EP1313575B1 - Articulated arm transport system - Google Patents
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- EP1313575B1 EP1313575B1 EP01964901A EP01964901A EP1313575B1 EP 1313575 B1 EP1313575 B1 EP 1313575B1 EP 01964901 A EP01964901 A EP 01964901A EP 01964901 A EP01964901 A EP 01964901A EP 1313575 B1 EP1313575 B1 EP 1313575B1
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- EP
- European Patent Office
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- pivoting arm
- pivoting
- arm part
- movement
- transporting
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Classifications
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D43/00—Feeding, positioning or storing devices combined with, or arranged in, or specially adapted for use in connection with, apparatus for working or processing sheet metal, metal tubes or metal profiles; Associations therewith of cutting devices
- B21D43/02—Advancing work in relation to the stroke of the die or tool
- B21D43/04—Advancing work in relation to the stroke of the die or tool by means in mechanical engagement with the work
- B21D43/05—Advancing work in relation to the stroke of the die or tool by means in mechanical engagement with the work specially adapted for multi-stage presses
Definitions
- the invention relates to a transport system for transporting workpieces from a processing station in the subsequent processing station or clipboard of a press, press line, a simulator or the like according to the preamble of claim 1.
- step press or press line for cost-effective production.
- the number of tools then corresponds to the number of work stages that are required for the production.
- the presses are transport facilities with which the workpieces are transported from one workstation to the next.
- the transport devices consist of gripper rails or mounting rails which extend through the entire length of the forming machine.
- the mounting rails are equipped with gripper or retaining elements.
- gripper or retaining elements are equipped with gripper or retaining elements.
- a pivoting to the change in position of the part during the transport step may be required.
- This change in position can also be done by an arranged between the forming stages Orientierstation.
- the masses of the transfer systems to be accelerated and braked are in complete contrast to the low masses of the parts to be transported. Since the transport step is to be carried out in the shortest possible time in order to achieve the highest possible number of press strokes and thus parts output, the system must have a high speed and thus acceleration and deceleration.
- each stand area is a transfer device disclosed in DE 196 544 75 A1.
- the drive elements known as -Parallelkinematik- are used.
- no telescopic extension of the drive rods is made, but at a constant rod length, the pivot points are changed, thus achieving the transport movements.
- the forces or torques receiving points of articulation are not constant at a distance to each other and especially if these points are close to each other due to the desired travel curve support problems may occur.
- further parallel control arms are proposed which are interconnected with crossbeams. To achieve a functionally safe transport of large parts, the proposed system is correspondingly complex and of great height.
- the invention has for its object to provide a highly flexible and precise transport system with low height, which ensures an advantageous use of the freedom between the upper and lower tool for the purpose of inserting and discharging workpieces.
- the invention is based on the idea, instead of a rigid transport arm to carry out this 2 parts which are hinged together, connected. To achieve a flat retraction and discharge curve, the pivot angle of the first arm can be selected correspondingly large.
- the swivel angle is selectable in any technically meaningful range.
- the transport arm is located in the tool area in a very flat, directed against the horizontal plane position.
- the articulated arm transport system should be in a lowered position in the stand area, which is given for the subsequent parts transport a favorable freedom of movement to the ramping ram. This freedom of movement allows early retraction and thus in turn reduces the non-productive time. This lowered park position is made possible by superposition of horizontal and vertical movement.
- the articulated-arm transport system is designed with an additional pivoting movement if required.
- the mounting position of the articulated arm transport system is arbitrary, d. H. the pivoting movement can take place both above and below the transport plane.
- 1 presses 2 and 3 are shown in FIG. 1 by a press line.
- Press rams 4 and 5 carry upper tools 6 and 7.
- Lower tools 8 and 9 are located on sliding tables 10 and 11.
- Between the presses are Orientierstationen 12 and 13 arranged.
- the articulated arm transport systems 18 - 21 are the articulated arm transport systems 18 - 21 according to the invention in different functional positions.
- Vertical guide rails 22 are attached to the press stands 14-17, carriages 23 with guides 24 carry the articulated arms 43, 44.
- the drive motor for Armverschwenkung is designated 25.
- the stationary lifting motor 26 for the vertical movement is via a gear 27, in operative connection with a rack 28. More constructional details are described in the following figures.
- the task of the articulated arm transport system 18 - 21 is to transport parts in cycles in the transport direction 29 by successively arranged processing and orientation stations. The different movements are not chronological but exemplified.
- the articulated arm transport systems are arranged at the press stands in pairs and in mirror image opposite each other.
- Receiving elements for the parts holding means 31 supporting cross-beam 30 are designed so that an automatic replacement is possible in a tool change.
- the proposed lowered park position favors an early retraction into the tool room.
- FIG. 2 shows the arrangement of an articulated-arm transport system in a large-scale transfer press 39. Shown are, for example, forming stages in different movement sequences. To reduce the press length was waived on clipboards or Orientierstationen. If a change in position of the part is required, this is performed directly by the articulated arm transport system. For this purpose, a drive 40 is connected via drive elements with the cross-beam 30. The functional sequences are comparable to those already described under FIG.
- Figure 3a and 3b show an articulated arm enlarged in the front view.
- the illustration has been chosen so that in Figure 3a, the drive chain for the pivot arm and in Figure 3b, the drive for the pivoting of the crossbar 30 can be explained.
- Figure 4 for understanding the function.
- the gear 46 engages and in this the gear 47 a.
- the gear 47 is fixedly connected to the second Schwenkarmteil 44. If the pivoting movement of the first Schwenkarmteils 43 introduced by the drive motor 25 via gears 41, 42, this generates a rolling rotational movement of the gears 46, 47 and the fixed connection with gear 47, the corresponding pivoting of the second Schwenkarmteils 44 about the axis of rotation 70th
- the size of the pivoting movement or the pivot angle 48 is infinitely variable via the drive 25, the z. B. is designed as a controlled servo motor. It can be clearly seen that the larger the pivoting angle 48 is chosen, the more the articulated arm system 43, 44 approaches the horizontal extended position and the smaller the required clearance for inserting or discharging the parts. A distortion-free horizontal movement is achieved when based on the rotational or bearing axes 69, 70, 62, the two Schwenkarmmaschine 43, 44 are executed in the same length.
- the pivot drive 40 mounted on the carriage 23 drives the gear 49. Via intermediate wheel 50, the rotational movement is transmitted to gear 51. Via a common shaft 52 gear 51 is connected to gear 53. Gear 53 drives the mounted in the first Schwenkarmteil 43 gear chain 54 - 57 at. Gear 57 is fixedly connected via a hollow shaft 58 with toothed belt pulley 59 and drives this. Timing belt pulley 59 drives toothed belt pulley 61 via toothed belt 60.
- Timing belt pulley 61 forms a unit with the receiving and bearing unit of the cross-beam 30 and causes a pivoting movement about the pivot axis 62. Since the pivot drive 40 may be a controlled servomotor, a defined change in position of the parts is guaranteed.
- the receiving and supporting unit for the cross-beam 30 is exemplified as a universal joint 63, whereby a horizontal and vertical inclination of the cross-beam 30 is made possible.
- Elements for automatically changing the cross-beam 30 in a tool change are provided and designated 64.
- FIGS. 3a and 3b The drive chains described in FIGS. 3a and 3b can be seen together from the sectional representation of FIG. In addition to other structural details, in particular, the required for pivoting from the first Schwenkarmteil 43 fixed connection of gear 45, with carriage 23 and also the fixed connection of gear 47 with the second Schwenkarmteil 44 can be seen. Since the opening angle between the Schwenkarm surely 43, 44 is twice as large as the pivot angle 48, and the gear ratio of gear 45 to gear 47 is corresponding to 2: 1.
- the darker hatched drive chain in FIG. 4 serves to pivot the crosspiece 30 about the pivot axis 62.
- FIGS 5 and 6 An embodiment without pivoting the cross-beam 30 is shown in FIGS 5 and 6.
- the functional description of the vertical lifting movement and the gear assembly in the carriage 23 and the first pivot arm 43 can be found in the previous figures.
- the connection of the first Schwenkarmteil 43 with the second Schwenkarmteil 44 via gear 47 and the movable mounting of the arms is identical to the previously described embodiment.
- New is the fixed connection of the toothed belt pulley 66 with the first Schwenkarmteil 43.
- the toothed belt drives 66, 67, 68 are now used to stabilize and positionally correct support the crossbar 30.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Transportsystem zum Transportieren von Werkstücken aus einer Bearbeitungsstation in die nachfolgende Bearbeitungsstation oder Zwischenablage einer Presse, Pressenstraße, eines Simulators oder dergleichen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a transport system for transporting workpieces from a processing station in the subsequent processing station or clipboard of a press, press line, a simulator or the like according to the preamble of claim 1.
Erfordert die Herstellung eines Werkstückes mehrere Arbeitsoperationen, wie Schneiden oder Umformen, so werden zur wirtschaftlichen Fertigung die erforderlichen Einzeloperationen in einer sogenannten Stufenpresse oder Pressenstraße durchgeführt. Die Anzahl der Werkzeuge entspricht dann der Anzahl der Arbeitsstufen, die zur Herstellung erforderlich sind. In den Pressen befinden sich Transporteinrichtungen mit welcher die Werkstücke von einer Arbeitsstation zur nächsten transportiert werden.If the production of a workpiece requires several work operations, such as cutting or forming, the necessary individual operations are carried out in a so-called step press or press line for cost-effective production. The number of tools then corresponds to the number of work stages that are required for the production. In the presses are transport facilities with which the workpieces are transported from one workstation to the next.
Bei Stufen- oder Großteil-Transferpressen bestehen die Transporteinrichtungen aus Greifer- bzw. Tragschienen die sich durch die gesamte Länge der Umformmaschine erstrecken. Zum Transport der Teile sind die Tragschienen mit Greifer- oder Halteelementen bestückt. Unterschieden wird dabei, je nach Bewegungsablauf, zwischen einem mit Saugertraversen bestückten Zwei-Achstransfer oder einem mit Greiferelementen versehenen Drei-Achstransfer. Als Zusatzbewegung kann auch eine Verschwenkung zur Lageveränderung des Teiles während dem Transportschritt erforderlich sein. Diese Lageveränderung kann auch durch eine zwischen den Umformstufen angeordnete Orientierstation erfolgen.In the case of step or large-area transfer presses, the transport devices consist of gripper rails or mounting rails which extend through the entire length of the forming machine. To transport the parts, the mounting rails are equipped with gripper or retaining elements. Depending on the sequence of movements, a distinction is made between a two-axis transfer fitted with vacuum turrets or a three-axis transfer provided with gripper elements. As an additional movement can also a pivoting to the change in position of the part during the transport step may be required. This change in position can also be done by an arranged between the forming stages Orientierstation.
Die Transferbewegung wird über Kurven eingeleitet, die über Bewegungsübertragungselemente mit dem Stößelantrieb zwangssynchronisiert sind. Die Herstellung von insbesonders großflächigen Teilen führte zur Entwicklung der Großteil-Transferpressen in immer größeren Dimensionen bezogen auf die Umformkraft und die Transportwege. Werkzeugabstände in einer Größenordnung von 5000 mm sind heute durchaus üblich und damit sind auch entsprechende Transportschritte erforderlich.The transfer movement is initiated via curves which are forcibly synchronized via motion transfer elements with the ram drive. The production of particularly large-scale parts led to the development of large-scale transfer presses in ever larger dimensions based on the forming force and the transport routes. Tool distances of the order of 5,000 mm are quite common today, and corresponding transport steps are required.
Als Ergebnis dieser Entwicklung stehen die zu beschleunigenden und abzubremsenden Massen der Transfersysteme in einem völligen Gegensatz zu den geringen Massen der zu transportierenden Teile. Da der Transportschritt in kürzester Zeit ausgeführt werden soll, um eine möglichst hohe Pressenhubzahl und damit Teileausbringung zu erreichen, muss das System über eine hohe Geschwindigkeit und damit auch Beschleunigung und Verzögerung verfügen.As a result of this development, the masses of the transfer systems to be accelerated and braked are in complete contrast to the low masses of the parts to be transported. Since the transport step is to be carried out in the shortest possible time in order to achieve the highest possible number of press strokes and thus parts output, the system must have a high speed and thus acceleration and deceleration.
Ein weiterer Nachteil ist der starre Bewegungsablauf der durch die Kurvenantriebe vorgegeben wird.
Die optimale Nutzung der Freiräume zwischen Unter- und Oberwerkzeug während dem Stößelhub ist für den Teiletransport nicht möglich.Another disadvantage is the rigid motion that is dictated by the cam drives.
The optimal use of the clearances between the lower and upper tool during the ram stroke is not possible for the parts transport.
Um diese aufgezeigten Nachteile zu vermeiden befassen sich jetzt Schutzrechtsanmeldungen mit der Ablösung des bisherigen Transfersystems durch eine entsprechende Anzahl von zwischen den Bearbeitungsstufen angeordneten, mit Eigenantrieb ausgerüsteten Transfersysteme. Eine solche Anordnung ist in der EP 0 672 480 B1 offenbart. An den Ständern angeordnete Transfersysteme sind mit einer Anzahl von Antrieben ausgerüstet, die in Wirkverbindung mit den Bewegungsübertragungsmitteln den Teiletransport ausführen. Als Besonderheit ist das System sowohl als Zwei-Achstransfer mit Saugerbalken, als auch als Drei-Achstransfer mit Greifern umrüstbar. Allerdings erfordert dieser universelle Einsatz einen entsprechenden baulichen Aufwand.In order to avoid these disadvantages, protective rights applications are now concerned with the replacement of the previous transfer system by a corresponding number of self-propelled transfer systems arranged between the processing stages. Such an arrangement is disclosed in EP 0 672 480 B1. On the stands arranged transfer systems are with a number of drives equipped, which carry out the parts transport in operative connection with the movement transmission means. As a special feature, the system can be converted to two-axis transfer with suction bars as well as three-axis transfer with grippers. However, this universal use requires a corresponding structural complexity.
Ebenfalls in jedem Ständerbereich angeordnet ist eine in der DE 196 544 75 A1 offenbarte Transfereinrichtung. In dieser Anmeldung werden für den Antrieb Elemente die als -Parallelkinematik- bekannt sind verwendet. In Abwandlung dieser bekannten Bewegungselemente wird jedoch keine teleskopartige Verlängerung der Antriebsstäbe vorgenommen, sondern bei konstanter Stablänge werden die Anlenkpunkte verändert und damit die Transportbewegungen erreicht. Die die Kräfte bzw. Drehmomente aufnehmenden Anlenkpunkte sind im Abstand zueinander nicht konstant und insbesondere wenn diese Punkte aufgrund der gewünschten Fahrkurve dicht beieinander liegen können Abstützungsprobleme auftreten. Zur Erhöhung der Systemsteifigkeit werden auch weitere zueinander parallele Lenker vorgeschlagen die untereinander mit Quertraversen verbunden werden. Zur Erreichung eines funktionssicheren Transportes von großflächigen Teilen wird das vorgeschlagene System entsprechend aufwendig und von großer Bauhöhe.Also arranged in each stand area is a transfer device disclosed in DE 196 544 75 A1. In this application, the drive elements known as -Parallelkinematik- are used. In a modification of these known movement elements, however, no telescopic extension of the drive rods is made, but at a constant rod length, the pivot points are changed, thus achieving the transport movements. The forces or torques receiving points of articulation are not constant at a distance to each other and especially if these points are close to each other due to the desired travel curve support problems may occur. To increase the system rigidity, further parallel control arms are proposed which are interconnected with crossbeams. To achieve a functionally safe transport of large parts, the proposed system is correspondingly complex and of great height.
In der nicht vorveröffentlichen DE 100 10 079 schlägt der Anmelder ein System mit im Pressenständerbereich angeordneten Transporteinrichtungen vor die vergleichbar einem Schwenkarmprinzip arbeiten. Mit Teileaufnahme- und Haltemittel versehenen, quer zur Transportrichtung angeordnete Traversen, werden jeweils an ihren Enden von diesen Schwenkarm-Robotern gehalten und bewegt. Somit sind die Schwenkarm-Roboter jeweils paarweise und sich gegenüberliegend im Ständerbereich angeordnet. Aufgrund der Bauhöhe und der durch das Antriebskonzept erforderlichen vertikalen Bewegung ist das vorgeschlagene Transportsystem insbesondere für Pressen mit einer größeren Bauhöhe geeignet. Der Schwenkarm besteht aus einem starren Stück, wodurch sich ein entsprechend großer Schwenkradius ergibt. Da zu einem möglichst frühen Zeitpunkt, nach Beginn der Stößelaufwärtsbewegung, die Werkstücke entnommen werden sollen sind der große Schwenkradius und die daraus resultierenden Störkanten ungünstig. Eine wünschenswerte flache Ein- oder Ausfahrkurve ist mit diesem System nur schwierig realisierbar.In the not previously published DE 100 10 079 the applicant proposes a system with arranged in the press stand area transport devices before working comparable to a Schwenkarmprinzip. Provided with Teileaufnahme- and holding means, arranged transversely to the transport direction trusses are held and moved at their ends by these swivel arm robots. Thus, the robotic arm robots are arranged in pairs and opposite to each other in the stand area. Due to the height and required by the drive concept vertical movement is the proposed transport system especially suitable for presses with a larger overall height. The swivel arm consists of a rigid piece, resulting in a correspondingly large swivel radius. Since the workpieces are to be removed at the earliest possible time, after the start of the ram upward movement, the large swivel radius and the resulting interference edges are unfavorable. A desirable flat entry or exit curve is difficult to achieve with this system.
Aus der US-PS 5 423 648 ist ein Robotersystem gemäß der Gattung des Anspruchs 1 bekannt geworden. Derartige Systeme werden einseitig seitlich an einer Pressenstraße angeordnet und wirken nicht paarweise zusammen. Sie führen aufgrund der vielseitigen Bewegungsmöglichkeiten eine räumliche, auch quergerichtete Bewegung aus. Dies ist allenfalls für den Transport von kleineren Werkstücken von Vorteil.From US-PS 5 423 648 a robot system according to the preamble of claim 1 has become known. Such systems are arranged on one side laterally on a press line and do not interact in pairs. Due to the versatile possibilities of movement they perform a spatial, also transversely directed movement. This is at best for the transport of smaller workpieces advantage.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein hochflexibles und präzises Transportsystem mit geringer Bauhöhe zu schaffen, welches eine vorteilhafte Nutzung der Freigängigkeit zwischen Ober- und Unterwerkzeug zum Zwecke des Einlegen und Austragen von Werkstücken gewährleistet.The invention has for its object to provide a highly flexible and precise transport system with low height, which ensures an advantageous use of the freedom between the upper and lower tool for the purpose of inserting and discharging workpieces.
Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Transportsystem nach dem Oberbegriff des Anspruch 1, durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruch 1 gelöst. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen des Transportsystems angegeben.This object is achieved on the basis of a transport system according to the preamble of claim 1, by the characterizing features of claim 1. In the dependent claims advantageous and expedient developments of the transport system are given.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, statt einem starren Transportarm diesen aus 2 Teilen auszuführen die miteinander, gelenkig gelagert, verbunden sind. Zur Erzielung einer flachen Einfahr- und Austragekurve kann der Schwenkwinkel des ersten Teilarmes entsprechend groß gewählt werden.The invention is based on the idea, instead of a rigid transport arm to carry out this 2 parts which are hinged together, connected. To achieve a flat retraction and discharge curve, the pivot angle of the first arm can be selected correspondingly large.
Aufgrund der vorgeschlagenen Konstruktion, in Verbindung mit geregelten Antrieben, ist der Schwenkwinkel in jedem technisch sinnvollen Bereich wählbar. Als Folge daraus befindet sich der Transportarm im Werkzeugbereich in einer sehr flachen, gegen die Horizontalebene gerichteten Lage.Due to the proposed design, in conjunction with controlled drives, the swivel angle is selectable in any technically meaningful range. As a result of it The transport arm is located in the tool area in a very flat, directed against the horizontal plane position.
In vorteilhafter Weise kann somit bei einem relativ kleinen Öffnungshub des das Oberwerkzeug tragenden Pressenstößels, der Gelenkarm in den sich bildenden Freiraum zwischen Ober- und Unterwerkzeug einfahren.In an advantageous manner can thus enter at a relatively small opening stroke of the upper tool bearing press ram, the articulated arm in the forming space between the upper and lower tool.
Besonders vorteilhaft ist eine Ausführung der beiden Gelenkarmteile in gleichen Längen, da dann eine horizontale Transportbewegung ausgeführt wird. Die das Werkstück tragende Saugerspinne fährt somit eine verzerrungsfreie Horizontalbewegung. Die für das Ablegen und Anheben der Werkstücke erforderliche vertikale Bewegung wird von einem ortsfesten Hubantrieb ausgeführt.Particularly advantageous is an embodiment of the two Gelenkarmteile in equal lengths, since then a horizontal transport movement is performed. The suction spider carrying the workpiece thus drives a distortion-free horizontal movement. The required for the storage and lifting of the workpieces vertical movement is performed by a fixed lifting drive.
Bei Überlagerung der Horizontal- mit der Vertikalbewegung ist ein entsprechend günstiger flacher Kurvenverlauf am Anfang und Ende der Transportbewegung realisierbar. Ohne Probleme kann die Großteil-Transferpresse oder Pressenstraße mit phasenverschobenen Stößelstellungen gefahren werden, wodurch sich bei geringerer Antriebsleistung eine günstige Kraftverteilung ergibt. Ebenfalls erhöht diese Maßnahme die Teileausbringung durch Reduzierung der Transportzeiten.When superimposing the horizontal and the vertical movement a correspondingly favorable flat curve at the beginning and end of the transport movement can be realized. Without problems, the majority-transfer press or press line can be driven with out-of-phase ram positions, resulting in a favorable power distribution with lower drive power. Also, this measure increases the parts output by reducing transport times.
Während dem eigentlichen Umformvorgang sollte sich das Gelenkarm-Transportsystem in einer abgesenkten Stellung im Ständerbereich befinden, wodurch für den anschließenden Teiletransport eine günstige Freigängigkeit zu dem hochfahrenden Stößel gegeben ist. Diese Freigängigkeit ermöglicht eine frühzeitige Einfahrbewegung und reduziert dadurch wiederum die Nebenzeiten. Auch diese abgesenkte Parkposition wird durch Überlagerung der Horizontal- mit der Vertikalbewegung ermöglicht.During the actual forming process, the articulated arm transport system should be in a lowered position in the stand area, which is given for the subsequent parts transport a favorable freedom of movement to the ramping ram. This freedom of movement allows early retraction and thus in turn reduces the non-productive time. This lowered park position is made possible by superposition of horizontal and vertical movement.
Je nach Aufgabenstellung kann es erforderlich sein, dass die Teile zwischen 2 Umformstationen in der Lage verändert werden müssen. In einer Pressenstraße findet die Lageveränderung durch Zwischenablagen, sogenannten Orientierstationen, statt. Da die Zwischenablagen zu einer Vergrößerung der Pressenbaulängen führen, versucht man diese Lösung bei Großteil-Transferpressen zu vermeiden. Bei Einsatz in einer Großteil-Stufenpresse wird im Bedarfsfall das Gelenkarm-Transportsystem mit einer zusätzlichen Schwenkbewegung ausgeführt.Depending on the task, it may be necessary to be able to change the parts between 2 forming stations in the position. In a press line, the change in position takes place through clipboards, so-called orientation stations. Since the clipboards lead to an increase in the press length, one tries to avoid this solution in large-scale transfer presses. When used in a large-scale transfer press, the articulated-arm transport system is designed with an additional pivoting movement if required.
Die Anbaulage des Gelenkarm-Transportsystem ist beliebig, d. h. die Schwenkbewegung kann sowohl oberhalb, als auch unterhalb der Transportebene erfolgen.The mounting position of the articulated arm transport system is arbitrary, d. H. the pivoting movement can take place both above and below the transport plane.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen.Further details and advantages of the invention will become apparent from the following description of exemplary embodiments.
Die 7 Figuren zeigen schematisch:
- Figur 1
- Pressenstraße mit Gelenkarm-Transportsystem
Figur 2- Großteil-Transferpresse mit Gelenkarm-Transportsystem
- Figur 3a
- Einzelheit Antrieb Gelenkarm
- Figur 3b
- Einzeleinheit Antrieb Quertraverse schwenken
Figur 4- Draufsicht von Figur 3a und Figur 3b
Figur 5- Einzelheit Gelenkarm ohne Quertraverse schwenken
Figur 6Draufsicht von Figur 5
- FIG. 1
- Pressing line with articulated arm transport system
- FIG. 2
- Large transfer press with articulated arm transport system
- FIG. 3a
- Detail drive articulated arm
- FIG. 3b
- Single unit Drive Swivel crossbar
- FIG. 4
- Top view of Figure 3a and Figure 3b
- FIG. 5
- Detail Swing the articulated arm without the crossbeam
- FIG. 6
- Top view of Figure 5
Beispielhaft sind in Figur 1 von einer Pressenstraße 1 Pressen 2 und 3 dargestellt. Pressenstößel 4 und 5 tragen Oberwerkzeuge 6 und 7. Unterwerkzeuge 8 und 9 befinden sich auf Schiebetischen 10 und 11. Zwischen den Pressen sind Orientierstationen 12 und 13 angeordnet. An den Pressenständern 14 - 17 befinden sich die erfindungsgemäßen Gelenkarm-Transportsysteme 18 - 21 in unterschiedlichen Funktionsstellungen. Vertikale Führungsschienen 22 sind an den Pressenständern 14 - 17 befestigt, Schlitten 23 mit Führungen 24 tragen die Gelenkarme 43, 44. Der Antriebsmotor für die Armverschwenkung ist mit 25 bezeichnet. Der stationäre Hubmotor 26 für die vertikale Bewegung steht über ein Zahnrad 27, in Wirkverbindung mit einer Zahnstange 28. Nähere konstruktive Details werden in folgenden Figuren beschrieben. Die Aufgabe des Gelenkarm-Transportsystems 18 - 21 besteht darin, in Transportrichtung 29, Teile taktweise durch hintereinander angeordnete Bearbeitungs- und Orientierstationen zu befördern. Die verschiedenen Bewegungsabläufe sind nicht chronologisch sondern beispielhaft dargestellt.By way of example, 1
Zum Laden der ersten Presse 2 nehmen die an Quertraverse 36 befestigten Teilehaltemittel 31, z. B. Saugerspinnen, des Gelenkarm-Transportsystem 18, Platinen 32 von einem Platinenstapel 33. Aus der geöffneten Presse 2 wird ein umgeformtes Teil 34 vom Gelenkarm-Transportsystem 19 entnommen und zu der Orientierstation 12 transportiert. Gelenkarm-Transportsystem 20 legt ein Teil 35, welches auf der Orientierstation 12 zuvor in eine Lageveränderung erfahren hat, in Presse 3 ein. Gelenkarm-Transportsystem 21 wiederum legt ein in Presse 3 umgeformtes Teil 36 auf die Orientierstation 13 ab. Die Fahrkurve für den Teiletransport ist mit 37 die für die Parkposition mit 38 gekennzeichnet. Eine Teileverschwenkung durch das Gelenkarm-Transportsystem ist in diesem Anwendungsfall nicht vorgesehen und wird bei Bedarf durch die Orientierstationen 12, 13 durchgeführt.To load the
Jeweils paarweise und spiegelbildlich gegenüberliegend sind die Gelenkarm-Transportsysteme an den Pressenständern angeordnet. Aufnahmeelemente für die die Teilehaltemittel 31 tragende Quertraverse 30 sind so gestaltet, das ein automatischer Austausch bei einem Werkzeugwechsel möglich ist.The articulated arm transport systems are arranged at the press stands in pairs and in mirror image opposite each other. Receiving elements for the
Die zur Nutzung der Freigängigkeit zwischen Ober- und Unterwerkzeug besonders günstige Formgestaltung des Gelenkarmes ist gut erkennbar. Auch die Fahrkurven 37, 38 zeigen anschaulich die günstigen Verhältnisse für ein sehr flaches Einfahren und Austragen der Teile. Eine Überlagerung der Vertikalbewegung durch den Hubantrieb 26 mit der Horizontalbewegung des durch den Antriebsmotor 25 betätigten Schwenkarmes ergibt sehr vorteilhafte Bewegungsabläufe.The use of the freedom between the upper and lower tool particularly favorable design of the articulated arm is clearly visible. The driving curves 37, 38 clearly show the favorable conditions for a very shallow retraction and discharge of the parts. A superposition of the vertical movement by the lifting
Auch die vorgeschlagene abgesenkte Parkposition begünstigt ein frühes Einfahren in den Werkzeugfreiraum.The proposed lowered park position favors an early retraction into the tool room.
Figur 2 zeigt die Anordnung eines Gelenkarm-Transportsystems in einer Großteil-Transferpresse 39. Dargestellt sind beispielhaft Umformstufen in unterschiedlichen Bewegungsabläufen. Zur Reduzierung der Pressenbaulänge wurde auf Zwischenablagen bzw. Orientierstationen verzichtet. Ist eine Lageveränderung des Teiles erforderlich, wird dieses direkt von dem Gelenkarm-Transportsystem ausgeführt. Zu diesem Zweck dient ein Antrieb 40 der über Antriebselemente mit der Quertraverse 30 verbunden ist. Die Funktionsabläufe sind vergleichbar wie bereits unter Figur 1 beschrieben.FIG. 2 shows the arrangement of an articulated-arm transport system in a large-
Figur 3a und Figur 3b zeigen einen Gelenkarm vergrößert in der Vorderansicht. Zur Vereinfachung und besseren Klarstellung wurde die Darstellung so gewählt, dass in Figur 3a die Antriebskette für den Schwenkarm und in Figur 3b der Antrieb für das Verschwenken der Quertraverse 30 erläutert werden kann. Zusätzlich wird zum Verständnis der Funktion auf Figur 4 verwiesen.Figure 3a and 3b show an articulated arm enlarged in the front view. For simplicity and clarity, the illustration has been chosen so that in Figure 3a, the drive chain for the pivot arm and in Figure 3b, the drive for the pivoting of the
Zu sehen sind die vertikalen Führungsschienen 22 und der in Führungen 24 bewegbare Schlitten 23 der den Schwenkarm trägt. Die vertikale Bewegung bewirkt der ortsfeste Hubmotor 26 der das Zahnrad 27 antreibt, welches in Wirkverbindung mit der Zahnstange 28 steht. Zum Schwenken des Gelenkarmes dient gemäß Figur 3a der Antriebsmotor 25, der Zahnrad 41 antreibt. Das Zahnrad 41 treibt Zahnrad 42 an, welches fest mit dem ersten Schwenkarmteil 43 verbunden ist. Diese Verbindung bewirkt die Schwenkbewegung des ersten Schwenkarmteils 43 um die Drehachse 69. Ein weiterer Antriebsstrang dient zur Weiterleitung der Schwenkbewegung, vom ersten Schwenkarmteil 43, an den zweiten Schwenkarmteil 44. Zu diesem Zweck befindet sich ein erstes Zahnrad 45 im ersten Schwenkarmteil 43. Dieses Zahnrad 45 ist fest mit dem Schlitten 23 verbunden. In das Zahnrad 45 greift das Zahnrad 46 und in dieses das Zahnrad 47 ein. Das Zahnrad 47 ist fest mit dem zweiten Schwenkarmteil 44 verbunden. Wird durch den Antriebsmotor 25 über Zahnräder 41, 42 die Schwenkbewegung des ersten Schwenkarmteils 43 eingeleitet, so erzeugt diese eine sich abwälzende Drehbewegung der Zahnräder 46, 47 und durch die feste Verbindung mit Zahnrad 47 die entsprechende Schwenkung des zweiten Schwenkarmteils 44 um die Drehachse 70.You can see the
Die Größe der Schwenkbewegung bzw. der Schwenkwinkel 48 ist stufenlos über den Antrieb 25 regelbar, der z. B. als geregelter Servomotor ausgeführt ist. Gut erkennbar ist, dass je größer der Schwenkwinkel 48 gewählt wird, um so mehr nähert sich das Gelenkarmsystem 43, 44 der horizontalen Strecklage und um so geringer ist der erforderliche Freiraum zum Einlegen oder Austragen der Teile. Eine verzerrungsfreie Horizontalbewegung wird erreicht, wenn bezogen auf die Dreh- bzw. Lagerachsen 69, 70, 62 die beiden Schwenkarmteile 43, 44 in gleicher Länge ausgeführt werden.The size of the pivoting movement or the
Ist als weitere Bewegung eine Lageveränderung der Teile während dem Transportschritt erforderlich, so kann dieses gemäß Figur 3b erfolgen. Zu diesem Zweck treibt der auf Schlitten 23 gelagerte Schwenkantrieb 40 das Zahnrad 49 an. Über Zwischenrad 50 wird die Drehbewegung auf Zahnrad 51 übertragen. Über eine gemeinsame Welle 52 ist Zahnrad 51 mit Zahnrad 53 verbunden. Zahnrad 53 treibt die im ersten Schwenkarmteil 43 gelagerte Räderkette 54 - 57 an. Zahnrad 57 ist über eine Hohlwelle 58 mit Zahnriemenscheibe 59 fest verbunden und treibt dieses an. Zahnriemenscheibe 59 treibt über Zahnriemen 60 Zahnriemenscheibe 61 an. Zahnriemenscheibe 61 bildet mit der Aufnahme- und Lagereinheit der Quertraverse 30 eine Einheit und bewirkt eine Schwenkbewegung um die Schwenkachse 62. Da auch der Schwenkantrieb 40 ein geregelter Servomotor sein kann, ist eine definierte Lageveränderung der Teile gewährleistet.If, as a further movement, a change in the position of the parts during the transport step is required, this can take place according to FIG. 3b. For this purpose, the
Die Aufnahme- und Lagereinheit für die Quertraverse 30 ist beispielhaft als Kardangelenk 63 ausgeführt, wodurch auch eine horizontale und vertikale Schrägstellung der Quertraverse 30 ermöglicht wird. Elemente zum automatischen Wechsel der Quertraverse 30 bei einem Werkzeugwechsel sind vorgesehen und mit 64 bezeichnet.The receiving and supporting unit for the
Die in den Figuren 3a und 3b beschriebenen Antriebsketten sind aus der Schnittdarstellung von Figur 4 gemeinsam zu ersehen. Neben anderen konstruktiven Details ist insbesondere die für das Schwenken vom ersten Schwenkarmteil 43 erforderliche feste Verbindung von Zahnrad 45, mit Schlitten 23 und ebenso die feste Verbindung von Zahnrad 47 mit dem zweiten Schwenkarmteil 44 zu ersehen. Da der Öffnungswinkel zwischen den Schwenkarmteilen 43, 44 doppelt so groß ist wie der Schwenkwinkel 48, beträgt auch das Übersetzungsverhältnis von Zahnrad 45 zu Zahnrad 47 entsprechend 2:1. Die in der Figur 4 dunkler schraffierte Antriebskette dient der Verschwenkung der Quertraverse 30 um die Schwenkachse 62.The drive chains described in FIGS. 3a and 3b can be seen together from the sectional representation of FIG. In addition to other structural details, in particular, the required for pivoting from the
Eine Ausführung ohne Verschwenkung der Quertraverse 30 zeigt Figur 5 und 6. Die Funktionsbeschreibung der vertikalen Hubbewegung und der Getriebeanordnung im Schlitten 23 und erstem Schwenkarm 43 ist den vorherigen Figuren zu entnehmen. Auch die Verbindung vom ersten Schwenkarmteil 43 mit dem zweiten Schwenkarmteil 44 über Zahnrad 47 und die bewegliche Lagerung der Arme ist baugleich mit der bereits beschriebenen Ausführung. Neu ist die feste Verbindung von Zahnriemenscheibe 66 mit dem ersten Schwenkarmteil 43. Die Zahnriementriebe 66, 67, 68 dienen jetzt zur Stabilisierung und lagegerechten Halterung der Quertraverse 30. Wichtig ist dabei, dass bei der gewählten Anordnung und Geometrie die Riemenscheibe und damit die Übersetzung im Verhältnis 2:1 gewählt werden, d.h. die Riemenscheibe 68 hat den zweifachen Durchmesser der Riemenscheibe 66. Bei gleicher Länge der Schwenkarmteile 43, 44 ist somit wieder eine einwandfreie Horizontalbewegung, von Quertraverse 30 und Teilehaltemittel 31, gewährleistet.An embodiment without pivoting the
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen und dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Sie umfaßt auch alle fachmännischen Ausgestaltungen im Rahmen des geltenden Anspruches 1. Möglich ist beispielsweise, die horizontale Transportbewegung in eine schräge bzw. diagonale Bewegung zu ändern. Zu diesem Zweck wird das mit dem Schlitten 23 fest verbundene Zahnrad 45, über ein weiteres Zahnrad mit Antrieb, derart angetrieben, dass eine vertikale Bewegung die Horizontalbewegung überlagert.
- 1
- Pressenstraße
- 2
- Presse
- 3
- Presse
- 4
- Pressenstößel
- 5
- Pressenstößel
- 6
- Oberwerkzeug
- 7
- Oberwerkzeug
- 8
- Unterwerkzeug
- 9
- Unterwerkzeug
- 10
- Schiebetisch
- 11
- Schiebetisch
- 12
- Orientierstation
- 13
- Orientierstation
- 14
- Pressenständer
- 15
- Pressenständer
- 16
- Pressenständer
- 17
- Pressenständer
- 18
- Gelenkarm-Transportsystem
- 19
- Gelenkarm-Transportsystem
- 20
- Gelenkarm-Transportsystem
- 21
- Gelenkarm-Transportsystem
- 22
- Vertikale Führungsschienen
- 23
- Schlitten
- 24
- Führungen
- 25
- Antriebsmotor
- 26
- Hubmotor
- 27
- Zahnrad
- 28
- Zahnstange
- 29
- Transportrichtung
- 30
- Quertraverse
- 31
- Teilehaltemittel
- 32
- Platine
- 33
- Platinenstapel
- 34
- Teil
- 35
- Teil
- 36
- Teil
- 37
- Fahrkurve Teiletransport
- 38
- Fahrkurve-Parkposition
- 39
- Großteil-Transferpresse
- 40
- Antrieb schwenken
- 41
- Zahnrad
- 42
- Zahnrad
- 43
- Erster Schwenkarmteil
- 44
- Zweiter Schwenkarmteil
- 45
- Zahnrad
- 46
- Zahnrad
- 47
- Zahnrad
- 48
- Schwenkwinkel
- 49
- Zahnrad
- 50
- Zwischenrad
- 51
- Zahnrad
- 52
- Welle
- 53
- Zahnrad
- 54
- Zahnrad
- 55
- Zahnrad
- 56
- Zahnrad
- 57
- Zahnrad
- 58
- Hohlwelle
- 59
- Zahnriemenscheibe
- 60
- Zahnriemen
- 61
- Zahnriemenscheibe
- 62
- Schwenkachse
- 63
- Kardangelenk
- 64
- Wechseleinrichtung
- 65
- Lagerung
- 66
- Zahnriemenscheibe
- 67
- Zahnriemen
- 68
- Zahnriemenscheibe
- 69
- Drehachse
- 70
- Drehachse
- 1
- press line
- 2
- Press
- 3
- Press
- 4
- press ram
- 5
- press ram
- 6
- upper tool
- 7
- upper tool
- 8th
- lower tool
- 9
- lower tool
- 10
- sliding table
- 11
- sliding table
- 12
- Orientation station
- 13
- Orientation station
- 14
- press stand
- 15
- press stand
- 16
- press stand
- 17
- press stand
- 18
- Articulated arm transport system
- 19
- Articulated arm transport system
- 20
- Articulated arm transport system
- 21
- Articulated arm transport system
- 22
- Vertical guide rails
- 23
- carriage
- 24
- guides
- 25
- drive motor
- 26
- Lifting motor
- 27
- gear
- 28
- rack
- 29
- transport direction
- 30
- crossbeam
- 31
- Parts holding means
- 32
- circuit board
- 33
- blank stack
- 34
- part
- 35
- part
- 36
- part
- 37
- Travel curve part transport
- 38
- Travel curve parking position
- 39
- Much of transfer press
- 40
- Swing the drive
- 41
- gear
- 42
- gear
- 43
- First swivel arm part
- 44
- Second Schwenkarmteil
- 45
- gear
- 46
- gear
- 47
- gear
- 48
- swivel angle
- 49
- gear
- 50
- idler
- 51
- gear
- 52
- wave
- 53
- gear
- 54
- gear
- 55
- gear
- 56
- gear
- 57
- gear
- 58
- hollow shaft
- 59
- Timing pulley
- 60
- toothed belt
- 61
- Timing pulley
- 62
- swivel axis
- 63
- universal joint
- 64
- changer
- 65
- storage
- 66
- Timing pulley
- 67
- toothed belt
- 68
- Timing pulley
- 69
- axis of rotation
- 70
- axis of rotation
Claims (10)
- Device for transporting workpieces in a press, press line, large-component transfer press, a simulator or the like, at least one independent transporting device (18 to 21) transporting the workpiece being associated with a machining station for carrying out a transporting movement in the workpiece transporting direction, characterised in that respective pair-wise and mirror-symmetrically opposing transporting devices (18 to 21) are configured as articulated arm transport systems, which in each case comprise a pivoting arm, which consists at least of two rotatable pivoting arm part (43, 44) rotatably mounted via a bearing (65), comprising receiving and holding means (64) arranged at one end of the outer movable pivoting arm part (44) for a cross-member (30) with component holding means (31), which connects the two transporting devices (18 to 21) to one another for carrying out a two-axis transporting movement, a drive motor (25) acting on movement transmission means (41, 42) for the respective pivoting arm in such a way that a pivoting angle (48) of the pivoting arm can be regulated with respect to its size and wherein the pivoting arm is rotatably mounted on a carriage (23).
- Device according to claim 1, characterised in that the carriage (23) is mounted in linear guides (22, 24) and can be vertically moved by a stationary lifting motor (26) via movement transmission means (27, 28).
- Device according to claim 1 or 2, characterised in that the first pivoting arm part (43) is rotatably mounted on the carriage (23).
- Device according to any one of the preceding claims, characterised in that the spacing dimensions of the first pivoting arm part (43) and the second pivoting arm part (44) are the same based on their axes of rotation (69, 70, 62).
- Device according to any one of the preceding claims, characterised in that a toothed belt pulley (66), which is rigidly connected to the first pivoting arm part (43), is arranged in the second pivoting arm part (44) and is connected to the changing device (64) of the cross-member (30) via toothed belt (67) and toothed pulley (68).
- Device according to claim 5, characterised in that the transmission ratio of toothed belt pulley (68) to toothed belt pulley (66) is 2 to 1.
- Device according to any one of the preceding claims, characterised in that toothed wheel (45) is rigidly connected to carriage (23).
- Device according to any one of the preceding claims, characterised in that a first pivoting arm part (43) brings about the pivoting of the second pivoting arm part (44) about the axis of rotation (70) in conjunction with movement transmission means (45, 46, 47) and the transmission ratio between toothed wheel (45) and toothed wheel (47) is 2 to 1.
- Device according to any one of the preceding claims, characterised in that cross-member (30) is connected to cardan joint (63) via changing device (64).
- Device according to claim 1 and 2, characterised in that the cross-member (30) is pivotable about the pivot axis (62) via a pivoting motor (40) fastened to the carriage (23) and movement transmission means (49, 50, 51, 53, 54, 55, 56, 57, 59, 60, 61) and the pivoting angle can be selected by regulating the pivoting drive (40).
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