DE3509006A1

DE3509006A1 - Fertigungssystem fuer die automatische bearbeitung metallischer werkstuecke

Info

Publication number: DE3509006A1
Application number: DE19853509006
Authority: DE
Inventors: Jan Ing.(grad.) 8900 Augsburg Zeleny
Original assignee: Kleindienst 8900 Augsburg GmbH; Kleindienst GmbH and Co KG
Current assignee: Kleindienst Anlagenbau & Co Kg 8900 Augsburg GmbH
Priority date: 1985-03-13
Filing date: 1985-03-13
Publication date: 1986-09-25
Also published as: EP0252084A1; WO1986005422A1; DE3509006C2; US4775277A; EP0252084B1

Description

Fertigungssystem für die automatische Bearbeitung metallischer Werkstücke

Die Erfindung bezieht sich auf ein Fertigungssystem für die automatische Bearbeitung metallischer, von Paletten getragener Werkstücke, bei dem zwischen mindestens einer Bearbeitungsmaschine und einer Führungsbahn für den Transport der Paletten ein Palettenspeicher angeordnet ist, aus dem die Versorgung der Bearbeitungsmaschine erfolgt.

Eine derartige Anordnung ist aus der VDI-Z 121 (1979) Nr. 3, Seiten 83 - 95, insbesondere Bild 26, vorbekannt. Derartige Anlagen gehen hinsichtlich der Automatisierung von Fertigungsvorgängen davon aus, daß zwischen den Fördereinrichtungen für Paletten und den Bearbeitungsmaschinen Pufferzonen vorgesehen sein müssen, um Paletten beim Ausfall der einen oder der anderen Einrichtung vorübergehend speichern zu können.

Die Erfindung geht von diesem Stand der Technik aus und setzt sich zur Aufgabe, Fertigungssysteme so zu gestalten, daß Metallbleche automatisch den Blechbearbeitungsmaschinen zugeführt werden können, ohne daß an ihnen wesentliche Änderungen vorgenommen werden müssen.

Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß ein als Hochregal ausgebildeter Palettenspeicher für mit Blechstapeln beladene Paletten in Distanz vor der Eingabestation der Bearbeitungsmaschine angeordnet und der Zwischenraum von einem Fördergerät ausgefüllt ist, das längs des Palettenspeichers vertikal beweglich geführt und mit einer Palettenwechseleinrichtung, sowie mit einer Vereinzelungsvorrichtung zum selbsttätigen Einführen einzelner Bleche in die Bearbeitungsmaschine versehen ist.

Hochregale für das Lagern von Blechstapeln, die von Paletten getragen werden, sind bekannt. Es ist auch bekannt, längs und quer, sowie in der Höhe verstellbare Fördergeräte in Verbindung mit solchen Hochregalen anzuordnen. Es ist aber nicht bekannt, derartige Hochregale, die allerdings im Falle der Erfindung mehr eine Säulenform aufweisen, in einer bestimmten Distanz vor einer Bearbeitungsmaschine anzuordnen, um an einer der Bearbeitungsmaschine abgekehrten Seite die Paletten und/oder die Blechstapel heranzuführen und in das Hochregal einzubringen, während an der der Bearbeitungsmaschine zugekehrten Seite mit Hilfe des erfindungsgemäßen Fördergerätes die beladene Palette aus einem beliebigen Fach des Hochregales entnommen und in eine Stellung verbracht wird, in der der automatische Einzug einzelner Bleche in die Bearbeitungsmaschine erfolgen kann.

Ein wichtiger Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Bearbeitungsmaschine nicht wesentlich verändert zu werden braucht, um das erfindungsgemäße Fertigungssystem anschliessen zu können.

Zur Erfüllung dieser Bedingung offenbart die Erfindung zahlreiche Vorschläge.

Gemäß dem Anspruch 2 weist die erfindungsgemäße Vereinzelungsvorrichtung vertikal und horizontal beweglich geführte, auf die Blechoberfläche einwirkende Saugköpfe auf. Diese sollen in der Lage sein, das jeweils oberste, im Stapel befindliche Blech anzuheben und der Bearbeitungsmaschine zuzuführen.

Ein wichtiger Vorschlag zur Durchführung dieser Maßnahme besteht erfindungsgemäß darin, daß das Fördergerät an der der Bearbeitungsmaschine zugekehrten Seite einen Blechauflagetisch mit gleitfördernden Elementen aufweist, dessen

Auflageebene in der Übergabestellung des Fördergerätes oberhalb der Einzugsebene der Bearbeitungsmaschine liegt und zwecks Anschlusses an diese Einzugsebene lageveränderlich ausgebildet ist. Hierzu empfiehlt es sich, wenn der Blechauflagetisch am Fördergerät um eine oberhalb der Einzugsebene befindliche Achse schwenkbar gelagert und mit einem Schwenkantrieb versehen ist. Auf diese Weise wird nämlich die Möglichkeit eröffnet, das jeweils oberste Blech längs des Blechauflagetisches soweit voranzubewegen, bis durch Abschwenken dieses Tisches ein durch Schwergewicht bedingtes selbsttätiges Eingleiten des Bleches in die Bearbeitungsmaschine erfolgen kann.

Das besondere Problem der Erfindung besteht aber darin, die einzelnen Bleche eines Blechstapels voneinander vereinzeln zu können. Normalerweise sind nämlich Metallbleche oberflächig mit einer Fettschicht versehen, welche die Adhäsion zwischen den einzelnen Blechen außerordentlich erhöht. Bei einem Stapel von in dieser Weise behandelten Blechen würde es dem Grunde nach nicht möglich sein, das obenliegende Blech vom darunter befindlichen allein durch eine Hubbewegung zu trennen.

Die Erfindung offenbart daher im Rahmen eines allgemeinen Erfindungsgedankens die Anordnung von Magneten beidseits neben dem Stapel nahe seinen der Bearbeitungsmaschine zugewandten Ecken, und zwar in der Weise, daß Plus- und Minuspol mit Abstand übereinander in einem Magnethalter gehalten und dem Stapel zugekehrt sind.

Solche Magnete können als Permanentmagnete, oder als schaltbare Elektromagnete ausgebildet sein. Wenn Permanentmagnete verwendet werden, müssen diese aus einer unwirksamen in die wirksame Stellung verstellbar, insbesondere verschwenkbar sein. Schaltbare Elektromagnete können in ihrer Lage verbleiben, sofern die Steuerung eine Erregung der Magnete

nur während des Vereinzeins der Bleche zuläßt.

Die Wirkung der erfindungsgemäß angeordneten und ausgestalteten Magnete besteht nämlich darin, daß bei ihrer Erregung zufolge des magnetischen Flusses die aufeinanderliegenden Stahlbleche dazu neigen, sich voneinander wegzuspreizen. Die magnetische Erregung der Stahlbleche löst also den Haftverbund der Stahlbleche in dem der Bearbeitungsmaschine zugekehrten Bereich, was zur Folge hat, daß die Stahlbleche längs der Förderrichtung sich relativ zueinander verschieben, und zwar dergestalt, daß das oberste Blech sich am weitesten in rückwärtiger Richtung vom ursprünglich gebildeten Stapel verlagert.

Diese Auswirkung nützt die Erfindung dahingehend aus, daß auf die Blechoberfläche einwirkende Saugköpfe eine abwärts gerichtete Bewegung auf den rückwärtigen Blechbereich ausüben, bevor die Vorschubbewegung zum Einführen des Bleches in die Bearbeitungsmaschine erfolgt.

Diese Maßnahme hat nämlich zur Folge, daß das jeweils obenliegende Blech an seiner rückwärtigen Seite niedergedrückt wird, wohingegen der vordere Bereich dieses Bleches zufolge der Spreizwirkung durch die Magnete angehoben ist. In dieser Stellung läßt sich nun das oberste Blech mühelos auf den Blechauflagetisch des Fördergerätes überführen. Sobald der vordere Bereich des obersten Bleches auf diesem Blechauflagetisch aufliegt, ist es kein Problem mehr, das Blech in Ri-chtung zur Bearbeitungsmaschine voranzubewegen und dann dem Einzug dieser Maschine zu übergeben.

Erfindungsgemäß sind die Saugköpfe gelenkig ausgebildet, um diese Arbeit durchzuführen. Es empfiehlt sich, an den Saugköpfen gelenkig gelagerte Saugteller anzuordnen.

Es gibt aber auch Fälle, in denen gereinigte oder nicht magnetisierbare Bleche gestapelt sind, so daß die Adhäsion zwischen den einzelnen Blechen vermindert ist.

Unter dieser Voraussetzung schlägt die Erfindung vor, daß auf die Blechoberfläche einwirkende Saugköpfe mit einem vertikal wirkenden Vibrationsantrieb versehen sind. Es hat sich nämlich herausgestellt, daß unter dieser wiederholten vertikalen Impulsbelastung eine Lockerung der Bleche untereinander, d.h. eine Verminderung deren Adhäsion, stattfindet. Man kann also die Bewegungskomponenten solcher Saugköpfe in Folge schalten, indem zunächst auf das im Stapel befindliche oberste Blech wiederholt ein Druck- und Saugimpuls ausgeübt und danach das Blech in Richtung zur Bearbeitungsmaschine in angehobener Lage voranbewegt wird.

Um zu verhindern, daß zwei oder mehr Bleche gemeinsam der Bearbeitungsmaschine zugeführt werden, sieht die Erfindung die Anordnung einer Meßeinrichtung für Blechdicken im Übergangsbereich zwischen dem Fördergerät und der Bearbeitungsmaschine vor, wobei es sich besonders empfiehlt, diese Meßeinrichtung in Form eines Ultraschall-Meßgerätes auszubilden Ein solches Meßgerät hat die Eigenschaft, Dickenunterschiede von Blechen festzustellen und sogar Luftschichten zwischen Blechschichten zu messen.

Einzelheiten der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch und beispielsweise dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1: eine perspektivische Ansicht eines Fertigungssystems und

Fig. 2: eine Seitenansicht des Fertigungssystemes gemäß Figur 1.

Das Ausführungsbeispiel der Figur 1 zeigt symbolisch eine Bearbeitungsmaschine I₁ die beispielsweise in Form einer Stanze, Schere, Presse oder dergleichen für Blechbearbeitung ausgebildet sein kann. Dieser Bearbeitungsmaschine 1 ist eine Einzugsebene 2 für die zu bearbeitenden Werkstücke vorgeordnet. Im Beispiel handelt es sich um einen Tisch mit

örtlich angeordneten Gleitelementen, auf denen das Werkstück, meistens ein Blech, reibungsarm voranbewegt werden kann. Die Ausgabeebene 3 ist im Ausführungsbeispiel hinter der Bearbeitungsmaschine 1 vorgesehen. Sie kann auch seitlich dieser Bearbeitungsmaschine 1 angeordnet sein.

In Distanz vor der Bearbeitungsmaschine 1 befindet sich ein Palettenspeicher 4 in Form eines Hochregales, in dessen Fächer 5 Paletten 6 mit darauf angeordneten Blechstapeln 7 in beliebiger Weise eingeführt werden. Der Zwischenraum 8 zwischen diesem Palettenspeicher 4 und der Bearbeitungsmaschine 1 wird von einem Fördergerät 9 eingenommen, das längs der Hubrichtung 19 der Höhe nach am Palettenspeicher bewegbar ist. Auf diese Weise wird die Möglichkeit gegeben, daß das Föx-dergerät 9 eine Palette 6 aus einem beliebigen Fach 5 des Palettenspeichers 4 entnehmen, oder in dieses Fach einführen kann.

Zu diesem Zweck weist das Fördergerät 9 eine Palettenwechseleinrichtung 10 (die nur symbolisch dargestellt ist, weil sie bei Hochregalen vorbekannt ist) und eine Vereinzelungsvorrichtung 11 auf, die im einzelnen später beschrieben wird.

Der Zweck dieser erfindungsgemäßen Anordnung besteht darin, daß das Fördergerät 9 in der Lage sein soll, in Hubrichtung 19 um eine bestimmte Strecke voranbewegt zu werden, um eine Palette 6 vom Palettenspeicher 4 aufzunehmen, oder an diesen abzugeben. Beim Ausführungsbeispiel der Erfindung ist davon ausgegangen, daß die Palettenwechseleinrichtung 10 Bestandteil des Fördergerätes 9 ist. Es entspricht der Äquivalenz, daß solche Wechseleinrichtungen auch am Palettenspeicher 4 angeordnet sein können. Da sie dem Prinzip nach bekannt sind, bedarf es keiner konstruktiven Darstellung .

An der der Bearbeitungsmaschine 1 abgekehrten Seite des Palettenspeichers 4 befindet sich eine Führung 12 für einen

..τ. m- r

oder mehrere Schlitten 13, an denen über Hubanordnungen 14 Träger 15 für Blechstapel 7 oder (nicht dargestellt) Palettenwechseleinrichtungen oder dergleichen hängen, die ihrerseits dafür sorgen, daß Blechstapel 7 längs der Führungen 12,14 bewegt werden können. Es ist beispielsweise vorgesehen, daß leere Paletten 6 längs der Förderrichtung 17 mit Hilfe eines Fahrgerätes 27 bis zu einer Beladestation voranbewegt werden, wo diese mit den Blechstapeln 7 gemäß der Einrichtung 12 - 15 beladen werden. Dieses Fahrgerät 27 kann außerdem mit einem Hubtisch ausgerüstet sein, um die Paletten 6 in die einzelnen Fächer 5 zu bringen.

In Figur 1 ist ferner symbolisch eine Spreizanordnung 18 in Form von Magneten dargestellt. Diese Magnete 18 haben die Aufgabe, bei ihrer Erregung die Bleche des Blattstapels 7 voneinander zu spreizen. Zu diesem ?weck weist der einzelne Magnet 18 übereinander und mit Abstand voneinander angeordnete Plus- und Minuspole an der dem Stapel 7 zugekehrten Seite auf. Es soll damit ein Magnetfluß zwischen den Polen der Magneten 18 erreicht werden, der zur Spreizung der Bleche führt. Wenn es sich um Permanentmagnete handelt, müssen diese beweglich angeordnet sein. Diese können beispielsweise längs einer horizontalen Achse, die sich parallel zur Förderrichtung 17 erstreckt, abgeschwenkt werden, um in eine wirkungslose Stellung zu gelangen. Wenn die Bleche vom Stapel 7 vereinzelt werden sollen, müssen die Magnete 18 allerdings in die Stellung gemäß Figur 1 bewegt werden. Der gleiche Effekt kann durch lineare Bewegungen der Magnete 18, etwa in senkrechter Richtung, herbeigeführt werden. Außerdem ist es möglich, schaltbare Elektromagnete vorzusehen und die Wirkung durch Schaltung herbeizuführen.

Wie die Figur 2 zeigt, sind den einzelnen Saugköpfen 20 Bewegungen in verschiedenen Richtungen zugeordnet. Das Beispiel zeigt am Saugkopf 20 über das Gelenk 22 schwenkbar gelagerte Saugteller 21, welche die Aufgabe haben, der Schrägstellung des(jeweils obersten Bleches im Blechstapel 7 zu

folgen und dennoch haftende Wirkung zu diesem Blech zu erzeugen. Strichpunktiert sind in Figur 2 an der rechten und linken Seite des Fördergerätes 9 Stellungen mit unterschliedlicher Lage des Saugtellers 21 vorgesehen.

An der der Bearbeitungsmaschine 1 zugekehrten Seite des Fördergerätes 9 befindet sich ein Blechauflagetisch 23, der an seiner Oberseite gleitfördernde Elemente 24 aufweist. Dieser Blechauflagetisch 23 istum ein Gelenk 25 schwenkbar gelagert, welches sich oberhalb der Einzugsebene 2 der Bearbeitungsmaschine 1 befindet. Dieser Tisch 23 kann durch einen Schwenkantrieb 26 um das Gelenk 25 bewegt werden.

Das Vereinzeln der Bleche des Blechstapels 7 erfolgt auf folgende Weise:

Bei der in Figur 2 dargestellten Stellung des Blechstapels ist davon ausgegangen, daß die Kanten der einzelnen Bleche deckungsgleich übereinander^liegen, wenn eine Palette 6 mit dem Blechstapel 7 vom Fördergerät 9 aus dem Palettenspeicher 4 übernommen wird. Wenn die Bleche beispielsweise oberflächig gefettet sind, besteht im Prinzip keine Chance, das oberste Blech vom Stapel 7 abzuheben und in die Bearbeitungsmaschine einzuführen.

Um eine Distanzierung der einzelnen Bleche des Blechstapels herbeizuführen, werden die Magnete 18 bzw. eine ähnlich wirkende Spreizanordnung gemäß Figur 1 erregt, was zur Folge hat, daß die Bleche in dem der Bearbeitungsmaschine 1 zugekehrten Bereich sich voneinander distanzieren. Daraus resultiert eine Relativverschiebung der Bleche dergestalt, daß das oberste Blech des Blechstapels 7 am rückwärtigen Ende am weitesten nach rückwärts vorkragt.

Dies nützt die Erfindung aus, indem der Saugkopf 20 in der am weitesten rechts dargestellten strichpunktierten Stellung mit seinem Saugteller 21 einen abwärts gerichteten

Hub ausübt, was wegen der gefächerten Lage der Bleche eine Schrägstellung des obenliegenden Bleches zur Folge hat. Dieses obenliegende Blech gelangt daher mit seinem vorderen Rand in eine gegenüber dem Blechauflagetisch 23 erhöhte Lage, so daß nunmehr eine horizontale Hubbewegung des Saugkopfes 20 dazu führt, das obenliegende Blech mit seinem vorausliegenden Rand auf dem Blechauflagetisch 23 aufzuschieben. Sobald das Übergewicht des Bleches maschinenseitig ist, wird der Schwenkantrieb 26 betätigt und der Blechauflagetisch 23 in die strichpunktierte Stellung abgesenkt, und zwar um das Gelenk 25, Nun kann das daraufliegende Blech aus eigener Schwerkraft in die Einzugsebene 2 der Bearbeitungsmaschine 1 gelangen.

Wenn hingegen gereinigte oder nicht magnetisierbare Bleche aufeinandergestapelt sind, dann kann es sich empfehlen, die einzelnen Saugköpfe 20 mit Vibrationsantrieben zu versehen, welche auf die Oberfläche des obenliegenden Bleches vertikale Impulse aufbringen. Mit Hilfe dieser Impulse ist es auch möglich, Bleche voneinander zu distanzieren und danach in Richtung zur Bearbeitungsmaschine voranzubewegen.

Um das Einführen übereinanderliegender Bleche in die Bearbeitungsmaschine zu vermeiden, empfiehlt es sich, im Bereich des Blechauflagetisches 23 seitlich Meßeinrichtungen zur Feststellung der Blechdicke vorzusehen, die beispielsweise in Form von Ultraschall-Meßgeräten gestaltet sein können. Mit Hilfe dieser Meßergebnisse können die Bewegungen der Saugköpfe 20 korrigiert werden.

Stückliste

1 Bearbeitungsmaschine (Stanze, Schere, Presse)

2 Einzugsebene

3 Ausgabeebene

4 Palettenspeicher (Hochregal)

5 Fach

6 Palette

7 Blechstapel

8 Zwischenraum

9 Fördergerät

10 Palettenwechseleinrichtung

11 Vereinzelungsvorrichtung

12 Führung

13 Schlitten

14 Hubanordnung

15 Träger

16 Förderrichtung

17 Förderrichtung

18 Spreizanordnung (Magnet)

19 Hubrichtung

20 Saugkopf

21 Saugteller

22 Gelenk

23 Blechauflagetisch

24 gleitförderndes Element

25 Gelenk

26 Schwenkantrieb

27 Fahrgerät

Claims

Paten t a nsprüche

1) Fertigungssystem für die automatische Bearbeitung metallischer, von Paletten getragener Werkstücke, bei dem zwischen mindestens einer Bearbeitungsmaschine und einer Führungsbahn für den Transport der Paletten ein Palettenspeicher angeordnet ist, aus dem die Versorgung der Bearbeitungsmaschine erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß ein als Hochregal ausgebildeter Palettenspeicher (4) für mit Blechstapeln (7) beladene Paletten (6) in Distanz vor der Eingabestation (2) der Bearbeitungsmaschine (1) angeordnet und der Zwischenraum (8) von einem Fördergerät (9) ausgefüllt ist, das längs des Palettenspeichers (4) vertikal beweglich geführt und mit einer Palettenwechseleinrichtung (10), sowie mit einer Vereinzelungsvorrichtung (11) zum selbsttätigen Einführen einzelner Bleche in die Bearbeitungsmaschine (1) versehen ist.

2) Fertigungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vereinzelungsvorrichtung (11) aus vertikal und horizontal beweglich geführten, auf die Blechoberfläche einwirkenden Saugköpfen (20) bestehen .

3) Fertigungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fördergerät (9) an der der Bearbeitungsmaschine (1) zugekehrten Seite einen Blechauflagetisch (23) mit gleitfördernden Elementen (24) aufweist, dessen Auflageebene in der Übergabestellung des Fördergerätes (9) oberhalb der Einzugsebene (2) der Bearbeitungsmaschine (1) liegt und zwecks Anschlusses an diese Einzugsebene (2) lageveränderlich ausgebildet ist.

4) Fertigungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Blechauflagetisch (23) am Fördergerät (9) um eine oberhalb der Einzugsebene (2) befindliche Achse (25) schwenkbar gelagert und mit einem Schwenkantrieb (26) versehen ist.

5) Vereinzelungsvorrichtung für in einem Stapel auf einer Palette angeordnete Stahlbleche, insbesondere zur Anwendung in einem Fertigungssystem nach Anspruch oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß beidseits neben dem Stapel (7) nahe seinen der Bearbeitungsmaschine (1) zugewandten Ecken Magnete (18) in der Weise angeordnet sind, daß Plus- und Minuspol mit Abstand übereinander in einem Magnethalter gehalten und dem Stapel zugekehrt sind.

6) Vereinzelungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch g ekennzeichnet, daß die Magnete (18) als Permanentmagnete ausgebildet und aus einer unwirksamen in die wirksame Stellung verstellbar, insbesondere verschwenkbar, sind.

7) Vereinzelungsvorrichtung nach den Ansprüchen 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Blechoberfläche einwirkende Saugköpfe¹ (20) eine abwärts gerichtete Bewegung auf den rückwärtigen Blechbereich ausüben, bevor die Vorschubbewegung zum Einführen des Bleches in die Bearbeitungsmaschine (1) erfolgt.

8) Vereinzelungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugköpfe (20) gelenkig an ihnen gelagerte Saugstellen (21) aufweisen.

9) Vereinzelungsvorrichtung für in einem Stapel auf einer Palette angeordnete Metallbleche, insbesondere zur Anwendung in einem Fertigungssystem nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet,

daß auf die Blechoberfläche einwirkende Saugköpfe (20) mit einem vertikal wirkenden Vibrationsantrieb versehen sind.

10) Fertigungssystem nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, gekennzeichnet durch die Anordnung einer Meßeinrichtung für Blechdicken im Übergangsbereich zwischen dem Fördergerät (9) und der Bearbeitungsmaschine (1), insbesondere in Form eines Ultraschall-Meßgerätes.

Dipl.-Ing. H.-D. Ernicke
Patentanwalt