führungsfunktion ausüben.
Die Palette 210 kann von einer Position auf dem Transportband durch Hebemittel (in den Fig. 8 bis 15 nicht dargestellt) und Hebebohrungen 241 angehoben werden und kann eine Öffnung 40 aufweisen, um zu ermöglichen, daß die Werkstücke von den Tragkörpern zu einer Bearbeitungsstation angehoben und dann auf die Tragkörper von unterhalb der Palette 210 abgesenkt werden können. Hebebohrungen 241 unterstützen die richtige Ausrichtung der Palette 210 beim Heben und Senken derselben zwischen dem Förderer und einer Bearbeitungsstation oder der Positionierungseinheit 300.
Die in Fig. 11 bis 15 dargestellte Positionierungseinheit weist die Zahnräder 314 und 315 auf, welche auf beiden Seiten der Längsachse des Förderers angeordnet und so ausgelegt sind, daß sie durch die Öffnungen 252 und 253 durchgreifen, um die Zahnräder 221 und 230 der Palette 210 zu berühren und in diese einzugreifen. Bei der in Fig. 13 dargestellten bevorzugten Ausführungsform sind die Zahnräder 314 und 315 so angeordnet, daß sie die Zahnräder 221 und 230 unter einem Winkel A gegenüber der Vertikalachse berühren. Der Winkel A schafft eine Kraftkomponente, welche das Einrücken der Zähne der zusammenarbeitenden Zahnräder erleichtert. Ein Kontaktwinkel A von etwa 50º bis etwa 70º, vorzugsweise von etwa 60º, relativ zu der Vertikalachse hat sich als zufriedenstellend erwiesen.
Die Zahnräder 314 und 315 sind auf den Wellen 316 und 317 montiert, welche durch die Lager 318 und 319 in den Gehäusen 320 und 321 der Zahnradarme 330 und 331 getragen werden. An den freien Enden der Wellen 316 und 317 sind die gezähnten Schwungräder 322 und 323 angeordnet, welche mit den Motor- und Reduktions- Zahnradgetrieben 324 und 325 mittels Riemen verbunden sind und somit eine Transmission bilden. Die Riementransmission überträgt das Drehmoment auf die Zahnräder 314 und 315, welches zur Überwindung der Haftreibungskräfte notwendig ist. Die Antriebseinheiten 324 und 325 mit dem einen Ende der seitlichen Tragkörper 326 und 327 verbunden, welche an den seitlichen Rahmenplatten 328 und 329 befestigt sind. Die Motoren sind vorzugsweise Gleichstrom-Motoren, welche mit einem Tachometer und einer Codiervorrichtung zur Ermittlung und Steuerung der Drehgeschwindigkeit und zur Winkelstellungs-Steuerung der Motorantriebswelle, versehen. Zu den bevorzugten Motoren gehören beispielsweise die in Frankreich hergestellten Motoren "Parvex Modell RE 220". Die Antriebs- und Riementransmission-Einheiten sind herkömmliche Vorrichtungen, welche dem Fachmann bekannt sind und dementsprechend hier nicht diskutiert werden.
Die Zahnradarme 330 und 331 weisen mit Kragen versehene Enden 332 und 333 auf, deren Lagerzapfen mittels der Laufbuchsen 334 und 335 auf den äußeren Oberflächen der seitlichen Tragkörper 326 und 327 gelagert sind. Die Arme 330 und 331 sind ebenfalls mittels Spannschrauben 338 und 339 an Hilfsrahmenplatten befestigt (siehe Platte 337 in Fig. 13). Die Federn 340 und 341 sind zwischen die Arme 330 und 331 und die entsprechenden Rahmenplatten 336 und 337 eingefügt, um während der Eingriffsphase der Zahnräder 221 und 230 der Palette 210 mit den Zahnrädern 314 und 315 der Positionierungseinheit 300 eine kontrollierbare Kraft und eine Anpassungsbewegung zu haben. Die Anpassungsbewegung sorgt für einen Eingriff der Zahnräder bevor das Motordrehmoment angelegt wird, um die Zahnräder zu drehen.
Die in den Fig. 14 und 15 dargestellte Positionierungseinheit 300 weist die Fähigkeit auf, die relative Position der Tragkörper einer Palette zu ermitteln, die ermittelten Positionen mit den gewünschten Positionen für das nächste auf die Palette zu ladende Werkstück zu vergleichen und nötigenfalls die Position eines oder mehrerer der Tragkörper einzustellen. Die Welle 342 ist mit den Werkstück-Tragarmen 214 und 216 der Palette 210 ausgerichtet und kreuzt mit ihren durch die Seitenplatten 328 und 329 getragenen Enden den Förderer. Die Welle 342 weist zwei Laufbuchsen 343 und 344 auf, welche Fortsätze 345 und 346 zur Verbindung mit den Kolbenstangen 347 und 348 haben, sowie lineare Meßwertumformer 349 und 350. Die Kolben 347 und 348 sind mit den Rahmenarmen 351 und 352 verbunden. Die linearen Meßwertumformer 349 und 350 sind mit dem Rahmen durch die Tragelemente 353 und 354 verbunden. Als ein derartiger linearer Meßwertumformer kommt beispielsweise das "Modell Nr. LCPX" der Penny & Giles, Blackwood, Glent, UK, in Frage.
Die Position der Tragkörper 213 und 215 der Palette 210 kann durch die Positionierungseinheit 300 wie folgt ermittelt werden: Die Laufbuchsen 343 und 344 auf der Welle 342 werden durch die Zylinder 347 und 348 in eine vorbestimmte außenliegende Position vorgeschoben. Die Vorbewegung einer gegebenen Laufbuchse wird gestoppt, wenn der Fortsatz der Laufbuchse die äußere Oberfläche des zugeordneten Tragkörpers berührt. Ein Berührungssensor auf jedem der Fortsätze 355 und 356 kann verwendet werden, um festzustellen, wann der Kontakt hergestellt ist.
Während der Vorbewegung der Fortsätze 345 und 346 bewegen sich die zugeordneten linearen Meßwertumformer 349 und 350 starr mit den Laufbuchsen 343 und 344 und liefern somit Signale, welche den gemessenen oder bestimmten Distanzen zwischen den vorbestimmten äußeren Positionen und der Position der Laufbuchse entsprechen. Wenn die Vorbewegung der Laufbuchse gestoppt worden ist, entsprechen die Signale der Distanz zwischen dem Kontaktpunkt jedes Fortsatzes mit einem Tragkörper und der vorbestimmten Position. Sie geben somit die Positionen der Tragkörper auf der Palette an. Die Distanzsignale, eines für jeden Tragkörper, werden dann der Mikroprozessor-Vorrichtung zugeführt, welche die Bewegung der Palette steuert, und der Positionierungseinheit zugeführt, um die Tragkörper einzustellen.
Der Mikroprozessor kann dann die Signale verarbeiten und die Distanz und Richtung ermitteln, die jeder Tragkörper - wenn überhaupt - verschoben werden muß, um die Tragkörper von den ermittelten Positionen in die gewünschten Positionen für das nächste auf der Palette zu plazierende Werkstück zu bewegen. Der Mikroprozessor kann dann Instruktionen an die Motor-Antriebseinheiten 324 und 325 senden, um die Zahnräder 314 und 315 so zu drehen, daß die gewünschte Bewegung durchgeführt wird. Vorzugsweise wandelt der Mikroprozessor die gemessenen Distanzen in codierte Impulssteuersignale um, welche den Motoren eingegeben werden. Diese Signale stehen in Beziehung zu der Anzahl Umdrehungen, welche die Gewindestangen 304 und 305 auf der Palette 210 ausführen müssen. Es ist daher möglich, daß die Tragkörper 213 und 215 entsprechend der Notwendigkeit asynchron oder synchron in derselben oder verschiedenen Richtungen bewegt werden.
Bei der bevorzugten Darstellung der zweiten Ausführungsform der Erfindung wird die Palette 210 vom Förderer in eine vorbestimmte Höhe angehoben, an welchem Punkt die Zahnräder 314 und 315 der Positionierungseinheit in die Zahnräder 221 und 230 der Palette 210 eingreifen. Bei einer anderen Ausführungsform könnte die Positionierungseinheit 300 von oben auf die Palette 210 abgesenkt werden, während letztere sich auf dem Förderer weiterbewegt oder an Ort gehalten wird. Bei einer nochmals anderen Ausführungsform könnte, infolge des schiefwinkligen Kontaktwinkels zwischen den Zahnrädern der Palette und der Positionierungseinheit, die Positionierungseinheit in horizontaler Ausrichtung mit der Palette gehalten werden, welche eingestellt und horizontal in Position verschoben werden soll.
Die Mittel zur Ermittlung der Position der Tragkörper könnten jeder Ausführungsform der Erfindung einverleibt werden, z.B. der Positionierungseinheit der ersten Ausführungsform (nicht dargestellt), indem man einen Kontaktsensor auf einem Fortsatz eines Wagens, wie etwa eine Laufbuchse, anbringt, den Wagen in seine äußerste Stellung bringt und ihn einwärts bewegt, bis der Wagen-Fortsatz den zugeordneten Tragkörper berührt, vorzugsweise einen Teil des Tragkörpers, welcher so ausgebildet ist, daß er das Anhalten des Wagens bewirkt, wenn dieser für ein Einrasten mit der Palette ausgerichtet ist. Dann kann die Positionierungseinheit in die Palette eingreifen und die geeignete, auf der ermittelten Distanz und der gewünschten Position der Tragkörper beruhende Einstellung, vornehmen. Nach der Einstellung und dem Abkuppeln der Palette würde der Wagen für den nächsten Paletten- Tragkörper in seine äußerste Position zurückgebracht werden.
Die zweite Ausführungsform der vorliegenden weist gegenüber der ersten Ausführungsform verschiedene Vorteile auf. Zu diesen gehören beispielsweise: Ein Einstellmechanismus auf der Palette, welcher weniger anfällig für Beschädigungen oder Schmutz und weniger anfällig für Verschleiß auf den Tragkörpern ist, indem die Kräfte auf die in der Palette starr montierten Zahnräder statt auf den Tragkörper selbst wirken; eine Gestaltung, welche das Feststellungsmittel und deren Komplexität eliminiert; Tragelemente welche in einer verbesserten Weise unabhängig voneinander bewegt werden können; und Tragkörper, welche nötigenfalls von Hand eingestellt werden können, indem man die auf den Paletten befestigten Zahnräder mit einem Werkzeug, beispielsweise einem Schraubenzieher, dreht.
Die Palette 10 (oder 210) kann eine Öffnung aufweisen, welche so ausgebildet ist, daß sie den Eingriff durch einen kolbenförmige Hebevorrichtung zum Anheben des Werkstückes 17 von der Palette 10 (oder 210) zu einer Bearbeitungsstation und zum anschließenden Wiederabsenken des Werkstückes in seine Ruhelage für den Transport ermöglicht. Anderseits kann die Bearbeitungsstation Greifmittel aufweisen, um das Werkstück von oben zu ergreifen und es zur Bearbeitungsstation und von dieser weg zu bringen.
Der Fachmann wird erkennen, daß die vorliegende Erfindung mittels anderer als der beschriebenen Ausführungsformen ausgeübt werden kann. Diese wurden zum Zwecke der Erläuterung der Erfindung, nicht zu dem der Beschränkung beschrieben, und die vorliegende Erfindung wird nur durch die Ansprüche, die folgen, beschränkt.

Claims

1. Palette für ein Werkstück, die aufweist, eine Grundfläche (9), die eine durch sie hindurchführende Öffnung (40) aufweist, Werkstück-Tragmittel (13, 15), um ein Werkstück (17) über der Öffnung so zu tragen, daß es mit einer Hebevorrichtung, die von unten durch die Öffnung (40) hindurchgeht, von dem Tragkörper gehoben oder auf diesen abgesenkt werden kann, und dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstück-Tragmittel angeordnet sind, um das Werkstück an Stellen an gegenüberliegenden Seiten der Öffnung so zu tragen, daß die Hebevorrichtung nicht von den Werkstück-Tragmitteln behindert ist, wobei die Werkstück-Tragmittel (13, 15) einstellbar sind, um dem Abstand zwischen den Stellen zu ändern, um Werkstücke mit unterschiedlichen Abmessungen aufzunehmen.

2. Palette nach Anspruch 1, bei der die Werkstück-Tragmittel an einer besagten Stelle einen Werkstück-Träger (13, 15) umfaßt, der in Richtung der und von der anderen besagten Stelle bewegbar ist.

3. Palette nach Anspruch 2, bei der der Träger (13, 15) abnehmbar an der Palette befestigt ist.

4. Palette nach Anspruch 2, bei der der Träger (13, 15) an einer drehbar gelagerten, mit Gewinde versehenen Stange (204, 205) befestigt ist, so daß in Abwesenheit einer Drehung die Stange den Träger an der Stelle sichert, wobei eine Drehung der Stange den Träger freigibt und diesen axial zu der Stange in Richtung der anderen Stelle oder von ihr wegbewegt.

5. Palette nach Anspruch 3, bei der der Träger (13, 15) durch einen vorstehenden Abschnitt (20), der in eine Ausnehmung eingreift, abnehmbar befestigt ist.

6. Palette nach Anspruch 1, bei der die Werkstück-Tragmittel erste bzw. zweite Werkstück-Träger (13, 15) jeweilig an den Stellen umfaßt, wobei jeder Träger entlang einer gemeinsamen Achse aufeinander zu bewegbar und voneinander wegbewegbar ist.

7. Palette nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, bei der die Werkstück-Tragmittel einen Auslegerarm (14, 16) umfassen, um das Werkstück (17) über der Öffnung (40) zu tragen.

8. Palette nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, die eine Führung (12, 204, 205) umfaßt, die sich längsseits der Öffnung, parallel zu der Bewegungsrichtung des Werkstück-Trägers erstreckt, wobei der Werkstück-Träger (13, 15, 213, 215) von der Führung zwangsgeführt und seitlich von der Richtung einseitig eingespannt ist, um eine besagte Stelle vorzusehen.

9. Palette nach Anspruch 7 oder 8, bei der das Gewicht des Werkstücks (17) auf dem Werkstück-Träger (213, 215) eine Bewegung des Werkstück-Trägers verhindert.

10. Fertigungsstraße mit einer Paletten-Förderanlage, die eine Förderanlage (38) zur Beförderung von Paletten umfaßt, und gekennzeichnet ist durch mindestens eine Palette (10) nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, durch Einstellmittel (11) bei einer ersten Station, um die Werkstück-Tragmittel (13, 15) so einzustellen, daß der Abstand zwischen den Stellen für ein zu beförderndes Werkstück geeignet ist, und durch mindestens eine Werkstück-Handhabungsvorrichtung bei einer zweiten Station, die Hebemittel umfaßt, die ausgelegt sind, um von der Unterseite zum Anheben des Werkstücks von dem oder zum Absenken auf die Tragmittel durch die Paletten-Öffnung zu gehen.

11. Umladevorrichtung mit einer Paletten-Beförderanlage für Werkstücke, welche eine Förderanlage (38) besitzt, um Paletten (10), die Werkstücke (17) tragen, vorwärts zu bewegen, und eine Vorrichtung zum Umgehen mit einem Werkstück auf und neben einer besagten Palette, wobei die Palette Mittel (9, 209) umfaßt, die eine Öffnung (40) durch die Palette hindurch festlegen; und wobei die Umgangsvorrichtung eine Hebevorrichtung zum Anheben und Absenken eines Werkstücks von oder auf Tragabschnitte der Palette umfaßt, wobei die Hebevorrichtung durch die Öffnung der Palette hindurchgeht, um das Werkstück von den Tragabschnitten zu heben oder auf diese abzusenken, dadurch gekennzeichnet, daß

die Tragabschnitte (13, 15, 213, 215) zum Stützen eines Werkstücks an der Palette abnehmbar befestigt und angeordnet sind, so daß ein von den Tragabschnitten getragenes Werkstück über der Öffnung angeordnet ist, und

die Vorrichtung außerdem eine Positioniervorrichtung (300) umfaßt, um die Lage der Tragabschitte einzustellen, so daß die Tragabschnitte relativ zu der Öffnung positioniert werden können, um Werkstücke mit unterschiedlichen Abmessungen zu tragen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich Mittel umfaßt, um den Tragabschnitt an entsprechend ausgewählten Stellen auf der Palette festzulegen, wobei die Palette einen ersten Zustand, bei dem die Festlegungsmittel die Tragabschnitte an der Palette befestigen, und einen zweiten Zustand hat, bei dem es die Festlegungsmittel den Tragabschnitten ermöglichen, relativ zu der Öffnung an gewünschte Stellen bewegt zu werden, wobei die Positioniervorrichtung Freigabemittel (22, 23) besitzt, um die Mittel zum Festlegen der Tragkörper freizugeben und die Palette zwischen dem ersten und zweiten Zustand wechseln zu lassen.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, bei der die Tragabschnitte (213, 215) auf einer drehbaren, mit Gewinde versehenen Stange (204, 205) befestigt sind, so daß die Stange bei Abwesenheit einer Drehung den Träger an der Stelle sichert, wobei eine Drehung der Stange den Träger freigibt und ihn axial von der Stange relativ zu der Öffnung (40) bewegt.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, bei der die Hebevorrichtung ein kolbenartiges Hebegerät umfaßt.

15. Verfahren zum automatischen Befördern von Werkstücken (17) in einer Fertigungsstraße mittels einer Förderanlage mit Paletten, wobei jede Palette (10) eine Öffnung (40) und Tragmittel (13, 15) besitzt, um ein Werkstück an beabstandeten Stellen oberhalb der Öffnung zu tragen, wobei der Abstand zwischen den beabstandeten Stellen einstellbar ist, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt:

a) leere Paletten werden aufeinanderfolgend in eine Ausrichung mit einer Positioniereinheit (11) in der Fertigungsstraße gebracht;

b) die Positioniereinheit und die ausgerichtete Palette werden miteinander in Eingriff gebracht;

c) die Positioniereinheit (11) wird betrieben, um den Abstand zwischen den beabstandeten Stellen der Palette einzustellen, um ein zu beförderndes Werkstück anzupassen;

d) die Palette (10) und die Positioniereinheit werden getrennt, während gleichzeitig der eingestellte Abstand zwischen den Stellen beibehalten wird;

e) ein Werkstück (17) wird auf der eingestellten Palette an einer das Werkstück empfangenden Station abgelegt;

f) die Palette mit dem auf dieser befindlichen Werkstück wird zu einer weiteren Arbeitsstation befördert;

g) bei der weiteren Arbeitsstation wird das Werkstück (17) von der Palette entfernt, indem eine weitere Hebevorrichtung durch die Öffnung (40) bewegt wird, um das Werkstück von dem Tragkörper zu heben.

16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei die Werkstücke (17) Armaturen sind.