-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine
Teilemontagevorrichtung.
-
In den letzten Jahren wurden weitgehend aus
Gründen der Arbeitsersparnis und/oder Qualitätskontrolle
automatische Teilemontagevorrichtungen unter Verwendung
van Robotern eingesetzt.
-
Diese Vorrichtung sind so ausgebildet, daß eine
Linie von Robotern in der Reihenfolge der
Arbeitsvorgänge an der Seite einer teiletransportierenden Linie
angeordnet ist und die Teile an Werkstücken montiert
werden, die auf Paletten angebracht sind.
-
Wenn aber ein Problem bei einem der
Teilemontageroboter in einer Linie solcher Montagevorrichtungen
auftritt, wirkt sich dies auf andere Teile der
Montagelinie weitaus stärker aus als bei einer herkömmlichen
Teilemontagelinie. Ferner bestanden die Probleme, daß
jedesmal, wenn die Werkstückart geändert wird, die
Teilemontageroboter durch neue, dafür geeignete
Teilemontageroboter ersetzt werden müssen und der Zeit- und
Arbeitsaufwand für die Änderung in der Anordnung der
Teilemontageroboter entsprechend der Erhöhung oder
Verminderung der Anzahl von Arbeitsvorgängen und der
Veränderung der Montagefolge oder dergleichen groß ist, so daß
die Fertigungsrate deutlich verschlechtert wird und die
mit der Anzahl von Veränderungen erforderlichen
Gesamtkosten steigen.
-
In Dokument US-A-4 971 189 wird eine
Mehrstationenmontagevorrichtung für die automatische Montage von
Mehrfachkomponentenvorrichtungen offenbart. Die
Vorrichtung umfaßt einen zentralen Tragtisch mit oberen
und unteren Leitschienen zur Befestigung von
Montagehalterungen, in dem Tisch eingebaute Druckluftverteiler
und ein Förderband zur kontinuierlichen Beförderung von
Trägerpaletten entlang dem Tisch. Es sind mehrere
unabhängige Arbeitsstationen mit Anschlag- und
Traghalterungen für die Paletten vorgesehen, welche Werkstücke
abhängig von Indikatoren, die auf den Paletten
angebracht sind, anhalten und/oder tragen. Bei dieser
Vorrichtung
können aber Teilemontageeinheiten nicht sofort
geändert und neugeordnet werden. Diese Vorrichtung
beruht vielmehr auf der Anordnung und Entnahme von
Paletten auf bzw. von einem Förderband, so daß die
Montagevorgänge auf der Basis von einzelnen Paletten
fortlaufen können.
-
Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der
obengenannten Probleme gemacht. Eine besondere Aufgabe
der Erfindung ist die Schaffung einer
Teilemontagevorrichtung, bei welcher die Teilemontageeinheiten
innerhalb einer kurzen Zeit sogleich geändert und
neugeordnet werden können.
-
Diese Aufgabe wird durch die
Teilemontagevorrichtung des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Weitere
vorteilhafte Merkmale, Aspekte und Einzelheiten der
Erfindung gehen aus den abhängigen Ansprüchen, der
Beschreibung und den Zeichnungen hervor.
-
Die Erfindung schafft eine Teilemontageeinheit
oder -vorrichtung, die eine Teileträgereinheit und eine
Teilemontageeinheit enthält.
-
Eine besondere Teilemontagevorrichtung gemäß der
vorliegenden Erfindung umfaßt eine Teileträgereinheit
zur Zuführung von Teilen zu einer Teilemontageeinheit,
die Palettenträgerriemen und ein Mittel für die
elektrische Versorgung umfaßt und deren eine Seite mit der
Teilemontageeinheit verbunden ist, eine
Teilemontageeinheit, die bewegbar ausgebildet ist, so daß sie mit
der einen Seite der Teileträgereinheit verbunden ist,
und eine Palettenpositioniereinrichtung umfaßt, die in
dem Zustand, in dem die Teilemontageeinheit mit der
Teileträgereinheit verbunden werden kann, an einem
Bereich unmittelbar unter der Palettenträgerriemen
plazierbar ist, und eine Montagevorrichtung zur Montage
von Teilen an Werkstücken, die auf einer Palette
angebracht sind.
-
Die wie oben konstruierte Teilemontagevorrichtung
ermöglicht, daß die Palettenpositioniervorrichtung an
der Seite der Teilemontageeinheit unmittelbar unter den
Palettenträgerriemen oder Mitteln, die an der Seite der
Teileträgereinheit vorgesehen sind, angeordnet werden
kann, so daß die Teile an den Werkstücken montiert
werden können, während die Teilemontageeinheit und die
Teileträgereinheit miteinander verbunden sind, und daß
die entsprechenden Teilemontageeinheiten bei einer
Anderung der Werkstückart sogleich innerhalb kurzer Zeit
in Übereinstimmung mit der Art von Teilen und der
Montagefolge neugeordnet werden können.
-
Fig. 1 ist eine Seitenansicht einer
Teilemontagevorrichtung, die gemäß einem bevorzugten
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung konstruiert und in
einem freistehenden Zustand dargestellt ist;
-
Fig. 2 ist eine Seitenansicht der Vorrichtung von
Fig. 1 in einem verbundenen Zustand;
-
Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht, welche
einen Hauptteil der Vorrichtung zeigt; und
-
Fig. 4 ist eine erklärende Ansicht, die mehrere
Vorrichtungen der Erfindung zeigt, welche eine
Teilemontagelinie bilden.
-
Es wird nun ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung mit Bezugnahme auf die
beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
-
Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung, das als Montagevorrichtung für kleine
Teile wie einen Druckkopf für einen Nadeldrucker
konstruiert ist. Die Vorrichtung ist allgemein in eine
palettenträgereinheit 10 und eine Teilemontageeinheit
30 unterteilt, die so konstruiert ist, daß sie lösbar
mit der palettenträgereinheit 10 verbunden wird.
-
Die Palettenträgereinheit 10 ist, wie in Fig. 4
dargestellt, als eine von einer Mehrzahl von einzelnen
Einheiten konstruiert, welche eine Palettenträgerlinie
bilden. Mit anderen Worten, die Palettenträgereinheit
10 ist als Modul konstruiert, welcher alle Elemente
enthält, die für den Transport von Teilen erforderlich
sind, wie palettenträgereinrichtungen 15, insbesondere
Riemen, und deren Antriebsmechanismus, ein Stromkabel
26, Druckluft- und Luftsaugleitungen 27 und 28, einen
Palettenpositionssensor usw.
-
Die Palettenträgereinheit 10 ist als Rahmen 11
mit einer konstanten Länge konstruiert, mit Längsrahmen
12 an beiden Enden und sich dazwischen erstreckenden
horizontalen Rahmen mit einer oberen Stufe 13 und einer
mittleren Stufe 14. Auf der oberen Stufe 13 und der
mittleren Stufe 14 des Rahmens 11 sind jeweils Paare
von rechten und linken Palettenträgereinheiten, die
beispielhaft durch Palettenträgerriemen 15, 15 und
Palettenrückführungsriemen 16, 16 dargestellt sind,
durch Paare von rechten und linken Antriebsmittel
abgehängt und befestigt, die beispielhaft durch
Riemenscheiben dargestellt sind, welche an beiden Enden des
Rahmens 11 befestigt sind.
-
Fig. 3 zeigt die Antriebsanordnung dieser Riemen.
An beiden Enden des Rahmen 11 sind Riementragwellen 18
an den entsprechenden Riemenaufhängeabschnitten der
oberen Stufe 13 und der mittleren Stufe 14 befestigt.
An jeder Welle 18 sind Riemenscheiben mit größerem
Durchmesser 19, an welchen der Riemen 15a (16a) einer
Palettenträgerseite angetrieben wird, und
Riemenscheiben mit geringerem Durchmesser 20, an welchen der
Riemen 15b (16b) einer Palettenrückführungsseite
angetrieben wird, so befestigt, daß sie frei drehbar sind.
-
An einem Abschnitt unter der Welle 18 ist eine
Antriebswelle 23 vorgesehen, die über einen
Untersetzungsmechanismus 21 mit einem Antriebsmotor 22
verbunden ist. Der Riemen 15b (16b) der
Palettenrückführungsseite von den Riemenscheiben mit geringerem Durchmesser
20 wird um Antriebsscheiben 24 geführt, die an der
Antriebswelle 23 befestigt sind. Dann läuft der Riemen
15b (16b) über die Riemenscheiben mit größerem
Durchmesser 19, so daß der Riemen 15a (16a) der
Palettenträgerseite auf der oberen Stufe 13 und der mittlere Stufe
14 bewegt wird.
-
Gemäß dieser Konstruktion der vorliegenden
Erfindung drehen beide Riemen 15a, 15b (16a, 16b) mit
einem geringen Höhenunterschied zwischen den Riemen 15a
(16a) auf der Trägerseite und dem Riemen 15b (16b) auf
der Rückführungsseite. Selbst wenn ein
Palettenpositioniermechanismus 37 zwischen diesen Riemen eingesetzt
und angeordnet wird, wie in der Folge erwähnt, kann ein
erforderlicher Zwischenraum für den Transport und die
Rückführung einer Palette P aufrechterhalten werden.
-
Das Bezugszeichen 25 in der Zeichnung bezeichnet
eine Abdeckplatte zur Abdeckung des Riemens 15b (16b)
auf der Rückführungsseite.
-
In einem Raum einer unteren Stufe der
Palettenträgereinheit 10 sind die entsprechenden Druckluft- und
Luftsaugleitungen 27, 28 wie auch das Versorgungskabel
26 zur Zuleitung von Strom zu der Teilemontageeinheit
30 derart angeordnet, daß sie mit dem entsprechenden
Kabel 26 und den entsprechenden Leitungen 27, 28 der
benachbarten Palettenträgereinheit 10 verbunden werden
können. Zusätzlich ist ein Sensor (nicht dargestellt)
zum Detektieren der Palette an einer geeigneten
position an der Oberfläche für den Palettentransport
angeordnet.
-
Andererseits ist die Teilemontageeinheit 30 durch
die Anordnung von Schwenkrollen 31 und
Verankerungsstangen 32 als eine verschiebbare Einheit konstruiert.
An einem Untergestell 33 ist ein geeigneter
Verbindungsanschluß an einer Verbindungsseite zur Verbindung
mit der Palettenträgereinheit 10 befestigt. An der
oberen Fläche des Untergestells ist ein gelenkiger Roboter
35 vorgesehen, der die Teile von einer Zuführung (nicht
dargestellt) aufnimmt, die an einer Seite angeordnet
ist, welche dem Verbindungsseitenabschnitt
gegenüberliegt, und diese an dem Werkstück montiert, das auf
einer Transportpalette P angebracht ist.
-
An dem Untergestell 33 ist der
palettenpositioniermechanismus 37 über einen Tragarm 38 befestigt, so
daß er zu einer Seite seiner Verbindungsfläche vorragt.
Der positioniermechanismus 37 kann zwischen der oberen
Stufe 13 und der mittleren Stufe 14 angeordnet werden,
während die Teilemontageeinheit 30, die mit der einen
Seite der Palettenträgereinheit 10 verbunden ist, die
Palette P, die von dem Trägerriemen 15 getragen wird,
anhebt und positioniert und in einer im voraus
bestimmten Position der Teilemontageeinheit 30 hält.
-
Dieser Palettenpositioniermechanismus 37, dessen
Konstruktion an sich gut bekannt ist, enthält eine
Positionier- und Halteplatte 39 mit Eingriffszapfen 48,
die von ihrer oberen Fläche abstehen und in
Eingriffsöffnungen der Palette P eingreifen, sowie einen
Hebezylinder 40 zur Auf- und Abwärtsbewegung der
Positionierund Halteplatte 39. Ferner ist an einem Teil der
Positionier- und Halteplatte 39 ein IC-Kartenleser (nicht
dargestellt) vorgesehen, der mit einer IC-Karte in
Kontakt gebracht wird, die an der Unterseite der Palette P
befestigt ist, um die auf der IC-Karte aufgezeichnete
Information zu lesen, so daß aufgrund der von der Karte
abgelesenen Information, wie die Werkstückart, die von
der Palette P befördert wird, oder deren zulässige
Abweichung, die korrekte Art der Teile, die an dem
Werkstück zu montieren sind, oder der Teile, welche die
zulässige Abweichung aufweisen, ausgewählt und montiert
werden können.
-
Das Bezugszeichen 41 in der Zeichnung bezeichnet
ein Gehäuse zur Aufnahme eines Schaltungssubstrates,
das lösbar an dem Untergestell 33 befestigt ist.
-
Die obenbeschriebene Teilemontagevorrichtung ist,
wie in Fig. 4 dargestellt, derart ausgebildet, daß die
einzelnen Palettenträgereinheiten 10, die als Module
konstruiert sind, zunächst miteinander in der für die
Montage der Teile erforderlichen Länge verbunden
werden, wobei Hebevorrichtungen 50 zum Anheben der
Paletten an beiden Enden vorgesehen sind und die
entsprechenden Stromkabeln 26 und Leitungen 27, 28 für die
Druckluft und Saugluft der Palettenträgereinheiten 10
miteinander verbunden werden.
-
Dann wird, wie in Fig. 2 dargestellt, jede der
Teilemontageeinheiten 30 mit einer Seite jeder der
Palettenträgereinheiten 10 in Übereinstimmung mit einem
Teilemontageverfahren verbunden. Jede der
palettenpositioniereinheiten 37, die von der Seite jeder der
Teilemontageeinheiten vorstehen, wird zwischen der
oberen Stufe 13 und der mittleren Stufe jeder der
Palettenträgereinheiten 10 eingesetzt und positioniert.
Dann wird die Palettenpositioniereinheit mit dem
Stromkabel 26 und den Leitungen 27, 28 für die Druckluft und
Saugluft der palettenträgereinheiten 10 verbunden.
-
Folglich ist jede der Palettenträgereinheiten 10
mit jeder der Teilemontageeinheiten 30 verbunden. Die
Palette P, die von dem palettenträgerriemen 14 der
Seite der Palettenträgereinheit 10 getragen wird, wird
durch den palettenpositioniermechanismus 37 an der
Seite der Teilemontageeinheit 30 positioniert und
gehalten, und die erforderlichen Teile werden danach
auf einem darauf angebrachten Werkstück montiert.
-
Wenn die Art des Werkstückes geändert wird, wird
die Teilemontageeinheit 30, die dieser Art von
Werkstück nicht angepaßt werden kann, aus einer
Transportlinie entfernt und eine Teilemontageeinheit 30, die für
die neue Art von Werkstück vorbereitet ist, wird zu der
erforderlichen Palettenträgereinheit 10 bewegt und mit
dieser verbunden. Wenn die Montagefolge der Teile
aufgrund einer Veränderung der Werkstückart umgestellt
wird, wird eine bestimmte Teilemontageeinheit 30 neu
angeordnet, wie in Fig. 4 dargestellt, um diesen
Umständen gerecht zu werden.
-
Wie zuvor beschrieben, kann gemäß der
vorliegenden Erfindung die Bildung der Montagelinie einfach
in Übereinstimmung mit der Art des Werkstückes
verändert werden, da die Palettenpositioniervorrichtung in
einer erforderlichen Teilemontageposition der
Teileträgereinheit, die einen Teil einer Teilemontagelinie
bildet, angeschlossen werden kann, indem die
Palettenpositioniervorrichtung an einem Abschnitt unmittelbar
unter den palettenträgerriemen positioniert wird.
Ferner kann der Austausch einer Teilemontageeinheit
durch eine andere Einheit in Übereinstimmung mit der
Art des Werkstückes oder die Neuordnung der
Teilemontageeinheiten, welche der Veränderung der
Montagefolge usw. entspricht, innerhalb kurzer Zeit sogleich
ausgeführt werden. Daher kann die Fertigungsrate der
Vorrichtung verbessert werden, und die für die Änderung
erforderlichen Kosten können deutlich gesenkt werden.