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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine automatische Fertigungsstraße für die Verarbeitung
und den Zusammenbau von Komponenten für Industrien im Allgemeinen.
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Wie
bekannt ist, sind sogenannte Fertigungsstraßen für Komponenten im Allgemeinen,
die hier als "Teile" bezeichnet werden,
typischerweise durch ein Fördersystem
gebildet, auf dem die verschiedenen Arbeitseinheiten angeordnet
sind, die für die
Durchführung
der erforderlichen Prozesse an den Teilen vorgesehen sind, wobei
solche Teile normalerweise auf Förderwagen
bereitgestellt werden, die durch ein Fördersystem vorrücken, das
vom Typ mit einem Riemen oder einer Kette gebildet sein kann, bis
sie auf mechanische Stopp- und Indexierungseinrichtungen treffen,
die die Paletten stoppen und so positionieren, dass die verschiedenen
Vorgänge durchgeführt werden.
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Dafür erfahren
die Paletten eine Bewegung, die praktisch in eine Richtung verläuft und
die höchstens
ermöglicht,
dass sie nicht an einer Bearbeitungsstation stoppt, aber zum Beispiel
nicht ermöglicht,
dass die Reihenfolge der Prozesse modifiziert wird und noch weniger
ermöglicht,
dass der Förderwagen
oder die Palette zu einer vorhergehenden Station zurückkehrt.
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Wegen
dieser Art der Vorgehensweise ist es, wenn zum Beispiel gewünscht ist,
die Abfolge der Vorgänge
zu modifizieren, notwendig, die Straße vollständig umzurüsten, da die Bearbeitungsstationen
notwendigerweise in einer aufeinander abgestimmten Sequenz liegen
müssen,
da der Förderwagen
die Reihenfolge nicht verändern
kann.
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Dieser
Aspekt ist bei traditionellen Straßen natürlich eine beträchtliche
Einschränkung,
die durch das
italienische Patent
1319074 vom selben Anmelder überwunden wurde, das bei der
automatischen Produktionsstraße
die Möglichkeit
vorsieht, auf jedem Förderwagen
Motormittel zu haben, die dem Förderwagen
ermöglichen,
die als geeignet erachtete Bewegung zu erreichen, so dass er unter
der Betätigung
einer externen Einheit, ungeachtet der Positionierungsreihenfolge
solcher Arbeitseinheiten, an den verschiedenen vorgewählten Arbeitseinheiten angeordnet
werden kann.
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Bei
dieser Art von Lösung,
die sich in jeder Hinsicht als sehr geeignet erwiesen hat, wurde
gefunden, dass sie Verbesserungen in Hinblick auf ihre Vielseitigkeit
und die Möglichkeit
zur automatischen Verwaltung einer ganzen Serie von Arbeitsvorgängen an
den Teilen erfahren kann, indem die Möglichkeit zum freien Bewegen
der Förderwagen
genutzt wird, wobei der Vorteil darin liegt, dass die Förderwagen
auf unterschiedlichen Bearbeitungsstraßen bewegt werden können, so
dass man in der Lage ist, die Positionierung der Förderwagen
zueinander zu modifizieren.
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Bei
dieser Aufgabe ist ein Ziel der Erfindung, eine automatische Fertigungsstraße zur Verfügung zu
stellen, bei der es möglich
ist, die autonome Bewegung der einzelnen Förderwagen so zu nutzen, dass
sie Betätigungen
und Arbeitsvorgänge
durchführen,
was folglich die mechanische Struktur des Zusammenbaus vereinfacht.
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Ein
weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist, eine automatische
Fertigungsstraße
zur Verfügung
zu stellen, die dank ihrer besonderen konstruktiven Merkmale in
der Lage ist, die größte Gewährleistung
von Zuverlässigkeit
und Sicherheit bei der Anwendung zu ergeben und auch aus einem rein wirtschaftlichen
Gesichtspunkt wettbewerbsfähig
ist.
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Ein
weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist, eine automatische
Fertigungsstraße
zur Verfügung
zu stellen, die ausgehend von üblicher weise
im Handel erhältlichen
Elementen und Materialien einfach erhalten werden kann und auch
aus einem rein wirtschaftlichen Gesichtspunkt wettbewerbsfähig ist.
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Gemäß der Erfindung
wird eine automatische Fertigungsstraße für die Bearbeitung und den Zusammenbau
von Komponenten für
Industrien im Allgemeinen zur Verfügung gestellt, wie sie in den beigefügten Ansprüchen definiert
ist.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der
Beschreibung einer bevorzugten, aber nicht ausschließlichen
Ausführungsform
einer automatischen Fertigungsstraße für die Verarbeitung und den
Zusammenbau von Komponenten für
Industrien im Allgemeinen ersichtlich, die als nicht einschränkendes
Beispiel in den begleitenden Zeichnungen dargestellt ist, in denen:
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1 eine
schematische Draufsicht einer automatischen Fertigungsstraße mit einem
Grundaufbau ist,
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2 eine
Schnittansicht einer Laufbahn ist, die einen Förderwagen zeigt,
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3 eine
Unterseitenperspektivansicht des Förderwagens ist, die Motormittel
darstellt,
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4 eine
Unterseitenansicht des auf dem Förderwagen
angeordneten Arbeitstischs ist,
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5 eine
schematische Ansicht eines Förderwagens,
der mit Betätigungsmitteln
zusammenwirkt, bei seiner Translationsbewegung auf der Laufbahn
ist,
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6 eine
schematische Perspektivansicht einer Überführungseinheit ist, die mit
der Möglichkeit zu
einer Translationsbewegung und Drehung eines Teils der Führung versehen
ist,
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7, 8, 9 und 10 schematische
Ansichten einer automatischen Fertigungsstraße mit paarweise angeordneten
und einander überkreuzenden
Laufbahnen sind, wobei die mit der Möglichkeit zur Durchfüh rung von
Rotations- und Translationsbewegungen versehene Überführungseinheit in unterschiedlichen
Arbeitspositionen dargestellt ist,
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11 eine
schematische Draufsicht eines Details einer automatischen Fertigungsstraße mit einer Überführungseinheit
ist, die mit zwei Abschnitten von zueinander parallelen Führungen
versehen ist,
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12 eine
schematische Ansicht einer Straße
mit zwei parallelen Laufbahnen und Überführungseinheiten an den Enden
ist, die die Translationsbewegung des Führungsabschnitts durchführen,
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13 eine
Ansicht einer Straße
mit zwei parallelen Laufbahnen und mit Überführungseinheiten ist, die die
Translationsbewegung und Drehung des Führungsabschnitts durchführen,
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14 eine
Ansicht einer Fertigungsstraße mit
einer Vielzahl von zueinander parallelen Bahnen und einer Überführungseinheit
ist, die die paarweise Translationsbewegung von zwei Führungsabschnitten
durchführt,
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15 eine
Ansicht einer Straße
mit einer Vielzahl von zueinander parallelen Laufbahnen ist,
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16 eine
Ansicht einer Straße
mit zwei Laufbahnen ist, die einen Winkel bilden und parallel zueinander
sind.
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Mit
Bezug zu den Figuren umfasst die automatische Fertigungsstraße für die Verarbeitung
und den Zusammenbau von Komponenten für Industrien im Allgemeinen
gemäß der Erfindung
einen Grundrahmen, allgemein mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet,
der eine Vielzahl von Arbeitseinheiten trägt, die allgemein mit dem Bezugszeichen 2 bezeichnet sind,
die verschiedentlich verteilt sind und von beliebigem Typ sein können, die
Arbeitseinheiten sind auf mindestens einer Laufbahn angeordnet,
die allgemein mit dem Bezugszeichen 3 bezeichnet ist, die eine
beliebige für
geeignet angesehene Art von Konfiguration aufweisen kann, wie nachfolgend
besser ersichtlich wird.
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Mindestens
ein Förderwagen,
allgemein mit dem Bezugszeichen 5 bezeichnet, kann sich
auf der Laufbahn bewegen und ist mit Motormitteln 6 versehen,
die durch eine elektronische Steuereinheit 7 für ihre unabhängige und
programmierbare Handhabung der Bewegung der Förderwagen gesteuert werden.
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Im
Detail ist der Rahmen mit Mitteln einer Reihe von modularen Plattformen
versehen, die aneinander grenzen und die endgültige Länge und Form des Systems bestimmen,
das in beliebiger Weise gemäß den jeweiligen
Erfordernissen vorgesehen sein kann.
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Die
Laufbahn 3 wird mittels eines profilierten oder gezogenen
Glieds 10 gebildet, das in einem oberen Bereich eine Führung 11 trägt, bei
der Rollen, allgemein mit dem Bezugszeichen 12 bezeichnet, oder
andere Elemente, die praktisch den Förderwagen 5 verbinden,
verschiebbar eingreifen.
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Der
Förderwagen 5 wird
von einer elektronischen Steuereinheit 7 gesteuert, die
es ermöglicht, die
programmierbare unabhängige
Handhabung der Motormittel vorzunehmen, die die Förderwagen 5 bewegen.
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Das
System zur Kommunikation zwischen der Einheit 7 und den
verschiedenen Förderwagen
ist mittels des drahtlosen Ethernet-Systems vorgesehen, das es ermöglicht,
die verschiedenen Daten zu den einzelnen Förderwagen zu übermitteln.
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Ein Überwachungs-Arbeitsplatzrechner
PC ist vorgesehen, der mit der Straßensteuerung so verbunden ist,
dass eine Grundprogrammierung und jegliche Modifikationen vorgenommen
werden können.
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Bei
der praktischen Durchführung
wird eine Bewegung durch die Motormittel 6 vorgesehen,
die einen Motor 15 umfassen, der durch jeden Förderwagen
getragen ist und ein Ritzel 16 antreibt.
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Die
Baugruppe Motor-Ritzel ist so angebracht, dass sie oszillieren kann,
so dass sie an einer Zahnstange 17 eingreift, die am profilierten
Glied 10 befestigt ist, die in der Praxis die Laufbahn
bildet, so dass es auf diese Weise leicht möglich ist, eine unausbleibliche
ungenügende
Linearität
der Führung und
der Kopplung verschiedener Führungsabschnitte zu
kompensieren, die die Straßen
bilden, die bis zu einigen Metern lang sein können.
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Um
die genannten Fehler leicht zu kompensieren und die Dauer von Zusammenbau
und Feinabstimmung drastisch zu verringern, ist die Motor-Ritzel-Anordnung 15–16 auf
einer Halterung 20 angebracht, die um ein einen vertikalen
Drehpunkt 22 oszilliert, der mit dem Förderwagen verbunden ist und welche
von einer Schubfeder 23 gelagert ist, die gegen die Halterung 20 drückt und
an ein festes Widerlager 24 anstößt, das mit dem Förderwagen
verbunden ist, so dass der korrekte Druck ausgeübt wird, der immer die beste
Präzision
und maximal korrekte Verzahnung zwischen dem Ritzel und der Zahnstange
ergibt.
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Es
sind auch elektrische Kontakte 18 auf dem profilierten
Glied 10 vorgesehen, das die Laufbahn bildet und sind mit
Vorteil durch einen Stab gebildet, in welche bewegliche Kontakte 19 eingreifen, die
Niederspannungs-Gleitkontakte bilden, die an den elektrisierten
Stiften eingreifen, wobei folglich die Kabel mit den zugehörigen Vorsprüngen eliminiert werden,
wobei die beweglichen Kontakte doppelt vorgesehen sind, so dass
sie keine elektrische Unterbrechung an den verschiedenen Verbindungsstellen aufweisen,
wie eine mögliche
mechanisch/elektrische Lücke.
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Ein
sehr bedeutendes Element der Erfindung ist durch das Vorhandensein
einer oder mehrerer Überführungseinheiten
gebildet, die allgemein mit dem Bezugszeichen 30 bezeichnet
sind, die so ausgelegt sind, dass sie sich auf einer im Wesentlichen horizontalen
Ebene bewegen, um den dadurch ausgebildeten Abschnitt einer Bahn 31 anzubringen,
auf dem ein zugehöriger
Wagen 5 positioniert werden kann, um die Laufbahn zu modifizieren
und in jedem Fall den verschiedenen Förderwagen 5 zu ermöglichen,
dass sie einen Weg in beliebiger Komplexität ausbilden.
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Die Überführungseinheit 30,
wie schematisch in den Figuren gezeigt, kann zum Beispiel so strukturiert
sein, dass sie eine einfache Translationsbewegung ausführt, um
im Falle von zwei Laufbahnen 3, die parallel zueinander
angeordnet sind, einen geschlossenen Weg zu bilden, wie es schematisch
in den 1 und 12 gezeigt ist.
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Optional
kann, wie in den 6 und 13 gezeigt,
die Überführungseinheit
auch mit der Möglichkeit
vorgesehen sein, eine Translationsbewegung und eine Rotationsbewegung
um eine vertikale Achse auszuführen,
so dass sie, entsprechend den jeweiligen Erfordernissen und den
verschiedenen Prozessen, eine Drehung des Wagens 5 um 180° erreichen
kann.
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Wie
in den 7 bis 10 angegeben ist, ermöglicht die Überführungseinheit,
die eine Translations- und Rotationsbewegung ausführen kann,
die Bewegung des Wagens auf einer Mehrzahl von Laufbahnen zu steuern,
die einander überkreuzen,
was auf diese Weise dem Wagen ermöglicht, den programmierten
Laufbahnen so zu folgen, dass sie entsprechend an den verschiedenen
Stationen positioniert werden.
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Die Überführungseinheit,
wie sie zum Beispiel in 16 gezeigt
ist, kann auch von dem Typ sein, der eine einfache Drehung um eine
im Wesentlichen vertikale Achse ermöglicht, wobei die Drehung in
dem speziellen Beispiel um 90° erfolgt,
aber in der Praxis jeden Winkel umfassen kann, der in jedem Fall voreingestellt
werden kann.
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Es
ist auch möglich, Überführungseinheiten vorzusehen,
in denen zwei Schienenabschnitte, die parallel zueinander in einem
vorgegebenen Abstand angeordnet sind, der dem Abstand der beiden
Laufbahnen entspricht, zu einer Translationsbewegung veranlasst
werden; diese Lösung,
die schematisch in den 14 und 15 gezeigt
ist, ermöglicht
die Bewegung der Wagen auf einer Mehrzahl von Laufbahnen zu steuern,
die in dem System vorgesehen sind.
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Ein
Werktisch oder ein ähnliches
Element ist auf dem Förderwagen
positioniert, allgemein mit dem Bezugszeichen 40 bezeichnet,
und ist zum Beispiel durch einen Tisch 41 gebildet, der
sich auf vertikalen Stützen 42 bewegen
kann und mit Verriegelungs-/Entriegelungs- und Indexierungs-Vorrichtungen versehen
ist, was es ermöglicht,
Betätigungen durch
Nutzung der Bewegung des Förderwagens durchzuführen; wie
es in 5 gezeigt ist, wenn der Tisch 41 eine
vertikale Translationsbewegung auf den Stützen 42 ausführen kann,
gegen oder durch die Wirkung von elastischen Mitteln, ist es in
der Tat möglich,
einen festen Nocken vorzusehen, mit dem Bezugszeichen 43 bezeichnet,
der den Tisch absenkt und folglich ein optionales Zahnrad 44 so
bewegen kann, dass es in feste Zahnstangen eingreift, um Drehungen
zu erzeugen, die in beliebiger Weise verändert werden können.
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Die Überführungseinheit
ist so vorgesehen, dass sie eine einfache und automatische Ausrichtung mit
der Laufbahn ermöglicht,
auf der sie die Förderwagen
zuführen
soll, die gedreht oder auf andere Weise verschoben wurden.
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Zu
diesem Zweck sind festgelegte mechanische Halteelemente für jede vorgesehene
Stoppposition so vorgesehen, dass sich am Ende der Drehung die Translationsachse
so verschiebt, dass sie mit der Laufbahn fluchtet, einfach durch
mechanisches Anlegen gegen die zugehörigen Halteelemente, die zweckmäßig präzise in
perfekter Fluchtung mit der Laufbahn positioniert und kalibriert
wurden.
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Diese
Lösung
vermeidet langes und mühsames
Feinabstimmen der gegenseitigen Ausrichtung der Überführungseinheiten und Laufbahnen
und vermeidet auch mögliche
Einstellungsverluste während des
Betriebs des Systems.
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Aus
der obigen Beschreibung ist es daher ersichtlich, dass die Erfindung
die gestellte Aufgabe und die Ziele erfüllt, und insbesondere wird
die Tatsache betont, dass eine Lösung
zur Verfügung
gestellt wird, die es ermöglicht,
Wege in beliebiger Weise und in beliebiger Komplexität zu konfigurieren,
was es ermöglicht,
eine ganze Reihe von Betätigungseinheiten voreinzustellen,
die in Bezug auf den Grundrahmen verschieden positioniert sind,
an denen die verschiedenen Förderwagen
mit zugehörigen
Werktischen bezüglich
der Art des Prozesses, den sie durchführen sollen, positioniert werden
können,
da die Wagen sich im gesamten System der Laufbahn frei bewegen können.
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Alle
Bewegung sind aufgrund der Tatsache ausgebildet, dass Überführungseinheiten
vorgesehen sind, die es ermöglichen,
eine Translationsbewegung und Drehung und optional kombinierte Dreh- und
Translationsbewegung vorzusehen.
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Es
ist anzumerken, dass die Verschiebung der verschiedenen Wagen in
Funktion der verschiedenen Arten von zu bearbeitenden Produkten
ausgeführt
werden kann, und daher ist es möglich,
eine korrekte Geschwindigkeitseinstellung vorzunehmen.
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Die
Möglichkeit, Überführungseinheiten
zu verschieben und zu drehen ermöglicht
auch, das Gewicht des Wagens und der Teile oder Stücke zu zentrieren,
um Trägheiten
bei der Drehung zu vermeiden.
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Die
so ausgelegte Erfindung kann zahlreiche Modifikationen und Variationen
erfahren, die alle im Rahmen der beigefügten Ansprüche liegen.
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Alle
Details können
ferner durch andere technisch äquivalente
Elemente ersetzt sein.
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In
der Praxis können
die verwendeten Materialien sowie die jeweiligen Formen und Abmessungen
gemäß den Erfordernissen
beliebig gewählt
sein, so lange sie mit der speziellen Anwendung vereinbar sind.
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Die
Offenbarung der
italienischen
Patentanmeldung Nr. MI2005A001393 , deren Priorität die vorliegende
Anmeldung beansprucht, wird durch Bezugnahme zum Inhalt dieser Anmeldung
gemacht.
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Wo
technische Merkmale in einem Anspruch von Bezugszeichen gefolgt
sind, wurden diese Bezugszeichen einzig zum Zwecke der besseren
Verständlichkeit
der Ansprüche
eingefügt
und daher haben solche Bezugszeichen keinerlei einschränkende Wirkung
auf die Interpretation eines als Beispiel durch solche Bezugszeichen
identifizierten Elements.