DD223661B1

DD223661B1 - DEVICE FOR AUTOMATIC POSITIONING AND TENSIONING OF PRISMATIC WORKSPIECES

Info

Publication number: DD223661B1
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: 1987-12-02
Also published as: DD223661A1

Description

Field of application of the invention

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 müssenThe invention relates to a device for the automatic positioning and clamping of prismatic workpieces, which is preferably suitable for metal cutting machining equipment on which the workpieces are automatically fed, positioned and received in a clamping device of Handhabeeinrichtungen where they without obstruction by clamping and positioning be accessible from three sides for editing

Characteristic of the known state of the art

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 werdenFor the positioning and clamping of prismatic workpieces in the metal cutting machining currently only devices are known in automated workpiece feed, in which the workpieces on separate workpiece carrier by hand by means of conventional clamping elements such as clamping screws jaws or clamping jaws positioned clamped and then together with the workpiece holders by an automatic feeder be supplied to the machine tool

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 bekanntIf these separate workpiece carriers are used then a high degree of accuracy is required in the workpiece holders and corresponding machine table mounts, which causes very high costs. Manual clamping and the necessary re-clamping in multi-sided machining causes high wage costs devices for automatically positioning and clamping prismatic workpieces direct workpiece feed on machine tables of machine tools are not known

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 erforderlichOnly in a patent DD WP 85 699 IP K / B 23 Q 3/00 a solution is shown in the so-called tie rods are screwed into a prepared clamping surface of the workpiece which then position the workpiece by means of complex clamping units on a workpiece carrier or on the table of the machine and tension For an automatic workpiece feed and positioning this solution is not suitable because the positional deviations of the automatic feeder can not be compensated by the clamping units Furthermore, with the preparation of the clamping surfaces, the introduction of threaded holes and screwing the tie rods a high manual labor required

Aus dem DD WP 206 476 ist ein federbelastetes Raststuck bekannt es dient als Einzelelement zur Arretierung zweier WerkstuckhalterungshalftenFrom the DD WP 206 476 a spring-loaded latching piece is known it serves as a single element for locking two 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 istIn DE AS 1 300 802 a Werkstuckspannvorrichtung is described for machine tools, in which via clamping elements and limit the clamping pressure on the workpiece depending on the clamping position of a feed carriage is controlled Both examples have the common drawback that the simultaneous clamping and positioning of workpieces not is reachable

Object of the invention

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 istThe object of the invention is therefore to develop a device for positioning and clamping prismatic workpieces, preferably for metal-working machining systems, which involves low costs in production and operation and for automated feeding, positioning and clamping of the workpieces. is preferably suitable for a three-sided processing

Explanation of the essence of the invention

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 sindThe invention has the object of developing a device for automatic positioning and clamping of prismatic workpieces, preferably for production facilities for metal cutting machining, which accurately positions and clamps the prismatic workpieces supplied by a feeder, for example an industrial robot, with considerable positional deviation without auxiliary tools so that the workpieces are accessible from three sides for the processing tools

Die erfindungsgemaße Vorrichtung soll fur unterschiedliche Werkstuckgroßen geeignet sein Erfindungsgemaß wird die Aufgabe dadurch gelost, daß eine Vorrichtung zum Positionieren und Spannen von prismatischenThe device according to the invention is intended to be suitable for different workpiece sizes. According to the invention, this object is achieved by a device for positioning and clamping prismatic parts

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 angeordnetWorkpieces, preferably for production equipment of metal cutting machining, was developed, in which brought by an automatic feeder, such as an industrial robot in the processing area, provided with significant positional deviation, directly zugefuhrten workpieces in open jaws of a mounted on the machine table gradually adjustable, preferably hydraulically The device according to the invention, which is fastened with its base plate on the machine table or on a workpiece swiveling device, can be changed to different workpiece dimensions with the aid of a clamping jaw which can be adjusted by an adjusting mechanism, which is arranged movable and floating on a guide and has support jaws for storing the workpieces The pieces of material supplied with considerable deviations in position are on the front surfaces not intended for processing with three centner holes A concentric centering point is located within the compensating clamping jaw on the adjustable, floatingly mounted clamping jaw. A further concentric center point and an eccentric centering point are arranged in the clamping jaw of the fixed clamping jaw

Ausfuhrungsbeispielexemplary

Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausfuhrungsbeispiels naher erläutert werden Die dazugehörigen Zeichnungen zeigenThe invention will be explained in more detail below with reference to an exemplary embodiment The accompanying drawings show

Figur 1 eine Seitenansicht, und Figur 2 eine DraufsichtFigure 1 is a side view, and Figure 2 is a plan view

der erfindungsgemaßen Vorrichtungthe inventive device

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 positionierenThe illustrated device for positioning and clamping prismatic workpieces preferably, for machining centers with automatic workpiece feed, is fixed with its base plate 1 on the machine table on the base plate 1 is a fixed clamping block 2 with a clamping jaw 3 and a, to different workpiece dimensions by a 5 and a spindle 14 adjustable, floating in a leadership 4 mounted clamping jaw 6 with a compensating jaw 7, which compensates for deviations in the Flachenparallehtat during clamping operation of the adjustable, floating mounted clamping bracket 6 via a hydraulic cylinder 16 on the fixed clamp 2 and the Fuhrungsgrundplatte 17th are support pieces 15, on the one, in both, not provided for processing end faces with 3 center holes 12 provided by the gripper of an industrial robot zugefuhrtes workpiece 13 with open jaws 3, 7 occasionally For positioning the workpiece 13, the clamping jaws 3, 7 are equipped with centering and sensing means which, with a slight pressure of the compensating jaw 7, position the workpiece 13 as follows

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 werdenThe compensating jaw 7 of the adjustable clamping bracket 6 is equipped with a, axially resilient clamping direction in the direction of the centering 10, and with an equally resilient spring pin 9 During the pressure movement of the Ausgleichsspannbacke 7 first the centering 10 engages in the center hole 12 of the workpiece 13 and the Taststift 9 wid shifted in its resilient, axial bearing, where it triggers a signal via a switching contact 8, which indicates the correct Werkstucklage on the balancing jaw 7 In the same way now reach the two centering tips 10, 11 of the jaw 3 of the fixed clamping bracket 2 into engagement and indicate on the operation of the stylus 9, that this Werkstuckseite is in the correct position Only then is the delivery of the main clamping force The dimensioning of these centers done according to the largest possible positional deviations of zugefuhrten Werkstucke Should the positional deviation in the gekennz eichneten areas X or Y are exceeded, the centering pins 10, 11 do not engage, the styli 9 are not actuated and by means of the evaluated switching states of the switch contacts 8 no signal is issued, which triggers the delivery of the main clamping force The different design of the two, in the Clamping jaw 3 arranged centering tips 10,11 as a concentric centering tip 10 and eccentric centering 11 causes inaccuracies of the two associated center holes 12 of this Werkstuckseite be compensated

Nachdem die Bearbeitung des Werkstuckes 13 abgeschlossen ist, wird der schwimmend gelagerte, verstellbare Spannbock 6 in die Ausgangsstellung zurückgefahrenAfter the processing of the workpiece 13 is completed, the floating bearing, adjustable clamping block 6 is moved back to the starting position

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 erfolgenThe reaching of the starting position is indicated by a proximity initiator 18 whose switching signal in conjunction with the switching signal of the stylus 9 via switch contact 8 in the jaw 2, the removal of the workpiece 13 initiates the conversion of the inventive device to altered workpiece dimensions can be easily replaced by replacing the Clamping jaws 3, 7 and the support piece 15, as well as by shifting the Fuhrungsgrundplatte 17 via the adjusting 5 with spindle 14 done

Sollte es die Bearbeitung des Werkstuckes 13 erfordern, kann die erfindungsgemaße Vorrichtung mit ihrer Grundplatte 1 auf einer Werkstuckschwenkenrichtung montiert und um 360° geschwenkt werdenShould it require the processing of the workpiece 13, the inventive device can be mounted with its base plate 1 in a Werkstuckschwenkenrichtung and pivoted by 360 °

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 SpannenThe device according to the invention makes it possible to position and clamp prismatic workpieces without any effort for separate, additional workpiece carriers and thus without high costs for the production and operation of these devices and without additional manual positioning and clamping operation directly after the workpiece has been deposited by the automatic feed device

Sie ist besonders fur automatische Fertigungsanlagen geeignet, leicht auf unterschiedliche Werkstuckabmessungen veränderbar und ermöglicht eine Zuganghchkeit fur die BearbeitungswerkzeugeIt is particularly suitable for automated manufacturing equipment, easily changeable to different workpiece dimensions, and provides accessibility to the machining tools

Claims

Device for automatic positioning and clamping of prismatic workpieces, preferably for machining metal machining centers, consisting essentially of a hydraulic tensioning device mounted on the workpiece table of a machine tool and convertible to different workpiece dimensions, consisting of a base plate mounted on the workpiece table of a machine tool, which has a fixed clamping block and another movable in a leadership floating floating clamp with compensation jaw, characterized in that in each jaw (3, 7) each have a concentric centering tip (10), and another eccentric Zentnerspitze (11) in the fixed Clamping jaw (3) is introduced

For this

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