Technisches Gebiet
[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zuführen von Längsdrähten an eine Schweissvorrichtung,
wobei mehrere Magazine für Längsdrähte vorgesehen sind, sowie Mittel zum Vorschieben
der Längsdrähte aus den Magazinen. Weiter bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren
zum Zuführen von Längsdrähten an eine Schweissvorrichtung und auf ein Verfahren zum
automatischen Positionieren eines Magazins für einen Längsdraht.
Stand der Technik
[0002] Das Zuführen von Längsdrähten bei Schweissmaschinen zum Herstellen von Drahtgittern
kann nach verschiedenen Prinzipien erfolgen. Eine Möglichkeit besteht darin, dass
die Drähte direkt ab Spulen (engl. coil) gezogen, nach Bedarf konditioniert und der
Schweissmaschine zugeführt werden. Diese Methode wird vornehmlich bei Anlagen für
grosse Lose eingesetzt (für Standardarmierungsgitter, Lagermatten). Eine andere Möglichkeit
besteht darin, die Längsdrähte in der gewünschten Länge als Bündel bereitzustellen
und für jede Gittermatte die nötige Anzahl Drähte in einer Längsdrahtmagazinvorrichtung
im gewünschten Raster bereitzustellen. Beim Schweissen werden die Längsdrähte mit
einer Drahtvorschubeinrichtung von hinten schrittweise vorgeschoben. Diese Methode
eignet sich für die Produktion von Industriegittern, namentlich für kleine Lose.
[0003] Im vorliegenden Zusammenhang interessieren die für den zweitgenannten Maschinentyp
geeigneten Vorschubeinrichtungen. Bei diesen wird üblicherweise ein elektrischer oder
pneumatischer Linearantrieb eingesetzt, der die Einschubbewegung bewirkt. Die Länge
der Einschubbewegung ist entweder konstant oder kann mit einer Steuerung innerhalb
eines bestimmten (beschränkten) Toleranzbereiches auf die Länge der Längsdrähte eingestellt
werden. Wenn von einer Längsdrahtlänge auf eine andere gewechselt werden soll (um
andere Gittergrössen zu produzieren), dann ist bei den bekannten Vorrichtungen meistens
ein manuelles Umrüsten erforderlich. Es müssen z.B. Stössel anderer Länge eingesetzt
werden, oder die Stössel müssen zumindest in einer anderen Stellung bezüglich des
Einschubantriebes fixiert werden.
[0004] Ein solches manuelles Umrüsten unterbricht die Produktion und vermindert den Gesamtausstoss
einer Anlage. Dies fällt insbesondere bei kleinen Losgrössen ins Gewicht.
Darstellung der Erfindung
[0005] Aufgabe der Erfindung ist es, eine dem eingangs genannten technischen Gebiet zuzuordnende
Vorrichtung anzugeben, die es erlaubt, schnell von einer Längsdrahtlänge auf eine
andere umzustellen, damit auch kundenspezifische Kleinaufträge effizient ausgeführt
werden können.
[0006] Die Lösung der Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 definiert. Die erfindungsgemässe
Vorrichtung hat mehrere Magazine für die abgelängten Längsdrähte, wobei jedes Magazin
an der Position ist, die für den von ihm zuzuführenden Längsdraht erforderlich ist.
Weiter ist eine Vorschubeinrichtung zum Vorschieben der Längsdrähte aus den Magazinen
vorgesehen. Sie bewirkt, dass die Längsdrähte in eine nachfolgende Gitterschweisseinheit
eingeschoben werden. Gemäss der Erfindung verfügt die Vorschubeinrichtung über einen
über die gesamte Länge der Magazine (bzw. die Länge der längsten, noch zu verarbeitenden
Drähte) verfahrbaren Mitnehmer, an welchem für jedes Magazin ein Stösselelement angekuppelt
ist. Der Mitnehmer kann durch eine Steuerung an jeder gewünschten Längsposition bezüglich
der gesamten Länge der Magazine in seine Startposition gebracht werden.
[0007] Indem völlige Freiheit bei der Festlegung der Startposition des Linearantriebs besteht
und die Startposition automatisch eingestellt werden kann, kann die Vorrichtung in
kürzester Zeit ohne manuelles Umrüsten von einer Längsdrahtlänge auf eine beliebige
andere eingestellt werden. Die Vorschubeinrichtung wird zu Beginn des Schweissens
einer neuen Gittermatte immer an die tatsächliche Lage der hinteren Enden der Längsdrähte
gebracht. Damit ist es grundsätzlich möglich, die Länge von Gittermatte zu Gittermatte
zu ändern, ohne dass ein Zeitverlust in Kauf genommen werden muss.
[0008] Der Linearantrieb umfasst mit Vorteil ein sich über die ganze Breite der Vorrichtung
erstreckendes Führungselement, an welchem die Stösselelemente eingekuppelt werden
können. Die Breite der Vorrichtung entspricht zumindest der maximal verarbeitbaren
Breite der zu produzierenden Gittermatten. Mit dem Führungselement wird die Längsbewegung
geführt. Die Stösselelemente werden also synchron nach vorn bewegt.
[0009] Es ist auch denkbar, dass sich das Führungselement nicht über die gesamte Breite
der Vorrichtung erstreckt. Es können z.B. zwei sich ergänzende Führungselemente vorgesehen
sein. Diese können mit synchronisierten Antrieben angesteuert sein, so dass sie synchrone
Längsschritte ausführen können. Wenn zwei Führungselemente unabhängig voneinander
ansteuerbar aber bei Bedarf synchron verfahrbar vorgesehen sind, dann können am selben
Gitter unterschiedlich lange Längsdrähte eingeschweisst werden.
[0010] Es ist nicht zwingend, dass alle Stösselelemente am selben Führungselement angekuppelt
werden. Möglich ist z.B. dass zwei Führungselemente derart vorgesehen werden, dass
benachbarte Stösselelemente an unterschiedlichen Führungselementen ankuppelbar sind.
[0011] Die Stösselelemente können z.B. über eine Kupplungseinrichtung am Führungselement
gehalten werden, die sich automatisch löst, wenn der Mitnehmer über eine vorgegebene
Position hinaus nach hinten (d.h. gegen die Transportrichtung) verfahren wird. Nachdem
die Stösselelemente auf diese Weise freigegeben worden sind, können die Magazine auf
einen anderen Längsdrahtabstand eingestellt werden. Zum Lösen der Verbindung zwischen
dem Führungselement und den Stösselelementen ist also keine Handarbeit nötig. Vorzugsweise
ist die Kupplungseinrichtung so ausgebildet, dass sie rein mechanisch funktioniert.
Es kann auch ein elektrischer Schalter vorgesehen sein, der beim Vorbeifahren des
Mitnehmers betätigt wird und auf elektromechanischem Weg (z.B. mit Hilfe einer Magnetkupplung)
arbeitet. Es ist aber auch möglich, dass die Kupplung manuell (z.B. durch Betätigen
eines Hebels oder Schiebers) gelöst wird, sei es nun für jedes Stösselelement separat
oder für alle Stösselelemente gleichzeitig.
[0012] Es kann am Stösselelement eine mechanische Falle als Teil der Kupplungseinrichtung
vorgesehen sein, welche beim Verlassen des Magazins nach unten fällt und das Führungselement
freigibt. Das Stösselelement braucht also nur genügend weit nach hinten gezogen zu
werden, so dass die Falle aus dem Magazin herauskommt und nach unten fällt.
[0013] Die Magazine sind z.B. als U- oder V-förmige Kanäle ausgebildet, welche genau einen
Längsdraht aufnehmen. (Ein Längsdrahtspeicher gibt zu Beginn des Produktionszyklus
an jedes Magazin einen Längsdraht ab.) Die Magazine sind vorzugsweise parallel zueinander
ausgerichtet. Der gegenseitige Abstand der Magazine ist veränderbar. Um dies zu ermöglichen,
sind die Magazine beispielsweise auf quer zur Magazinlängsrichtung verlaufenden Schienen
gelagert. Jedes Magazin ist über eine lösbare Haltevorrichtung an der Schiene gehalten.
Während des Produktionszyklus sind die Magazine fixiert.
[0014] Zum Verändern des Längsdrahtabstandes (d.h. des gegenseitigen Abstandes der Einzeldrahtmagazine)
werden die Haltevorrichtungen gelöst. Das betroffene Magazin ist dann in Querrichtung
auf der Schiene frei verschiebbar. In der neuen Position wird das Magazin durch die
Haltevorrichtung wieder fixiert. Das Lösen bzw. Fixieren der Haltevorrichtung erfolgt
vorzugsweise maschinell. D.h. die Haltevorrichtung verfügt über einen motorisch betriebenen
Fixiermechanismus, der durch Steuersignale ansteuerbar ist. Die Schiene kann glatt
sein, so dass jede beliebige Querposition eingestellt werden kann, oder sie kann (mehr
oder weniger fein) gerastert sein, so dass die Abstände in einer bestimmten Abstufung
(z.B. 1 mm oder 5 mm) verändert werden können
[0015] Der Fixiermechanismus kann z.B. über eine Klemmschraube verfügen, welche mit einer
elektrischen Schraubenziehereinheit lösbar bzw. fixierbar ist. Die Schraubenziehereinheit
ist mit Vorteil zwischen Fixiermechanismen verschiedener Magazine hin und her fahrbar,
so dass nicht für jede Klemmschraube eine Schraubenziehereinheit vorzusehen ist.
[0016] Anstelle einer Klemmschraube kann z.B. eine federbelastete Klemme bzw. Bremse verwendet
werden, welche das Magazin im Normalfall auf der Querschiene fixiert und welche z.B.
mit einem Aktuator geöffnet werden kann, so dass das Magazin verschiebbar ist.
[0017] Damit die Vorrichtung auf beliebige Längsdrahtabstände und -zahlen eingestellt werden
kann, ist es von Vorteil, wenn Magazine nach Bedarf hinzugefügt oder weggenommen werden
können. Gemäss einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist auf mindestens
einer Seite der Vorrichtung eine Magazinannahmestelle vorgesehen. Wird ein neues Magazin
bei der Magazinannahmestelle eingehängt, wird dies von der Steuerung detektiert. Mit
einer automatischen Querpositioniervorrichtung wird das Magazin abgeholt und an einer
gewünschten Stelle positioniert. In umgekehrter Weise kann ein überflüssiges Magazin
automatisch zur Magazinannahmestelle gefahren werden, damit es von der Bedienperson
ausgehängt werden kann. Es kann auch von Vorteil sein, wenn der oben beschriebene
Vorgang halbautomatisch oder manuell abläuft. Das von der Bedienperson eingehängte
neue Magazin kann z.B. über eine entsprechende Kontrolltaste in der Steuerung "angemeldet"
(oder "eingebucht") werden. Entsprechend kann die Entnahme eines Magazins manuell
"ausgebucht" (oder "quittiert") werden.
[0018] Zum Positionieren bzw. Verschieben der Magazine können Einheiten vorgesehen sein,
welche an Schienen bzw. mit einem Linearantrieb quer zur Längsrichtung der Magazine
verschoben werden können. Um die Magazine automatisch umzurüsten, wird mindestens
eine Einheit von einem Magazin zum anderen gefahren, um jedes einzelne Magazin neu
zu positionieren.
[0019] Es ist auch denkbar, dass jedes Magazin mit einem eigenen Antrieb versehen ist, um
sich zu positionieren. Es können auch mehrere Magazine an einem gemeinsamen Antrieb
ankuppelbar sein. Dasjenige Magazin, das zu verschieben ist, kuppelt sich am Antrieb
an.
[0020] Gemäss einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind drei Magazinpositioniereinheiten
vorgesehen, welche in verschiedenen Längsabschnitten der Vorrichtung arbeiten (nämlich
vorne, in der Mitte und hinten). Die Magazinpositioniereinheiten sind mit einem gemeinsamen
Antrieb verbunden und laufen synchron. Jede der genannten Einheiten verfügt über einen
Betätigungsmechanismus zum gesteuerten Lösen und Fixieren der Haltevorrichtung, sowie
über eine Magazineinspannvorrichtung, mit welcher das Magazin beim Verschieben präzise
gehalten und geführt wird.
[0021] Es genügen auch zwei Magazinpositioniereinheiten, wenn die Magazine nicht allzu lang
sind. Es ist auch denkbar, dass eine Magazinpositioniereinheit vorgesehen ist, welche
zusätzlich in Längsrichtung verfahrbar ist.
[0022] In der Regel ist die genaue Positionierung am vorderen (der Schweisseinheit zugewandten)
Ende des Magazins wichtiger als am hinteren Ende. Mit Vorteil ist deshalb am ausgangsseitigen
(d.h. vorderen) Ende der Vorrichtung ein Messfühler zum Bestimmen der Position des
vorderen Endes des Magazins vorgesehen. Dieser wird mit Vorteil mechanisch unabhängig
von der Magazinpositioniereinrichtung bzw. maschinenfest sein. Nach dem Verschieben
und Fixieren des Magazins ermittelt die Steuerung mit Hilfe des Messfühlers die effektive
Position des Magazins. Wird eine Abweichung zur Sollposition festgestellt, wird das
Magazin entsprechend verschoben.
[0023] In einer alternativen Ausführungsform wird die Position eines Magazins während dem
Verschieben laufend gemessen, so dass die Fixierung "ortsgeregelt" an der richtigen
Stelle erfolgt.
[0024] Es wird häufig vorkommen, dass nicht alle Magazine für die Herstellung eines bestimmten
Gitters benötigt werden. Für diesen Fall ist dafür zu sorgen, dass die Maschinensteuerung
weiss, welche Magazine benötigt werden und folglich zu füllen sind. Um fehlerhafte
Gittermatten von vornherein zu vermeiden, kann ein Füllstandssensor vorgesehen sein,
mit welchem bei jedem Magazin während der laufenden Produktion festgestellt werden
kann, ob tatsächlich ein Längsdraht vorhanden ist.
[0025] Der Füllstandssensor kann auf einem optischen Prinzip beruhen. Die Magazine können
z.B. Öffnungen haben, durch welche hindurch der Längsdraht sichtbar ist. Ist der Längsdraht
vorhanden, versperrt er die Öffnung. Auf diese Weise kann mit einer Lichtschranke
der Füllzustand ermittelt werden. Es kann auch eine mechanische Klinke vorgesehen
sein, die durch das Eigengewicht des Längsstabes angehoben (oder abgesenkt) wird.
Mit der Klinke kann ein elektrischer Schaltkreis geschlossen werden. Es gibt also
unterschiedliche Mittel und Wege, um das Vorhandensein eines Längsdrahtes im Magazin
zu überprüfen.
[0026] Der Verfahrensablauf beim Positionieren ist wie folgt:
1. Auswählen des neu zu positionierenden Magazins (die Magazine können z.B. von der
Maschinensteuerung systematisch abgefragt und positioniert werden).
2. Lösen der Fixierung des ausgewählten Magazins (vorzugsweise automatisch).
3. Paralleles Verschieben des Magazins (mit einer oder mehreren Querverschiebeeinheiten).
4. Befestigen der Fixierung des Magazins (wiederum vorzugsweise automatisch).
[0027] Vorzugsweise wird die Position des Magazins überprüft und erforderlichenfalls korrigiert.
Nach dem Verschieben des Magazins wird mit einem Positionssensor eine Querposition
des Magazins ermittelt und erforderlichenfalls eine Korrektur der Querposition des
Magazins vorgenommen. Der Sensor detektiert mit Vorteil die Lage des vorderen Endes
des Magazins (d.h. die Lage kurz vor der Schweisselektrode). Es könnte zusätzlich
auch die Position des hinteren Bereichs oder sogar des hinteren Endes des Magazins
abgetastet und - falls nötig - korrigiert werden.
[0028] Aus der nachfolgenden Detailbeschreibung und der Gesamtheit der Patentansprüche ergeben
sich weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Merkmalskombinationen der Erfindung.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
[0029] Die zur Erläuterung des Ausführungsbeispiels verwendeten Zeichnungen zeigen:
- Fig. 1
- Eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemässen Vorrichtung zum Zuführen von
Längsdrähten:
- Fig. 2a, b
- eine Seitenansicht eines Kupplungsmechanismus;
- Fig. 3
- eine Seitenansicht der eingekuppelten Haltevorrichtung für das Magazin;
- Fig. 4
- eine Seitenansicht der ausgekuppelten Haltevorrichtung für das Magazin;
- Fig. 5
- eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemässen Positioniervorrichtung;
- Fig. 6
- ein Blockschaltbild einer erfindungsgemässen Anlage;
- Fig. 7
- eine schematische Darstellung eines Füllstandsdetektors.
[0030] Grundsätzlich sind in den Figuren gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Wege zur Ausführung der Erfindung
[0031] Fig. 6 zeigt das Blockschaltbild einer Schweissanlage. Der Schweisseinheit 37, welche
z.B. als Portalschweissmaschine mit einer Vielzahl von quer zur Vorschubrichtung verschiebbaren
Schweisselektroden 39 ausgeführt sein kann, ist eine Längsdrahteinschubvorrichtung
1 vorgelagert. Eine Steuerschaltung 38 (welche zentral angeordnet oder auf die einzelnen
Geräte verteilt sein kann) steuert die Anlage bzw. deren Komponenten entsprechend
einem abgespeicherten Schweissprogramm.
[0032] Fig. 1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform einer Längsdrahteinschubvorrichtung
1. Auf einem vorderen und einem hinteren Traggestell 2.1, 2.2 ruht ein horizontaler
Maschinenrahmen 3. Das vordere Traggestell 2.1 hat dabei einen gewissen Abstand zum
vorderen Ende des Maschinenrahmens 3, so dass der Maschinenrahmen 3 vorkragt und über
den Unterbau einer nachfolgenden (nicht dargestellten) Gitterschweissmaschine hinweg
bis zu den Schweisselektroden 38 (Fig. 6) ragen kann.
[0033] Auf dem Maschinenrahmen 3 ist eine Mehrzahl von Magazinen für Längsdrähte vorgesehen.
In der Praxis können z.B. 5 bis 80 Magazine bereitgestellt werden. Der besseren Übersicht
halber ist in Fig. 1 nur gerade ein Magazin 4.1 dargestellt. Dieses hat z.B. ein V-förmiges
Profil und erstreckt sich von hinten bis nach vorn, wo es über den Maschinenrahmen
3 hinaus ragt. Das vordere Ende 5.1 des Magazins 4.1 muss sich bis zum Eingang der
(in Fig. 1 nicht dargestellten) Schweissmaschine bzw. bis zur Schweisselektrode erstrecken.
[0034] Das hintere Ende 5.2 des Magazins 4.1 befindet sich vor dem hinteren Ende des Maschinenrahmens
3. Dies ermöglicht die besonders bevorzugte Art der automatischen Auskupplung der
Stösselelemente, welche in den Magazinen verschiebbar gehalten sind.
[0035] In den Fig. 2a und 2b ist ein Stösselelement 6 im Magazin 4.1 dargestellt. Es hat
einen Kopf 7, der am vorderen Ende eines Stabes 8 angebracht ist. Der Querschnitt
des Kopfes 7 ist an den Querschnitt des Magazins 4.1 angepasst (d.h. er ist vorzugsweise
keilförmig). Der Kopf 7 ragt jedoch nicht nach oben aus dem Magazin heraus. Das hintere
Ende des Stabes 8 ist mit dem Kupplungsteil 9 verbunden, welcher in seinem Querschnitt
ebenfalls an den Querschnitt des Magazins 4.1 angepasst ist, so dass sich eine gute
Führung ergibt. Zudem ragt der Kupplungsteil 9 aus dem Magazin 4.1 heraus und zwar
so, dass er in Eingriff treten kann mit einem Flachprofil 10, welches sich quer zur
Längsrichtung des Magazins 4.1 über den Maschinenrahmen erstreckt (vgl. Fig. 1).
[0036] Der Kupplungsteil 9 hat an seiner Oberseite eine Ausnehmung 11 für das Flachprofil
10. An dem vorderen, d.h. der Ausgangsseite der Längsdrahteinschubvorrichtung 1 zugewandten
Ende ist die Ausnehmung 11 mit einer Stellschraube 12 versehen. Diese Stellschraube
12 (welche parallel zur Längsachse des Magazins 4.1 ausgerichtet ist) bietet der vorderen
Schmalseite des Flachprofils 10 einen Anschlag, der justierbar ist.
[0037] An der hinteren Seite des Kupplungsteils 9 ragt die Nase 14 eines L-förmigen Hebels
13 nach oben aus dem Magazin 4.1 heraus. Die Nase 14 verriegelt das Flachprofil 10
(in horizontaler Richtung) in der Ausnehmung 11, wenn der (buckelartige) Auflageteil
15 des Hebels 13 während des ordentlichen Betriebs auf dem Boden des Magazins 4.1
aufliegt (Fig. 2a). Der Hebel 13 ist in einer vertikalen Ebene schwenkbar (vgl. Schwenkachse
16). Die Schwenkachse 16 befindet sich im vorliegenden Ausführungsbeispiel etwa in
der Mitte (bezogen auf die Längsausdehnung) des Kupplungsteils 9.
[0038] Wenn sich der Hebel 13 in der in Fig. 2a gezeigten Stellung befindet, führt das Stösselelement
6 in Längsrichtung die Bewegung aus, die das Flachprofil 10 vorgibt. Dies ist im Sinn
der Erfindung. Das Flachprofil 10 ist nämlich Teil eines Linearantriebs, der zwei
Linearführungen bzw. Linearantriebe, welche unten am horizontalen Maschinenrahmen
3 (bzw. an dessen Längsholmen) angebracht sind, zwei Seitenträger 17.1, 17.2 und das
Flachprofil 10 umfasst. Das Flachprofil 10 wird also von den beiden Seitenträgern
17.1, 17.2 gehalten, so dass eine die ganze Maschine überspannende, längsverfahrbare
Brücke gebildet wird. (In Fig. 1 ist der eine Antrieb 18 für diese längsverfahrbare
Brücke sichtbar.)
[0039] Der Mitnehmer kann über die ganze Länge der Längsdrahteinschubvorrichtung 1 verfahren
werden. In der vordersten Position befindet sich der Kopf 7 des Stösselelements 6
gerade etwa beim vorderen Ende 5.1 des Magazins 4.1. In der hintersten Position schlägt
der Kupplungsteil 9 rückseitig an einem Querträger 19 an (Fig. 2b) und das Flachprofil
10 ist auf einen Tisch 20 zurückgezogen, welcher an der hinteren Seite des Querträgers
19 befestigt ist.
[0040] Gemäss der Erfindung kann jede beliebige Position als Startposition für den Einschub
der Längsdrähte gewählt werden. Das heisst, die Maschinensteuerung ist so ausgebildet
und programmiert, dass der Mitnehmer zu Beginn eines Einschubvorgangs entsprechend
der programmierten bzw. im Datenspeicher vorhandenen Längeninformation positioniert
wird, so dass der in das Magazin geladene Längsstab auf die erste Schweissposition
vorgeschoben wird.
[0041] Unterschiedliche Gitter weisen in der Regel nicht nur unterschiedliche Längen, sondern
auch unterschiedliche Längsdrahtabstände auf. Die Längsdrahteinschubvorrichtung 1
ist deshalb so ausgebildet, dass der gegenseitige Abstand der Magazine geändert werden
kann. Wie nachfolgend erläutert wird, ist es von Vorteil, wenn Mittel zum automatischen
Positionieren der Magazine vorgesehen sind. Die Vorrichtung kann sich dann ohne manuellen
Eingriff seitens eines Bedieners auf unterschiedliche Vorgaben einstellen.
[0042] In Fig. 1 sind drei Magazinpositioniereinheiten 21, 22, 23 gezeigt. Diese sind jeweils
auf einer Führung 24, 25, 26 (z.B. einem steifen Metallprofil) quer zur Magazinlängsrichtung
verfahrbar. Die Magazinpositioniereinheiten 21, 22, 23 werden synchron bewegt. Jede
von ihnen ist über einen Riemen mit einer (gemeinsamen) Antriebsachse verbunden, welche
an einer Längsseite des Maschinenrahmens 1 angeordnet ist. Damit ist gewährleistet,
dass die Magazine parallel verschoben werden und sich beim Verschieben nicht schräg
zur Längsachse der Vorrichtung stellen können.
[0043] An der vordersten Magazinpositioniereinheit 21 ist ein Positionssensor 27 angebracht.
Dieser ragt vor bis zum vorderen Ende 5.1 des Magazins 4.1, um möglichst nahe bei
der Schweisselektrode die Querposition des Magazins (und folglich des Drahtes) zu
bestimmen. Die Position der Magazine wird am besten erst dann gemessen, wenn alle
Magazine positioniert worden sind. Es können dann Fehler ermittelt und durch selektive
Neupositionierung der entsprechenden Magazine eliminiert werden. Die Magazinpositioniereinheit
21 wird z.B. wie ein Scanner über die ganze Breite der Maschine gefahren, während
die Positionsdaten aller Magazine erfasst und in einen Speicher geladen werden. Die
Positionsdaten können danach zwecks Korrekturermittlung ausgewertet werden.
[0044] Neben jeder Führung 24, 25, 26 ist ein Träger 28, 29, 30 angeordnet. An diesem kann
das Magazin 4.1 (welches in der horizontalen Ebene nicht sehr biegesteif ist) fixiert
werden. Um nun das Magazin 4.1 quer zur Längsrichtung neu positionieren zu können,
muss im vorliegenden Ausführungsbeispiel zuerst die Kupplung zwischen dem Flachprofil
10 und dem Stösselelement 6 aufgehoben sowie die Querfixierung des Magazins 4.1 gelöst
werden.
[0045] Anhand der Fig. 2a und 2b wird erläutert, wie die Kupplung zwischen dem Flachprofil
10 und dem Stösselelement 6 gelöst wird. In Fig. 2a ist der gekuppelte Zustand und
in Fig. 2b der entkuppelte Zustand gezeigt. Wenn das Flachprofil 10 so weit nach hinten
gefahren wird, dass der Auflageteil 15 des Hebels 13 nicht mehr vom Boden des Magazins
4.1 gestützt werden kann, sondern rückwärts aus dem Magazin herausfällt (Fig. 2b),
dann senkt sich die Nase 14 ab unter das Niveau der Ausnehmung 11 (und im vorliegenden
Beispiel auch unter das Niveau der Oberkante des Magazins 4.1). Das Flachprofil 10
ist folglich nicht mehr in der Ausnehmung 11 verriegelt und kann nach hinten über
den Querträger 19 auf den Tisch 20 gefahren werden. Weil der Kupplungsteil 9 des Stösselelements
6 am Querträger 19 anschlägt, bleibt das Stösselelement 6 in der in Fig. 2b gezeigten
hintersten Position stehen, wenn das Flachprofil 10 über den Querträger 19 gefahren
wird. Der Hebel 13 ist in der Art einer Falle um die Schwenkachse 16 nach unten geschwenkt.
Der Auflageteil 15 ragt ins Leere.
[0046] Wenn das Flachprofil 10 nach Abschluss der Neupositionierung des Magazins 4.1 wieder
nach vorn in die Ausnehmung 11 gefahren wird bis zum Anschlag an die Stellschraube
12 und weiter nach vorn in die neue Startposition, dann wird das Stösselelement 6
mitgenommen. Aufgrund der geeignet gewählten Form der Führungsseite 31, welche an
den buckelförmigen Auflageteil 15 am horizontalen Arm des Hebels 13 anschliesst, wird
der Hebel 13 in einer kontinuierlichen Schwenkbewegung nach oben gedrückt beim Vorwärtsfahren
des Kupplungsteils 9. Wenn der Auflageteil 15 wieder vollständig im Magazin 4.1 ist
bzw. auf dem Magazinboden aufliegt, dann ist das Flachprofil 10 wieder verriegelt.
[0047] Anhand der Fig. 3 und 4 soll nun die Querpositionierung erläutert werden. Voraussetzung
ist, dass das Flachprofil 10 und das Stösselelement 6 in einem entkuppelten Zustand
sind (vgl. Fig. 2b). Die Magazine 4.1, 4.2 (vgl. Fig. 4) sind auf drei Trägern 28,
29, 30 abgestützt, welche sich über die gesamte Arbeitsbreite der Längsdrahteinschubvorrichtung
1 erstrecken (vgl. Fig. 1). An der Unterseite des Magazins 4.1 ist für den Träger
30 eine Halterung 32 angebracht. Das Magazin 4.1 hat also drei (vorzugsweise identische)
Halterungen. Die Einzelheiten werden nachfolgend anhand der Halterung 32 erläutert.
[0048] Bei der vorliegenden Ausführungsform besteht die Halterung 32 im Wesentlichen aus
einer C-förmigen Klammer mit einer Spannschraube 33 (Torx-Schraube). Mit der Spannschraube
33 kann der Träger 30 an jeder beliebigen Querposition festgeklemmt werden. Zum Verschieben
des Magazins 4.1 wird die Magazinpositioniereinheit 23 zur Halterung 32 gefahren.
Als Erstes wird die Halterung 32 erfasst. Dazu dient ein ausfahrbarer Greifer 34.
Mit der unterhalb des Trägers 30 angeordneten Schraubvorrichtung 35 kann die Spannschraube
33 gelöst werden. Derselbe Vorgang läuft (vorzugsweise zeitgleich) bei den zwei anderen
Halterungen des Magazins 4.1 ab. Wenn alle Spannschrauben gelöst sind, wird der Antrieb
der Magazinpositioniereinheiten 21, 22, 23 aktiviert, um das Magazin 4.1 in die neue
Querposition zu verschieben. In der neuen Querposition wird die Spannschraube 33 mit
der Schraubvorrichtung 35 wieder angezogen, so dass das Magazin 4.1 in Querrichtung
fixiert ist. Der Greifer 34 kann nun zurückgezogen und die Halterung 32 freigegeben
werden.
[0049] Die Magazinpositioniereinheiten 21, 22, 23 werden danach zu einem nächsten Magazin
4.2 gefahren, wo die Neupositionierung in der gleichen Weise durchgeführt wird. Eine
Mehrzahl von Magazinen kann somit sukzessive verschoben werden.
[0050] Sind alle Magazine entsprechend der neuen Längsdrahtabstände positioniert, kann das
Flachprofil 10 aus der in Fig. 2b gezeigten Stellung nach vorn in die neue Ausgangsstellung
(Fig. 2a) gebracht werden, wobei die mechanische Kupplung zwischen den Stösselelementen
und dem Flachprofil erstellt wird.
[0051] In Fig. 4 ist erkennbar, dass die Magazine 4.1, 4.2 zumindest im Bodenbereich einen
V-förmigen Querschnitt haben, so dass die (runden) Längsdrähte unabhängig vom Drahtdurchmesser
zentriert im Magazin liegen.
[0052] Anhand der Fig. 5 soll noch eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Magazinpositioniereinheit
23 beschrieben werden. Die Aussenform ist im Wesentlichen boxartig (bzw. quaderförmig).
An der Vorderseite ist als Arbeitsbereich eine winkelförmige Ausnehmung vorgesehen.
In dieser sind ein ausfahrbarer Greifer 34 und ein ausfahrbarer Schraubkopf 36 angeordnet.
Die Bewegungsrichtung des Greifers 34 steht senkrecht zur Bewegungsrichtung des Schraubkopfs
36. Der Greifer 34 bildet eine Ausnehmung 44, welche an die Aussenform der Halterung
32 angepasst ist, so dass die Halterung ortsgenau gehalten (z.B. festgeklemmt) werden
kann. Wie im Zusammenhang mit Fig. 3 erkennbar ist, ist die Bewegungsrichtung des
Greifers 34 parallel zur Längsrichtung des Magazins 4.1. Die Halterung 32 wird quasi
von hinten erfasst.
[0053] Demgegenüber ist der Schraubkopf 36 in vertikaler Richtung (d.h. parallel zur Achse
der Spannschraube 33) in den Arbeitsbereich ausfahrbar, so dass die Spannschraube
während des Positionierverfahrens gelöst und wieder fixiert werden kann.
[0054] Anhand der Fig. 6 soll noch die besonders bevorzugte Magazinannahmestation 40 erläutert
werden. Es handelt sich um eine Einrichtung, die vorzugsweise an einer Längsseite
der Längsdrahteinschubvorrichtung 1 vorgesehen ist. Wie anhand der Fig. 3 erkennbar
ist, kann die gezeigte Halterung 32 ohne Schwierigkeiten von hinten bzw. von der Seite
auf den Träger 30 aufgeschoben werden. Die Magazinannahmestation 40 stellt also im
Wesentlichen einen Freiraum zur Verfügung, in welchem die Einzeldrahtmagazine von
der Bedienperson auf die Träger 28, 29, 30 aufgesetzt werden können. Ist ein neues
Magazin eingesetzt worden, kann z.B. eine "Accept"-Taste der Steuerschaltung betätigt
werden, wonach das neue Magazin von den Magazinpositioniereinheiten 21, 22, 23 abgeholt
und in die Anordnung der vorhandenen Magazine eingegliedert wird.
[0055] Die Steuerschaltung 38 kann weiter so ausgebildet sein, dass sie überflüssige Magazine
(d.h. Magazine, die für den aktuellen Gitterproduktionsprozess nicht benötigt werden)
automatisch in die Magazinannahmestation 40 bringt.
[0056] Zum Betrieb ist Folgendes zu sagen: Die Magazine können grundsätzlich in an sich
bekannter Weise gefüllt werden, indem ein Längsdrahtspeicher von einem Magazin zum
nächsten gefahren wird und jeweils einen Längsdraht in das Magazin abgibt. Sind alle
Magazine, die gefüllt werden müssen, auch tatsächlich gefüllt, dann beginnt das Vorschieben
der Längsdrähte und das Schweissen des Gitters.
[0057] Es ist durchaus möglich, dass nicht alle Magazine gefüllt werden, weil für das zu
produzierende Gitter nicht so viele Längsdrähte erforderlich sind. Es ist aber auch
nicht ausgeschlossen, dass ein Magazin aufgrund einer Störung des Längsdrahtspeichers
nicht gefüllt wird. Wird unter diesen Umständen trotzdem der Schweissprozess in Gang
gesetzt, so resultiert eine Fehlproduktion.
[0058] Um sicherzustellen, dass alle Magazine, die gefüllt sein müssen, auch tatsächlich
gefüllt sind, wird vorzugsweise ein Füllstandssensor eingesetzt. Dieser kann z.B.
wie in Fig. 7 schematisch dargestellt ausgebildet sein. Das Magazin 4.1 weist an geeigneter
Stelle eine Öffnung 41 auf, durch welche hindurch der Längsdraht 42 sichtbar ist.
Mit einem auf die Öffnung 41 ausgerichteten optischen Sensor 43 wird festgestellt,
ob der Längsdraht 42 vorhanden ist.
[0059] Erst wenn feststeht, dass die Magazine programmgemäss gefüllt sind, beginnt der Vorschub
der Drähte.
[0060] Die beschriebenen Ausführungsbeispiele können in vielfältiger Weise abgewandelt werden.
Die Mittel zum Verschieben der Längsdrahtmagazine können auch mit einer (mehr oder
weniger feinen) Rasterpositionierung arbeiten. Es ist auch möglich einen Linearantrieb
auf Gewindebasis einzusetzen. Jedes Magazin könnte mit einer steuerbaren Kupplung
versehen werden, so dass unterschiedliche Magazine zu unterschiedlichen Zeiten an
den Gewindeantrieb angekuppelt werden können.
[0061] Die Drahteinschubvorrichtung (Flachprofil 10/Seitenträger 17.1, 17.2/Linearantrieb)
muss nicht wie gezeigt ausgeführt sein. Insbesondere kann anstelle eines Flachprofils
ein selbsttragender Balken vorgesehen sein. Der Balken kann oberhalb statt unterhalb
der Längsdrahtebene gelagert bzw. abgestützt werden. Die Kupplung zwischen den Stösselelementen
kann statt rein mechanisch auch mit Magnethaltern realisiert werden. Der Kupplungsteil
kann ganz einfach auch dadurch realisiert werden, dass der Führungsteil ein Träger
mit ausreichender Steifigkeit ist, der nach oben aus einer entsprechenden Ausnehmung
des Kupplungsteils ausgekuppelt wird. Es könnte z.B. eine Führungsbahn für den balkenartigen
Führungsteil vorgesehen sein, die den Führungsteil nach oben anhebt, sobald er eine
gewisse Längsposition nach hinten überschreitet.
[0062] Statt die Magazine seitlich einzuführen und zu entfernen, können sie auch von oben
oder von hinten ausgewechselt werden. Es sind dann die Halterungen, welche die Magazine
auf den Trägern 28, 29, 30 stützen, konstruktiv entsprechend anzupassen.
[0063] Es ist zu beachten, dass anstelle des Querträgers 19 auch einzelne Pufferelemente
vorgesehen sein können. Diese sind so zu platzieren, dass sie in jeder zulässigen
Querposition der Magazine als Anschlag wirken können.
[0064] Die Verbindung zwischen dem Stösselelement und dem den Längsvorschub vorgebenden
Führungselement (welches im Ausführungsbeispiel als Flachprofil ausgeführt war) kann
auch in anderer Weise geschaffen werden als oben beschrieben. Es ist z.B. eine Kupplung
denkbar, die zwar in Längsrichtung spielfrei bzw. "fest" ist, die aber in Querrichtung
grundsätzlich frei ist. Diese Art der Kupplung könnte z.B. mit Rollen realisiert werden.
Am Ort der Stellschraube 12 einerseits und am Ort der Nase 14 andererseits könnte
also je eine Rolle mit einer Lagerachse vertikal zur Ebene der Längsdrähte vorgesehen
sein. Das Magazin wäre dann in Richtung der Längsachse des Flachprofils 10 (d.h. senkrecht
zur Zeichenebene der Fig. 2a) verfahrbar.
[0065] Der Füllstandssensor kann auch mechanisch oder elektromechanisch ausgebildet sein.
Es kann z.B. eine kleine Klappe oder ein kleiner Stab vorgesehen sein, der in die
Öffnung bewegt werden kann, wenn kein Draht im Magazin vorhanden ist. Das Ein- und
Ausschwenken dieses mechanischen Elements kann mit einem elektromagnetischen Aktuator
bewirkt werden. Es sind auch andere Messprinzipien einsetzbar.
[0066] Zusammenfassend ist festzustellen, dass die Erfindung eine Vorrichtung schafft, die
einen hohen Grad an Automation ermöglicht, ohne dass komplexe mechanische Konstruktionen
erforderlich sind.
1. Vorrichtung zum Zuführen von Längsdrähten an eine Schweissvorrichtung, wobei mehrere
Magazine (4.1, 4.2) für Längsdrähte vorgesehen sind, sowie Mittel zum Vorschieben
der Längsdrähte aus den Magazinen (4.1, 4.2), dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Vorschieben einen über eine ganze Länge der Magazine (4.1, 4.2) verfahrbaren
Linearantrieb aufweisen, an welchem Stösselelemente (6) für mindestens zwei Magazine
(4.1, 4.2) angeschlossen sind und dass eine Steuerung vorgesehen ist, um die Mittel
zum Vorschieben an jeder beliebigen Längsposition als Startposition positionieren
zu können.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Linearantrieb ein sich über eine ganze Arbeitsbreite der Vorrichtung erstreckendes
Führungselement aufweist, an welchem die Stösselelemente (6) im Betrieb angeschlossen
sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stösselelemente (6) über eine lösbare Kupplungseinrichtung (9) mit dem Führungselement/Mitnehmer
(10) verbunden sind, wobei die Kupplungseinrichtung so ausgebildet ist, dass sie sich
automatisch löst, wenn das Führungselement/Mitnehmer (10) über eine vordefinierte
Position hinaus nach hinten gefahren wird.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Magazine (4.1, 4.2) mit lösbaren Halteeinrichtungen (32/33) in einer gewünschten
Position fixiert sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorgesehen sind, damit die Magazine (4.1, 4.2) an mindestens einer Seite des
Maschinengestells (3) entfernt bzw. hinzugefügt werden können.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zum automatischen Positionieren der Magazine (4.1, 4.2) quer zur Längsrichtung
vorgesehen sind.
7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die lösbaren Halteeinrichtungen (32/33) mindestens eine Klemmeinrichtung umfassen,
insbesondere eine Klemmschraube, und dass die Mittel zum automatischen Positionieren
mindestens eine quer zur Längsrichtung verfahrbare Positioniervorrichtung (21, 22,
23), insbesondere mit einer Schraubvorrichtung umfassen.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei, an verschiedenen Längsabschnitten arbeitende Magazinpositioniervorrichtungen
(21, 22, 23) vorgesehen sind, welche quer zur Längsrichtung synchron verfahrbar sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass an einem ausgangsseitigen Ende der Magazine ein Messfühler (27) zum Bestimmen der
Position eines Magazins (4.1, 4.2) vorgesehen ist und dass eine Steuerung vorgesehen
ist, welche nach dem Neupositionieren eines Magazins (4.1, 4.2) dessen Querposition
überprüft und erforderlichenfalls korrigiert.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kontrolleinrichtung vorgesehen ist, mit welcher geprüft werden kann, ob sich
ein Längsdraht im Magazin befindet.
11. Gitterschweissanlage mit einer Vorrichtung zum Zuführen von Längsdrähten an eine Schweissvorrichtung,
wobei mehrere Magazine (4.1, 4.2) für Längsdrähte vorgesehen sind mit Mitteln zum
Vorschieben der Längsdrähte aus den Magazinen (4.1, 4.2), dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Vorschieben einen über eine ganze Länge der Magazine (4.1, 4.2) verfahrbaren
Linearantrieb aufweisen, an welchem Stösselelemente (6) für mindestens zwei Magazine
(4.1, 4.2) angeschlossen sind, und dass der Linearantrieb an jeder Längsposition als
Startposition positionierbar ist.
12. Verfahren zum Zuführen von Längsdrähten an eine Schweissvorrichtung, wobei mehrere
Magazine (4.1, 4.2) für Längsdrähte vorgesehen sind sowie Mittel zum Vorschieben der
Längsdrähte aus den Magazinen (4.1, 4.2), dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Vorschieben entsprechend einer programmierten Länge der Längsdrähte
auf eine Startposition gefahren werden und mit Stösselelementen (6) für mindestens
zwei Magazine (4.1, 4.2) die Längsdrähte vorschieben.
13. Verfahren zum automatischen Positionieren eines Magazins für einen Längsdraht mit
folgenden Schritten:
a) Bewegen einer Positioniervorrichtung (21, 22, 23) zu einer Haltevorrichtung (32)
des Magazins (4.1);
b) Erfassen des Magazins (4.1) mit einem Greifer (34) der Positioniervorrichtung (21,
22, 23);
c) Lösen der Fixierung (33) des Magazins (4.1);
d) Verschieben des Magazins durch Bewegen der Positioniervorrichtung (21, 22, 23);
e) Fixieren der Fixierung (33) des Magazins (4.1);
f) Freigeben des Magazins (4.1) aus dem Greifer (34) der Positioniervorrichtung (21,
22, 23).
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Verschieben des Magazins (4.1) mit einem Positionssensor (27) eine Querposition
des Magazins (4.1) ermittelt wird und dass erforderlichenfalls eine Korrektur der
Querposition des Magazins (4.1) vorgenommen wird.