DE19819277A1 - Transfereinrichtung zum Transport von Werkstücken durch eine Stufenpresse, Transferpressenlinie oder dgl. Pressenanlage - Google Patents

Abstract

Eine Transfereinrichtung zum Transport von Werkstücken durch eine Stufenpresse, Transferpressenlinie oder dgl. Pressenanlage mit einer oder zwei parallelen Trag- bzw. Greiferschienen und Greifern zur Aufnahme der Werkstücke soll so weiterentwickelt werden, daß diese bei großer Flexibilität kostengünstig ohne aufwendige Führungselemente aus einer geringen Anzahl mechanischer Bauelemente herstellbar ist und bei der für die Verstellbewegungen in den einzelnen Achsen nur eine geringe Masse beschleunigt werden muß. DOLLAR A Hierzu sind zwischen Tragschienen 1; 2 und am Maschinenkörper 4 befestigten Linearantrieben Parallelstäbe, bestehend aus jeweils zwei nicht längenveränderbaren Stäben, angeordnet, die an beiden Enden Lager bzw. Gelenke 7 besitzen, und durch synchrone Bewegung der Linearantriebe ohne Schwenkbewegung der Parallelstäbe die Transportbewegung und/oder durch asynchrone Bewegung der Linearantriebe mit Schwenkbewegung der Parallelstäbe die Horizontal- und Vertikalbewegung [y-z-Ebene] der Tragschienen 1; 2 erzeugen, wobei zur Erzeugung der gewünschten Tragschienenbewegung eine Programmsteuerung die entsprechenden Linearantriebe ansteuert.

Description

Die Erfindung betrifft eine Transfereinrichtung zum Transport von Werkstücken durch eine Stufenpresse, Transferpressenlinie oder dgl. Pressenanlage gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bekannte Transfereinrichtungen dieser Art (DE 43 09 642, DE 43 09 643, EP 0647488) bestehen aus zwei parallelen Trag- bzw. Greiferschienen mit austauschbaren teilespezifischen Greifern für die Werkstücke und sind mit Stellantrieben ausgerüstet, die eine Bewegung der Greifer in bis zu drei Freiheitsgraden ermöglichen. Hierzu ist für jeden der drei Freiheitsgrade mindestens ein Stellantrieb mit den dazugehörigen Führungs- und Übertragungselementen erforderlich, wobei die Anordnung der Antriebsmodule für die einzelnen Verstellachsen in vertikaler Schachtelung (übereinander) erfolgt. Die vertikal geschachtelte Anordnung der Antriebsmodule für die einzelnen Verstellachsen bedingt, daß bei den Verstellbewegungen der unteren Antriebsmodule zur Lageänderung der Werkstücke in einer ersten Achse jeweils die weiteren, auf den unteren Antriebsmodulen aufgesetzten Antriebsmodule für die Bewegungen in den anderen Achsen mit beschleunigt werden müssen. Das bedeutet, daß zumindest bei den Verstellbewegungen der unteren Antriebsmodule sehr große Massenbeschleunigungen für diese Verstellachsen erforderlich sind, was sich nachteilig auf die maximal erreichbaren Verstellgeschwindigkeiten und die Stabilität der Transfereinrichtung auswirkt. Die Vielzahl der erforderlichen Führungs- und Übertragungselemente wirkt sich nachteilig auf die Herstellungskosten aus.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Transfereinrichtung zu schaffen, die bei großer Flexibilität kostengünstig ohne aufwendige Führungselemente aus einer geringen Anzahl mechanischer Bauelemente herstellbar ist und bei der für die Verstellbewegungen in den einzelnen Achsen nur eine geringe Masse beschleunigt werden muß.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 7 beschrieben.

Ein besonderer Vorteil der vorgeschlagenen Struktur ist darin zu sehen, daß die funktionsbestimmenden Bauteile im wesentlichen nur Zug- und Druckbelastungen aufnehmen müssen. Die Antriebsmodule sind nicht mehr übereinander (vertikal geschachtelt) sondern nebeneinander angeordnet. Dadurch ist eine sehr formstabile, massearme Ausführung möglich, die Transportbewegungen der Werkstücke mit hoher Geschwindigkeit und Präzision zuläßt.

Kostengünstig wirkt sich auch aus, daß durch die geringe Anzahl mechanischer Führungselemente das bei den bekannten Ausführungen erforderliche aufwendige exakte Ausrichten der Transfereinrichtung vereinfacht werden kann. Die Justierung der erfindungsgemäßen Transfereinrichtung erfolgt hauptsächlich durch die Steuerung.

Es liegt auch im Rahmen der Erfindung, Transfereinrichtungen mit nur einer Tragschiene auszurüsten. Dazu werden dann mindestens sechs Linearantriebe mit den zugeordneten Parallelstäben benötigt.

Aus räumlichen Gegebenheiten können diese vorgenannten "einseitigen" Transfereinrichtungen auch in doppelter Ausführung in einer Maschine gegenüberliegend angeordnet werden, wodurch aber eine erhöhte Anzahl von Linearmotoren eingesetzt werden muß.

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Die dazugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1: 3D-Transfer mit Parallelstabkinematik und Linearantrieb, schematische Darstellung in der y-z-Ebene (quer zur Teiletransportrichtung)

Fig. 2: 3D-Transfer mit Parallelstabkinematik und Linearantrieb, schematische Darstellung in der x-z-Ebene (Seitenansicht).

Die vorgeschlagene Transfereinrichtung besteht aus einer oder vorzugsweise aus zwei parallelen, in Transportrichtung angeordneten Tragschienen 1; 2 zur Aufnahme von Greifelementen 3 für die Werkstücke.

Die Tragschienen 1; 2 führen Transport- (x-Achse), Schließ- (y-Achse) und Hebebewegungen (z-Achse) zum Teiletransport durch eine Transferpresse bzw. Pressenanlage aus.

Zwischen den Tragschienen 1; 2 und den am Maschinenkörper 4 befestigten acht Linearantrieben 5.1-5.8 sind Parallelstäbe 6.1-6.12 angeordnet, die an beiden Enden Gelenke 7 besitzen. Diese Gelenke 7 sind an den Linearantrieben 5.1-5.8 und den Tragschienen 1, 2 so angeordnet, daß die Parallelität der beiden Stäbe der Parallelstäbe 6.1-6.12 gegeben ist. Alle Gelenke 7 erhalten das Bezugszeichen 7, welches aus Gründen der Übersicht nur teilweise in den Zeichnungen angezeigt ist. An jeder der vier Seiten der beiden Pressentore in Transportrichtung ist [rechts und links am Seitenständer und oben und unten] ein Linearantrieb 5.1-5.8 angeordnet. Diese stehen über die Parallelstäbe 6.1-6.12 mit den Tragschienen 1; 2 miteinander in Wirkverbindung.

Die Befestigungspunkte der Linearantriebe 5.1-5.8 am Maschinenkörper 4 sind in der y-z-Ebene so angeordnet, daß sie in ihrer geometrischen Grundstruktur die Eckpunkte von zwei Dreiecken bilden. Im Mittelpunkt der beiden Dreiecke befinden sich die Tragschienen 1; 2 in ihrer Grundstellung, wie aus Fig. 1 ersichtlich.

Ein Parallelstab 6.1-6.12 besteht aus jeweils zwei nicht längenveränderbaren Stäben.

Die Parallelstäbe 6.1-6.12, die als Parallelogramm zwischen den Linearantrieben 5.1-5.8 und den Tragschienen 1; 2 angeordnet sind, lassen nur eine translatorische Bewegung der Tragschienen 1; 2 zu, d. h. eine Verdrehung der Tragschienen 1; 2 um ihre Längsachse wird verhindert. Die Länge der Parallelstäbe 6.1-6.12 wird durch die Größe des Bewegungsspektrums in der y-z-Ebene bestimmt (Heben-Senken und Öffnen- Schließen).

Die Anbindungspunkte der Parallelstäbe 6.1-6.12 zwischen Linearantrieben 5.1-5.8 und Tragschienen 1; 2 sind in der x-z-Ebene so angeordnet, daß sie ebenfalls in ihrer geometrischen Grundstruktur die Eckpunkte von Dreiecken bilden, wie in Fig. 2 gezeigt. Die Strukturen befinden sich an den Enden der Tragschienen 1; 2 und bilden jeweils die Antriebsmodule.

Diese Strukturen ermöglichen eine leichte, formstabile Bauweise, bei der die funktionsbestimmenden Bauteile nur Zug- und Druckbeanspruchungen ausgesetzt sind.

Die Hublänge der Linearantriebe 5.1-5.8 wird durch den Vorschubschritt (x- Achse) sowie durch den Differenzhub zur Realisierung der Bewegung in der y- z-Ebene bestimmt.

Die gewünschten Bewegungen der Tragschienen 1; 2 in Vorschub-, Schließ- und Heberichtung werden erzeugt, indem die Parallelstäbe 6.1-6.12 in geeigneter Weise mit synchronen oder asynchronen Bewegungsabläufen über die entsprechenden Linearantriebe 5.1-5.8 bewegt werden. Die synchrone Bewegung der Linearantriebe ohne Schwenkbewegung der Parallelstäbe 6.1-6.12 erzeugt die gewünschte Transportbewegung [x-y-Ebene] und/oder die asynchrone Bewegung der Linearantriebe 5.1-5.8 mit Schwenkbewegung der Parallelstäbe 6.1-6.12 erzeugt die gewünschte Horizontal- und Vertikalbewegung [y-z-Ebene] der Tragschienen 1; 2. Zur Erzeugung der gewünschten Tragschienenbewegungsabläufe erfolgt eine programmierte Achssteuerung der Linearantriebe 5.1-5.8.

Durch die Anordnung der Linearantriebe 5.1-5.8 kann die Hälfte der eingesetzten Linearantriebe (5.2, 5.3, 5.6 und 5.7) für beide Tragschienen 1; 2 genutzt werden, damit kann die Anzahl der Linearantriebe 5.1-5.8 auf 8 Stück reduziert werden. Als Linearantriebe 5.1-5.8 sind vorzugsweise elektrische Linearmotoren oder Servomotoren mit Spindel-, Zahnriemen- oder Ritzel- Zahnstange-Getrieben oder servogesteuerte Hydraulikzylinder geeignet. Weiterhin sind zur Erzeugung einer Linearbewegung auch Hydraulikmotoren mit entsprechenden Getriebe oder von der Umformmaschine abgeleitete mechanische Antriebe möglich.

Claims (7)

1. Transfereinrichtung zum Transport von Werkstücken durch eine Stufenpresse, Transferpressenlinie oder dgl. Pressenanlage mit einer oder zwei parallelen Trag- bzw. Greiferschienen und Greifern zur Aufnahme der Werkstücke, die mit Hilfe von mehreren, vorzugsweise im Bereich der Tragschienen-Enden angeordneten Antriebsmodulen eine Transportbewegung in Pressenlängsrichtung sowie ggf. eine Hub- und eine Schließbewegung ausführen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Tragschienen (1; 2) und am Maschinenkörper (4) befestigten Linearantrieben (5.1-5.8) Parallelstäbe (6.1-6.12), bestehend aus jeweils zwei nicht längenveränderbaren Stäben, angeordnet sind, die an beiden Enden Lager bzw. Gelenke (7) besitzen, und durch synchrone Bewegung der Linearantriebe (5.1-5.8) ohne Schwenkbewegung der Parallelstäbe (6.1-6.12) die Transportbewegung und/oder durch asynchrone Bewegung der Linearantriebe (5.1-5.8) mit Schwenkbewegung der Parallelstäbe (6.1-6.12) die Horizontal- und Vertikalbewegung [y-z-Ebene] der Tragschienen (1, 2) erzeugen, wobei zur Erzeugung der gewünschten Tragschienenbewegung eine Programmsteuerung die entsprechenden Linearantriebe (5.1-5.8) ansteuert.

2. Transfereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungspunkte der jeder Tragschiene (1; 2) zugeordneten Linearantriebe (5.1-5.8) am Maschinenkörper (4) und damit der Lagerpunkt der Parallelstäbe (6.1-6.12) so angeordnet sind, daß sie in ihrer geometrischen Struktur in der y-z-Ebene die Eckpunkte zweier fiktiver Dreiecke darstellen.

3. Transfereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anbindungspunkte der Parallelstäbe (6.1-6.12) zwischen jeweiligem Linearantrieb (5.1-5.8) und entsprechender Tragschiene (1; 2) in ihrer geometrischen Struktur in der x-z-Ebene die Eckpunkte von fiktiven Dreiecken darstellen.

4. Transfereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Parallelstäbe (6.1-6.12), die als Parallelogramm zwischen Linearantrieb (5.1-5.8) und Tragschiene (1; 2) und an beiden Enden mittels Lager bzw. Gelenken (7) schwenkbar sind, eine Verdrehung der Tragschiene (1; 2) um ihre Längsachse verhindern.

5. Transfereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Reduzierung der Antriebsanzahl von Linearantrieben (5.1-5.8) mehrere Parallelstäbe (6.2 mit 6.4, 6.3 mit 6.6, 6.8 mit 6.10 und 6.9 mit 6.12) an jeweils einem Linearmotor (5.2; 5.3; 5.6 und 5.7) anordenbar sind.

6. Transfereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Parallelstäbe (6.1-6.12) jeweils über Linearantriebe (5.1-5.8), wie Linearmotoren oder Servomotoren mit Getrieben, zur Umwandlung der Drehbewegung in eine Linearbewegung angetrieben werden.

7. Transfereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Linearmotore (5.1-5.8) in Teiletransportrichtung oder quer dazu anordenbar sind.