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Title:
MOUNTING DEVICE PROVIDED WITH A PART POSITIONING SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2004/043645
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a mounting device (10) for positioning at least one machined part (12) which comprises a system for controlling the position of said part (14). The inventive system for position control of the part (14) is embodied in the form of a detection unit (16) which makes it possible to carry out a contactless position control of a part.

Inventors:
KURPJUWEIT RALF (DE)
REINKUNZ HUBERT (DE)
SCHMIDT WOLFHARD (DE)
SPRINGER UWE (DE)
Application Number:
PCT/EP2003/010777
Publication Date:
May 27, 2004
Filing Date:
September 27, 2003
Export Citation:
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Assignee:
DAIMLER CHRYSLER AG (DE)
KURPJUWEIT RALF (DE)
REINKUNZ HUBERT (DE)
SCHMIDT WOLFHARD (DE)
SPRINGER UWE (DE)
International Classes:
B23Q3/18; B23Q16/00; B23Q17/24; (IPC1-7): B23Q3/18; B23Q17/00; B23Q17/24; G01V8/10; H03K17/945
Foreign References:
DE29820742U11999-02-18
DE4226549C11993-08-26
DE4023428A11992-01-30
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 017, no. 607 (M - 1507) 9 November 1993 (1993-11-09)
Attorney, Agent or Firm:
Närger, Ulrike (Intellectual Property Management, Stuttgart, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. l.
2. Einweisüngsvorrichtung (10) zur Positionierung mindestens eines Werkstücks (12), mit einer Werkstücklage Kontrolleinrichtung (14), dadurch gekennzeichnet, dass die WerkstücklageKontrolleinrichtung (14) als Sen soreinheit (16) zur berührungslosen Werkstück Lagekontrolle ausgebildet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die WerkstücklageKontrolleinrichtung (14) zusätz lich als Zentrierund Fixiereinheit ausgebildet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie Teil einer Presswerkanlage oder einer Roh bauschweißanlage ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit (16) eine optische Sensoreinheit, insbesondere eine InfrarotlichtSensoreinheit ist.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit (16) eine Mehrzahl an voneinander beabstandeten Sensorelementen (20) aufweist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei in einer gemeinsamen Ebene angeord nete Sensorelemente (20) zur Werkstücklageermittlung vor gesehen sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement (20) als zerstörungsfrei aus tauschbares Bauelement ausgebildet ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement (20) jeweils eine Lförmige Werk stückkontaktseite (22) aufweist, mit welcher eine Sensor ermittlungslinie (24) ein Dreieck bildet.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement (20) mindestens eine gehärtete Werkstückkontaktfläche (26) aufweist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement (20) ein Normelement ist.
12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit (16) mit einer elektronischen Da tenverarbeitungseinrichtung und/oder mit einer Steuerein richtung verbunden ist.
Description:
EINWEISUNGSVORRICHTUNG MIT EINER WERKSTÜCKLAGEKONTROLLEINRICHTUNG Die Erfindung betrifft eine Einweisungsvorrichtung zur Posi- tionierung mindestens eines Werkstücks, mit einer Werkstück- lage-Kontrolleinrichtung, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Einweisungsvorrichtungen der eingangs genannten Art sind be- kannt. Die DE 40 23 428 Al offenbart eine Zwangseinweisungs- und Zentriervorrichtung für eine Kreissegmentschiene einer Drehführung.

Ferner ist es beispielsweise in traditionellen Einweisungs- vorrichtungen von Presswerken bekannt, eine Werkstück- Lagekontrolle mittels mechanischer Kontakteinrichtungen durchzuführen. Derartige Einrichtungen sind störungsanfällig und somit entsprechend unzuverlässig.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Einweisungsvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mittels welcher störungs- sichere und zuverlässige Werkstück-Lagekontrollen durchge- führt werden können.

Zur Lösung der Aufgabe wird eine Einweisungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Die erfindungs- gemäße Einweisungsvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Werkstücklage-Kontrolleinrichtung als Sensoreinheit zur berührungslosen Werkstück-Lagekontrolle ausgebildet ist. Eine derartige Sensoreinheit kann beispielsweise mindestens einen Sensor gemäß der Schrift DE 298 20 742 U1 enthalten. In die- ser Schrift ist ein Sensor offenbart, der zur Erfassung eines Werkstücks dient. Die erfindungsgemäß mit einer Sensoreinheit ausgestattete Einweisungsvorrichtung ist nun vorteilhaft zur Durchführung einer berührungslosen Bauteilermittlung geeig- net. Hierdurch sind störungssichere und zuverlässige Werk- stück-Lagekontrollen in der Einweisungsvorrichtung realisier- bar. Gegebenenfalls auftretende Verschleiß-und/oder Ver- schmutzungserscheinungen insbesondere in Werkstückkontaktbe- reichen der Einweisungsvorrichtung wirken sich nicht nachtei- lig auf die nun mittels der Sensoreinheit berührungslos er- folgende Bauteilermittlung aus.

Mit Vorteil ist die Werkstücklage-Kontrolleinrichtung zusätz- lich als Zentrier-und Fixiereinrichtung ausgebildet. Somit ist die Einweisungsvorrichtung geeignet, ein jeweiliges Werk- stück zu zentrieren, fixieren und anschließend mittels der Sensoreinheit zu registrieren.

Die Einweisungsvorrichtung ist vorzugsweise Teil einer Press- werkanlage oder einer Rohbauschweißanlage. Ein derartiger Einsatz der Einweisungsvorrichtung ist insbesondere in einer Massenfertigung vorteilhaft, beispielsweise in entsprechenden Automobilproduktionsanlagen.

Die Sensoreinheit kann eine optische Sensoreinheit, insbeson- dere eine Infrarotlicht-Sensoreinheit sein. Infrarotlicht ist besonders geeignet zur Gewährleistung einer schnellen und präzisen Bauteilerkennung.

Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform weist die Sen- soreinheit eine Mehrzahl an voneinander beabstandeten Sensor- elementen auf. Vorzugsweise sind mindestens zwei in einer ge- meinsamen Ebene angeordnete Sensorelemente zur Werkstücklage- ermittlung vorgesehen. Dabei kann die Werkstückzuführung in dieser Ebene oder senkrecht hierzu erfolgen, beispielsweise von oben. In Abhängigkeit der Werkstückbewegungsrichtung kann das gegebenenfalls mit einer Einweiserschräge versehene Sen- sorelement in einer eine korrekte Werkstücklage begünstigen- den Einbaustellung innerhalb der Einweisungsvorrichtung ange- ordnet sein.

Das Sensorelement ist vorteilhaft als zerstörungsfrei aus- tauschbares Bauelement ausgebildet. Dies ermöglicht es, auf einfache Weise verschiedenartige Sensorelemente zum Einsatz in der Einweisungsvorrichtung vorzusehen, wobei die Sensor- elemente an das jeweilige Werkstück angepasst sein können.

Mit Vorteil weist das Sensorelement jeweils eine L-förmige Werkstückkontaktseite auf, mit welcher eine Sensorermitt- lungslinie ein Dreieck bildet. Ein derartig konzipiertes Sen- sorelement ist besonders flexibel in einer Einweisungsvor- richtung einsetzbar, da es eine Werkstückzuführung aus einer Vielzahl an Richtungen zulässt.

Gemäß einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform weist das Sensorelement mindestens eine gehärtete Werkstückkontaktflä- che auf. Dabei enthält die Werkstückkontaktfläche vorzugswei- se eine Einweiserschräge, mittels welcher relativ einfach ei- ne Zentrierung eines zu positionierenden beziehungsweise zu fixierenden Werkstücks möglich ist.

Das Sensorelement kann ein Normelement sein, wobei unter- schiedliche Ausführungen an Sensorelementen vorgesehen sein können, wie zum Beispiel eine lange und eine kurze Ausfüh- rung. Ein Normelement ist in einem Werkstattbetrieb relativ schnell verfügbar.

In Weiterbildung der Erfindung ist die Sensoreinheit mit ei- ner elektronischen Datenverarbeitungseinrichtung und/oder mit einer Steuereinrichtung verbunden. Dies ermöglicht eine auto- matisierte und verhältnismäßig schnelle Werkstücklagekontrol- le, wobei gegebenenfalls der Kontrollzeitpunkt und/oder die Kontrollstelle zur Werkstücklageermittlung variierbar vorge- geben werden können.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschrei- bung.

Die Erfindung wird anhand eines bevorzugten Ausführungsbei- spiels unter Bezugnahme auf eine schematische Zeichnung näher erläutert.

Dabei zeigen : Fig. 1 eine schematische Perspektivdarstellung eines Teils einer erfindungsgemäßen Einweisungsvorrichtung ; Fig. 2 eine schematische Seitendarstellung eines Sensorele- ments der Einweisungsvorrichtung der Figur 1 in ver- größertem Maßstab ; Fig. 3 eine schematische Draufsicht des Sensorelements der Figur 2 und Fig. 4 eine schematische Vorderansicht auf eine Einweiser- schräge des Sensorelements der Figur 2.

Die Figur 1 zeigt in schematischer Darstellung eine Einwei- sungsvorrichtung 10, beispielsweise einer Umformmaschine ei- ner Presswerkanlage für Automobilkarosserieteile (nicht in Figur 1 dargestellt). Die Einweisungsvorrichtung 10 dient zur Positionierung eines Werkstücks 12, im vorliegenden Ausfüh- rungsbeispiel einer umzuformenden Platine 12. Hierzu ist die Einweisungsvorrichtung 10 mit einer Werkstücklage- Kontrolleinrichtung 14 versehen, die zur berührungslosen Werkstück-Lagekontrolle als Sensoreinheit 16 ausgebildet ist.

Die Sensoreinheit 16 ist eine optische Sensoreinheit und im vorliegenden Ausführungsbeispiel vorzugsweise eine Infrarot- licht-Sensoreinheit. Sie weist vier voneinander beabstandet in einer gemeinsamen Ebene angeordnete Sensorelemente 20 auf, wobei jeweils zwei Sensorelemente 20 an gegenüberliegenden Platinenseiten angeordnet sind. Es sind allerdings auch an- dersartige Anordnungen der Sensorelemente 20 an den Platinen- seiten denkbar. Die Einweisungsvorrichtung 10 weist eine Mehrzahl an ebenfalls an Platinenseiten angeordneten An- schlagelementen 18 auf, die jedoch nicht eine Werkstücklage- ermittlungsfunktion erfüllen, sondern lediglich zum Zentrie- ren und gegebenenfalls Fixieren der Platine 12 dienen. Die Anzahl an eingesetzten Sensorelementen 20 in der Einweisungs- vorrichtung 10 zur Werkstücklageermittlung kann variabel vor- gegeben werden.

Die Figuren 2 bis 4 zeigen in unterschiedlichen schematischen Ansichten eine mögliche Ausführungsform des Sensorelements 20. Das Sensorelement 20 weist eine im Wesentlichen L-förmige Werkstückkontaktseite 22 auf. An der Werkstückkontaktseite 22 sind ein Sender 30 und ein Empfänger 32 derart angeordnet, dass eine Sensorermittlungslinie 24 mit der Werkstückkontakt- seite 22 ein Dreieck bildet. Dabei entspricht die Sensorer- mittlungslinie 24 einem Infrarotlichtstrahl, der im Betriebs- fall vom Sender 30 zur Werkstücklageermittlung zum Empfänger 32 gesendet wird. Das Sensorelement 20 weist an seiner Werk- stückkontaktseite 22 zwei gehärtete Werkstückkontaktflächen 26 auf, wobei eine Werkstückkontaktfläche 26 als ebene Ein- weiserschräge 34 (Schrägungswinkel vorzugsweise ca. 20°) und die andere Werkstückkontaktfläche 26 als ebene Anschlagfläche 38 ausgebildet ist. Somit dient das Sensorelement 20 gleich- zeitig auch zur Zentrierung und Fixierung einer zu positio- nierenden Platine 12. Das Sensorelement 20 kann zerstörungs- frei austauschbar in der Einweisungsvorrichtung 10 fixiert werden und weist hierzu an seiner ebenfalls im Wesentlichen L-förmigen Befestigungsseite 40 ein Langloch 36 auf. Mittels einer geeigneten elektrischen Leitung 28 ist das Sensorele- ment 20 an eine Energiequelle sowie an eine elektronische Da- tenverarbeitungseinrichtung und/oder an eine Steuereinrich- tung (nicht in den Figuren dargestellt) anschließbar. Da das Sensorelement 20 ein Normelement ist, kann es problemlos auch in einer bereits vorhandenen Einweisungseinrichtung 10 integ- riert werden, beispielsweise im Austausch zu bisher vorgese- henen Anschlagelementen 18 und/oder zu traditionellen mecha- nischen Teillagekontrollelementen.

Mittels einer derartigen opto-elektronischen Sensoreinheit 16 ist die Einweisungsvorrichtung 10 mit erhöhter Prozesssicher- heit betreibbar, da sich gegebenenfalls auftretende Ver- schleiß-und/oder Verschmutzungserscheinungen nicht wie bei traditionellen mechanischen Sensoreinheiten prozessstörend auswirken.