DD223661B1 - Vorrichtung zum automatischen positionieren und spannen von prismatischen werkstuecken - Google Patents

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum automatischen Positionieren und Spannen von prismatischen Werkstucken, die vorzugsweise fur Fertigungsanlagen der spanenden Metallbearbeitung geeignet ist, auf denen die Werkstucke von Handhabeeinrichtungen automatisch zugeführt, positioniert, und in eine Spanneinrichtung aufgenommen werden, wo sie ohne Behinderung durch Spann und Positioniereinrichtungen von drei Seiten fur die Bearbeitung zugänglich sein müssen

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Zum Positionieren und Spannen von prismatischen Werkstucken in der spanenden Metallarbeitung sind bei automatisierter Werkstückzuführung gegenwartig nur Vorrichtungen bekannt, bei denen die Werkstucke auf separate Werkstückträger von Hand mittels herkömmlicher Spannelemente beispielsweise Spannschrauben Spannbacken oder Spannklauen positioniert, gespannt und dann zusammen mit den Werkstucktragern durch eine automatische Zuführeinrichtung der Werkzeugmaschine zugeführt werden

Wenn diese separaten Werkstückträger eingesetzt werden dann ist ein hoher Genauigkeitsgrad bei den Werkstucktragern und den entsprechenden Aufnahmen des Maschinentisches erforderlich, der sehr hohe Kosten verursacht Das manuelle Aufspannen und das notwendige Umspannen bei mehrseitiger Bearbeitung verursacht hohe Lohnkosten Vorrichtungen zum automatischen Positionieren und Spannen von prismatischen Werkstucken mit direkter Werkstückzuführung auf Maschinentische von Werkzeugmaschinen sind nicht bekannt

Lediglich wird in einer Patentschrift DD WP 85 699 IP K/B 23 Q 3/00 eine Losung dargestellt bei der sogenannte Zuganker in eine vorbereitete Spannflache des Werkstuckes eingeschraubt werden die dann das Werkstuck mittels komplizierter Spanneinheiten auf einem Werkstückträger oder auf dem Tisch der Maschine positionieren und spannen Fur eine automatische Werkstückzuführung und Positionierung ist diese Losung nicht geeignet, da die auftretenden Lageabweichungen der automatischen Zufuhreinrichtung durch die Spanneinheiten nicht ausgeglichen werden können Des weiteren ist mit dem Vorbereiten der Spannflachen, dem Einbringen von Gewindebohrungen und dem Einschrauben der Zuganker ein hoher manueller Arbeitsaufwand erforderlich

Aus dem DD WP 206 476 ist ein federbelastetes Raststuck bekannt es dient als Einzelelement zur Arretierung zweier Werkstuckhalterungshalften

In der DE AS 1 300 802 wird eine Werkstuckspannvorrichtung fur Werkzeugmaschinen beschrieben, bei der über Tastelemente und Endschalter der Spanndruck auf das Werkstuck in Abhängigkeit der Spannlage eines Vorschubschlittens gesteuert wird Beide aufgezeigten Beispiele haben den Nachteil gemeinsam, daß das gleichzeitige Spannen und Positionieren von Werkstucken nicht erreichbar ist

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zum Positionieren und Spannen prismatischer Werkstucke vorzugsweise fur Fen gu >gsanlagen der spanenden Metallbearbeitung, zu entwickeln, die in der Herstellung und im Betrieb geringe Kosten verursacht und fur eine automatisierte Zufuhrung, Positionierung und Aufspannung der Werkstucke, vorzugsweise fur eine dreiseitige Bearbeitung geeignet ist

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung hegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum automatischen Positionieren und Spannen von prismatischen Werkstucken vorzugsweise fur Fertigungsanlagen der spanenden Metallbearbeitung zu entwickeln, die die, von einer Zuführeinrichtung, beispielsweise einem Industrieroboter, mit erheblicher Lageabweichung zugefuhrten, prismatischen Werkstucke ohne Hilfswerkzeuge exakt positioniert und spannt, so daß die Werkstucke von drei Seiten fur die Bearbeitungswerkzeuge zugänglich sind

Die erfindungsgemaße Vorrichtung soll fur unterschiedliche Werkstuckgroßen geeignet sein Erfindungsgemaß wird die Aufgabe dadurch gelost, daß eine Vorrichtung zum Positionieren und Spannen von prismatischen

Werkstucken, vorzugsweise fur Fertigungsanlagen der spanenden Metallbearbeitung, entwickelt wurde, bei der die von einer automatischen Zuführeinrichtung, beispielsweise einem Industrieroboter in den Bearbeitungsbereich gebrachten, mit erheblicher Lageabweichung versehenen, direkt zugefuhrten Werkstucke 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 Werkstuckschwenkeinrichtung befestigte erfindungsgemaße Vorrichtung ist mit Hilfe eines, durch ein Verstellgetriebe verstellbaren Spannbockes, der bewegbar und schwimmend auf einer Fuhrung angeordnet ist, auf unterschiedliche Werkstuckabmessungen veränderbar und weist zur Ablage der Werkstucke Auflagestutzen auf Die mit erheblichen Lageabweichungen zugefuhrten Werkstucke sind an den, nicht fur die Bearbeitung vorgesehenen Stirnflachen mit drei Zentnerbohrungen versehen Innerhalb der auf dem verstellbaren, schwimmend gelagerten Spannbock angeordneten Ausgleichsspannbacke befindet sich eine konzentrische Zentrierspitze Eine weitere konzentrische Zentnerspitze, sowie eine exzentrische Zentrierspitze sind in der Spannbacke des festen Spannbockes angeordnet

Ausfuhrungsbeispiel

Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausfuhrungsbeispiels naher erläutert werden Die dazugehörigen Zeichnungen zeigen

Figur 1 eine Seitenansicht, und Figur 2 eine Draufsicht

der erfindungsgemaßen Vorrichtung

Die dargestellte Vorrichtung zum Positionieren und Spannen prismatischer Werkstücke vorzugsweise, fur Bearbeitungszentren mit automatischer Werkstückzuführung, wird mit ihrer Grundplatte 1 auf dem Maschinentisch befestigt Auf der Grundplatte 1 befindet sich ein fester Spannbock 2 mit einer Spannbacke 3 und ein, auf unterschiedliche Werkstuckabmessungen durch ein Verstellgetriebe 5 und eine Spindel 14 verstellbarer, schwimmend in einer Fuhrung 4 gelagerten Spannbock 6 mit einer Ausgleichsspannbacke 7, die beim Spannvorgang Abweichungen in der Flachenparallehtat ausgleicht Die Betätigung des verstellbaren, schwimmend gelagerten Spannbockes 6 erfolgt über einen Hydraulikzylinder 16 Auf dem festen Spannbock 2 und der Fuhrungsgrundplatte 17 befinden sich Auflagestutzen 15, auf die ein, in beiden, nicht zur Bearbeitung vorgesehenen Stirnflachen mit 3 Zentrierbohrungen 12 versehenes, durch den Greifer eines Industrieroboters zugefuhrtes Werkstuck 13 bei geöffneten Spannbacken 3, 7 gelegt wird Zur Positionierung des Werkstuckes 13 sind die Spannbacken 3, 7 mit Zentrier- und Tasteinrichtung ausgestattet, die bei einem leichten Druck der Ausgleichsspannbacke 7 das Werkstuck 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 Andruckbewegung der Ausgleichsspannbacke 7 rastet zunächst die Zentrierspitze 10 in die Zentrierbohrung 12 des Werkstuckes 13 ein und der Taststift 9 wid in seiner federnden, axialen Lagerung verschoben, wobei er über einen Schaltkontakt 8 ein Signal auslost, das die richtige Werkstucklage 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 Werkstuckseite in der richtigen Lage befindet Erst dann erfolgt die Zustellung der Hauptspannkraft Die Dimensionierung dieser Zentriereinrichtungen erfolgt gemäß den größtmöglichen Lageabweichungen der zugefuhrten Werkstucke 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 Schaltzustande der Schaltkontakte 8 erfolgt kein Signal, das die Zustellung der Hauptspannkraft auslost Die unterschiedliche Gestaltung der beiden, in der Spannbacke 3 angeordneten Zentrierspitzen 10,11 als konzentrische Zentrierspitze 10 und als exzentrische Zentrierspitze 11 bewirkt, daß Ungenauigkeiten der beiden dazugehörigen Zentrierbohrungen 12 dieser Werkstuckseite ausgeglichen werden

Nachdem die Bearbeitung des Werkstuckes 13 abgeschlossen ist, wird der schwimmend gelagerte, verstellbare Spannbock 6 in die Ausgangsstellung zurückgefahren

Das Erreichen der Ausgangsstellung wird durch einen Naherungsinitiator 18 angezeigt, dessen Schaltsignal in Verbindung mit dem Schaltsignal des Taststiftes 9 über Schaltkontakt 8 in der Spannbacke 2, die Entnahme des Werkstuckes 13 einleitet Das Umrüsten der erfindungsgemaßen Vorrichtung auf veränderte Werkstuckabmessungen kann auf einfache Weise durch Auswechseln der Spannbacken 3, 7 und der Auflagestutzen 15, sowie durch Verschiebung der Fuhrungsgrundplatte 17 über das Verstellgetriebe 5 mit Spindel 14 erfolgen

Sollte es die Bearbeitung des Werkstuckes 13 erfordern, kann die erfindungsgemaße Vorrichtung mit ihrer Grundplatte 1 auf einer Werkstuckschwenkenrichtung montiert und um 360° geschwenkt werden

Die erfindungsgemaße Vorrichtung ermöglicht es, prismatische Werkstucke ohne jeden Aufwand fur separate, zusatzliche Werkstückträger und damit ohne hohe Kosten fur die Herstellung und den Betrieb dieser Einrichtungen sowie ohne zusätzliche manuelle Positionier und Spannarbeitsgange direkt nach Ablage des Werkstuckes durch die automatische Zufuhreinrichtung zu Positionieren und zu Spannen

Sie ist besonders fur automatische Fertigungsanlagen geeignet, leicht auf unterschiedliche Werkstuckabmessungen veränderbar und ermöglicht eine Zuganghchkeit fur die Bearbeitungswerkzeuge

Claims (2)

1. Vorrichtung zum automatischen Positionieren und Spannen von prismatischen Werkstucken, vorzugsweise fur Bearbeitungszentren der spanenden Metallbearbeitung, im wesentlichen bestehend aus einer, auf dem Werkstucktisch einer Werkzeugmaschine befestigten, auf unterschiedliche Werkstuckabmessungen umrüstbaren, hydraulischen Spanneinrichtung, bestehend aus einer, auf dem Werkstucktisch einer Werkzeugmaschine befestigten Grundplatte, die einen festen Spannbock und einen weiteren in einer Fuhrung bewegbaren, schwimmend gelagerten Spannbock mit Ausgleichsbacke aufweist, gekennzeichnet dadurch, daß in jeder Spannbacke (3, 7) je eine konzentrische Zentrierspitze (10), und eine weitere exzentrische Zentnerspitze (11) in der festen Spannbacke (3) eingebracht ist

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