AT395298B

AT395298B - PALLET FOR PROVIDING, RECEIVING AND TRANSPORTING WORKPIECES

Info

Publication number: AT395298B
Application number: AT5090A
Authority: AT
Inventors: Franz Ing Holy
Original assignee: Heid Ag Maschf
Priority date: 1990-01-11
Filing date: 1990-01-11
Publication date: 1992-11-10
Also published as: ATA5090A; DE4100148A1; DE4100148C2

Description

AT 395 298 BAT 395 298 B

Die Erfindung betrifft eine Palette zur Bereitstellung, zur Aufnahme und zum Transport von Werkstücken, vorzugsweise von Futterteilen, im Zuge der Bearbeitung auf automatisierten Produkiionsanlagen, mit einem Grundrahmen und mit parallelen Halteleisten mit Backen, zwischen welchen die Futterteile in Reihen gehalten sind, wobei für jede Reihe von Futterteilen jeweils ein Paar von einander gegenüberliegenden Halteleisten vorgesehen und 5 die beiden Halteleisten eines jeden Paares mittels eines Verstellantriebes, insbesondere mit Hilfe mindestens einerThe invention relates to a range for providing, receiving and transporting workpieces, preferably chuck parts, in the course of processing on automated produkiionsanlagen, with a base frame and with parallel holding strips with jaws, between which the chuck parts are held in rows, each for Row of lining parts each provided a pair of opposing retaining strips and 5 the two retaining strips of each pair by means of an adjustment drive, in particular with the help of at least one

Spindel mit Links- und Rechtsgewinde, bezüglich der Mittelachse der Futterteilreihe zentrisch zueinander bzw. auseinander verschiebbar sind und jeweils einander gegenüberliegende Backen die Futterteile zentrierend halten.Spindle with left-hand and right-hand thread, can be moved centrically to each other or apart from each other with respect to the central axis of the chuck part row and each have opposing jaws centering the chuck parts.

Moderne Produktionsanlagen verfügen über Belade- und Entladeeinrichtungen mit Greifern, die aus Paletten Rohlinge bzw. Werkstücke entnehmen, einer Bearbeitung zuführen und sodann wieder in der Palette ablegen. Die 10 Werkstücke müssen auf der Palette geordnet nach einem System (Koordinatensystem bzw. Rastamaß) bereitgestellt sein, damit im Zuge der Programmsteuerung ein Zugriff durch die Beladeeinrichtung wie auch ein Ablegen möglich ist. Dabei ist es meist erforderlich, daß unabhängig vom Werkstückdurchmesser die Mittelachse eines Futterteiles auf einer Palette ortsfest bleibt, sodaß der Greifer genau definierte Positionen anfahren kann. Als Greifer werden solche mit drei im Winkel von 120° zueinander versetzten Greiferfingem verwendet 15 Es sind Paletten bekannt, deren Rechteckrahmen eine Lochplatte als Bodenplatte zum Aufstecken von Backen oder Halterungen für die Wakstücke aufweist. Das Vorrichten dieser Paletten ist in höchstem Maße zeitaufwendig und erfordert genaues Arbeiten. Die aufgesteckten Backen sind meist nicht sehr fest fixierbar und können bei Erschütterungen leicht herausfallen. Darüber hinaus ist eine stufenlose Einstellung auf unterschiedliche Futterteile nicht möglich. Ziel der bekannten Baukastensysteme ist es, möglichst wandelbar und daher vielseitig verwendbar 20 zu sein. Dabei hat sich herausgestellt, daß Systeme, die über Klemmleistenpaare verfügen, von welchen jeweils eine starr fixiert und die jeweils andere in einem Lochraster versetzbar angeordnet ist, in der Praxis stabiler sind und kaum Anlaß zu Fehleinstellungen geben. Diese halbflexiblen Systeme sind zudem auch preisgünstiger als vollflexible Systeme. Als nachteilig wurdeangesehen, daß dieWerkstückmittelachsen (Futterteilmittelachsen) nicht unabhängig vom Außendurchmesser relativ zur Palette ortsfest bleiben, sodaß bei Veränderung der Paletteneinstellung auch die 25 Mittelpunkte wandern und daher die Programmierung des Dreipunktgreifers verändert und den neuen Mittelachsen positionen angepaßt werden muß.Modern production facilities have loading and unloading devices with grippers that remove blanks or workpieces from pallets, process them and then put them back on the pallet. The 10 workpieces must be made available on the pallet in order of a system (coordinate system or raster dimension) so that access by the loading device and storage is possible in the course of program control. It is usually necessary that the center axis of a chuck part remains stationary on a pallet, regardless of the workpiece diameter, so that the gripper can move to precisely defined positions. The grippers used are those with three gripper fingers offset at an angle of 120 ° 15. Pallets are known whose rectangular frames have a perforated plate as a base plate for attaching jaws or holders for the wak pieces. Setting up these pallets is extremely time-consuming and requires precise work. The attached cheeks are usually not very firmly fixable and can easily fall out when shaken. In addition, a continuous adjustment to different chuck parts is not possible. The aim of the known modular systems is to be as changeable as possible and therefore versatile. It has been found that systems which have pairs of terminal strips, one of which is rigidly fixed and the other of which is arranged so as to be displaceable in a hole pattern, are more stable in practice and hardly give rise to incorrect settings. These semi-flexible systems are also cheaper than fully flexible systems. It was considered a disadvantage that the workpiece center axes (chuck center axes) do not remain stationary regardless of the outside diameter relative to the pallet, so that when the pallet setting is changed, the 25 center points also move and therefore the programming of the three-point gripper has to be changed and the new center axis positions have to be adapted.

Aus der AT-PS 388 904 ist eine Palette bekannt, deren die Backen tragende Halteleisten paarweise zueinander und auseinander durch einen gemeinsamen Verstellantrieb, beispielsweise durch mindestens eine links- und rechtsgängige Spindel, zentrisch verschiebbar sind. Damit bleiben die Mittelachsen der bearbeiteten Futterteile 30 unabhängig von ihren Durchmessern ortsfest und die Dreipunktgreifer können unabhängig von den vorgenanntenA pallet is known from AT-PS 388 904, the holding strips of which support the jaws can be moved in pairs in relation to one another and apart by a common adjustment drive, for example by at least one left-hand and right-hand spindle. The center axes of the processed chuck parts 30 thus remain stationary regardless of their diameters and the three-point grippers can be independent of the aforementioned

Durchmessern immer dieselben Koordinaten bei der Werkstückentnahme bzw. beim Beladen einer Palette anfahren. Die Backen sind gemäß dem Stand der Technik beiderseits V-förmig ausgebildet, sodaß sich zweimal zwei Anlageflächen zwischen den Backen und jedem Futterteil ergeben.Always approach the same coordinates when removing the workpiece or loading a pallet. According to the prior art, the jaws are V-shaped on both sides, so that there are two contact surfaces between the jaws and each chuck.

Die Verwendung der üblichen Dreipunktgreifer mit um 120° zueinander versetzten Greiferfingem kann bei der 35 vorgenannten Palette infolge der vier Anlageflächen zu Kollisionen des Greifers mit den Backen führen, wenn dieThe use of the usual three-point gripper with gripper fingers offset by 120 ° to one another can lead to collisions of the gripper with the jaws in the case of the 35 pallet mentioned above due to the four contact surfaces

Futterteile in die Palette eingelegt oder aus dieser entnommen werden.Lining parts are inserted into or removed from the pallet.

Die Erfindung zielt darauf ab, ein kollisionsfreies Einlegen von Futterteilen in eine Palette mit den herkömmlichen Greifern sowie einen größeren Durchmesserspielraum der Futterteile auf der Palette zu ermöglichen. Dies erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß der eine Backen eines jeden Backenpaares zwei zur Verstellrichtung 40 symmetrisch angeordnete und einen Winkel a, insbesondere von 60°, zueinander einschließende Anlageflächen trägt und der andere Backen eine zur Verstellrichtung normal liegende Anlagefläche aufweist und daß der Vorschub des 1The invention aims to allow collision-free insertion of chuck parts in a pallet with the conventional grippers and a greater range of diameters of the chuck parts on the pallet. This takes place according to the invention in that the one jaw of each pair of jaws has two contact surfaces arranged symmetrically to the adjustment direction 40 and enclosing an angle a, in particular of 60 °, and the other jaw has a contact surface normal to the adjustment direction and that the feed of the 1st

Verstellantriebes für die Halteleisten mit den Backen mit je zwei Anlageflächen um den Faktor-größer bzw. sina/2Adjustment drive for the holding strips with the jaws, each with two contact surfaces by a factor of larger or sina / 2

45 bei α = 60° doppelt so groß ist, wie der Vorschub des Verstellantriebes für die Halteleisten mit den Backen mit je einer Anlagefläche. Die drei Anlageflächen der Backen bilden bei der bevorzugten Ausführungsform im Grundriß ein gleichseitiges Dreieck, wobei zwei der Seiten einen V-förmigen Halteteil mit einem Winkel von 60° auf dem einen Backen und die dritte Seite die dem V-förmigen Halteteil gegenüberliegende dritte Anlagefläche darstellen. Zur Beibehaltung des Inkreis-Mittelpunktes muß der V-förmige Backen bei der Verstellung und Anpassung an einen 50 Durchmesser eines Futterteiles im gleichen Zeitraum den doppelten Weg zurücklegen wie der gegenüberliegende Backen. Dies kommt daher, daß der Weg des letztgenannten Backens den Haltedurchmesser für einen Futterteil unmittelbarum den Verstellwegverändert, währendein Verschieben des V-förmigenBackenseine Wegverlängerung R im Ausmaß von-=2R bedingt Daher muß der Vorschub des Verstellantriebs für die V-förmigen Backen 55 sin 30° mit 60® Winkel bzw. .für die diese tragenden Halteleisten doppelt so groß sein, wie jener der gegenüberliegenden Backen bzw. Halteleisten. Die Ausrichtung der drei Anlageflächen nach einem gleichseitigen Dreieck bewirkt einen -2-45 at α = 60 ° is twice as large as the feed of the adjustment drive for the holding strips with the jaws, each with a contact surface. In the preferred embodiment, the three contact surfaces of the jaws form an equilateral triangle in plan, with two of the sides representing a V-shaped holding part with an angle of 60 ° on one jaw and the third side representing the third contact surface opposite the V-shaped holding part. To maintain the center of the incircle, the V-shaped jaws have to travel twice as far as the opposite jaw when adjusting and adapting to a diameter of a chuck part in the same period. This is due to the fact that the path of the latter jaw changes the holding diameter for a chuck part immediately by the adjustment path, while shifting the V-shaped jaw causes its path extension R to the extent of - = 2R. Therefore, the advance of the adjustment drive for the V-shaped jaws must be 55 in 30 ° with 60® brackets or. for the support strips that support them, be twice as large as that of the opposite jaws or support strips. The alignment of the three contact surfaces according to an equilateral triangle results in a -2-

AT 395 298 B maximalen Freiraum zwischen den drei Berührungs- oder Haltepunkten des Werkstückes und der Backen, sodaß ein Greif«* mit drei Greiferfingem, die zueinander um 120° versetzt sind, in diesen Freiraum eingieifen und das Werkstück kollisionsfrei erfassen bzw. ablegen kann.AT 395 298 B maximum space between the three points of contact or hold of the workpiece and the jaws, so that a gripper «* with three gripper fingers, which are offset by 120 ° to each other, can engage in this space and grasp or deposit the workpiece without collision.

Wird die Geometrie nicht einem gleichseitigen Dreieck folgend gewählt, und weicht daher der Winkel α von 60° 5 R ab, dann gilt für die Vorschubbeziehung allgemein a=-, sodaß der Vorschub des V-förmigen Backens um den 1 sina/2If the geometry is not chosen to follow an equilateral triangle, and therefore the angle α deviates from 60 ° 5 R, then the feed relation generally applies a = -, so that the feed of the V-shaped jaws is around 1 sina / 2

Faktor-gegenüber dem Vorschub des gegenüberliegenden Backens abweicht. sina/2 10 Es ist zweckmäßig, wenn der Gewindeteil der Spindel bzw. Spindeln des Verstellantriebes für die Halteleisten mit den Backen mit je zwei Anlageflächen im Winkel α=60° eine doppelt so große Steigung aufweist, wie jene des Gewindeteiles zum Antrieb der gegenüberliegenden Backen. Damit kann auf einfachste Weise die unterschiedliche Übersetzung für die einander gegenüberliegenden Halteleisten bzw. Backen erzielt werden.Factor differs from the feed of the opposite jaw. sina / 2 10 It is expedient if the threaded part of the spindle or spindles of the adjustment drive for the holding strips with the jaws, each with two contact surfaces at an angle α = 60 °, has a pitch twice as large as that of the threaded part for driving the opposing jaws . In this way, the different translation can be achieved in the simplest way for the holding bars or jaws lying opposite one another.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in den Zeichnungen dargestellt Fig. 1 zeigt eine Palette 15 gemäß der Erfindung im Schrägriß und Fig. 2 als Detail die geometrische Anordnung der einander gegenüberliegenden Backen.An embodiment of the subject of the invention is shown in the drawings. Fig. 1 shows a pallet 15 according to the invention in an oblique view and Fig. 2 shows as detail the geometrical arrangement of the opposing jaws.

Gemäß Fig. 1 sind auf einem Grundrahmen (1) zwei parallel zueinander angeordnete Spindeln (2) drehbar gelagert. Ferner sind mehrere einander paarweise gegenüberliegende Halteleisten mit Backen als Halterung für zylindrischeFutterteile (Werkstücke) auf dem Grundrahmen verfahrbar. Aus Gründen der besser«! Übersichtlichkeit 20 sind nur die Halteleisten (3) und (4) dargestellt die die Back«! (5) und (6) tragen. Die Halteleisten (3) und (4) sind zueinander und voneinander auf dem Grundrahmen (1) durch die Spindeln (2) verschiebbar, sodaß die Backen (5), (6) auf den jeweiligen Durchmesser einer Werkstückserie eingestellt werden können. Dazu weisen die Spindeln (2) jeweils sowohl ein Linksgewinde (7) als auch ein Rechtsgewinde (8) auf, wobei diese beiden Gewindeabschnitte auf den Spindeln (2) aneinanderschließen. Muttem (9), (10) laufen auf den Spindelabschnitten bei Drehung d«* Spindeln 25 (2) gegensinnig. Mit den Muttem (9), (10) sind die Halteleisten (3), (4) über Führungsprofile verbunden, sodaß es je nach Drehrichtung der Spindeln zu einer gegenseitigen Annäherang oder Entfernung der Backen kommt1, two spindles (2) arranged parallel to one another are rotatably mounted on a base frame (1). Furthermore, a plurality of mutually opposite holding strips with jaws can be moved on the base frame as a holder for cylindrical chuck parts (workpieces). For the sake of better «! For clarity 20, only the holding strips (3) and (4) are shown which the back «! Wear (5) and (6). The holding strips (3) and (4) can be moved relative to one another and from one another on the base frame (1) by the spindles (2), so that the jaws (5), (6) can be adjusted to the respective diameter of a workpiece series. For this purpose, the spindles (2) each have both a left-hand thread (7) and a right-hand thread (8), these two threaded sections adjoining one another on the spindles (2). Nuts (9), (10) run in opposite directions on the spindle sections during rotation d * * spindles 25 (2). The holding strips (3), (4) are connected to the nuts (9), (10) by means of guide profiles, so that, depending on the direction of rotation of the spindles, the jaws approach or remove each other

Die Anlageflächen der Backen (5), (6) sind nicht symmetrisch ausgebildet, sondern es liegt eine senkrecht zur Verstellrichtung angeordnete Anlagefläche (11) auf dem einen Backen (5) zwei winkelförmig oder V-förmig gespreizten Anlageflächen (12), (13) auf dem Backen (6) gegenüber. Dadurch liegt ein zylindrisches Werkstück, also ein Fut-30 terteil, nur an drei Punkten an den Backen (5) und (6) an (Fig. 2) und ein Dreipunktgreifer einer Beladeeinrichtung bzw. eines Manipulators kann mit seinen drei Fingern (14), (15), (16) kollisionsfrei in den Freiraum zwischen den drei Berührungspunkten des Futterteils eingreifen. Bei Vierpunktanlage, wie dies etwa bei zwei symmetrischen V-förmigen Backen der Fall ist kann die Verwendung der üblichen Dreipunktgreifer zu Kollisionen führen. Es hat daher die Formgebung der Backen mit drei Anlageflächen wesentliche Vorteile. Anders als bei symmetrischen 35 Backen läßt eine synchrone Verschiebung der beiden Backen um jeweils gleiche Wegstrecken bei den hier beschriebenen neuen Formgebungen die Mittelachse für ein zylindrisches Werkstück nicht ortsrest. Es bleibt also dieMittelachse, auf die der Greifereingestelltist nicht starr bzw. invariantbezüglich des eingestellten Backenabstandes.The contact surfaces of the jaws (5), (6) are not symmetrical, but there is a contact surface (11) arranged perpendicular to the adjustment direction on the one jaw (5), two angular or V-shaped contact surfaces (12), (13) on the cheek (6) opposite. As a result, a cylindrical workpiece, i.e. a fut part, only rests on the jaws (5) and (6) at three points (FIG. 2) and a three-point gripper of a loading device or manipulator can be used with its three fingers (14) , (15), (16) engage without collision in the space between the three points of contact of the chuck. With four-point systems, as is the case with two symmetrical V-shaped jaws, the use of the usual three-point grippers can lead to collisions. The shape of the jaws with three contact surfaces therefore has significant advantages. In contrast to symmetrical 35 jaws, a synchronous displacement of the two jaws by the same distance in each case does not leave the central axis for a cylindrical workpiece in the new shapes described here. So there remains the central axis on which the gripper is set not rigid or invariant with respect to the set jaw distance.

Wenn man Fig. 2 heranzieht dann erkennt man, daß die drei Anlageflächen (11), (12), (13) im Grundriß ein gleichseitiges Dreieck bilden. Ein Futterteil (17) ist als Inkreis mit dem Radius (R) des Dreieckes eingezeichnet. Soll 40 der Mittelpunkt (die Mittelachse) (18) auch bei Verkleinerung des Radius des Futterteiles gleich bleiben, dann müssen die Backen (5) und (6) anders als bisher um unterschiedliche Wegstrecken verschoben werden. Die Beziehung zwisch«i dem Radius (R) und dem Verschiebungsweg (a) ergibt sich wie folgt:If one takes Fig. 2 then one recognizes that the three contact surfaces (11), (12), (13) form an equilateral triangle in the plan. A lining part (17) is drawn as an incircle with the radius (R) of the triangle. If the center point (the central axis) (18) is to remain the same even when the radius of the chuck part is reduced, then the jaws (5) and (6) must be moved differently than before, by different distances. The relationship between the radius (R) and the displacement path (a) is as follows:

R 45 a =- sina/2R 45 a = - sina / 2

Handelt es sich um ein gleichseitiges Dreieck, wie im bevorzugten Ausführungsbeispiel, dann beträgt der Winkel α = 60°. Obige Beziehung lautet dann: 50If it is an equilateral triangle, as in the preferred embodiment, the angle is α = 60 °. The relationship above is then: 50

R RR R

a =-=-= 2R sin 30 0,5 55 Somit muß der Backen (6) um den zweifachen Weg des Backens (5) verschoben werden, dann bleibt die Lage der Mittelachse (18) von der Abstandsanpassung der Backen (5), (6) an verschiedene Futterteildurchmesser unberührt. Zurück zu Fig. 1 bedeutet dies, daß die Spindelhälfte (8) mit doppelt so großer Gewindesteigung ausgeführt wird als die Spindelhälfte (7). -3-a = - = - = 2R sin 30 0.5 55 Thus the jaw (6) has to be moved twice the way of the jaw (5), then the position of the central axis (18) remains from the distance adjustment of the jaws (5), (6) unaffected by different feed part diameters. Back to Fig. 1, this means that the spindle half (8) is executed with twice the thread pitch than the spindle half (7). -3-

Claims

AT 395 298 B The illustration in FIG. 2 shows yet another advantage of the jaws according to the invention: in contrast to V-shaped jaws, the jaws according to the invention can be moved closer together. When the equilateral triangle is reduced (indicated by dash-dotted lines), the jaws (5) and (6) can interlock even further than is shown. This allows chuck parts to be captured 5 over a much larger diameter range than was previously the case. 10 PATENT CLAIMS IS 1. Pallet for providing, receiving and transporting workpieces, preferably chuck parts, in the course of processing on automated production systems, with a base frame and with parallel holding strips with jaws, between which the chuck parts are held in rows, whereby for Each row of chuck parts is provided with a pair of opposing holding bars and the two holding bars of each pair can be moved centrally and apart from one another or apart with respect to the central axis of the row of chuck parts by means of an adjustment drive, in particular with the aid of at least one spindle with left and right-hand threads Opposing jaws keep the chuck parts centered, characterized in that the one jaw (6) of each pair of jaws (5, 6) has two contact surfaces arranged symmetrically to the direction of adjustment and enclosing an angle a, in particular of 60 °, to one another (12, 13) and the other jaw (5) has a contact surface (11) that is normal to the direction of adjustment, and that the feed of the adjusting drive for the retaining strips (4) with the jaws (6) each has two contact surfaces ( 12, 13) by a factor greater than sina / 2, or at a = 60, is twice as large as the advance of the adjustment drive for the holding strips (3) with the jaws (5), each with a contact surface (11). 30th

2. Pallet according to claim 1, characterized in that the threaded part (8) of the spindle (2) or spindles of the adjusting drive for the retaining strips (4) with the jaws (6) with two contact surfaces (12, 13) at an angle of α = 60 ° has a pitch twice as large as that of the threaded part (7) for driving the opposing jaws (5). 35 Including 2 sheets of drawings 40 45 50 -4- 55