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Title:
DEVICE FOR PROVIDING RETAINING AND/OR PROCESSING APPARATUSES AND SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2014/029690
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a device (100) for providing retaining and/or processing apparatuses for a manipulator, in particular in a production line for producing vehicle bodies, wherein the device has a retaining base (1) and a base element (3) supported so as to be rotationally movable about an axis of rotation (101) in relation to the retaining base, wherein a first and a second provision element (6', 6") are fastened to the base element, wherein the first and the second provision element are each designed to accommodate the retaining and/or processing apparatuses, wherein the first provision element (6') can be pivoted about a first pivot axis (102) perpendicular to the axis of rotation by means of a first pivoting apparatus (4') and wherein the second provision element (6") can be pivoted about a second pivot axis (103) perpendicular to the axis of rotation by means of a second pivoting apparatus (4").

Inventors:
DOERR HARDY (DE)
HAAS NATALJA (DE)
Application Number:
PCT/EP2013/067094
Publication Date:
February 27, 2014
Filing Date:
August 15, 2013
Export Citation:
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Assignee:
THYSSENKRUPP SYSTEM ENG GMBH (DE)
International Classes:
B23Q1/66; B25B11/02; B23Q7/02; B23Q7/14; B25J9/00; B25J9/10; B25J15/04; B62D65/00
Foreign References:
GB2105234A1983-03-23
GB793898A1958-04-23
DE202004009601U12004-10-07
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
LOOCK, Jan Pieter et al. (DE)
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Claims:
PATENTANSPRÜCHE

Vorrichtung (100) zur Bereitstellung von Halte- und/oder Bearbeitungseinrichtungen (1 1 ) für einen Manipulator, insbesondere in einer Herstellungsstraße zur Herstellung von Fahrzeugkarosserien, wobei die Vorrichtung (100) eine Haltebasis (1 ) und ein gegenüber der Haltebasis (1 ) um eine Drehachse (101 ) drehbeweglich gelagertes Basiselement (3) aufweist, wobei an dem Basiselement (3) wenigstens ein erstes und ein zweites Bereitstellungselement (6', 6") befestigt sind, wobei das erste und das zweite Bereitstellungselement (6', 6") jeweils zur Aufnahme der Halte- und/oder Bearbeitungseinrichtungen (1 1 ) vorgesehen sind, wobei das erste Bereitstellungselement (6') mittels einer ersten Schwenkeinrichtung (4') wenigstens um eine zur Drehachse (101 ) senkrechte erste Schwenkachse (102) verschwenkbar ist und wobei das zweite Bereitstellungselement (6") mittels einer zweiten Schwenkeinrichtung (4") wenigstens um eine zur Drehachse (101 ) senkrechte zweite Schwenkachse (103) verschwenkbar ist.

Vorrichtung (100) nach Anspruch 1 , wobei das erste Bereitstellungselement (6') eine Aufbauplatte (13) umfasst, auf welcher eine Fixiervorrichtung (10') zum Fixieren einer Halte- und/oder Bearbeitungseinrichtung (1 1 ) angeordnet ist.

Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die erste Schwenkeinrichtung (4') einen ersten Schwenkarm (5') umfasst, dessen eines Ende über ein erstes Drehgelenk (15') drehgelenkig am ersten Bereitstellungselement (6') befestigt ist und dessen anderes Ende über ein zweites Drehgelenk (14') drehgelenkig am Basiselement (3) befestigt ist.

Vorrichtung (100) nach Anspruch 3, wobei die erste Schwenkeinrichtung (4') einen ersten Kettenantrieb umfasst, wobei der erste Kettenantrieb ein mit dem ersten Bereitstellungselement (6') gekoppeltes erstes Kettenrad (7'), ein mit dem Basiselement (3) gekoppeltes zweites Kettenrad (9'), sowie eine auf dem ersten Kettenrad (7') und auf dem zweiten Kettenrad (9') laufende Kette (8') umfasst.

Vorrichtung (100) nach Anspruch 4, wobei der erste Schwenkarm mittels eines ersten Motors um die Drehachse des zweiten Drehgelenks verschwenkbar ist, wobei das zweite Kettenrad (9') drehfest mit dem Basiselement (3) gekoppelt ist und wobei das erste Kettenrad (7') drehfest mit dem ersten Bereitstellungselement (6') gekoppelt ist, wobei der Durchmesser des zweiten Kettenrads (9') vorzugsweise größer als der Durchmesser des ersten Kettenrads (7') ist.

Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei der erste Motor (2') zum Antreiben einer in einem am Basiselement (3) befestigten ersten Lagerbock (18') drehbar gelagerten Antriebswelle vorgesehen ist, auf welcher ein Ende des Schwenkarm (5') drehfest befestigt ist, während ein anderes Ende des Schwenkarms (5') drehgelenkig in einem am ersten Bereitstellungselement (6') befestigten zweiten Lagerbock (17') gelagert ist, wobei das zweite Kettenrad (9') drehfest am ersten Lagerbock (18') befestigt ist und wobei das erste Kettenrad (7') drehfest am zweiten Lagerbock (17') befestigt ist.

Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei eine Antriebswelle eines ersten Motors drehfest mit dem zweiten Kettenrad verbunden ist, wobei ein Ende des Schwenkarms vorzugsweise drehgelenkig auf der Antriebswelle gelagert ist.

Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 2 bis 7, wobei das zweite Bereitstellungselement (6") eine weitere Aufbauplatte (13") umfasst, auf welcher eine weitere Fixiervorrichtung (10") zum Fixieren einer Halte- und/oder Bearbeitungseinrichtung (1 1 ) angeordnet ist und/oder wobei die zweite Schwenkeinrichtung (4") einen zweiten Schwenkarm (5") umfasst, dessen eines Ende über ein weiteres zweites Drehgelenk (14") drehgelenkig am Basiselement (3) befestigt ist und dessen anderes Ende über ein weiteres erstes Drehgelenk (15") drehgelenkig am zweiten Bereitstellungselement (6") befestigt ist und/oder dass die zweite Schwenkeinrichtung (4") einen zweiten Kettenantrieb umfasst, wobei der zweite Kettenantrieb ein mit dem zweiten Bereitstellungselement (6") gekoppeltes weiteres erstes Kettenrad (7"), ein mit dem Basiselement (3) gekoppeltes weiteres zweites Kettenrad (9"), sowie eine auf dem weiteren ersten Kettenrad (7") und auf dem weiteren zweiten Kettenrad (9") laufende weitere Kette (8") umfasst und/oder wobei das weitere zweite Kettenrad (9") mit einer sich entlang der zweiten Schwenkachse (103) erstreckenden weiteren Antriebsachse verbunden ist, welche mittels eines zweiten Motors (2") antreibbar ist und welche mit der Drehachse des weiteren zweiten Drehgelenks (15") fluchtet, und/oder dass das weitere erste Kettenrad (7") drehfest relativ zum zweiten Bereitstellungselement (6") am zweiten Bereitstellungselement (6") befestigt ist, wobei eine Zentralachse des weiteren ersten Kettenrads (7") mit der Drehachse des weiteren ersten Drehgelenks (14") fluchtet. 9. Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste und die zweite Schwenkachse (102, 103) zueinander parallel ausgerichtet sind.

10. Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Basisele- ment (3) als Drehtisch ausgebildet ist, welcher gegenüber der Haltebasis (1 ) mittels eines Antriebsmotors (16) drehbar ist.

1 1 . Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung (100) ein drittes und viertes Bereitstellungselement aufweist, wobei das dritte und das vierte Bereitstellungselement jeweils zur Aufnahme der Halte- und/oder Bearbeitungseinrichtungen (1 1 ) vorgesehen sind, wobei das dritte Bereitstellungselement mittels einer dritten Schwenkeinrichtung um eine zur Drehachse (101 ) senkrechte dritte Schwenkachse verschwenkbar ist und wobei das vierte Bereitstellungselement mittels einer vierten Schwenkeinrichtung um eine zur Drehachse (101 ) senkrechte vierte Schwenkachse verschwenkbar ist, wobei das erste, zweite, dritte und vierte

Bereitstellungselement vorzugsweise rotationssymmetrisch um die Drehachse (101 ) angeordnet sind.

12. System zum Transportieren und/oder Bearbeiten von Werkstücken innerhalb einer Herstellungsstraße zur Herstellung von Fahrzeugkarosserien, wobei das System eine

Vorrichtung (100) zur Bereitstellung der Halte- und/oder Bearbeitungseinrichtungen (1 1 ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist und wobei das System ferner einen mit von der Vorrichtung (100) bereitgestellten Halte- und/oder Bearbeitungseinrichtungen (1 1 ) bestückbaren Manipulator aufweist.

13. System nach Anspruch 1 1 , wobei das System ein Magazin für eine Mehrzahl von Halte- und/oder Bearbeitungseinrichtungen (1 1 ) aufweist und/oder wobei das System eine Wechsel- und/oder Wartungsstation aufweist.

Description:
BESCHREIBUNG

Titel

Vorrichtung zur Bereitstellung von Halte- und/oder

Bearbeitungseinrichtungen und System

Stand der Technik

Die vorliegende Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zur Bereitstellung von Halte- und/oder Bearbeitungseinrichtungen für einen Manipulator, insbesondere in einer Herstellungsstraße zur Herstellung von Fahrzeugkarosserien.

Es ist bekannt, Werkstücke in Herstellungsstraßen von Fahrzeugkarosserien mit Manipulatoren von einer Herstellungsstation zu einer nächsten Herstellungsstation zu transportieren. Beispielsweise werden für den Prozess des Warmumformens von Blechteilen in Umformpressen, insbesondere Karosserieblechteilen der Automobilindustrie, Glühöfen zum Erwärmen der umzuformenden Blechteile auf Umformtemperatur eingesetzt. Zwischen der Auslaufstrecke solcher Glühöfen und der Umformpresse müssen die heißen Blechteile mittels entsprechender Handhabungssysteme transportiert werden. Zum Weitertransport der Blech- teile dienen Manipulatoren, wie beispielsweise Industrieroboter oder Mehrachs-

Feedersysteme mit durch Kupplungseinheiten angedockten Bauteilhalteeinrichtungen.

Üblicherweise werden die zu bearbeitenden Produktionsteile in einer Herstellungsstraße ständig gewechselt (auch als„Batchbetrieb" bezeichnet), so dass auch der Manipulator ständig mit unterschiedlichen auf die Werkstücke spezifisch angepassten Halteeinrichtungen ausgerüstet bzw. umgerüstet werden muss. Der Wechsel von einer Halteeinrichtung auf eine dem nachfolgenden Werkstück entsprechende Halteeinrichtung erfolgt häufig manuell durch Montagepersonal. Die Wartung und Instandhaltung der Halteeinrichtung wird außerhalb der Produktionsanlage auf gesondert eingerichteten Plätzen durchgeführt.

Offenbarung der Erfindung

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zur Bereitstellung von Halte- und/oder Bearbeitungseinrichtungen für einen Manipulator und ein entsprechendes Sys- tem mit einem Manipulator und einer Vorrichtung zur Bereitstellung von Halte- und/oder Bearbeitungseinrichtungen zur Verfügung zu stellen, bei welchen eine automatisierte, schnelle und variable Bestückung des Manipulators mit unterschiedlichen Halte- und/oder Bearbei- tungseinrichtungen erzielt wird. Ferner soll die Wartung und Instandhaltung der Halte- und/oder Bearbeitungseinrichtungen erleichtert werden.

Gelöst wird diese Aufgabe mit einer Vorrichtung zur Bereitstellung von Halte- und/oder Be- arbeitungseinrichtungen für einen Manipulator, insbesondere in einer Herstellungsstraße zur Herstellung von Fahrzeugkarosserien, wobei die Vorrichtung eine Haltebasis und ein gegenüber der Haltebasis um eine Drehachse drehbeweglich gelagertes Basiselement aufweist, wobei an dem Basiselement wenigstens ein erstes und ein zweites Bereitstellungselement befestigt sind, wobei das erste und das zweite Bereitstellungselement jeweils zur Aufnahme der Halte- und/oder Bearbeitungseinrichtungen vorgesehen sind, wobei das erste Bereitstellungselement mittels einer ersten Schwenkeinrichtung um eine zur Drehachse senkrechte erste Schwenkachse verschwenkbar ist und wobei das zweite Bereitstellungselement mittels einer zweiten Schwenkeinrichtung um eine zur Drehachse senkrechte zweite Schwenkachse verschwenkbar ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil, dass eine automatisierte und schnellere Bestückung eines Manipulators mit verschiedenen Halte- und/oder Bearbeitungseinrichtungen ermöglicht wird, indem die bewegliche Vorrichtung wenigstens eine Halte- und/oder Bearbeitungseinrichtung für den Manipulator mit einer der zwei Bereitstellungselementen in einer Bereitstellungsposition bereithält, in welcher die Halte- und/oder Bearbeitungseinrichtung von dem Manipulator in einfacher Weise und insbesondere automatisch aufgenommen werden kann. Das entsprechende Bereitstellungselement wird dabei mittels des zugehörigen Schwenkantriebs derart verschwenkt, dass eine schnelle Aufnahme durch den Manipulator möglich ist. Gleichzeitig befindet sich das andere Bereitstel- lungselement in einer Warteposition, in welcher in einfacher Weise die auf diesem Bereitstellungselement befindliche Halte- und/oder Bearbeitungseinrichtung ausgetauscht und/oder gewartet werden kann. Die Drehbarkeit des Basiselements um die Drehachse ermöglicht zudem, dass in einfacher Weise zwischen den beiden Bereitstellungselementen gewechselt werden kann, so dass entweder das erste oder das zweite Bereitstellungselement dem Ma- nipulator eine Halte- und/oder Bearbeitungseinrichtung zur Verfügung stellt. Der Manipulator umfasst vorzugsweise einen Mehrachsen-Feeder zum Bearbeiten, Halten und/oder Transportieren eines Werkstücks mittels einer oder mehrerer Halte- und/oder Bearbeitungseinrichtungen, wobei der Feeder die Halte- und/oder Bearbeitungseinrichtung durch eine vertikale Bewegung seines Aufnahmekopfes vom jeweiligen Bereitstellungselement aufnehmen kann. Alternativ wäre aber auch denkbar, dass der Manipulator einen Industrieroboter zum Bearbeiten, Halten und/oder Transportieren eines Werkstücks mittels einer oder mehrerer Halte- und/oder Bearbeitungseinrichtungen umfasst. Das Werkstück ist insbesondere ein Metallbauteil einer Fahrzeugkarosserie.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen entnehmbar.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das erste Bereitstellungselement eine Aufbauplatte umfasst, auf welcher eine Fixiervorrichtung zum Fixieren einer Halte- und/oder Bearbeitungseinrichtung angeordnet ist. Die Fi- xiervorrichtung sorgt vorteilhafterweise dafür, dass die Halte- und/oder Bearbeitungseinrichtung an der Aufbauplatte fixiert bleiben, bis sie vom Manipulator aufgenommen werden. Denkbar ist, dass das Basiselement eine langsame Drehung um die Drehachse ausführt, damit die Werker zum Warten und/oder Bestücken der Bereitstellungselemente nicht gefährdet werden. Alternativ ist denkbar, dass eine die Vorrichtung eine Sicherheitseinrichtung, beispielsweise eine Lichtschranke, umfasst, welche sicherstellt, dass durch die Drehung des Basiselements kein Werker gefährdet wird und sodann eine schnelle Drehung des Basiselements oder ein schnelles Verschwenken des Bereitstellungselement durchgeführt werden kann, wodurch die Umrüstzeiten weiter verkürzt werden. Ferner ist es möglich, dass die Aufbauplatte in der Warteposition in eine vertikale Ausrichtung überführt wird, in welcher ein vergleichsweise einfaches Auswechseln, Warten und/oder Instandhaltung der Halte- und/oder Bearbeitungseinrichtung möglich ist. Vorteilhafterweise müssen die Halte- und/oder Bearbeitungseinrichtungen somit nicht mehr aus der Herstellungsstraße entnommen werden, um Wartungs- und/oder Instandhaltungsarbeiten daran durchzuführen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die erste Schwenkeinrichtung einen ersten Schwenkarm umfasst, dessen eines Ende über ein zweites Drehgelenk drehgelenkig am Basiselement befestigt ist und dessen anderes Ende über ein erstes Drehgelenk drehgelenkig am ersten Bereitstellungselement befestigt ist. Vorteilhafterweise kann das erste Bereitstellungselement somit zwischen einer Be- reitstellungsposition, in welcher sich die Haupterstreckungsebene der Aufbauplatte vorzugsweise in horizontaler Richtung erstreckt, und einer Warteposition, in welcher sich die Haupterstreckungsebene der Aufbauplatte in vertikaler Richtung erstreckt, verschwenkt werden. Die horizontale Ausrichtung der Aufbaupatte in der Bereitstellungsposition hat den Vorteil, dass die Halte- und/oder Bearbeitungseinrichtungen durch einen als Mehrachsen- Feedersystem ausgebildeten Manipulator in einfacher Weise aufgenommen werden können, indem der Kopf des Feeder eine vertikale Bewegung ausführt. Ferner wird der Bewegungsablauf zur Aufnahme von Halte- und/oder Bearbeitungseinrichtungen eines als Industrierobo- ter ausgebildeten Manipulators vereinfacht. Dies kann insbesondere dann von Vorteil sein, wenn nur sehr begrenzter Raum für die Bewegungen des Industrieroboters vorhanden ist. In der Warteposition ist ferner eine gute Erreichbarkeit der Halte- und/oder Bearbeitungseinrichtung durch einen Werker gewährleistet. Das erste Bereitstellungselement ist vorteilhafter- weise über zwei Drehgelenke mit dem Basiselement verbunden, wobei das erste Bereitstellungselement beim Überführen zwischen der Bereitstellungsposition und der Warteposition sowohl um die Drehachse des ersten Drehgelenks, als auch um die Drehachse des zweiten Drehgelenks verschwenkt wird. Das eine Drehgelenk bewegt sich dabei auf einer Planetenbahn um das andere Drehgelenk. Ein Vorteil dieser Drehmechanik ist, dass eine Bewe- gungskombination ermöglicht wird, wodurch die Aufbauplatte sowohl ausgerichtet, als auch positioniert wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die erste Schwenkeinrichtung einen ersten Kettenantrieb umfasst, wobei der erste Ket- tenantrieb ein mit dem ersten Bereitstellungselement gekoppeltes erstes Kettenrad, ein mit dem Basiselement gekoppeltes zweites Kettenrad, sowie eine auf dem ersten Kettenrad und auf dem zweiten Kettenrad laufende Kette umfasst. In vorteilhafter Weise wird durch die Kopplung des ersten und zweiten Kettenrads über die Kette ein Verschwenken der Aufbauplatte herbeigeführt, wenn der erste Schwenkarm oder eines der Kettenräder bewegt wer- den.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass der erste Schwenkarm mittels eines ersten Motors um die Drehachse des zweiten Drehgelenks verschwenkbar ist. Das zweite Kettenrad ist vorzugsweise drehfest mit dem Basiselement gekoppelt, während das erste Kettenrad vorzugsweise drehfest mit dem ersten Bereitstellungselement gekoppelt ist. Die Zentralachse des ersten Kettenrads fluchtet mit der Drehachse des ersten Drehgelenks, während die Zentralachse des zweiten Kettenrads mit der Drehachse des zweiten Drehgelenks fluchtet. Ein Verschwenken des ersten Schwenkarms mittels des ersten Motors führt nun dazu, dass sich das erste Kettenrad auf einer Pla- netenbahn um das zweite Kettenrad bewegt. Durch die Kopplung zwischen dem ersten und dem zweiten Kettenrad mittels der Kette wird durch das Verschwenken des ersten Schwenkarms das erste Kettenrad und somit auch die erste Aufbauplatte relativ zum ersten

Schwenkarm verschwenkt. Die Kombination aus Verschwenken des ersten Schwenkarms und Verdrehung des ersten Kettenrads führt insbesondere dazu, dass sich das erste Bereit- Stellungselement von der vertikalen Warteposition in die horizontale Bereitstellungsposition verschwenkt. Der resultierende Schwenkwinkel der Aufbauplatte zwischen der Bereitstellungsposition und der Warteposition hängt dabei von dem Größenverhältnis zwischen dem ersten und dem zweiten Kettenrad ab. Vorteilhafterweise kann der Schwenkwinkel in einfacher Weise durch Austauschen des ersten und/oder zweiten Kettenrads eingestellt werden. Der Durchmesser des zweiten Kettenrads ist vorzugsweise größer als der Durchmesser des ersten Kettenrads. Durch das Verschwenken des ersten Schwenkarms wird also das erste Bereitstellungselement sowohl um die Drehachse des ersten Drehgelenks, als auch um die Drehachse des zweiten Drehgelenks verschwenkt, so dass eine Ausrichtung und gleichzeitig eine Positionierung der Aufbauplatte lediglich durch den einen ersten Motors erfolgt. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der erste Motor eine in einem am Basiselement befestigten ersten Lagerbock drehbar gelagerte Antriebswelle antreibt, auf welcher ein Ende des Schwenkarm drehfest befestigt ist, während das zweite Kettenrad drehfest am ersten Lagerbock befestigt ist. Ferner ist das andere Ende des Schwenkarms vorzugsweise drehgelenkig in einem am ersten Bereitstellungselement befestigten zweiten Lagerbock gelagert, wobei das erste Kettenrad drehfest am zweiten Lagerbock befestigt ist. Gemäß einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das zweite Kettenrad über eine Antriebsachse mit dem ersten Motor gekoppelt ist und das zweite Kettenrad um eine mit dem ersten Drehgelenk fluchtende Drehachse mittels des ersten Motors drehbar ist, während ein Ende des ersten Schwenkarms drehgelenkig an einem am Basiselement befestigten ersten Lagerbock gelagert ist. Das andere Ende des ersten Schwenkarms ist vorzugsweise drehgelenkig an einem am ersten Bereitstellungselement befestigten zweiten Lagerbock befestigt, während das erste Kettenrad drehfest am zweiten Lagerbock befestigt ist. Eine Drehung des zweiten Kettenrads mittels des ersten Motors führt sodann ebenfalls zu einem Verschwenken des Bereitstellungselements sowohl um die Drehachse des ersten Drehgelenks, als auch um die Drehachse des zweiten Drehgelenks.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das zweite Bereitstellungselement eine weitere Aufbauplatte umfasst, auf welcher eine weitere Fixiervorrichtung zum Fixieren einer Halte und/oder Bearbeitungseinrichtung angeordnet ist und/oder wobei die zweite Schwenkeinrichtung einen zweiten Schwenkarm umfasst, dessen eines Ende über ein weiteres zweites Drehgelenk drehgelenkig am Basisele- ment befestigt ist und dessen anderes Ende über ein weiteres erstes Drehgelenk drehgelenkig am zweiten Bereitstellungselement befestigt ist und/oder dass die zweite Schwenkeinrichtung einen zweiten Kettenantrieb umfasst, wobei der zweite Kettenantrieb ein mit dem zweiten Bereitstellungselement gekoppeltes weiteres erstes Kettenrad, ein mit dem Basiselement gekoppeltes weiteres zweites Kettenrad , sowie eine auf dem weiteren ersten Ketten- rad und auf dem weiteren zweiten Kettenrad laufende weitere Kette umfasst und/oder wobei das weitere zweite Kettenrad mit einer sich entlang der zweiten Schwenkachse erstreckenden weiteren Antriebsachse verbunden ist, welche mittels eines zweiten Motors antreibbar ist und welche mit der Drehachse des weiteren zweiten Drehgelenks fluchtet, und/oder dass das weitere erste Kettenrad drehfest relativ zum zweiten Bereitstellungselement am zweiten Bereitstellungselement befestigt ist, wobei eine Zentralachse des weiteren ersten Kettenrads mit der Drehachse des weiteren ersten Drehgelenks fluchtet. In vorteilhafter Weise weist die erfindungsgemäße Vorrichtung somit wenigstens ein zum ersten Bereitstellungselement identisch aufgebautes zweites Bereitstellungselement und eine zur ersten Schwenkeinrichtung identisch aufgebaute zweite Schwenkeinrichtung auf. Eine Drehung des Basiselements führt dazu, dass dem Manipulator eine Halte- und/oder Bearbeitungseinrichtung wahlweise vom ersten Bereitstellungselement oder vom zweiten Bereitstellungselement zur Verfügung gestellt bzw. zum Aufnehmen derselben hingehalten wird, während das andere des ersten oder zweiten Bereitstellungselement in die Warteposition verfahren wird. Das erste und das zweite Bereitstellungselement sind insbesondere derart an dem Basiselement angeordnet, dass die erste und die zweite Schwenkachse zueinander parallel ausgerichtet sind. Das erste und zweite Bereitstellungselement sind sodann insbesondere auf gegenüberliegenden Seiten des Basiselements und spiegelsymmetrisch bezüglich einer durch die Drehachse und parallel zur Drehachse verlaufende Spiegelebene angeordnet. Vorzugsweise sind das erste und zweite Bereitstellungselement wenigstens rotationsymmetrisch um die Drehachse des Basiselements angeordnet. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das Basiselement als Drehtisch ausgebildet ist, welcher gegenüber der Haltebasis mittels eines Antriebsmotors drehbar ist. In vorteilhafter Weise kann somit automatisch das Basiselement gedreht werden und auf diese Weise zwischen dem ersten und zweiten Bereitstellungselement gewechselt werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Vorrichtung ein drittes und viertes Bereitstellungselement aufweist, wobei das dritte und das vierte Bereitstellungselement jeweils zur Aufnahme der Halte- und/oder Bearbeitungseinrichtungen vorgesehen sind, wobei das dritte Bereitstellungselement mittels einer dritten Schwenkeinrichtung um eine zur Drehachse senkrechte dritte Schwenkachse verschwenkbar ist und wobei das vierte Bereitstellungselement mittels einer vierten Schwenkeinrichtung um eine zur Drehachse senkrechte vierte Schwenkachse verschwenkbar ist, wobei das erste, zweite, dritte und vierte Bereitstellungselement vorzugsweise rotationssymmetrisch um die Drehachse angeordnet sind. Vorzugsweise ermöglichen das dritte und/oder vierte Bereitstellungselement dem Manipulator weitere Halte- und/oder Bearbeitungseinrichtungen zur Verfügung zu stellen. Das dritte und/oder vierte Bereitstellungselement ist vorzugsweise baugleich zum ersten Bereitstellungselement ausgebildet, während die dritte und/oder vierte Schwenkeinrichtung vorzugsweise baugleich zur ersten Schwenkeinrichtung ausgebildet ist. Denkbar ist, dass weitere mittels weiteren Schwenkeinrichtungen schwenkbare Bereitstellungselemente am Basiselement befestigt sind. Die Vorrichtung ist vorzugsweise modular mit der benötigten Anzahl von Bereitstellungselementen ausrüstbar und somit an unterschiedliche Begebenheiten und Anforderungen anpassbar.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein System zum Transportieren und/oder Bearbeiten von Werkstücken innerhalb einer Herstellungsstraße zur Herstellung von Fahrzeugkarosserien, wobei das System die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Bereit- Stellung der Halte- und/oder Bearbeitungseinrichtungen aufweist und wobei das System ferner einen mit von der Vorrichtung bereitgestellten Halte- und/oder Bearbeitungseinrichtungen bestückbaren Manipulator aufweist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das System ein Magazin für eine Mehrzahl von Halte- und/oder Bearbeitungseinrichtungen auf, wobei die Fixiervorrichtung eines Bereitstellungselements automatisch mit Halte- und/oder Bearbeitungseinrichtungen aus dem Magazin zu beladen sind und/oder wobei automatisch Halte- und/oder Bearbeitungseinrichtungen von der Fixiervorrichtung eines Bereitstellungselements in das Magazin zu entladen sind. Vorzugsweise weist das System ferner eine Wechsel- und/oder Wartungsstation auf, in welcher eine auf dem Bereitstellungselement angeordnete Halte- und/oder Bearbeitungseinrichtung von einem Werker gewechselt, gewartet und/oder geprüft werden kann. Durch eine Drehung des Basiselements 3 um die Drehachse kann ein Bereitstellungselement wahlweise in eine dem Manipulator zugewandte Stellung, in eine dem Magazin zugewandte Stellung oder in die Wartungsstation verfahren werden.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Zeichnungen, sowie aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen anhand der Zeichnungen. Die Zeichnungen illustrieren dabei lediglich beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung, welche den wesentlichen Erfindungsgedanken nicht einschrän- ken.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Figuren 1 bis 6 zeigen schematische Perspektivansichten einer Vorrichtung zur Bereitstellung von Halte- und/oder Bearbeitungseinrichtungen gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Ausführungsformen der Erfindung

In den verschiedenen Figuren sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden daher in der Regel auch jeweils nur einmal benannt bzw. erwähnt.

In Figuren 1 bis 6 sind schematische Perspektivansichten einer Vorrichtung 100 zur Bereitstellung von Halte- und/oder Bearbeitungseinrichtungen 1 1 für einen Aktuator gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die Vorrichtung 100 weist eine auf dem Boden fest montierte Haltebasis 1 auf, auf welcher nach Art eines Drehtisches ein Basiselement 3 um eine vertikale Drehachse 101 drehbar befestigt ist. Das Basiselement 3 dient dabei als Tischplatte des Drehtisches, wobei der Drehtisch mittels eines Antriebsmotors 16 um die Drehachse 101 gedreht werden kann. Auf einer Seite des Drehtisches ist ein erstes Bereitstellungselement 6' angeordnet, welches eine erste Aufbauplatte 13' umfasst. Auf der ersten Aufbauplatte 13' ist eine Fixiervorrichtung 10 angeordnet (siehe insbesondere Detailansicht in Figur 6), in welcher eine Halte- und/oder Bearbeitungseinrichtung 1 1 lösbar und austauschbar aufgenommen ist. Das erste Bereitstellungselement 6' ist über eine erste Schwenkeinrichtung 4' an das Basiselement 3 derart angebunden, dass die erste Aufbauplatte 13' um zwei zur Drehachse 101 senkrechte und im Wesentlichen horizontal verlaufende erste Schwenkachsen 102 verschwenkbar ist. Die erste Aufbauplatte ist mittels der ersten Schwenkeinrichtung 4' zwischen einer in Figur 1 illustrierten Bereitstellungsposition, in welche die erste Aufbauplatte 13' im Wesentlichen horizontal ausgerichtet ist, und einer in Figur 3 illustrierten Warteposition, in welche die erste Aufbauplatte 13' im Wesentlichen vertikal ausgerichtet ist, um die ersten Schwenkachsen 102 ver- schwenkbar. In der Bereitstellungsposition wird einem nicht dargestellten Manipulator, insbesondere ein Mehrachsen-Feeder (auch als Fördereinrichtung bezeichnet) oder ein Industrieroboter oder eine anderweitig geartete Einrichtung, die Fixiervorrichtung 10 für einen Wechsel der Halte- und/oder Bearbeitungseinrichtung 1 1 hingehalten. Entweder wird dem Manipulator dabei eine in der Fixiervorrichtung 10 gehalterte Halte- und/oder Bearbeitungseinrich- tung 1 1 hingehalten und somit zur Verfügung gestellt, damit die Halte- und/oder Bearbeitungseinrichtung 1 1 in einfacher Weise von dem Manipulator im Sinne eines Werkzeugwechsels aufgenommen werden kann, oder dem Manipulator wird eine leere Fixiervorrichtung 10 hingehalten, damit der mit einer Halte- und/oder Bearbeitungseinrichtung 1 1 bestückte Manipulator diese Halte- und/oder Bearbeitungseinrichtung 1 1 in die Fixiervorrich- tung 10 abgeben kann und anschließend beispielsweise eine andere Halte- und/oder Bearbeitungseinrichtung 1 1 aufnehmen kann, welche er nach einer Drehung des Drehtisches vorzugsweise von einem zweiten Bereitstellungselement 6" aufnimmt. Denkbar ist, dass die Schwenkbewegung des ersten Bereitstellungselements 6' um die erste Schwenkachse 102 und die Drehbewegung des Basiselements 3 um die Drehachse 102 nacheinander oder gleichzeitig erfolgen. Eine gleichzeitige Bewegung ermöglicht einen besonders zeiteffizienten Betrieb.

Die erste Schwenkeinrichtung 4' umfasst einen ersten Schwenkarm 5', welcher mittels eines ersten Drehgelenks 15' am Basiselement 3 um eine zweite Schwenkachse 102 drehgelenkig angebunden ist und welcher mittels eines zweiten Drehgelenks 14' am ersten Bereitstellungselement 6' um eine weitere zweite Schwenkachse 102' drehgelenkig angebunden ist. Das eine Ende des ersten Schwenkarms 5' ist dabei in einem am ersten Bereitstellungselement 6' befestigten zweiten Lagerbock 17' drehbar gelagert. Das andere Ende des

Schwenkarms 5' ist beispielsweise über Schellen 19' drehfest mit einer Antriebswelle eines ersten Motors 2' verbunden, wobei die Antriebswelle in einem am Basiselement 3 befestigten ersten Lagerbock 18' drehbar gelagert ist. Parallel zum ersten Schwenkarm 5' verläuft eine Kette 8' über ein mit dem zweiten Lagerbock 17' drehfest verbundenen ersten Kettenrad 7' und einem mit dem ersten Lagerbock 18' drehfest verbundenen zweiten Kettenrad 9'. Die Zentralachse des ersten Kettenrads 7' fluchtet mit der Drehachse des ersten Drehgelenks 15'. Die Zentralachse des zweiten Kettenrads 9' fluchtet mit der Drehachse des zweiten Drehgelenks 14'. Die Antriebsachse bildet gleichzeitig die Drehachse für das zweite Drehge- lenk 14'. Der Durchmesser des zweiten Kettenrads 9' ist größer als der Durchmesser des ersten Kettenrads 7'. Eine Betätigung des ersten Motors 2 führt sodann zu einem Verschwenken des ersten Schwenkarms 5' um die Drehachse des zweiten Drehgelenks 14'. Hierdurch wird das zweite Drehgelenk 15' und somit der zweite Lagerbock 17' um die Antriebsachse verschwenkt, wodurch sich das erste Kettenrad 7' auf einer Planetenbahn um das zweite Kettenrad 9' bewegt. Durch die Kopplung zwischen dem ersten und dem zweiten Kettenrad 7', 9' über die Kette 8' wird das erste Kettenrad 7' um die Drehachse des ersten Drehgelenks 15' verschwenkt. Durch den ersten Motor 2' wird somit die Aufbauplatte 13' sowohl um die Drehachse des ersten Drehgelenks 15', als auch um die Drehachse des zweiten Drehgelenks 14' verschwenkt. Das erste Bereitstellungselement 6' verschwenkt somit um beide erste Schwenkachsen 102. Die erste Aufbauplatte 13' kann somit zwischen der vertikalen Warteposition (siehe Figuren 3, 5 und 6) und der horizontalen Bereitstellungsposition (siehe Figuren 1 und 4) verfahren werden. Der Schwenkwinkel kann durch das Größenverhältnis zwischen dem ersten und dem zweiten Kettenrad 7', 9' eingestellt werden. Die Vorrichtung 1 weist im vorliegenden Beispiel ferner ein zum ersten Bereitstellungselement 6' analog ausgebildetes zweites Bereitstellungselement 6" auf, welches mittels einer zur ersten Schwenkeinrichtung 4' analog ausgebildeten zweiten Schwenkeinrichtung 4" ebenfalls zwischen einer Bereitstellungsposition und einer Warteposition verschwenkt werden kann. Hierfür weist die zweite Schwenkeinrichtung 4" eine zweite Aufbauplatte 13" auf, auf welcher eine weitere Fixiervorrichtung 10 zum Fixieren einer Halte- und/oder Bearbeitungseinrichtung 1 1 angeordnet ist. Die zweite Schwenkeinrichtung 4" umfasst ferner einen zweiten Schwenkarm 5", dessen eines Ende über ein weiteres zweites Drehgelenk 14" drehgelenkig am Basiselement 3 befestigt ist und dessen anderes Ende über ein weiteres erstes Drehgelenk 15 drehgelenkig am zweiten Bereitstellungselement 6" befestigt ist. Das weitere erste Drehgelenk 15" umfasst einen weiteren zweiten Lagerbock 17", während das weitere zweite Drehgelenk 14" einen weiteren ersten Lagerbock 18" umfasst. Analog zur ersten Schwenkeinrichtung 4' weist die zweite Schwenkeinrichtung 4" einen zweiten Kettenantrieb auf, wobei der zweite Kettenantrieb ein mit dem weiteren zweiten Lagerbock 17" drehfest verbundenes weiteres erstes Kettenrad 7", ein mit dem weiteren ersten Lagerbock 18" drehfest verbundenes weiteres zweites Kettenrad 9", sowie eine auf dem weiteren ersten Kettenrad 7" und auf dem weiteren zweiten Kettenrad 9" laufende weitere Kette 8" um- fasst. Der zweite Schwenkarm 5"ist mit einer sich entlang einer zweiten Schwenkachse 103 erstreckenden weiteren Antriebsachse drehfest verbunden, welche mittels eines zweiten Motors 2" antreibbar ist. Die weitere Antriebsachse fluchtet mit der Zentralachse des weiteren zweiten Kettenrads 9". Eine Zentralachse des weiteren ersten Kettenrads 7" fluchtet mit der Drehachse des weiteren ersten Drehgelenks 15". Die erste und die zweite Schwenkein- richtung 4', 4" sind auf gegenüberliegenden Seiten des Drehtisches angeordnet. In Figuren 2, 3, 4 und 6 sind lediglich aus Gründen der Übersichtlichkeit nur das erste Bereitstellungselement 6' illustriert. Optional ist möglich, dass die Vorrichtung 1 je nach Anforderung modu- lar mit dritten, vierten und/oder weiteren derartigen Bearbeitungselementen und Schwenkeinrichtungen ausgestattet wird.

Durch eine Drehung des Drehtischs kann entweder das in die Bereitstellungposition verfahrene erste Bereitstellungselement 6' oder das in die Bereitstellungposition verfahrene zweite Bereitstellungselement 6" in eine dem Manipulator zugewandte Stellung verfahren werden. Das andere der ersten und zweiten Bereitstellungselemente 6', 6" kann dann in die War- teposition verfahren werden und befindet sich somit insbesondere in eine durch einen Werker gut erreichbare Einlegesituation/ Wartungsposition. Insbesondere befindet sich dieses Bereitstellungselement 6', 6" au ßerhalb eines Schutzzauns (nicht dargestellt) der gesamten Anlage, so dass in einfacher Weise ein Bestücken, Austauschen, Warten oder Instandhalten der entsprechenden Halte- und/oder Bearbeitungseinrichtungen 1 1 durch den Werker er- möglicht wird. In Figuren 1 und 4 befindet sich das erste Bereitstellungselement 6' in der Bereitstellungsposition und in einer dem Manipulator zugewandten Stellung, während sich das zweite Bereitstellungselement 6" in der Warteposition und in einer dem Manipulator abgewandten Stellung befindet. Der Manipulator umfasst vorzugsweise einen Industrieroboter zum Bearbeiten, Halten und/oder Transportieren eines Werkstücks mittels einer oder mehrerer Halte- und/oder Bearbeitungseinrichtungen 1 1 . Das Werkstück ist insbesondere ein Metallbauteil einer Fahrzeugkarosserie. Im vorliegenden Beispiel umfasst die Halte- und/oder Bearbeitungseinrichtung 1 1 insbesondere eine Bauteilgreifeinrichtung. Die Fixiervorrichtung 10 umfasst sodann insbesondere eine standardisierte Aufnahme für die Bauteilgreifeinrichtung.

Zum Überführen des ersten Bereitstellungselements 6' von der Bereitstellungsposition (siehe Figur 1 ) in die Warteposition (siehe Figuren 3, 5 und 6) wird die erste Schwenkvorrichtung 4' betätigt, wodurch sich die erste Aufbauplatte 13' in eine vertikale Stellung verschwenkt (siehe Figur 2). In dieser Stellung kann der Drehtisch um die Drehachse 101 gedreht werden, um das erste Bereitstellungselement 6' in die dem Manipulator abgewandte Stellung zu bringen und das zweite Bereitstellungselement 6" in eine dem Manipulator zugewandte Stellung zu bringen. Denkbar ist, dass für einen Wechsel der Bauteilgreifeinrichtung eine erste Bauteilgreifeinrichtung auf der ersten Aufbauplatte 13' von dem Manipulator abgelegt wird, wenn das erste Bereitstellungselement 6' in der Bereitstellungsposition und in einer dem Manipula- tor zugewandten Stellung ist (Figuren 1 und 4) und dass anschließend das erste Bereitstellungselement 6' in die Warteposition verfahren wird und der Drehtisch um 180 Grad gedreht wird, wobei abschließend das zweite Bereitstellungselement 6" in die Bereitstellungsposition verfahren wird, damit der Manipulator eine auf der zweiten Aufbauplatte 13" befindliche zweites Bauteilgreifeinrichtung aufnehmen kann. Die erste Bauteilgreifeinrichtung kann sodann auf der dem Manipulator abgewandten Seite durch den Werker gewechselt und/oder gewartet werden.

Denkbar ist, dass neben der Vorrichtung 100 ein Magazin 12 angeordnet ist, in welchem eine Mehrzahl von Halte- und/oder Bearbeitungseinrichtungen 1 1 abgelegt sind, die von den Bereitstellungselementen 6', 6" aufgenommen werden können. Denkbar ist, dass das Magazin 12 in Umfangsrichtung um die Drehachse 101 zwischen dem Manipulator und einem Arbeitsplatz für den Werker angeordnet ist. Nach Abgabe einer Bauteilgreifeinrichtung an den Manipulator kann der Drehtisch während des Arbeitseinsatzes des Manipulators beispielsweise gedreht werden und dem Werker weitere in dem Magazin 12 befindliche Bauteilgrei- feinrichtungen zu Wartungs- und/oder Prüfungszwecken zur Verfügung stellen. Somit stellt die Erfindung ein System aus Vorrichtung 100, Manipulator, Magazin 12, Wechsel- und/oder Wartungsstation zur Verfügung, das einerseits dem Manipulator in immer gleicher einfacher Lageorientierung ein Halte- und/oder Bearbeitungseinrichtung 1 1 präsentiert und gleichzeitig die Wartung/Instandhaltung der anderen Halte- und/oder Bearbeitungsein- richtungen 1 1 im Magazin 12 durch einen Werker ohne Entnahme der Halte- und/oder Bearbeitungseinrichtungen 1 1 aus dem System ermöglicht.

BEZUGSZEICHENLISTE

1 Haltebasis, Drehtisch

2 Motor

3 Basiselement, Tischplatte

4 Schwenkeinrichtung

5 Schwenkarm

6 Bereitstellungselement

7 Erstes Kettenrad

8 Rollenkette

9 Zweites Kettenrad

10 Fixiervorrichtung

1 1 Halte- und/oder Bearbeitungseinrichtungen

12 Werkzeugmagazin

13 Aufbauplatte

14 Zweites Drehgelenk

15 Erstes Drehgelenk

16 Antriebsmotor

17 Zweiter Lagerbock

18 Erster Lagerbock

19 Schelle

100 Vorrichtung

101 Drehachse

102 Erste Schwenkachse

103 Zweite Schwenkachse