FISCHER, Wolfgang (Joh.-Seb.-Bach-Strasse 19, Augsburg, 86199, DE)
| PATENTANSPRüCHE
1.) Fördereinrichtung zum Transport von Werkstückträgern
(7) von und zu ein oder mehreren Arbeitsstellen (15), wobei die Fördereinrichtung (6) eine stationäre Förderbahn (9) für die Werkstückträger (7) und einen Förderantrieb (11) aufweist, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Fördereinrichtung (6) an der Arbeitsstelle (15) eine Positioniereinrichtung (14) zur mehrachsigen
Positionierung des Werkstückträgers (7) aufweist.
2.) Fördereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Positioniereinrichtung (14) als stationäre
Auflaufeinrichtung (20) ausgebildet ist, die beim Förderhub den Werkstückträger (7) von der Förderbahn (9) zumindest teilweise löst.
3.) Fördereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Positioniereinrichtung (14) im wesentlichen antriebslos ist.
4.) Fördereinrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Positioniereinrichtung (14) als Unterbau (19) der Förderbahn (9) ausgebildet ist.
5.) Fördereinrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der Förderantrieb (11) kontinuierlich oder intermittierend arbeitet und eine lösbare Mitnahmeeinrichtung (32) für ein oder mehrere Werkstückträger (7) aufweist.
6.) Fördereinrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Positioniereinrichtung (14) eine Hubpositionierung (16) aufweist.
7. ) Fördereinrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Hubpositionierung (16) eine Auflaufbahn (21) aufweist .
8. ) Fördereinrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Auflaufbahn (21) mehrere Auflaufrollen (22) und zugeordnete Auflaufkufen (23) aufweist.
9. ) Fördereinrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Auflaufrollen (22) stationär und die Auflaufkufen (23) am Werkstückträger (7) angeordnet sind.
10. ) Fördereinrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Positioniereinrichtung (14) eine Seitenpositionierung (17) aufweist.
11.) Fördereinrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Seitenpositionierung (17) mehrere Zentrierrollen (25) und mindestens ein Schwert (26) aufweist.
12. ) Fördereinrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Zentrierrollen (25) stationär und das Schwert (26) am Werkstückträger (7) angeordnet sind.
13. ) Fördereinrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Positioniereinrichtung (14) eine Längspositionierung (18) aufweist.
14. ) Fördereinrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Längspositionierung (18) eine Rasteinrichtung
(27) aufweist.
15. ) Fördereinrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Rasteinrichtung (27) mindestens eine Federrolle
(28) und eine Rastöffnung (29) aufweist.
16. ) Fördereinrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Federrolle (28) stationär und die prismatische Rastöffnung (29) am Werkstückträger (7) angeordnet sind.
17.) Fördereinrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der Förderantrieb (11) einen Motor (30) und ein oszillierendes Fördermittel (31) , insbesondere einen Förderbalken, aufweist.
18.) Fördereinrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Mitnahmeeinrichtung (32) eine Stelleinrichtung (34) mit einem beweglichen Mitnehmer (33) am Fördermittel (31) und eine Aufnahme (35) am Werkstückträger (7) aufweist.
19.) Fördereinrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Förderbahn (9) zwei oder mehr parallele Schienen (10) aufweist.
20.) Fördereinrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Schienen (10) in einer Ebene im wesentlichen parallel zum Untergrund ausgerichtet sind.
21.) Fördereinrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Fördereinrichtung (6) eine mehrstöckige Förderbahn (58) mit einem Gestell (59) mit mindestens einer oben liegenden Arbeitsbahn (61) und einer darunter angeordneten Rückführbahn (62) nebst Förderantrieben (11,63) aufweist.
22.) Fördereinrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Förderbahn (9) und/oder die mehrstöckige Förderbahn (58) aus Modulen (60) besteht.
23.) Fördereinrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass an mindestens einem Ende der mehrstöckigen Förderbahn (58) eine LadeStation (64) und eine Hubeinrichtung (65) angeordnet sind.
24.) Fördereinrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der Werkstückträger (7) eine steuerbare Spanneinrichtung (8) für ein oder mehrere Werkstücke (3), insbesondere Karosseriebauteile, aufweist.
25.) Fördereinrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Spanneinrichtung (8) ein oder mehrere Spanner mit Formauflagen für die Werkstücke (3) aufweist.
26.) Fördereinrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der Werkstückträger (7) platten- oder rahmenförmig ausgebildet ist .
27.) Fördereinrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der Werkstückträger (7) einen Trägerrahmen (36) mit beabstandeten Längs- und Querträgern (37,38) aufweist.
28.) Fördereinrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der Werkstückträger (7) ein Laufwerk (12) mit mehreren frei drehbaren Laufrollen (13) aufweist.
29.) Fördereinrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der Werkstückträger (7) ein oder mehrere Skidkufen (40) aufweist.
30.) Fördereinrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der Werkstückträger (7) für einen liegenden Transport ausgebildet ist.
31.) Fördereinrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der Werkstückträger (7) multitransportabel ausgebildet ist mehrere unterschiedliche Verbindungsmittel für verschiedene Fördereinrichtungen aufweist.
32.) Fördereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der Werkstückträger (7) eine Medienkupplung (39) aufweist .
33.) Fördereinrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der Werkstückträger (7) mehrteilig ausgebildet ist und einen Hauptträger (49) mit ein oder mehreren
Nebenträgern (50) aufweist, die durch eine Kupplung (52) lagefest und lösbar verbunden sind.
34.) Anlage zur Bearbeitung von Werkstücken (3), insbesondere Karosseriebauteilen, mit ein oder mehreren Stationen (2) , ein oder mehreren Bearbeitungsgeräten (4) und mindestens einer Fördereinrichtung (6) zum Transport von Werkstückträgern (7) von und zu ein oder mehreren Arbeitsstellen (15) , wobei die Fördereinrichtung (6) eine stationäre Förderbahn (9) für die Werkstückträger (7) und einen Förderantrieb (11) aufweist, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Fördereinrichtung (6) an der Arbeitsstelle (15) eine Positioniereinrichtung (14) zur mehrachsigen Positionierung des Werkstückträgers (7) aufweist.
35.) Anlage nach Anspruch 34, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass mehrere Stationen (2) hintereinander entlang einer Transferlinie (5) aufweist, wobei die Fördereinrichtung (6) sich durch mehrere Stationen (2) erstreckt.
36.) Anlage nach Anspruch 34 oder 35, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die
Fördereinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 33 ausgebildet ist. |
BESCHREIBUNG
Fördereinrichtung
Die Erfindung betrifft eine Fördereinrichtung mit den Merkmalen im Oberbegriff des Hauptanspruchs.
Eine derartige Fördereinrichtung zum Transport von palettenartigen Werkstückträgern von und zu ein oder mehreren Arbeitsstellen ist aus der Praxis im
Karosserierohbau bekannt. Die Werkstückträger werden auf einer stationären Förderbahn, z.B. einer Schienenbahn, mittels eines Förderantriebs bewegt. An der Arbeitsstelle besteht häufig ein Bedürfnis nach einer genauen Positionierung der auf den Werkstückträgern befindlichen Werkstücke. Die Werkstücke werden mittels einer hochgenauen Spanneinrichtung auf dem Werkstückträger positioniert. Um den Positionsbezug zu Bearbeitungsgeräten in einer Station herzustellen, ist auch eine entsprechend genaue Positionierung des Werkstückträgers an der
Arbeitsstelle erwünscht. Hierzu ist es bekannt, mit einer stationseigenen Hubeinrichtung den Werkstückträger von der Fördereinrichtung abzunehmen und in eine Stationsreferenz oder in eine Unterbauspanntechnik abzusenken. Die Hubeinrichtung muss dazu in der Regel separate Vertikal- und Horizontalbewegungen ausführen, die Taktzeit kosten.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine bessere Förder- und Positioniertechnik aufzuzeigen.
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen im Hauptanspruch .
Eine mehrachsige Positioniereinrichtung sorgt für einen genauen Bezug zwischen dem Werkstückträger und dem darauf befindlichen Werkstück gegenüber der
Bearbeitungsperipherie. Das oder die Werkstück (e) können dadurch mit der gewünschten Präzision bearbeitet werden.
Die Ausbildung der Positioniereinrichtung als stationäre Auflaufeinrichtung hat den Vorteil, dass das Positionieren während des Förderhubs erfolgen kann, wobei hierfür auch die kinetische Energie der Förderbewegung ausgenutzt wird. Dies ist günstig für die Taktzeit, weil der Werkstückträger nicht erst in der Endposition stehen muss, bevor er positioniert werden kann. Außerdem sind die Kinematik und der Bauaufwand einfacher. Auf aufwändige Positionierantriebe mit Zusatzbewegen und zusätzlichen
Antrieben kann zumindest weitgehend verzichtet werden. Die Positioniereinrichtung kann völlig antriebslos ausgebildet werden.
Dies vereinfacht auch die Anordnungsmöglichkeiten der Positioniereinrichtung, die an beliebigen Stellen innerhalb der Fördereinrichtung angeordnet werden kann. Hierbei ist es außerdem möglich, mehrere Positioniereinrichtungen mit Abstand hintereinander entlang der Förderrichtung anzuordnen und mit einer gemeinsamen Fördereinrichtung zu verbinden. Hierdurch können mehrere Werkstückträger gleichzeitig befördert und positioniert werden. Dies hat besondere Vorteile für eine taktgebundene Bearbeitungsanlage, insbesondere eine Transferanlage. Eine multitransportable Ausbildung der Werkstückträger mit der Eignung für mehrere unterschiedliche Fördereinrichtungen, z.B. für den Rücktransport, steigert die Flexibilität noch weiter.
Die beanspruchte Fördereinrichtung eignet sich besonders für den Einsatz in Fertigungsanlagen für den Karosserierohbau. Ein bevorzugter Einsatzbereich liegt bei liegend transportierten , die z.B. eine Bodengruppe oder andere Karosseriebauteile transportieren. Die Werkstückträger können in einem Kreislauf zirkulieren, wobei eine mehrstöckige Förderbahn besonders vorteilhaft ist.
Der Werkstückträger kann einteilig oder mehrteilig sein und lässt sich insbesondere in der mehrteiligen Ausführung an unterschiedliche Betriebserfordernisse und -funktionen anpassen. Er steht über eine Mitnahmeeinrichtung mit einem Fördermittel des Förderantriebs, z.B. einem Förderbalken, in lösbarer Verbindung. Die Verbindung kann Spiel haben und eine hochgenaue mehrachsige, insbesondere dreiachsige Positionierung erlauben. Der Förderantrieb kann nach der Positionierung und während der Werkstückbearbeitung noch mit dem Werkstückträger verbunden bleiben. Die Verbindung kann alternativ nach der Positionierung gelöst werden, was ein Zurückfahren eines oszillierenden Förderantriebs ermöglicht. Der Förderantrieb kann eine Förderbewegung ähnlich wie ein Hubshuttle ausführen, wobei die bei konventionellen Shuttles übliche Hubbewegung durch die Mitnahmeeinrichtung ersetzt wird und der Förderbalken nur eine oszillierende Bewegung vor und zurück in der gleichen Ebene ausführt.
Die beanspruchte Förder- und Positioniertechnik reduziert die Nebenzeiten innerhalb des Arbeitstakts zu Gunsten der Prozesszeiten und des Wirkungsgrads. Ferner werden die Kosten gemindert . Die Technik ist hochflexibel und lässt sich an alle Erfordernisse der Fertigungsumgebung, z.B. einen Wechsel von Typen oder Modellen der Karosserien oder Fahrzeuge, anpassen. Die Technik kann bei
Anlagenvergrößerungen mitwachsen. Sie lässt sich bei neuen Anlagen einsetzen und ermöglicht auch eine Umrüstung und Modernisierung vorhandener Anlagen.
In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.
Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielsweise und schematisch dargestellt. Im einzelnen zeigen:
Figur 1: eine schematische Draufsicht auf eine
Bearbeitungsanlage in Form einer Transferanlage mit mehreren Bearbeitungsstationen, einer Fördereinrichtung und Positioniereinrichtungen in jeder Station,
Figur 2 : eine Variante der Anlage mit einer
Bearbeitungsstation und einem vorgeschalteten Werkzeugwechsler nebst Magazin,
Figur 3 : eine perspektivische Ansicht der
Fördereinrichtung mit einem Werkzeugträger, einer Förderbahn und einer Positioniereinrichtung,
Figur 4 : eine Stirnansicht der Förder- und
Positioniereinrichtung von Figur 3,
Figur 5 und 6 : eine geklappte Seiten- und Draufsicht auf die Förder- und Positioniereinrichtung von Figur 3 und 4 ,
Figur 7 : eine perspektivische Ansicht eines Förderantriebs ,
Figur 8 und 9 : eine perspektivische Ansicht und eine
Draufsicht auf einen Werkstückträger,
Figur 10 : eine vergrößerte Detailansicht des
Werkstückträgers mit einer Hub- und einer Längspositionierung,
Figur 11: eine Variante der Längspositionierung,
Figur 12 : eine ausschnittsweise Darstellung einer
Mitnahmeeinrichtung von Hubantrieb und Werkstückträger,
Figur 13: eine stärker detaillierte Draufsicht auf einen Werkstückträger und eine Positioniereinrichtung,
Figur 14 : eine vergrößerte Detailansicht einer
Hubpositionierung,
Figur 15: eine vergrößerte Detailansicht einer Hub- und Seitenpositionierung,
Figur 16 u. 17: eine perspektivische Ansicht und eine
Draufsicht der Förderbahn mit den stationären Bestandteilen einer Positioniereinrichtung,
Figur 18 bis 22 : eine Variante eines mehrteiligen
Werkstückträgers und einer Förderbahn und
Figur 23 bis 26: eine weitere Variante der Förderbahn mit Rückführung der Werkstückträger.
Die Erfindung betrifft eine Fördereinrichtung (6) zum Transport von ein oder mehreren Werkstückträgern (7) , die von und zu ein oder mehreren Arbeitsstellen (15) transportiert werden. Die Erfindung betrifft ferner ein Förderverfahren und eine Anlage (1) mit ein oder mehreren solchen Fördereinrichtungen (6) .
Figur 1 und 2 zeigen jeweils eine Anlage (1) mit mindestens einer Fördereinrichtung (6) in zwei Varianten. In beiden Fällen kann es sich um eine Bearbeitungsanlage
- S -
(1) für ein oder mehrere Werkstücke (3) handeln, die mit ein oder mehreren Stationen (2) ausgerüstet ist, in denen ein oder mehrere Bearbeitungsgeräte (4) die Werkstücke (3) bearbeiten. Dies können z.B. mehrachsige Roboter mit Fügewerkzeugen zum Schweißen, Kleben, Montieren,
Assemblieren und dergl. sein. Die Werkstücke können von beliebiger Art, Zahl und Größe sein. Im gezeigten Ausführungsbeispiel handelt es sich um Fahrzeug- Karosseriebauteile, insbesondere Blechbauteile.
Ein oder mehrere Werkstücke (3) sind auf einem Werkstückträger (7) angeordnet. Dieser weist eine Spanneinrichtung (8) zur Aufnahme und exakten Positionierung der Werkstücke (3) auf. Die Spanneinrichtung (8) ist steuerbar und kann ein oder mehrere einzeln oder gruppenweise steuerbare Spanner mit angepassten Formauflagen für die Werkstücke (3) aufweisen. Die Spanner können z.B. Kniehebelantriebe besitzen, die bei der Beladung mittels einer geeigneten Antriebstechnik geschlossen werden und dann in der Schließ- und
Spannposition durch eine Totpunktlage oder dergl . verharren. In Figur 2 ist diese Ausbildung angedeutet.
Der Werkstückträger (7) kann außerdem eine Medienkupplung (39) aufweisen, die an der Arbeitsstelle (15) mit einer stationären Medienversorgung gekuppelt werden kann. Hierdurch kann die Spanneinrichtung (8) mit Energie und anderen Betriebsmitteln versorgt werden. Außerdem können Steuersignale für etwaige auf dem Werkstückträger (7) vorhandene Antriebe oder dergl. übertragen werden. Figur 3 bis 6, 8, 9 und 13 sowie Figur 18 bis 22 zeigen zwei Varianten der Ausbildung des Werkstückträgers (7) .
Figur 1 zeigt eine Bearbeitungsanlage (1) in Form einer Transferanlage, bei der mehrere Stationen (2) hintereinander mit z.B. gleichen Abständen entlang einer Transferlinie (5) angeordnet sind. In den Stationen (2)
ist jeweils mindestens eine Arbeitsstelle (15) vorhanden. Die Anlage (1) wird taktweise betrieben, wobei sich in jeder Station (2) und an jeder Arbeitsstelle (15) jeweils ein Werkstückträger (7) befindet und die Werkstückträger (7) gemeinsam stationsweise weiter transportiert werden. Für den Transport der Werkstückträger (7) ist mindestens eine Fördereinrichtung (6) vorhanden, die nachfolgend näher beschrieben wird und welche die Werkstückträger (7) in Transportrichtung (41) taktweise bewegt.
Figur 2 zeigt eine Variante einer Anlage (1) , bei der eine einzelne Station (2) mit Bearbeitungsgeräten (4) vorhanden ist, welche über eine Fördereinrichtung (6) an einen Werkzeugwechsler (46) angeschlossen ist, auf dem mehrere unterschiedliche Werkstückträger für unterschiedliche Bauteiltypen A, B, C, D lösbar angeordnet sind. Die Werkstückträger (7) haben unterschiedliche, typbezogene Spanneinrichtungen (8) . Die Beladung des Werkstückträgers (7) und seiner Spanneinrichtung (8) erfolgt am Werkzeugwechsler (46) mittels eines Bearbeitungsgeräts (4), z.B. eines Transportroboters. Der Werkzeugwechsler
(46) ist z.B. als Drehtisch ausgebildet, der z.B. vier Aufnahmen für Werkstückträger (7) aufweist und in der übergabe-Drehstellung zu der benachbarten Station (2) fluchtet. An den Werkzeugwechsler (46) kann auch ein
Magazin (47) für weitere typgebundene Werkzeugträger (7) unterschiedlicher Bauart angeordnet sein. In Variation zu der gezeigten Ausführung können mehr als zwei Stationen tangential an den Drehtisch (46) mittels Fördereinrichtungen (6) angeschlossen sein. Das Magazin
(47) kann auch entfallen oder mehrfach vorhanden sein.
Die Fördereinrichtung (6) dient zum Transport der Werkstückträger (7) von und zu den Arbeitsstellen (15) . sie weist eine stationäre Förderbahn (9) und einen
Förderantrieb (11) sowie eine Positioniereinrichtung (14) für die Werkstückträger (7) auf. Figur 3 bis 6
verdeutlichen diese Anordnung. Figur 23 bis 26 zeigen hierzu eine Variante.
Die Förderbahn (9) besteht z.B. aus zwei parallelen Bahnholmen oder Schienen (10) , die in der gezeigten und bevorzugten Ausführungsform eine rechteckige Hohlkastenform haben und im wesentlichen auf gleicher Höhe nebeneinander angeordnet sind. Sie sorgen für einen liegenden Transport der Werkstückträger (7) . Die Werkstückträger (7) haben ein Laufwerk (12) mit mehreren Laufrollen (13) nebst Abstreifern, die auf den Schienen
(10) rollen. Der Werkstückträger (7) hat z.B. sechs gleichmäßig verteilte Laufrollen (13) , je drei außen an jeder Längsseite. Außerdem ist eine Führungseinrichtung (nicht dargestellt) vorhanden, um die Werkstückträger (7) bei der Förderbewegung in Transportrichtung (41) in der Spur zu halten.
In Abwandlung der gezeigten Ausführungsform kann die Kinematik auch umgedreht werden, indem die Förderbahn (9) aus zwei oder mehr Reihen von stationär gehaltenen und frei drehbaren Laufrollen besteht, die mit entsprechenden Schienen- oder Kufenelementen am Werkstückträger (7) zusammenwirken.
Der Förderantrieb (11) kann in unterschiedlicher Weise ausgebildet sein. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist er als Shuttleantrieb ausgestaltet und befindet sich innerhalb der Führungsbahn (9) und unterhalb der Schienen (io) . Figur 3, 6 und 7 verdeutlichen diese Ausbildung. Der Förderantrieb (11) kann ein oder mehrere hintereinander oder ggf . auch nebeneinander angeordnete Werkstückträger (7) gemeinsam bedienen und befördern. Der Förderantrieb
(11) weist einen Motor (30) und ein Fördermittel (31) auf, welches mittels ein oder mehrerer Mitnahmeeinrichtungen
(32) mit ein oder mehreren Werkstückträgern (7) lösbar verbunden werden kann. Das Fördermittel (31) führt in der
gezeigten Ausführungsform oszillierende Bewegungen vor und zurück in Transportrichtung (41) aus und weist einen Förderbalken auf, der mittels endseitiger Laufwerke (42) auf ein oder mehreren Stützschienen (43) in Transportrichtung (41) rollt oder gleitet. Die
Stützschienen (43) können unterbrochen sein und haben eine dem Förderhub entsprechende Länge. Der Förderbalken (31) wird von dem stationären Motor (30) über ein Getriebe und ein geeignetes Antriebsmittel, z.B. einen Zahnstangentrieb (45) angetrieben. Eine stationäre Führung (44) mit
Seitenrollen und dergl . sorgt für eine gerade Führung des Förderbalkens (31) .
Der Förderbalken (31) kann eine große Länge haben und sich durch ein oder mehrere Stationen (2) erstrecken. Er kann insbesondere mehrere Werkstückträger (7) gleichzeitig mitnehmen und transportieren. Die Förderbewegung erfolgt hierbei intermitierend und taktweise, wobei die Länge des Förderhubs dem Abstand zwischen den Arbeitsstellen (15) entspricht.
Die Mitnahmeeinrichtung (32) ist steuerbar und erlaubt bei Bedarf ein öffnen und Schließen der Verbindung zwischen dem Förderantrieb (11) und ein oder mehreren Werkstückträgern (7) . Der Förderantrieb von Figur 7 weist z.B. eine einzelne endseitige Mitnahmeeinrichtung (32) zur Verbindung mit einem einzelnen Werkstückträger (7) auf.
Figur 12 zeigt hierzu konstruktive Details. Am Fördermittel oder Förderbalken (31) ist ein Mitnehmer (33), z.B. der gezeigte vertikal bewegliche Mitnahmebolzen, zusammen mit einer geeigneten steuerbaren Stelleinrichtung (34), z.B. einem pneumatischen Zylinder, angeordnet. In angehobener Stellung wirkt der Mitnehmer (33) mit einer Aufnahme (35) an der Unterseite des
Werkstückträgers (7) zusammen. Die Aufnahme (35) kann als Bolzenaufnahme mit einer zylindrischen öffnung ausgebildet
sein oder aus zwei parallelen und quer zur Transporteinrichtung (41) ausgerichteten Stützplatten bestehen. Zwischen dem Mitnehmer (33) und der Aufnahme (35) kann ein auf die Positioniereinrichtung (14) abgestimmtes Spiel in den Positionierachsen x, y und/oder z bestehen. Die Kinematik kann auch umgekehrt sein, wobei sich der Mitnehmer (33) nebst Stelleinrichtung (34) am Werkstückträger (7) befindet.
-Der Werkstückträger (7) kann plattenförmig oder rahmenförmig aufgebaut sein. In der gezeigten Ausführungsform ist der Werkstückträger (7) als Palette ausgebildet und besitzt einen gitterartigen Palettenrahmen (36) , der aus zwei parallelen Längsträgern (37) und mehreren Querträgern (38) an den Stirnenden und im
Mittelbereich besteht. Zwischen den Längs- und Querträgern (37,38) sind Freiräume vorhanden.
Die Fördereinrichtung (6) besitzt an vorzugsweise jeder Arbeitsstelle (15) eine Positioniereinrichtung (14), die zur mehrachsigen Positionierung des Werkstückträgers dienen kann. Die Positioniereinrichtung (14) ist dabei als stationäre Auflaufeinrichtung (20) ausgebildet, die beim Förderhub und während der Vorwärtsbewegung in Transportrichtung (41) den Werkstückträger (7) von der Förderbahn (9) zumindest teilweise löst. Die kinetische Energie zum Positionieren wird aus der Förderbewegung gewonnen. Die Positioniereinrichtung (14) kann ohne zusätzliche Antriebe auskommen.
Die Positioniereinrichtung (14) besteht aus Teilen, die an den Werkstückträgern (7) angeordnet sind und aus Teilen, die an der Arbeitsstelle (15) im Bereich der Führungsbahn (9) angeordnet sind. Diese stationären Teile sind an einem Unterbau (19) oder an einem Gestell in der Förderbahn (9) z.B. zwischen den Schienen (10) angeordnet.
Die Positioniereinrichtung (14) kann eine
Hubpositionierung (16) , eine Seitenpositionierung (17) und eine Längspositionierung (18) aufweisen. Hierdurch kann der Werkstückträger (7) an der Arbeitsstelle (15) nach den drei Raumachsen x, y, und z positioniert werden.
Die in Figur 5, 13 und 14 verdeutlichte Hubpositionierung (16) bildet eine Hubführung in der vertikalen z-Achse und weist eine Auflaufbahn (21) auf, durch welche der Werkstückträger (7) bei der Positionierung von der
Förderbahn (9) bzw. den Schienen (10) gelöst wird. Die Auflaufbahn (21) erstreckt sich z.B. parallel zur Förderbahn (9) und definiert die Höhenlage in z-Richtung des Werkstückträgers (7) . Der Kontakt zwischen den Laufrollen (13) und den Schienen (10) kann hierbei noch vorhanden sein, insbesondere wenn die Laufrollen (13) aus einem elastischen Material, z.B. Kunststoff bestehen. Der Kontakt kann alternativ gelöst werden.
Die Auflaufbahn (21) kann unterschiedlich ausgestaltet sein. In der gezeigten Ausführungsform besteht sie aus mehreren frei drehbaren und auf gleicher Höhe angeordneten Auflaufrollen (22), die am Innenbereich der beiden Schienen (10) in zwei Reihen hintereinander angeordnet sind. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind sechs gleichmäßig verteilte Auflaufrollen (22) vorhanden. Die Rollen bestehen aus einem druckbelastbaren Material, z.B. Stahl, und sind über einen gestellartigen oder aus Einzelträgern bestehenden Unterbau (19) an der Führungsbahn (9) oder dem Untergrund gelagert.
Der Werkstückträger (7) weist an der Unterseite, z.B. an den Enden und dem Anbindungsbereich von Querträgern (38) , ein oder mehrere Auflaufkufen (23) auf, die mit den Auflaufrollen (22) definiert zusammenwirken. Die
Auflaufkufen (23) sind als ebene Stützplatten mit einer genau definierten Dicke und einem exakten Bezug zum
Koordinatensystem der Spanneinrichtung (8) ausgebildet und angeordnet. Die Größe der Plattenfläche ist jeweils auf den Kontaktbereich und den zum Positionieren erforderlichen Wegbereich der Auflaufrollen (22) abgestimmt. Die Auflaufkufen (23) sind in gleicher Zahl und Anordnung wie die Auflaufrollen (22) vorgesehen. Beim Positionieren des Werkstückträgers (7) gleiten alle sechs Auflaufkufen (23) gleichzeitig auf die zugehörigen Auflaufrollen (22) auf. Figur 4, 5, 13 und 14 verdeutlichen die Anordnung und Ausbildung.
Zur Vereinfachung des Aufgleitvorgangs kann der Werkstückträger (7) an ein oder beiden Frontseiten eine Auflaufhilfe (24) aufweisen. Dies ist z.B. die in Figur 10 dargestellte Anschrägung. Sie erleichtert ein Angleiten oder Aufgleiten des Palettenrahmens (36) an den Anlaufrollen oder Auflaufrollen (22) und ggf. auch an anderen Fördereinrichtungen.
in Abwandlung der gezeigten Ausführungsform kann die kinematische Zuordnung umgekehrt sein, wobei die Auflaufrollen (22) am Werkstückträger (7) und die Auflaufkufen (23) an der Führungsbahn (9) angeordnet sind. Ferner kann eine gleitende Verbindung statt einer Rollverbindung bestehen, wobei z.B. die Auflaufrollen (22) durch Gleitschuhe ersetzt sind.
Die Seitenpositionierung (17) ist in Figur 4, 13 und 15 genauer dargestellt. Sie sorgt für eine Positionierung des Werkstückträgers (7) in y-Richtung quer zur
Transportrichtung (41) und in der Hauptebene der Förderbewegung. Die Seitenpositionierung (17) kann ebenfalls unterschiedlich ausgebildet sein. In der gezeigten Ausführungsform weist sie mehrere Zentrierrollen (25) und jeweils ein in den Freiraum zwischen den
Zentrierrollen (25) greifendes Schwert (26) auf. An der Unterseite des Werkstückträgers (7) sind z.B. an der
Vorder- und Rückfrontseite nahe des einen Längsträgers (37) zwei fluchtend längs der Transportrichtung (41) ausgerichtete Schwerter (26) angeordnet, die mit paarweisen Zentrierrollen (25) zusammenwirken, die am Unterbau (19) stationär und frei drehbar gelagert sind. Die Kinematik kann auch hier umgekehrt sein.
Die Längspositionierung (18) ist in Figur 10, 11 und 17 in zwei AusführungsVariante dargestellt. Sie weist mindestens eine Rasteinrichtung (27) an geeigneter Stelle auf, die bei der Positionierung und bei Einnahme der exakten Position in x-Richtung einfällt. Die Rasteinrichtung (27) kann z.B. aus einer an der Führungsbahn (9) gelagerten Federrolle (28) bestehen, die mit einer z.B. prismatischen Rastöffnung (29) am Werkstückträger (7) zusammenwirkt. In der Variante von Figur 10 ist eine Federeinheit (48) mit einer mechanischen Feder vorgesehen. Bei der Positionierbewegung wird die Federrolle (28) zunächst vom anderen Rastelement überfahren und weicht dabei federnd aus, wobei sie bei Einnahme der Endposition sich unter der Rückstellkraft der Feder (48) wieder zurückbewegt und formschlüssig in die zugewandte Prismaöffnung eingreift und hierbei den Werkstückträger (7) positioniert.
in der Variante von Figur 11 ist die Federeinheit (48) als pneumatischer Zylinder mit einer Verdrehsicherung ausgebildet. Hierbei kann das Gaspolster federn. Der Zylinder kann alternativ auch steuerbar sein und gesteuerte Ausweich- und Vorschubbewegungen ausführen.
Die Rasteinrichtung (27) kann wahlweise vertikal oder horizontal ausgerichtet sein und sie kann einfach oder mehrfach vorhanden sein. Eine kinematische Umkehr ist gleichfalls möglich.
Für die Längspositionierung (18) empfiehlt es sich außerdem, an der Mitnahmeeinrichtung (32) ein ausreichendes Spiel in Transportrichtung (41) und in der x-Achse vorzusehen, welches größer als das Positionierspiel ist. Entsprechendes gilt für die Seitenpositionierung (17) .
Der Werkstückträger (7) ist in der bevorzugten Ausführungsform für einen liegenden Transport ausgebildet, Er kann alternativ für einen stehenden oder hängenden Transport gestaltet sein und auch in Schräglage transportiert werden. Die Ausbildung des Laufwerks und die Zahl und Anordnung der Laufrollen (13) können entsprechend variieren.
Der Werkstückträger (7) ist multitransportabel ausgebildet und eignet sich für mehrere unterschiedliche Fördereinrichtungen. Hierfür kann er z.B. außer dem Laufwerk (12) noch Skidkufen an der Unterseite des Palettenrahmens (36) aufweisen, die für einen Skidförderer vorgesehen sind. Die innerhalb der Anlage (1) zirkulierenden Werkstückträger (7) können hierdurch auf unterschiedlichen Förderern transportiert werden. Beispielsweise kann nach Durchlaufen der Stationsreihe (2) und Abgabe der Werkstücke (3) einen Rückbeförderung der Werkstückträger (7) über einen Skidförderer, ein Transportband oder einen beliebigen anderen Förderer erfolgen.
Die Positioniereinrichtung (14) kann auch in Verbindung mit anderen Arten von Fördereinrichtung (6) betrieben werden. Beispielsweise kann der Förderantrieb (11) als Kettenförderer, Vorschubzylinder oder in beliebig anderer Weise ausgebildet sein. Die Positioniereinrichtung (14) und der Werkstückträger (7) lassen sich dabei auch an bereits vorhandene Anlagen (1) und Fördereinrichtungen (6) nachrüsten oder umrüsten. Durch die multitransportable
Ausbildung kann der Werkstückträger (7) außerdem bei einem Umbau oder einer anderen änderung der Fördereinrichtung (6) entsprechend umgerüstet werden. Die Positioniereinrichtung (14) kann hierbei beibehalten werden.
In den vorbeschriebenen Ausführungsformen von Figur 1 bis 17 ist der Werkstückträger (7) einteilig ausgebildet. Figur 18 bis 22 zeigen eine mehrteilige Variante. Der Werkstückträger (7) besteht hier aus einem Hauptträger (49) und ein oder mehreren Nebenträgern (50) , die als Anhänger ausgebildet sind und mit dem Hauptträger (49) durch eine Kupplung (52) an ein oder zwei Stirnseiten verbunden werden können. Die Kupplung (52) kann starr oder lösbar sein. Sie kann eine lagefeste Verbindung schaffen und ein oder mehrere Positioniermittel (53) aufweisen, mit denen die gegenseitige Lage von Haupt- und Nebenträger (49,50) festgelegt wird. Die Positioniermittel (53) können z.B. Rundzapfen sein, die in entsprechende öffnungen passgenau eingreifen.
Die Kupplung (52) kann in beliebig geeigneter Weise ausgebildet sein. Im gezeigten Ausführungsbeispiel handelt es sich um horizontale Kupplungswangen, die an den Querträgern (38) der Rahmengesteile oder Palettenrahmen (36) in unterschiedlichen Höhenlagen angeordnet sind und die unter gegenseitigem Eingriff der Positioniermittel (53) zum Ankuppeln übereinander gesteckt werden können.
Die Haupt- und Nebenträger (49,50) können unterschiedliche Größen aufweisen. Der Hauptträger (49) kann z.B. wie im ersten Ausführungsbeispiel ausgestaltet sein und alle vorbeschriebenen konstruktiven Gestaltungsmerkmale und Funktionen nebst Medienkupplung (39) haben. Der mit einem eigenen Laufwerk (12) ausgerüstete Nebenträger (50) kann kürzer sein und wird ggf. eigenständig oder vom Hauptträger (49) über die Kupplung (52) mit Betriebsmedien
versorgt .
Der Nebenträger (50) kann verschiedene Funktionen erfüllen. Zum einen kann er eine Werkstückträgerverlängerung bilden, um unterschiedliche
Typvarianten von Werkstücken (3) aufnehmen zu können, z.B. Karosserien mit unterschiedlichen Heckausführungen und dementsprechend unterschiedlichen Karosserielängen. Andererseits kann der Nebenträger (50) als Magazin für Bauteile und/oder ggf . auch Werkzeuge dienen und entsprechend ausgebildet sein. Hier können z.B. lose Bauteile mitgeführt werden, die in den Stationen (2) von den dortigen Bearbeitungsgeräten (4) aufgenommen und mit der auf dem Hauptträger (49) befindlichen Karosserie oder Teilkarosserie assembliert und gefügt werden. Der
Nebenträger (50) kann hierfür geeignete Aufnahmen (51) für die Bauteile und/oder ggf . auch für spezielle Werkzeuge aufweisen.
.Die Werkstückträger (7) in den verschiedenen
Ausführungsbeispielen können in Leichtbauweise ausgeführt sein. Hierfür sind einerseits die gezeigten Rahmenbauweisen oder Gitterstrukturen mit schmalen Tragprofilen vorteilhaft. Die erforderlichen Stützflächen für die Werkstücke (3) können durch formoptimierte und leichte Auflagen (54) gebildet werden, die sich ggf. an den Trägerenden bzw. Eckbereichen verbreitern und die Rahmenstruktur versteifen können. Die plattenartigen Auflagen (54) können seitlich über den Palettenrahmen (36) hinausragen und an der Unterseite die Laufwerke (12) bzw. Laufrollen (13) tragen. Außerdem können Leichtbaumaterialien mit Kunststoff oder Verbundwerkstoffen, z.B. CFK, GFK oder dgl . zum Einsatz kommen. Durch die Gewichtsminimierung können beim Transport die Beschleunigungs- und Bremsvorgänge energiesparender ausgeführt werden.
Figur 18 bis 22 verdeutlichen außerdem die Anordnungsmöglichkeit einer Führungseinrichtung (55) an der Förderbahn (9). Sie besteht z.B. aus einer innenseitig an einem Bahnholm (10) angeordneten parallelen Führungsschiene (56) mit einem im wesentlichen U-förmigen Querschnitt, wobei der eine innenliegende und hochragende Schienensteg als Führungsleiste dient, an der Führungsrollen (57) am Werkstückträger (7) bzw. am Hauptträger (49) und ggf. am Nebenträger (50) beidseits angreifen. Figur 22 verdeutlicht in einer Stirnansicht die Rollenanordnung .
Figur 23 bis 26 zeigen eine Variante der Fördereinrichtung (6) , die hier eine mehrstöckige Förderbahn (58) und ein Gestell (59) mit Bahnen in mehreren Ebenen übereinander aufweist. Die oben liegende Arbeitsbahn (61) entspricht der Förderbahn (9) in den ersten Ausführungsbeispielen. Unterhalb der Arbeitsbahn (61) ist eine Rückführbahn (62) für die leeren einteiligen oder mehrteiligen Werkstückträger (7) angeordnet. An der Arbeitsbahn (61) befindet sich ein Förderantrieb (11) der eingangs beschriebenen Art. Die Rückführbahn (62) kann ebenfalls einen Förderer (63) oder Förderantrieb aufweisen, der z.B. als längs der Rückführbahn (62) umlaufender Riementrieb ausgebildet ist, welcher die Werkstückträger (7) mit Reibschluss mitnimmt. Der Förderer (63) ist bevorzugt derart ausgebildet, dass er sich für unterschiedlichste Arten von Werkstückträgern eignet und nicht nur für die in den Ausführungsbeispielen gezeigten Bauformen.
An der mehrstöckigen Führungsbahn (58) können die Werkstückträger (7) in einem vertikalen Kreislauf bewegt werden, wobei an mindestens einem Bahnende, vorzugsweise an beiden Enden, eine Ladestation (64) nebst Hubeinrichtung (65) angeordnet sind. An den Ladestationen (64) können die Werkstückträger (7) mit Werkstücken be- und entladen werden. Durch die Hubeinrichtungen (65)
können die Werkstückträger (7) zwischen den Bahnen (61,62) hin und her bewegt und umgesetzt werden.
Die Hubeinrichtungen können (65) in beliebig geeigneter Weise ausgebildet sein. In der gezeigten Ausführungsform bestehen sie aus einem Bahnstück (66) , welches mit der Arbeitsbahn (61) und der Rückführbahn (62) sowie den dortigen Fördereinrichtungen (11,63) korrespondiert und zum überschieben des Werkstückträgers (7) bündig anschließt und das mit einem steuerbaren Hubantrieb (67) , z.B. einer Hubschere, verbunden ist.
Die mehrstöckige Führungsbahn (58) und auch die vorbeschriebene Förderbahn (9) können zur leichten und wirtschaftlichen Anpassung an unterschiedliche
Anlagengestaltungen modular aufgebaut sein und für den Bahnbereich zwischen den Ladestationen (64) ein oder mehrere Module (60) gemäß Figur 25 aufweisen. Die Module (60) können autark ausgebildet sein und Abschnitte der Fördereinrichtungen (11,63) aufweisen. Die Module (60) lassen sich in ihrem Bahnverlauf und in den Fördereinrichtungen (11,63) zur Bildung einer beliebig langen Bahn koppeln.
Abwandlungen der gezeigten und beschriebenen
Ausführungsformen sind in verschiedener Weise möglich. Dies betrifft insbesondere die konstruktive Ausbildung der Positioniereinrichtung (14) und ihrer Teile (16,17,18). Die Positioniereinrichtung (14) weist bevorzugt zumindest eine Hubpositionierung (16) auf. Die Seitenpositionierung (17) und/oder die Längspositionierung (18) können je nach Genauigkeitserforderniss entfallen oder durch Seiten- und/oder Längsanschläge an der Führungsbahn (9) oder die Positionierung durch den Förderantrieb (11) ersetzt werden. Die Rasteinrichtung (27) kann andere Arten von
Rastelementen aufweisen. Außerdem können die Rastelemente statt mit einer Feder (48) oder einem anderen
kompressiblen Organ mit einer steuerbaren und angetriebenen Stelleinrichtung ausgerüstet sein. Die Rasteinrichtung (27) kann außerdem durch eine steuerbare Skidklammer gebildet werden.
Abwandlungen sind auch hinsichtlich der Anlagenausbildung möglich. In der Anlage von Figur 1 können die Werkstückträger (7) in einem anlagenübergreifenden großen Kreislauf wandern. Alternativ kann die Fördereinrichtung (6) den Werkstückträger (7) zwischen zwei benachbarten Stationen (2) oder Arbeitsstellen (15), z.B. einer Beladestelle und einer Schweißstelle, reversierend hin und her bewegen, was auf einer geraden oder einer gebogenen Förderbahn (9) möglich ist. Außerdem können mehrere Stationen über Kreuz angeordnet sein, wobei ein oder mehrere Werkstückträger (7) auch quer zu ihrer normalen Transportrichtung (41) mit einer entsprechenden Fördereinrichtung verschiebbar sind. Hierbei können u.U. Schienenstücke mittransportiert werden. Für den Werkstückträger (7) kann bei den Varianten mit engerer Stationsbindung die Funktion eines Werkzeugträgers im Vordergrund stehen.
In den gezeigten Ausführungsbeispielen hat die Förderbahn eine gerade Erstreckung. Sie kann stattdessen auch eine nichtlineare und zumindest stellenweise gebogene Form aufweisen. Sie kann z.B. eine konzentrische Bogen- oder Ringbahn bilden, wobei der Förderantrieb (11) als eine Art Karussellantrieb ausgebildet ist und die Werkstückträger (7) in einer Bogen- oder Kreisbahn umlaufend oder reversierend bewegt. Ferner können der Förderantrieb (11) und die ein oder mehreren Werkstückträger (7) in einer dauerhaften und im Betrieb nicht gelösten Mitnahmeverbindung stehen.
BEZUGSZEICHENLISTE
1 Anlage, Bearbeitungsanlage
2 Station, Bearbeitungsstation 3 Werkstück, Karosseriebauteil
4 Bearbeitungsgerät, Roboter
5 Transferlinie
6 Fördereinrichtung
7 Werkstückträger, Palette 8 Spanneinrichtung
9 Förderbahn
10 Schiene
11 Förderantrieb
12 Laufwerk 13 Laufrolle
14 Positioniereinrichtung
15 Arbeitsstelle, Arbeitsposition
16 Hubpositionierung, Hubführung
17 Seitenpositionierung, Seitenführung 18 Längspositionierung, Längsführung
19 Unterbau, Untergestell
20 Auflaufeinrichtung
21 Auflaufbahn
22 Auflaufrolle 23 Auflaufkufe
24 Auflaufhilfe, Anschrägung
25 Zentrierrolle
26 Schwert
27 Rasteinrichtung 28 Federrolle
29 Rastöffnung, Prisma
30 Motor
31 Fördermittel, Förderbalken
32 Mitnahmeeinrichtung 33 Mitnehmer, Mitnahmebolzen
34 Stelleinrichtung, Zylinder
35 Aufnahme, Bolzenaufnahme
36 Palettenrahmen
37 Längsträger
38 Querträger
39 Medienkupplung 40 Skidkufe
41 Transportrichtung
42 Laufwerk Förderbalken
43 Stützschiene Förderbalken
44 Führung Förderbalken 45 Zahnstangentrieb
46 Werkzeugwechsler, Drehtisch
47 Magazin
48 Federeinheit
49 Hauptträger 50 Nebenträger, Anhänger
51 Aufnahme
52 Kupplung
53 Positioniermittel
54 Auflage 55 Führungseinrichtung
56 Führungsschiene
57 Führungsrolle
58 mehrstöckige Förderbahn
59 Gestell 60 Modul
61 Arbeitsbahn
62 Rückführbahn
63 Förderer, Förderantrieb
64 Ladestation 65 Hubeinrichtung
66 Bahnstück
67 Hubantrieb, Hubschere