本发明涉及一种具有如独立权利要求的前序部分所述特征的料库。
背景技术：
由专利文献wo2006/094631a1已知一种可转动的料库，其具有多个周向侧分布的夹紧框接收点。该料库使用在用于对车辆白车身进行定位焊或熔焊的车架工作站上。该料库围绕单一的竖直轴转动，并由定位装置将其与所希望的夹紧框一起分别送至与运输装置相对的转交位置中，利用该运输装置可以将夹紧框运送至焊接区域。
技术实现要素：
本发明的任务在于提供一种改进的料库技术和一种相应改进的操作方法。
本发明的任务通过一种具有如权利要求1所述特征的料库和一种具有如权利要求21所述特征的生产装置以及一种具有如权利要求24所述特征的方法来实现。
根据本发明的料库技术，也就是料库和对应的操作方法具有各种不同的优点。通过这种课多轴运动的定位装置，可以实现在空间需求和可运动料库的干扰轮廓方面的改进。当使用在具有用于工件、特别是车辆白车身的运输线的生产装置中时，这种料库可以节省空间并具有更好的功能。特别是其自身的干扰轮廓可以保持在工件运输和工作站台架的干扰边缘之外。尽管如此，但在相对于运输线的横向方向上却仅需要很小的空间。总的来说，可以显著地改善、特别是降低或者使功能更好地分配生产装置及其一个或多个料库的空间需求。还可以避免造成空间浪费的死角。
在料库运动的过程中，定位装置赋予料库特别是刚好一个旋转的运动分量以及特别是刚好一个平移的运动分量。该旋转的运动分量由围绕转动轴的转动组成，而该平移的运动分量由沿着直的平移轴的线性位移组成。因此，这两个运动分量的组合可以被称为多轴运动。由此，当使用在所述的生产装置上时，一方面可以将各个所需的用于夹紧框的接收点在转交位置上朝向运输装置转动。另一方面，在此情况下可以实现横向并远离运输线的运动行程。这对于前述的干扰轮廓自由度是特别有利的。
料库的运动以及为此使用的定位装置可以有不同的设计。特别有利的是，定位装置围绕离散的间隔开的转动轴执行两个或更多个叠加的转动运动。转动运动易于控制和引导并且能够提供准确定义的运动学。此外特别有利的是，还可以由此将特别是接收导轨形式的接收点附接在运输装置的运输路径上并汇入到相应的轨道空隙中。
转动轴可以平行地取向并相互错开。转动轴优选垂直地取向，其中，料库被构造为桌状的并围绕垂直轴(hochachsen)转动。替代地，还可以采用平放的轴布置和具有鼓形的或任意其它的结构设计和运动学的料库设计。
定位装置优选具有偏心装置。对此而言平行的转动轴是特别有利的。这种偏心装置能够节省空间地将转动料库的每个接收点送至同一转交位置中。此外，定位装置可以与偏心装置一起通过单个可控的定位驱动器来管理。为此有利的是，使定位装置具有与定位驱动器耦接的运动传动机构。
对此特别有利的是：设置具有啮合的且相互滚切的齿环的齿轮传动机构，齿环具有不同的直径和间隔开的转动轴。料库上的接收点的数量可能会有所变化，并可根据相应的需求或使用目的进行调整。在这种情况下，所述的运动传动机构可以被容易地适配。这种运动传动机构能够特别准确、安全和低噪音地运行。其还提供了有利的、具有高支撑力、特别是球形转动连接件形式的支承选项。这可以特别良好地吸收在料库的不同装载状态下所产生的负载、特别是倾斜力矩。
替代地也可以采用其它形式的运动传动机构，例如连杆传动。此外，还可以简化或取消运动传动机构，其中，定位装置具有例如多个相互关联地受控的定位驱动器。
料库或定位装置可以具有优选可控的限动器。该限动器可以保证在各个接收点上占据夹紧框的转交位置。这能够提高装载或卸载或更换夹紧框时的操作安全性。在此情况下特别有利的是将料库构造为具有转向架和可转动地安装在转向架上的承载件，所述承载件带有用于夹紧框的接收点以及前面所提到的运动传动机构。
本发明的一个方面还设计一种用于运行生产装置的方法，其中，该方法具有下列步骤：
-沿输送方向运输至少一个工件穿过生产装置的处理区域；
-将至少一个夹紧框在处理区域内部递送给对应的工件，其中，该递送是通过使夹紧框特别是同时进行旋转移位和平移移位来实现的。
优选生产装置具有用于容纳至少一个夹紧框的可运动的料库。在此，该料库可以被移位以实现夹紧框的递送。料库的该移位运动可以多轴地进行，其中，特别可以同时进行旋转和平移运动。
本发明的其他优选的扩展方案在从属权利要求中给出。
附图说明
本发明在附图中示例性和示意性地展示。单个地示出：
图1示出了具有多个料库的生产装置的立体视图，
图2、图3和图4示出了图1中的生产装置的侧视图、正面图和俯视图，
图5示出了料库的透视图，
图6示出了根据图5的料库的俯视图，
图7示出了根据图5和图6的料库的横截面，
图8示出了被拆开的料库及其定位装置的断面放大细节视图，和
图9以示意图示出了料库及其定位装置和配属的运动机构和干扰轮廓。
具体实施方式
本发明涉及一种用于夹紧框(6)的料库(7-10)和一种对应的运行方法。本发明还涉及一种配备有一个或多个这种料库(7-10)的生产装置(2)以及一种配备有一个或多个这种生产装置(2)的制造设备(1)。
图1至图4以不同的视图示出了生产装置(2)。该生产装置在所示出的实施例中被设计为车架工作站并利用可更换的夹紧框(6)工作，这些夹紧框可以在处理区域(33)、特别接合区域中被递送给工件(5)，这些工件沿着运输线(3)按照输送方向(4)被运输穿过生产装置(2)和处理区域(33)。该输送运动根据图4的坐标系在x轴上进行。在工件(5)上的处理区域(33)上，可以由位于那里的加工装置(未示出)、例如多个接合机器人或焊接机器人进行任何处理。
在图4中示意性示出的工件(5)可以例如是车辆的白车身的车身部件。在这里例如是侧壁件、底盘件以及可能是顶盖件等，这些部件通过合适的输送装置沿着运输线(3)按照输送方向(4)被运输到平台或另外的承载件上，并被接收到处理区域(33)中以及被准确地定位。在一个或两个纵向侧面，沿着y方向将夹紧框(6)递送到车身部件上，车身部件以准确设定的空间位置以及相对位置通过夹紧框被夹紧。夹紧框(6)可以例如被构造成矩形的框并具有多个可控的夹紧器件。
在生产装置(2)中设有多个不同的夹紧框(6)，它们适用于各种车身或车辆类型。不同的车身或工件类型以可选的且可变的混合形式在运输线(3)上输送。在类型改变的情况下，也可以在处理区域(33)处更换一个或多个夹紧框(6)。
为了存放不同的夹紧框(6)，提供一个或多个料库(7-10)，每个料库具有多个用于夹紧框(6)的接收点(11、12、13)。优选地，料库(7-10)各自具有两个、三个或四个接收点(11、12、13)。它们优选被均匀分布地设置在料库(7-10)的外周上。为了清楚起见，在料库(9、10)上没有示出夹紧框(6)。
针对夹紧框的更换设置有运输装置(31)，其分别具有运输路径(32)，例如运输轨道，该运输路径连接料库(7-10)与处理区域(33)。料库(7-10)具有联接在运输路径(32)上的转交位置(14)，在该转交位置上，可以对那里的接收点(11、12、13)上的夹紧框(6)进行装载和卸载。夹紧框(6)借助于行走机构防翻转地在运输路径(32)上被引导，并且在此可以被悬挂地或站立地布置。
在所示出的实施方式中，在运输线(3)的两侧设有例如四个料库(7-10)，它们沿着输送方向(4)分别设置在处理区域(33)和那里的工作站台架(35)的前面和后面。
运输路径(32)在成排的料库(8、10)和工作站台架(35)之间延伸，这需要递送装置(34)。
运输装置(31)在运输线(3)的两侧分别具有连续的运输路径(32)，该运输路径沿着x方向延伸，并使各个料库(7、9)和(8、10)连接处理区域(33)且相互连接。借助于递送装置(34)，可以将夹紧框(6)从相应的运输路径(32)沿y方向横向于运输线(3)地递送到处理区域(33)，并在那里在用于接合处理、特别焊接处理的工作站台架(35)上以定义的准确位置对接并被固定。
运输装置(31)还具有被可控驱动的以及可能存在多个的运输机构(未示出)，夹紧框(6)通过该运输机构在所使用的运输路径(32)上被运输，并能够在料库(7-10)的转交位置(14)上耦接和脱耦。
料库(7-10)优选被构造为相同的类型。它们是可运动的、特别是可转动的，并且具有可控的定位装置(20)，该定位装置将接收点(11、12、13)连同所期望的夹紧框(6)一起送至转交位置(14)中并在那里优选与运输路径(32)对准。由此可以提供所需要的各个夹紧框(6)用于拾取或者接收到空的接收点(11、12、13)上。料库(7-10)可以逆向或同向地运动、特别是转动。
接收点(11、12、13)被构造为相同类型的并且分别具有合适的用于单个夹紧框(6)的接收器件(18)。该接收器件(18)例如被构造为直的轨道件并具有与运输路径(32)相符的引导轮廓。夹紧框(6)被站立地或悬挂地接收在其行走机构上。此外，在接收点(11、12、13)还设有用于所接收的各个夹紧框(6)的、可控的支撑和锁定件(未示出)。运输路径(32)终止于转交位置(14)的区域或者在此具有轨道空隙。接收器件(18)在用于对接运输路径(32)或者适配轨道空隙的端部上以适当的方式形成轮廓，在此需要相应地考虑到料库的运动。
定位装置(20)使料库(7-10)围绕多个运动轴运动。定位装置(20)在料库(7-10)运动时特别是赋予其旋转的和平移的运动分量。利用旋转的运动分量使在料库外周上分布成圈的接收点(11、12、13)转动到转交位置(14)。在此情况下，平移的运动分量引起相对于运输线(3)或者输送方向(4)的横向方向的移动。平移的运动分量可以通过平移运动引起，或者如所示出的实施例中那样作为由一个或多个转动运动引起的合成。
图9示出了在料库运动时得到的料库(7-10)的外部干扰轮廓(36)。其与现有技术中可以找到的圆形不同，并且为了对比而在图9中以点划线示出。特别地，由定位装置(20)引起的干扰轮廓在横向于运输线(3)和输送方向的y方向上明显比圆形轮廓更平。
与传统的定位在相同部位的料库相比，该干扰轮廓(36)没有到达工件或车身(5)的运输区域中，并且终止于工件运输所涉及到的轴向干扰轮廓(37)之前。
另一方面，由于存在定位运动，因此转交位置(14)和运输路径(32)的位置可以沿横向于运输线(3)的方向被按压接近工作站台架(35)的轴向干扰边缘(38)。生产装置(2)和由料库(7-10)和运输装置(31)以及递送装置(34)形成的、用于夹紧框更换的更换装置可以因此特别紧凑并且以更少的空间需求来安装。
在所示出的实施例中，料库(7-10)被构造为转动台并围绕直立的或者竖直的z轴执行至少一个旋转的运动分量。它们分别具有基座(15)和布置在基座上的转向架(16)。在转向架(16)上可转动地设置有承载件(17)，该承载件在其外围具有均匀环形分布的接收点(11、12、13)和相应的接收器件(18)。承载件(17)可以被构造为板形或框架形的。基座(15)例如由优选固定地锚定在地面上、特别在车间地面上的基础机座构成。转向架(16)可以被构造为具有平放框架的转动台或者用于接收承载件(17)的平台。图5至图8详细示出了这种构造。
在所示出的优选的实施例中，定位装置(20)围绕离散的和间隔开的转动轴(19、22)执行两个或更多个叠加的转动运动。转动轴(19、22)平行地布置并沿着横向于运输线(3)或者输送方向(4)的y方向具有间距。转动轴(19、22)在z方向上直立地或者说竖直地取向。图6至图9详细示出了这种安排。
定位装置(20)具有偏心装置(21)。为此，平行的转动轴(19、22)和上述的它们之间的间距是决定性的，该间距引起了如图9所示的偏心率(e)。
转向架(16)围绕转动轴(22)转动。可转动地安装在转向架(16)上的承载件(17)又围绕另一转动轴(19)相对于转向架(16)转动。由此形成偏心装置(21)。
这两个围绕转动轴(19、22)的转动运动优选相互叠加。它们还优选相互衍生。为此，定位装置(20)具有可控的定位驱动器(23)以及与该定位驱动器(23)耦接的运动传动机构(25)。该运动传动机构例如在转向架(16)和承载件(17)之间起作用。在所示出的实施方式中单个定位驱动器(23)就足够了。
替代地，上述转动运动可以通过独立的定位驱动器分开地且相互独立地产生。它们可以被相互关联地控制。在这种变型中，运动传动机构可以被取消或简化。偏心装置(21)的叠加的转动运动也可以通过在某些情况下为单个转动运动的离散序列来产生，其中，在承载件(17)的最终结果(endeffekt)中借助于多个、特别两个转动运动来运动和定位。在另一种变型中，转动轴和转动运动的数量可以大于二。
接收点(11、12、13)可以通过定位装置(20)被先后送至相同的转交位置(14)中。对于这种完整的料库回转，转向架(16)执行多个分别以360°围绕其转动轴(22)的完整转动，其中，承载件(17)围绕其本身为中心的并相对于轴(19)为偏心的转动轴(22)执行单一的360°的完整转动。转向架(16)的完整转动的数量与接收点(11、12、13)的数量相符。
在所示出的具有三个接收点(11、12、13)的形式中，转向架(16)执行三个完整的转动。在此情况下，通过每次转动将另一个接收点(11、12、13)送至与运输线(3)对置的转交位置(14)中。对于这样的运动，转向架(16)的固定转动轴(22)相比于承载件(17)的随动偏心转动轴(22)距离运输线(3)或者运输路径(32)更远。图9示出了这种布置在起始位态时的情况。
对于所示出的具有偏心装置(21)和运动传动机构(25)的定位装置(20)的设计来说，定位驱动器(23)被固定地布置在基座(15)上并作用在转向架(16)上。转向架(16)根据图8由下部的环形部分构成，该下部的环形部分通过可转动的轴承(24)支撑在基座上。该环形部分与转动轴(22)同心地布置和取向。定位驱动器(23)接合在该环形部分上并使环形部分围绕转动轴(22)转动。
该环形部分在上端部上与平放的且横向于轴(22)取向的框架形或板形的支架部件(gestellteil)连接，该支架部件优选为非旋转对称的并用于接收偏心设置的承载件(17)。图8示出了这种布置以及放射状地连接在环形部分上的承载臂。承载臂分别在自由端部上承载一用于承载件(17)的环形轴承(24)。该轴承(24)与第二偏心转动轴(19)同心地取向。承载件(17)也被构造成框架形的或板形的支架并支承在所述的环形轴承(24)上。轴承(24)例如被构造为环形的滚动轴承，特别是被构造为球形转动连接件。在如图7所示的横截面中示出了承载件(17)的轴承(24)，在此为了清楚起见未示出转向架并用一箭头表示。
在所示出的优选的实施方式中，运动传动机构(25)被构造为齿轮传动机构。其由两个相互啮合且相互滚切的圆环形齿环(26、27)组成，这些齿环具有不同的直径和所述间隔开的轴(19、22)。内部的小齿环(26)被固定地布置在基座(15)上并具有外齿部。该内部的小齿环被与固定的转动轴(22)同心地设置在转向架(16)的环形部分内部并在基座侧受到支撑。外部的且更大的第二齿环(27)配设有内齿部。该外部的大齿环被相对于固定的内齿环(26)围绕轴(19)可转动地安装并滚切该内齿环。
这种滚切运动发生在转向架(16)和相对于转向架随动的偏心轴(19)围绕固定的轴(22)的转动运动时。该转动运动带动外齿环(27)并在此情况下引起外齿环的自转并且在内齿环(26)上滚切。在齿环(26、27)的接触部位上形成的该转动运动的瞬时极(momentanpol)m和所述的接触部位在此情况下沿着圆周方向在固定的内齿环(26)上游移。
通过齿环(26、27)的不同尺寸和安排，外齿环(27)在转向架(16)的多个完整转动下执行前述的围绕其中心转动轴(19)的单个的、自身的完整转动。
定位装置(20)具有用于承载件(17)的、优选可控的限动器(28)。该限动器被设置用于接收点(11、12、13)各自在转交位置(14)中的优选形状配合的限动并且是有效的。由此使得料库(7-10)在装载和卸载夹紧框(6)时相对于运输装置(31)固定。
限动器(28)可以按照不同的方式构成。其具有可运动的和固定的限动元件(29、30)。可运动的限动元件(29)的数量可以与接收点(11、12、13)的数量相符。可运动的限动元件(29)被设置在承载件(17)上并围绕中心轴(19)具有与接收点(11、12、13)相符的环形分布。可运动的限动元件在此分别关于轴(19)与对应的接收点(11、12、13)直径对置。在此情况下，可运动的限动元件(29)呈圆形分布地设置在大齿环(27)上或者在承载件(17)的环形轴承(24)上。在前面提到的承载件(17)的多次转动中，每次到达转交位置(14)时均有一个配属的限动元件(29)进入到限动位置。
固定的限动元件(30)优选单个地存在和设置。替代地，也可以是多重的布置。固定的限动器件(30)被设置在与转交位置(14)对置的限动位置上并固定地支撑在基座(15)上。这在所示出的实施例中通过设置在固定的齿环(26)上来实现。
这种限动功能可以通过限动器件(29、30)的形状配合的相互接合来实现。在所示出的实施方式中，可运动的限动器件(29)具有径向取向的接收开口，位于固定的限动器件(30)上的限动销可插入到该接收开口中。该限动销是可运动地并且出于安全原因通过弹簧加载和放开。限动销自动地卡入相应的接收或限动开口中。为了解锁和拉回限动销，可以采用合适的可控的和例如气动的驱动器。
所示出的实施例阐释了根据本发明的优选的并且要求保护的实施方式。本发明并不局限于此并且也可以用于其它的目的和其它的设计中。料库(7-10)从广义上来说构成了一种接收装置，其在其它的实施方式中可以按照其它的方式构成。夹紧框(6)从广义上来说构成一种功能部件。夹紧框可以在所述接收装置(7-10)的其它变型中以其它的方式构成，例如为工具、工件等等。
用于功能部件(6)在转交位置(14)上的输入和输出的接收装置(7-10)可以在此用于任意目的以及其它的布置。替代运输路径(32)的，可以在转交位置(14)上例如设置机器人或其它的操纵器，用以取走或输送由接收装置(7-10)提供的功能部件(6)，并且其本身与其它的处理区域(例如装配地点等)处于连接当中。通过例如在转交位置(14)的区域中设置容器或其它待装载的接收件，也可以是工件，接收装置(7-10)也可以用于装载的目的。
在其它的变型中，接收器件(18)也可以按照其它的方式构成并与功能部件(6)相适配。接收器件还可以接受和承载多个功能部件(6)。此外，每个接收器件(18)具有自己的运动学特性和自己的递送装置或驱动装置，用以引起转交或接管。
在所示出的实施方式中，生产装置(2)被构造为车架工作站，其中，在处理区域(33)中对工件(6)进行接合、特别是焊接。这种焊接可以是对初始是松动的或者是相对于彼此可运动的并随后被夹紧的车身部件的定位焊接。在另一种实施方式中，可以借助于夹紧框(6)对已经被定位焊接的白车身进行(ausschweiβen)。此外，可以向生产装置(2)中供应一个或多个其它的工件部件、特别是车身部件。这可以通过自身的供应装置直接进入处理区域(33)或通过另外的、特别是在料库区域中进行的到夹紧框(6)上的转交来实现。
此外，在生产装置(2)的另一种实施方式中，可以改变料库(7-10)或总体上的接收装置的数量和布置。在另一种实施方式中，可以在接收装置或料库(7-10)之间设置独立的返回引导件，其具有用于夹紧框(6)或功能部件的返回引导轨道，该返回引导轨道附加地并优选平行于运输路径(32)地设置和取向。
对于所示出和所描述的实施例可以按照各种方式进行修改。特别是所述实施例和前述变型的特征可以被任意地相互组合，特别是也可以被更换。
附图标记列表
1制造设备
2生产装置，车架工作站
3运输线
4推送装置
5工件，车身
6夹紧框，功能部件
7接收装置，料库
8接收装置，料库
9接收装置，料库
10接收装置，料库
11接收点
12接收点
13接收点
14转交位置
15基座，基架
16转向架，转动台
17承载件
18接收器件，导轨
19中心，转动轴
20定位装置
21偏心装置
22轴，转动轴
23定位驱动器，转动驱动器
24轴承，球形转动连接件
25传动机构
26固定的齿环，
27旋转的齿环，
28限动器
29限动元件，可动的
30限动元件，固定的
31运输装置
32运输路径，传送导轨
33处理区域，接合区
34递送装置
35工作站台架
36干扰轮廓料库
37干扰边缘工件运输
38干扰边缘工作站台架。
m瞬时极
e偏心率。