Beschreibung:

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Anlage und eine Anlage.

Es ist allgemein bekannt, dass ein Objekt von einer Fördervorrichtung in einer Förderrichtung bewegbar ist.

Aus der DE 102016 203 778 A1 ist als nächstliegender Stand der Technik eine Transportvorrichtung bekannt.

Aus der US 2015 / 0 136568 A1 ist ein Fördersystem bekannt.

Aus der DE 31 27784 A1 ist eine Kernaustragvorrichtung bekannt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anlage möglichst effizient zu betreiben.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem Verfahren nach den in Anspruch 1 oder 2 und bei der Anlage nach den in Anspruch 13 oder 14 angegebenen Merkmalen gelöst.

Wichtige Merkmale der Erfindung bei dem Verfahren zum Betreiben einer Anlage, insbesondere System, mit einer von einem ersten Antrieb antreibbaren Fördervorrichtung und einer Hubeinheit, sind, dass in einem ersten Verfahrensschritt ein Objekt auf einer Trägereinheit aufgenommen ist, wobei zeitlich nachfolgend, insbesondere also in einem zweiten Verfahrensschritt, die Trägereinheit mittels der Fördervorrichtung in Förderrichtung mit einer Bremsbeschleunigung bewegt, insbesondere gefördert, wird, wobei während dieser mit Bremsbeschleunigung ausgeführten Bewegung der Trägereinheit das Objekt von der Hubeinheit in Querrichtung, insbesondere quer zur Förderrichtung, \ phhϋDT na -i n onon insbesondere in zur Förderrichtung senkrechten Richtung, bewegt, insbesondere angehoben, wird, wobei die Hubeinheit einen zu einer Drehachse der Hubeinheit schwenkbar angeordneten, stets in der Querrichtung ausgerichteten Zentrierdorn aufweist.

Von Vorteil ist dabei, dass aus einer erfassten Linearposition eine Winkelposition für den Hebelarm bestimmbar ist und somit ein synchrones Bewegen der Trägereinheit und des Hebelarms ausführbar ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Hubeinheit einen um die Drehachse drehbar angeordneten Hebelarm, insbesondere Hubbalken, auf, wobei der Hebelarm relativ zum ersten Rad drehbar gelagert ist, wobei die Drehachse koaxial zur Radachse ausgerichtet ist, wobei an dem Hebelarm ein vom ersten Rad beabstandetes zweites Rad angeordnet und drehbar gelagert ist, wobei ein Riemen, insbesondere Zahnriemen oder Kette, auf den beiden Rädern angeordnet ist, wobei der Hebelarm um die Drehachse, insbesondere also Radachse des ersten Rads, mittels eines zweiten Antriebs drehbar ist, wobei das zweite Rad drehbar gelagert ist am Hebelarm. Von Vorteil ist dabei, dass mittels des Riemens eine einfache kostengünstige Koppelung realisierbar ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Durchmesser des ersten Rades gleich groß wie der Durchmesser des zweiten Rades. Von Vorteil ist dabei, dass der Betrag des Drehwinkels des Hebelarmes dem Betrag des Drehwinkels des ersten Rads gleicht, obwohl allerdings die Drehrichtung umgekehrt ist. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die erste Fördervorrichtung einen ersten Elektromotor auf und der zweite Antrieb weist einen zweiten Elektromotor auf. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Realisierung ausführbar ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Drehachse senkrecht zur Förderrichtung und senkrecht zur Querrichtung ausgerichtet. Von Vorteil ist dabei, dass der Zentrierdorn in Querrichtung, insbesondere also senkrecht zur Fördervorrichtung bewegbar ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird die Position der Trägereinheit, insbesondere die Linearposition der Trägereinheit in Förderrichtung, erfasst und daraus wird ein Sollwinkelwert für den Hebelarm bestimmt, wobei die Drehwinkelstellung des Hebelarms, insbesondere bezüglich der Drehachse, als Istwinkelwert erfasst wird und auf den Sollwinkelwert hin geregelt wird, insbesondere indem der zweite Antrieb ein derartiges Drehmoment oder eine derartige Winkelgeschwindigkeit stellt und/oder erzeugt, dass der Istwinkelwert auf den Sollwinkelwert hin geregelt wird. Von Vorteil ist dabei, dass abhängig von der linearen Istposition der Hebelarm gedreht wird und somit der Zentrierdorn stets unter einer Aufnahme des Objekts positionierbar ist und immer weiter zur und dann in die Aufnahme einführbar ist, obwohl die lineare Bewegung eine bremsbeschleunigte Bewegung ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird, sobald der Zentrierdorn die von der Fördervorrichtung und/oder der Trägereinheit am weitesten entfernte Position in Querrichtung erreicht, insbesondere als dritter Verfahrensschritt, eine Bearbeitung am Objekt ausgeführt und hierzu ist das erste Rad und/oder das Objekt unbewegt, insbesondere und die Trägereinheit. Von Vorteil ist dabei, dass eine Bearbeitung des Objekts im Stillstand ausführbar ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird nach der Bearbeitung, insbesondere als vierter Verfahrensschritt, die Trägereinheit in Förderrichtung beschleunigt und das erste Rad wird derart drehbeschleunigt, dass der erfasste Istwinkelwert des Hebelarms hingeregelt wird auf den aus der erfassten Linearposition der Trägereinheit bestimmten Sollwinkelwert, insbesondere wodurch ab Erreichen einer weiteren Position der Zentrierdorn aus einer Aufnahme des Objekts herausgefahren wird. Von Vorteil ist dabei, dass nach der Bearbeitung in analoger Weise wie vor der Bearbeitung die Bewegung ausführbar ist. Dabei ist eine Master-Slave-Regelung anwendbar und somit eine präzise Steuerung ausführbar.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird das zweite Rad stets um denselben auf den Hebelarm bezogenen Winkelbetrag aber in entgegengesetzter Drehrichtung gedreht wie der Hebelarm um die Drehachse gedreht wird, wobei der Zentrierdorn zum zweiten Rad fest ausgerichtet ist, so dass der Zentrierdorn stets diejenige Umfangsposition des zweiten Rads, insbesondere bezogen auf die am Hebelarm drehgelagerte Drehachse des zweiten Rads, in Umfangsrichtung des zweiten Rads überdeckt, die den größten Abstand zur Trägereinheit und/oder Fördervorrichtung aufweist. Von Vorteil ist dabei, dass der Zentrierdorn stets an der höchsten Stelle ist und somit in Querrichtung in die Aufnahmen des Objekts eingeführt wird.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird der Sollwinkelwert als ein Arcuscosinuswert der Linearposition bestimmt. Von Vorteil ist dabei, dass die Bestimmung des Sollwinkelwertes in einfacher Weise ermöglicht ist.

Wichtige Merkmale bei der Anlage zur Durchführung des Verfahrens sind, dass die Linearposition durch einen linearen Wegsensor erfasst wird und die Winkellage des Hebelarms durch einen Winkelsensor, wobei die Fördervorrichtung von einem Elektromotor angetrieben ist und der hebelarmüber eine Getriebestufe oder einen Kurbeltrieb von einem weiteren Elektromotor.

Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Erfassung der Istwerte ermöglicht ist und somit einer Steuerung, mit denen die beiden Motoren verbunden sind, zuführbar sind. Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe.

Die Erfindung wird nun anhand von schematischen Abbildungen näher erläutert:

In der Figur 1 ist ein Bereich einer erfindungsgemäßen Anlage, insbesondere zur Herstellung von Fahrzeugen in Seitenansicht schematisch dargestellt, wobei eine Stange 4 einer Hubeinheit in einer ersten Drehstellung sich befindet und ein Objekt 1, insbesondere ein Fahrzeuggestell, sich in einer ersten Linearposition befindet.

In der Figur 2 ist die Stange 4 in einer anderen Drehstellung und das Objekt 1 an einer anderen Linearposition, wobei das Objekt 1 auf einem mit der Stange 4 verbundenen Zentrierdorn 6 aufgenommen ist.

In der Figur 3 ist die Stange 4 in einer weiteren Drehstellung und das Objekt 1 an einer weiteren Linearposition, so dass die Stange 4 vertikal ausgerichtet ist und das Objekt 1 angehoben ist.

In der Figur 4 ist eine Abstandsverstellung mittels eines zwischen zwei solchen Stangen 4 dargestellt, zwischen denen ein Linearaktor 40, insbesondere Spindelmotor, angeordnet ist.

In der Figur 5 ist die Hubeinheit schematisch und näher dargestellt.

In der Figur 6 ist eine alternative Hubeinheit schematisch und näher dargestellt.

Wie in den Figuren dargestellt, wird ein Objekt 1 auf einer Fördervorrichtung 3, insbesondere Rollenbahn 3, linear gefördert und bei Erreichen einer ersten Position entlang der Rollenbahn das Objekt 1 von Stangen 4 zweier, entlang der Rollenbahn 3 angeordneten Hubeinheiten angehoben, wobei an jeder der Stangen 4 ein Zentrierdorn 8 angeordnet ist, der in eine jeweilige Aufnahme 6 des Objekts 1 eingreift.

Wie in Figur 4 gezeigt, ist eine der Hubeinheiten entlang der Förderrichtung der Fördervorrichtung, 3, insbesondere Rollenbahn 3, mittels eines Linearaktors 40, insbesondere Spindelmotor, verschiebbar angeordnet, so dass je nach Art des Objekts 1 verschieden weite Abstände der Aufnahmen 7 ermöglicht sind. Wie in Figur 1 gezeigt, ist das Objekt 1 zunächst auf der T rägereinheit 2 aufgenommen, welche von der Fördervorrichtung 3, insbesondere Rollenbahn, in Förderrichtung gefördert wird. Dabei weist das Objekt 1 Aufnahmen 7 auf, die insbesondere in Fördervorrichtung voneinander beabstandet sind, Die Trägereinheit weist Dorne 8 auf, welche in die Aufnahmen 7 eingreifen. Somit ist das Objekt 1 von der Trägereinheit 2 mittransportierbar.

Am Objekt 1 sind weitere Aufnahmen 6 ausgebildet, in welche der mit der Stange 4 der jeweiligen Hubeinheit verbundene Zentrierdorn 5 eingreift, wenn die Stangen 4 geeignet synchron mit der Bewegung in Förderrichtung drehbewegt werden.

Nach dem Anheben des Objekts 1 und Aufnehmen der Zentrierdorne 5 in den Aufnahmen 6 mittels der Stangen 4 sind die Dorne 8 von den Aufnahmen 7 separiert.

Sobald das Objekt 1 seine in vertikaler Richtung höchste Position erreicht hat, wird das Objekt 1 ruhig gehalten und eine Bearbeitung ist ausführbar. Beispielsweise führen in den Figuren nicht gezeigte Schweißroboter ein Anbringen von Schweißpunkten oder ein Schweißverbinden aus.

Das Absenken des Objekts 1 erfolgt symmetrisch zum vorherigen Anheben, wobei gleichzeitig eine Beschleunigung der Trägereinheit 2 in Förderrichtung ausgeführt wird und die Drehbewegung der Stange 4 in derselben Drehrichtung fortgesetzt wird, in welcher die Stange 4 beim Anheben gedreht wurde.

Wie in Figur 5 gezeigt, wird die Drehbewegung der Stange 4 derart ausgeführt, dass der Zentrierdorn 5 während der Drehbewegung immer an der höchsten vertikalen Position verbleibt.

Dies wird dadurch erreicht, indem ein Riementrieb verwendet wird, dessen erstes Rad 52 fest verbunden ist mit einem stationär angeordneten Teil, wie Gestänge oder mit dem Boden verbundenen Teil, wobei die Fördervorrichtung auf dem Boden aufgestellt ist, und dessen zweites Rad 50 an der Stange 4 drehbar gelagert ist. Die Stange 4 ist drehbar gelagert um eine Drehachse, die durch den Mittelpunkt des ersten Rades 52 hindurchgeht. Die Stange 4 weist ein Zahnsegment auf, dessen Zähne im Eingriff stehen mit einem von einem Elektromotor antreibbaren Ritzel 55. Das Ritzel 55 wird beim Betrieb vom Motor um einen Winkelbetrag vorwärts gedreht und nach dem Stillstand wieder zurückgedreht. Somit wird die Stange 4 um einen dem Winkelbetrag gemäß Übersetzungszahl des aus dem Ritzel und dem Zahnsegment gebildeten Getriebes hin- und hergedreht.

Auf diese Weise wird bei Drehbewegung der Stange 4 um die Drehachse, welche durch das mit dem Boden fest verbundene erste Rad 52 hindurchgeht, das zweite Rad 50 bewegt, weil der Riemen 51 mit dem Umfang des ersten und des zweiten Rads gekoppelt ist.

Das Ritzel 55 ist dabei von einem elektromotorischen Antrieb, insbesondere Elektromotor oder Getriebemotor, angetrieben. Das erste Rad 50 wird stets in entgegengesetzter Drehrichtung wie die Stange 4 gedreht, aber um den gleichen Winkelbetrag. Somit ist der mit dem zweiten Rad 50 verbundene Zentrierdorn 5 in allen verwendeten Drehstellungen der Stange 4 stets konstant ausgerichtet, beispielsweise am höchsten Punkt festgelegt, also am weitesten entfernt von der Trägereinheit und/oder von der Fördervorrichtung angeordneten Punkt festgelegt.

Das erste Rad 52 weist vorzugsweise den gleichen Außendurchmesser wie das zweite Rad 50 auf. Somit ist der Winkelbetrag der Drehung der Stange 4 und der Winkelbetrag der Drehung des ersten Rades 52 synchron gekoppelt, insbesondere gleich groß. Der Riemen 51 ist vorzugsweise reibfest oder formschlüssig verbunden am ersten Rad 52 und am zweiten Rad 50.

Somit rollt das drehbar gelagerte zweite Rad 50 an der Innenseite des Riemens 51 schlupffrei ab.

Weiterer Vorteil dieser Ausführung ist, dass der Zentrierdorn 5 immer in vertikaler Ausrichtung verbleibt, insbesondere unabhängig vom Winkelbetrag der Drehung, insbesondere solange dieser Winkelbetrag viel kleiner als 180° ist und die Stange 4 somit nicht am Boden anschlägt.

Da der Zentrierdorn 5 unabhängig von der Winkelstellung der Stange 4 vertikal ausgerichtet bleibt, ist der Zentrierdorn 51 daher einfach einführbar in die entsprechende Aufnahme 7 des Objekts 1. Beim Annähern des Objekts 1, also in der in Figur 1 gezeigten Situation, detektiert ein Sensor das Erreichen einer ersten Position der Trägereinheit 2, auf welcher das Objekt 1 aufgenommen ist, und der Antrieb der Fördervorrichtung 3 beginnt eine Bremsbeschleunigung auszuführen. Somit wird dann die Bewegung des Objekts 1 in Förderrichtung verlangsamt. Während dieser Verlangsamung wird die Stange 4 gedreht und der Zentrierdorn 7 in der in der Figur 2 gezeigten Situation eingeführt in die Aufnahme 7.

Die Verlangsamung der Trägereinheit 2 erfolgt vorzugsweise dadurch, dass der mit einem Sensor erfasste Istwert der Geschwindigkeit auf einen Sollwert hin geregelt wird, dessen zeitlicher Verlauf vorgegeben wird. Dabei wird als Stellgröße ein Drehmoment des die Fördervorrichtung 3 antreibenden Antriebs, insbesondere Elektromotors, verwendet.

Die Drehbewegung der Stange 4, also die Drehbewegung des das Ritzel 55 antreibenden elektrischen Antriebs, ist entsprechend der verlangsamten Bewegung der Fördervorrichtung 3 synchronisiert.

Hierzu erfasst ein Sensor die Istposition der Trägereinheit 2. Sobald die erste Position erreicht wird, startet der Antrieb des Ritzels 55. Dabei ist der Antrieb als von einem Umrichter gespeisten Elektromotor angetriebenes Getriebe ausgeführt. Die Winkelposition der Stange 4 wird erfasst, insbesondere direkt am Zahnsegment oder durch Bestimmen der Winkelposition des Ritzels 55 oder der Rotorwelle des das Getriebe antreibenden Elektromotors unter Berücksichtigung des Übersetzungsverhältnisses des Getriebes.

Die erfasste Istposition der Trägereinheit 2 wird von einer Steuerung, insbesondere einer im Umrichter integriert angeordneten Steuerung, zur Bestimmung einer Sollwinkelposition für die Stange 4 verwendet. Vorzugsweise wird die Sollposition gemäß einer Funktion aus der Istposition ermittelt. Dabei ist als Funktion auch eine Tabellenwerte interpolierende Funktion verwendbar.

Mittels eines Winkelsensors wird die Drehstellung der Stange 4 als Istwinkelwert erfasst und ein derartiger Stellwert von einem Regler der Steuerung bestimmt, dass der Istwinkelwert auf den Sollwinkelwert hin geregelt wird. Hierzu wird der Stellwert dem Antrieb des Ritzels 55 zugeführt. Der Antrieb erzeugt dann ein derartiges Drehmoment oder eine derartige Drehzahl, dass der Istwinkelwert möglichst nah zum Sollwinkelwert hingeregelt wird.

Nach Erreichen des vertikal höchsten Hubs des Objekts 1 wird dieses angehalten und zumindest ein Bearbeitungsschritt wie beispielsweise das Anbringen von Schweißpunkten mittels eines Roboters ausgeführt.

Nach Beendigung des Bearbeitungsschritts wird die Trägereinheit 2 und der Antrieb des ersten Rads beschleunigt. Dabei wird wiederum die Istposition der Trägereinheit 2 erfasst, daraus gemäß einer Funktion der Sollwinkelwert bestimmt und der von dem weiteren Sensor erfasste Istwinkelwert der Stange 4 hingeregelt auf den Sollwinkelwert, indem die Drehzahl oder das Drehmoment des Antriebs des ersten Rades 52 als Stellgröße verwendet wird. Die Beschleunigung der Trägereinheit 2 erfolgt gemäß eines vorgegebenen zeitabhängigen Verlaufs der Beschleunigung oder indem die Istgeschwindigkeit der Trägereinheit 2 auf eine Sollgeschwindigkeit hingeregelt wird, deren zeitlicher Verlauf vorgegeben wird.

Das erste Rad 52 ist stationär befestigt, also bezogen auf den Boden der Anlage unbeweglich angeordnet.

Das zweite Rad 50 ist drehbar an der Stange 4 gelagert und von einem an der Stange 4 befestigten elektromotorischen Antrieb, insbesondere Elektromotor oder Getriebemotor, angetrieben.

Das Objekt 1 ist beispielsweise ein Fahrzeuggestell, wie Karosserie oder dergleichen.

Die Trägereinheit 2 ist beispielsweise als Skid ausführbar. Die Fördervorrichtung 3 ist beispielsweise als Rollenbahn ausgeführt, wobei Rollen der Rollenbahn von einem Antrieb, insbesondere über Riemen, angetrieben werden. Der Antrieb weist vorzugsweise einen Umrichter-gespeisten Elektromotor auf, der auch einen Sensor zur Erfassung der Winkellage der Rotorwelle des Elektromotors oder zur Erfassung der Winkellage des Ritzels aufweist.

Die Stange 4 ist drehbar um die Radachse des ersten Rads 52 gelagert. Das zweite Rad 50 ist drehbar gelagert an der Stange 4, wobei der Durchmesser des ersten Rades 52 dem Durchmesser des zweiten Rads 50 gleicht. Die Aufnahmen (6, 7) sind als Vertiefungen am Objekt 1 ausgeformt und somit kostengünstig und einfach hergestellt. Die Vertiefungen sind dabei bevorzugt in vertikaler Richtung ausgerichtet.

Die vertikale Richtung ist senkrecht zur Horizontalen 53, insbesondere also zur horizontalen Richtung 53, ausgerichtet.

Beim Eingreifen des Zentrierdorns 5 in die Aufnahme 6 bewegt sich der Zentrierdorn 5 relativ zum Objekt 1 ausschließlich in vertikaler Richtung. Abweichungen hiervon, also Geschwindigkeitsanteile in horizontaler Richtung werden durch Regelabweichungen bewirkt, die aber gegen Null geregelt werden sollen.

Wie in Figur 5 gezeigt, ist an der Stange 4, also dem Hebelarm, ein Zahnsegment 53, also Zahnradsegment, angeordnet und fest verbunden. Die Verzahnung, insbesondere die Zähne der Verzahnung, sind mit der Verzahnung eines von dem zweiten Elektromotor angetriebenen Ritzels 55 im Eingriff. Wichtig ist dabei, dass der Antrieb des Ritzels, insbesondere also der zweite Elektromotor, die Stange 4 nur um einen Winkelbetrag hin- und herbewegt, der kleiner als 180° ist.

Das Ritzel ist vom zweiten Elektromotor, vorzugsweise einem Synchronmotor, entweder direkt antreibbar oder alternativ über ein in den Figuren nicht gezeigtes Getriebe.

Wie in Figur 6 gezeigt, ist aber auch eine Schwenkbewegung der Stange 4 durch einen Linearaktor 61, insbesondere Linearantrieb, ausführbar, wobei die linear hin- und herbewegbare Kolbenstange des Linearaktors über ein Drehgelenk 61 mit der Stange 4 verbunden ist. Dabei ist der Linearaktor 60 selbst wiederum drehbar gegenüber dem Gestänge oder Boden gelagert.

Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen wird statt der Rollenbahn ein Fließband verwendet und/oder statt der Stange 4 als Hebelarm ausgeführt ist. Bezugszeichenliste

1 Objekt, insbesondere Fahrzeuggestell 2 Trägereinheit

3 Fördervorrichtung, insbesondere Rollenbahn

4 Stange einer Hubeinheit

5 Zentrierdorn

6 Aufnahme 7 Aufnahme

8 Dorn

40 Linearaktor, insbesondere Spindelmotor

50 Rad

51 Riemen, insbesondere Zahnriemen oder Kette 52 Rad

53 Zahnsegment, also Zahnradsegment 55 Ritzel

60 Drehgelenk

61 Linearaktor, insbesondere Linearantrieb