DD223661A1

DD223661A1 - Vorrichtung zum automatischen positionieren und spannen von prismatischen werkstuecken

Info

Publication number: DD223661A1
Application number: DD26147284A
Authority: DD
Inventors: Siegfried Wullenbaecker; Knut Thiele
Original assignee: Werkzeugmasch Okt Veb
Priority date: 1984-03-30
Filing date: 1984-03-30
Publication date: 1985-06-19
Also published as: DD223661B1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum automatischen Positionieren und Spannen von prismatischen Werkstuecken, die vorzugsweise fuer Fertigungsanlagen der spanenden Metallbearbeitung geeignet ist, auf denen die Werkstuecke von Handhabeeinrichtungen automatisch zugefuehrt, positioniert und in eine Spanneinrichtung aufgenommen werden, wo sie ohne Behinderung durch Spann- und Positioniereinrichtung von drei Seiten fuer die Bearbeitung zugaenglich sind. Die erfindungsgemaesse Vorrichtung besteht aus einer hydraulischen Spanneinheit, in der das, mit erheblichen Lageabweichungen zugefuehrte, prismatische Werkstueck von Zentrier- und Tasteinrichtungen positioniert, und nach Erreichung der richtigen Lage gespannt wird. Dabei koennen Abweichungen in der Flaechenparallelitaet ebenfalls kompensiert werden. Fig. 2

Description

Erfindungsbeschreibung

(g a) Titel der Erfindung

Vorrichtung zum automatischen Positionieren und Spannen von prismatischen 7/erkstücken

b) Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum automatischen Positionieren und Spannen von prismatischen Werkstücken, die vorzugsweise für Fertigungsanlagen der spanenden Metallbearbeitung geeignet ist., auf denen die Werkstücke von· Handhabeeinrichtungen automatisch zugeführt, positioniert, und in eine Spanneinrichtung aufgenommen werden, wo sie ohne,Be-, hinderung durch Spann- und Positioniereinrichtungen von drei Seiten für die Bearbeitung zugänglich sein müssen. . -

c) Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Zum Positionieren und Spannen von prismatischen Werkstücken in der spanenden Metallbearbeitung sind bei automatisierter Werkstückzuführung gegenwärtig nur Vorrichtungen.bekannt, '; . bei denen die Werkstücke auf separate Werkstückträger von Hand mittels herkömmlicher Spannelemente, beispielsweise Spannschrauben, Spannbacken oder Spannklauen positioniert, gespannt und dann zusammen mit den Werkstückträgern durch eine automatische Zuführeinrichtung der Werkzeugmaschine " zugeführt werden.

Wenn diese separaten Werkstückträger eingesetzt werden, dann, ist ein hoher" Genauigkeitsgrad bei den Werkstückträgern und den entsprechenden Aufnahmen des Maschinentisches

erforderlich, der sehr hohe Kosten verursacht. Bas manuelle Aufspannen und das notwendige Umspannen bei mehrseitiger Bearbeitung verursacht hohe Lohnkosten. Vorrichtungen zum automatischen Positionieren und Spannen von prismatischen Werkstücken mit direkter Werkstückzuführung auf Maschinentische von Werkzeugmaschinen sind nicht bekannt Lediglich wird in einer Patentschrift DD-WP 85 699, TP K/B 23 Q 3/QÖ eine Lösung dargestellt, bei der sogenannte Zuganker in eine vorbereitete Spannfläche des Werkstückes'- eingeschraubt werden, die dann das Werkstück mittels kompli- ; . zierter" Spanneinheiten auf einem Werkstückträger oder auf dem Tisch der Maschine positionieren und spannen. Für eine automatische Werkstückzuführung und Positionierung ist diese Lösung nicht geeignet,, da'die auftretenden Lageabwelchungen der automatischen_; Zuführeinrichtungen durch die

^ Spanneinheiten nicht ausgeglichen werden können.

.De. swe.it er en ist mit dem Vorbereiten .der Spannflächen, dem .Einbringen von Gewindebohrungen und dem Einschrauben der

... Züganker ein höher manueller .Arbeitsaufwand erforderlich.

' ' ' . ' N ' '

d) Ziel der Erfindung ··, . ,

: Ziel, der ^Erfindung, ist es daher, eine Vorrichtung zum Posi-. tionieren und Spannen/prismatiseher Werkstücke, vorzugsweise·

' für Pertigungs.anlagen der spanenden Metallbearbeitung, zu

.entwickeln, die in der Herstellung und.im Betrieb geringe .. /Kosten verursacht und die. für eine automatisierte Zuführung, Positionierung und Aufspannung der Werkstücke, vorzugsweise für eine dreiseitige Bearbeitung geeignet ist.

e) Darlegung, d'es Wesens der Erfindung ' ' .

..' Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung : zum automatischen Positionieren und Spannen von prismatischen Werkstücken vorzugsweise für Pertigungsanlagen der spanenden Metallbearbeitung zu entwickeln, die die, von einer Zuführe'inrichtung, beispielsweise einem Industrieroboter,mit erheblicher·Lageabweichung zugeführten, prisma-. tischen' Werkstücke : ohne Hilfswerkzeuge ezakt positioniert und spannt, so daß die Werkstücke von drei Seiten für die Bearbeitungswerkzeuge zugänglich sind. .'..- ·

Die erfindungsgemäße Vorrichtung soll für unterschiedliche W_erkstückgrößen geeignet sein. /

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch, gelöst, daß eine Vorrichtung zum Positionieren und Spannen von prismatischen Werkstücken, vorzugsweise für Fertigungsanlagen der spanen-. den Metallbearbeitung,entwickelt wurde, bei der die von einer automatischen Zuführeinrichtung, beispielsweise einem Industrieroboter, in den Bearbeitungsbereich gebrachten, mit erheblicher Lageabweichung versehenen, direkt zugeführten Werkstücke in geöffnete Spannbacken einer, auf dem Maschinentisch befestigten, stufenweise verstellbaren, vorzugsweise hydraulisch betätigten Spanneinrichtung gelegt werden. · .

Die mit ihrer Grundplatte auf dem Maschinentisch oder an einer Werkstückschwenkeinrichtung befestigte erfindungsgemäße Vorrichtung ist mit Hilfe eines,durch ein Verstellgetriebe verstellbaren Spannbockes, der bewegbar und schwimmend auf einer Pührung angeordnet ist, auf unterschiedliche Werkstückabmessungen veränderbar und weist zur Ablage der ,' Werkstücke Auflagestützen auf.

Die mit erheblichen Lageabweichungen zugeführten Werkstücke sind an den,nicht für die Bearbeitung vorgesehenen Stirn- . flächen mit 3 Zentrierbohrungen versehen. Innerhalb der auf dem verstellbaren, schwimmend gelagerten Spannbock angeord- /-?:·,, net en Ausgleichsspannbacke befindet sich eine konzentrische, "' axial federnde Zentrierspitze. Eine weitere konzentrische, axial federnde Zentrierspitze,sowie eine exzentrische, axial federnde Zentrierspitze sind in der Spannbacke des festen Spannbockes angeordnet. Weiterhin ist in jeder Spannbacke ein federnder Taststift angeordnet, der im Zusammenwirken mit den Zentrierspitzen ein Signal über das Einrasten der Zentrierspitzen innerhalb der Zentrierbohrungen an die Steuereinrichtung der Spannvorrichtung gibt. Die Steuereinrichtung löst die Zuschaltung der. Haupt Spannkraft aus, wenn . durch die Taststifte das Erreichen der genauen Werkstücklage angezeigt wird. .

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht es, prismatische Werkstücke ohne jeden.Aufwand für separate, zu-

sätzliche Werkstückträger und damit ohne hohe Kosten ftu? die ,Herstellung und den Betrieb dieser Einrichtungen sowie ohne zusätzliche manuelle Positionier- und Spannarbeitsgänge direkt nach Ablage des Werkstückes durch die automatische Zuführeinrichtung zu Positionieren und zu Spannen. Sie ist besonders für automatische Fertigungsanlagen geeignet , leicht auf unterschiedliche Werkstückabmessungen veränderbar und ermöglicht eine dreiseitige Zugänglichkeit für die Bearbeitungswerkzeuge.

f) Ausführungsbeispiel .' -.- ^:

Die^;Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungs-

. beispiels näher erläutert werden. Die dazugehörigen Zeich- - nungen ze>igen:

Figur T: eine Seitenansicht, und \ ,

Figur 2: eine Draufsicht . . ,- ·

der erfindungsgeiaäßen Yorrichtung. . · '. Die ..dargestellte Vorrichtung· zum Positionieren und Spannen prismatischer Werkstücke vorzugsweise, für Bearbeitungszen- ' ' tren mit automatischer 'Werkstückzüführung, wird mit ihrer' Grundplatte 1,auf dem Maschinentisch befestigt. . Auf der. Grundplatte 1 befindet sich ein fester Spannbock mit einer Spannbacke 3 und ein, auf unterschiedliche Werk-

·... Stückabmessungen durch ein Verstellgetriebe 5 und eine . . .Spindel 1.4 verstellbarer, schwimmend in einer führung 4 gelagerter Spannbock" 6 mit einer Ausgleichsspannbacke 7, die beim Spannvorgang Abweichungen in der Flächenparallelität /ausgleicht .· .

Die Betätigung des verstellbaren, schwimmend gelagerten Spannbockes 6 erfolgt über einen Hydraulikzylinder Ί6. Auf dem festen Spannboek 2 und der Führungsgrundplatte befinden sich Auflagestützen 15, auf die ein^in beiden, nicht' zur Bearbeitung vorgesehenen Stirnflächen mit 3 Zentrierbohrungen 12 versehenes, durch den Greifer eines

* Industrieroboters zugeführtes Werkstück 13 bei geöffneten Spannbacken 3, 7 gelegt wird. Zur Positionierung des Werkstückes 13 sind die Spannbacken 3, 7 'mit Zentrier- und , Tasteinrichtungen ausgestattet,' die bei einem leichten,.

Druck der Ausgleichsspannbacke 7 das Werkstück 13 wie folgt positionieren:

Die Ausgleichsspannbacke 7 des verstellbaren Spannbockes 6 ist mit einer, axial in Richtung der Spannbewegung federnden Zentrierspitze 10, und mit einem ebenso axial federnden Taststift 9 ausgestattet. Bei der Andrückbewegung der Ausgleichsspannbacke 7 rastet zunächst die Zentrierspitze 10 in die Zentrierbohrung 12 des Werkstückes 13 ein und der Taststift 9 wird in seiner federnden, axialen Lagerung verschoben, wobei er ⁱ über einen Schaltkontakt 8 ein Signal auslöst, das die richtige Werkstücklage an der Ausgleichsbacke 7 anzeigt. In gleicher Weise gelangen nun die beiden Zentrierspitzen 10, 11 der Spannbacke 3 des festen Spannbockes 2 in Eingriff und zeigen über die Betätigung des Taststiftes, 9 an, daß sich auch diese Werkstückseite in der richtigen Lage befindet. Erst dann erfolgt die Zustellung der HauptSpannkraft. · Die Dimensionierung dieser Zentriereinrichtongen erfolgt gemäß der größtmöglichen Lageabweichung der zugeführten Werkstücke. Sollte die Lageabweichung in den gekennzeichneten Bereichen X oder Y überschritten werden, so rasten die Zentrierspitzen 10, 11 nicht ein, die Taststifte 9 werden nicht betätigt und mittels der ausgewerteten Schaltzustände der Schaltkontakte 8 erfolgt kein Signal, das die Zustellung der HauptSpannkraft auslöst.

Die unterschiedliche Gestaltung der beiden,in der Spannbacke 3 angeordneten Zentrierspitzen 1.0, 11 als konzentrische Zentrierspitze 10 und als exzentrische.Zentrierspitze 11 bewirkt, daß Ungenauigkeiten der beiden dazugehörigen Zentrierbohrungen 12 dieser Werkstückseite ausgeglichen werden.

Nachdem die Bearbeitung des Werkstückes 13 abgeschlossen ist, wird der schwimmend gelagerte, verstellbare Spannbock β in die Ausgangsstellung zurückgefahren.

Das Erreichen der Ausgangsstellung wird durch, einen Häherungsinitiator 18 angezeigt, dessen Sqhaltsignal in Verbindung mit dem Schaltsignal des Taststiftes 9 über Schaltkontakt 8 in der Spannbacke 2, die Entnahme des Werkstückes 13 einleitet

Das Umrüsten der erfindungsgemäßen Torrichtung _:auf veränderte

-·. . . ' ' .6 Werkstückabmessungen kann auf einfache W_eise durch Auswecb-seln der Spannbacken 3, 7 und der Auf lagestützen 15, sowie durch. Verschiebung der Püorungsgrundplatte 17 über das Verstellgetriebe' 5 mit Spindel 14 erfolgen. '

Sollte es die Bearbeitung des Werkstückes 13 erfordern, kann die erfindungsgemäße Vorrichtung mit ihrer Grundplatte 1 auf einer Werkstückschwenkeinrichtung'montiert und um 360° geschwenkt ,werden. .. ~

Claims

Erf indungsanspruch ,

Vorrichtung zum automatischen Positionieren und Spannen von prismatischen Werkstücken, vorzugsweise für Bearbeitungszentren der spanenden Metallbearbeitung, im wesentlichen bestehend aas einer, auf dem Werkstücktisch einer Werkzeugmaschine befestigten, auf unterschiedliche Werkstückabmessungen umrüstbaren,hydraulischen Spanneinrichtung, gekennzeichnet dadurch, daß innerhalb eines,mittels einer Grundplatte (1) mit dem Werkstücktisch verbundenen, festen Spannbockes (2) eine Spannbacke (3), und innerhalb eines,, in einer Führung (4) bewegbaren, schwimmend gelagerten Spannbockes (6) eine Ausgleichsspannbacke (7) angeordnet ist, daß in jeder Spannbacke ^ (3) (7) je eine axial federnde, konzentrische Zentrierspitze (10),und eine weitere axial federnde, exzentrische Zentrierspitze -(1-I) in der festen Spannbacke (3) eingebracht sind, daß die Zentrierspitzen (10) (11) bei einem geringen Posi-. tionierdruck der Ausgleichsspannbacke (7) in die Zentrierbohrungen (12) des Werkstückes (13) einrasten und daß nach Erreichen der richtigen Werkstückposition von den Schaltkontakten (8) der Taststifte (9) ein Signal zur Einleitung der Hauptspannkraft gegeben wird.

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