DD238347A1

DD238347A1 - DEVICE FOR TENSIONING AND POSITIONING RECTANGULAR WORKPIECES

Info

Publication number: DD238347A1
Application number: DD27747585A
Authority: DD
Inventors: Heinz Stange; Thomas Meyenburg; Wilfried Koserske; Horst Friese; Evelin Zeidler
Original assignee: Berlin Treptow Veb K
Priority date: 1985-06-18
Filing date: 1985-06-18
Publication date: 1986-08-20

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Spannen und gleichzeitigem Positionieren ueberwiegend flacher rechteckfoermiger oder rechteckaehnlicher Werkstuecke unterschiedlicher Abmessungen. Diese Vorrichtung ist ein Hilfsmittel fuer die automatische Bearbeitung von Kleinserien dieser Werkstuecke. Durch die Erfindung wird der Aufwand an Ruestzeiten bei der Kleinserien und Einzelteilfertigung derartiger Werkstuecke vermindert. Erfindungsgemaess besteht die Vorrichtung aus einer Doppelschubkastenvorrichtung mit abklappbarem Boden. Auf einem festen Grundrahmen ist ein laengsverschiebbarer Spannrahmen angeordnet, der wiederum einen querverschiebbaren Spannholm traegt. Zwischen dem festen Grundrahmen und dem verschiebbaren Spannrahmen und Spannholm wird das Werkstueck eingespannt und nach einer Ecke positioniert. Anwendungsgebiet ist die Kleinserienbearbeitung unterschiedlicher rechteckaehnlicher Flachteile insbesondere durch Bohren, Senken, Reiben, Kennzeichnen und dergleichen. Fig.2The invention relates to a device for clamping and simultaneously positioning predominantly flat rechteckfomermiger or rechteckaehnlicher workpieces of different dimensions. This device is a tool for the automatic processing of small series of these workpieces. By the invention, the cost of Ruestzeiten in the small series and item production of such workpieces is reduced. According to the invention, the device consists of a double drawer device with hinged floor. On a fixed base frame a longitudinally displaceable clamping frame is arranged, which in turn carries a transversely displaceable clamping spar. The work piece is clamped between the fixed base frame and the movable clamping frame and clamping spar and positioned after a corner. Field of application is the small series processing of different rectangular flat parts, in particular by drilling, countersinking, rubbing, marking and the like. Fig.2

Description

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Spannen und gleichzeitigem Positionieren überwiegend flacher rechteckförmiger oder rechteckähnlicher Werkstücke unterschiedlicher Abmessungen. Die Vorrichtung ist ein Hilfsmittel für die automatische Bearbeitung von Kleinserien dieser Werkstücke insbesondere durch Bohren, Reiben, Senken, Kennzeichnen und dergleichen sowie für MontagearbeiterThe invention relates to a device for clamping and simultaneously positioning mainly flat rectangular or rectangular workpieces of different dimensions. The device is an aid for the automatic processing of small series of these workpieces in particular by drilling, rubbing, sinking, marking and the like, as well as assembly workers

Characteristic of the known technical solutions

Analysiert man die in der metallbearbeitenden Industrie auftretenden Einzelteile nach Hauptgruppen, dann nehmen nach den rotationssymmetrischen Teilen die rechteckförmigen Werkstücke einen hohen Prozentsatz ein. Innerhalb dieser rechteckförmigen Werkstücke nehmen diese mit flacher Gestalt, wie Platten und Bleche, ejnen hohen Anteil ein. Wegen der einfachen Formgebung überwiegend gerade diese Teile in der Einzel- und Kleinserienfertigung.If one analyzes the individual parts occurring in the metalworking industry according to main groups, the rectangular workpieces occupy a high percentage after the rotationally symmetrical parts. Within these rectangular workpieces, these take on a high proportion of flat form, such as plates and sheets. Because of the simple shape predominantly just these parts in single and small batch production.

In der Großserienfertigung gelangen für derartige Werkstücke spezielle auf die Teileabmessungen zugeschnittene Einzweckvorrichtungen zur Anwendung. Für eine Einzel- und Kleinserienfertigung ist dieser Weg zu aufwendig.In large-scale production, special single-purpose devices tailored to the dimensions of the parts are used for such workpieces. For a single and small series production this way is too expensive.

In der Einzel- und Kleinserienfertigung erfolgt das Spannen und Positionieren entweder von Hand oder durch die Anwendung von Baukastenvorrichtungen, oder durch den Einsatz von umrüstbaren Universalbohrvorrichtungen wie u.a. durch DD-WP 65505 und DD-WP 103836 bekannt. Diese Universalbohrvorrichtungen müssen jedoch jeweils auf die genauen Abmessungen des Werkstückes umgerüstet bzw. umgestellt werden. Hierdurch wird die für die Bearbeitung mehrerer Kleinserien benötigte Gesamtzeit durch den Aufwand an Rüstzeiten erheblich belastet.In single and small batch production, clamping and positioning is done either by hand or by the use of modular equipment, or by the use of convertible universal drilling devices such as u.a. by DD-WP 65505 and DD-WP 103836. However, these universal drilling devices must each be converted or converted to the exact dimensions of the workpiece. As a result, the total time required for the processing of several small batches is considerably burdened by the expenditure of set-up times.

Object of the invention

Durch die Erfindung wird der Aufwand an Rüstzeiten bei der Kleinserien und Einzelteilfertigung von flachen rechteckförmigen Werkstücken erheblich eingeschränkt. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Verbindung mit numerisch gesteuerten Bearbeitungsmaschinen und Handhabetechnik ist eine Automatisierung der Kleinserien- und Einzelteilfertigung möglich.By the invention, the cost of set-up times in the small series and item production of flat rectangular workpieces is significantly limited. With the help of the device according to the invention in conjunction with numerically controlled processing machines and handling technology automation of small batch and single part production is possible.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine automatisierungsfähige Spann- und Positioniervorrichtung für ein Sortiment an flachen rechteckförmigen Werkstücken zu schaffen. Diese Vorrichtung soll durch Handhabetechnik beschickbar sein und sich in eine numerisch gesteuerte Kleinstückzahl-Fertigungslinie für derartige Werkstücke eingliedern lassen. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Doppelschubkastenvorrichtung mit abklappbarem Boden gelöst. Bei dieser Vorrichtung ist auf einer Grundplatte ein mit dieser fest verbundener Grundrahmen aufgebaut. Dieser Grundrahmen ist zugleich Führungsteil für einen mit dem Grundrahmen gleitend verschiebbar verbundenen Spannrahmen dergestalt, daß beide zusammen ein schubfachähnliches längsverschiebbares Gebilde darstellen. Die eine Stirnwand des Spannrahmens überdeckt dabei die Seitenwände des Grundrahmens. Diese Stirnwand ist als eine den Zwischenraum zwischen den beiden Seitenwänden des Grundrahmens ausfüllende bis zur Grundplatte reichende Schürze mit leicht geneigter Spannfläche ausgebildet. Die andereThe invention has for its object to provide an automation capable clamping and positioning device for a range of flat rectangular workpieces. This device should be loadable by handling technology and can be incorporated into a numerically controlled small piece number production line for such workpieces. According to the invention the object is achieved by a double drawer device with hinged floor. In this device, a firmly connected to this base frame is built on a base plate. This base frame is at the same time guide part for a slidably connected to the base frame slidably connected clamping frame such that both together represent a drawer-like longitudinally displaceable structure. The one end wall of the clamping frame covers the side walls of the base frame. This end wall is formed as a gap between the two side walls of the base frame filling up to the base plate reaching apron with slightly inclined clamping surface. The other

immer außerhalb des Grundrahmens liegende Stirnwand des verschiebbaren Spannrahmens ist als einfacher teilweise durchbrochener Quersteg ausgebildet. Der verschiebbare Spannrahmen wiederum ist Träger und Führungsglied für einem in diesem querverschiebbaren Spannholm. Der Spannrahmen und der daran geführte Spannholm bilden zusammen ebenfalls ein schubfachähnliches aber querverschiebbares Gebilde. Auch der Spannholm besitzt eine leicht geneigte Spannfläche. Die Grundplatte ist im Bereich des Grundrahmens als abklappbare Bodenplatte ausgeführt. Diese Bodenplatte besitzt eine leicht auswechselbare Einlegeplatte. Der Abklappmechanismus ist als Kniehebelgetriebe ausgeführt.Always located outside the base frame end wall of the movable clamping frame is designed as a simple partially perforated cross bar. The displaceable clamping frame in turn is a carrier and guide member for a transversely displaceable clamping beam in this. The tensioning frame and the tensioning beam guided thereon together also form a push-pull-like but transversely displaceable structure. The clamping spar also has a slightly inclined clamping surface. The base plate is designed as a hinged base plate in the area of the base frame. This base plate has an easily replaceable insert plate. The folding mechanism is designed as a toggle mechanism.

Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist folgende: Nachdem ein Werkstück in die geöffnete Doppelschubkastenvorrichtung eingelegt wurde wird der mit halber Kraft beaufschlagte Spannhom in Spannstellung bewegt. Dabei wird das Werkstück gegen die Längswand des Grundrahmens gedruckt. Jetzt wird der Spannrahmen mit ganzer Kraft in Spannstellung bewegt. Dabei wird das Werkstück gegen die Querwand des Grundrahmens gedruckt. Damit ist das Werkstück in der einen feststehenden Ecke der Doppelschubkastenvorrichtung positioniert und zugleich durch die beiden beweglichen leicht geneigten Spannflächen fest gespannt. Nach Durchführung der Arbeitsoperationen am Werkstück wird die Spannung gelöst und die Bodenplatte nach unten geklappt. Das Werkstück und Bearbeitungsrückstände werden nach unten entfernt.The operation of the device is the following: After a workpiece has been inserted into the open double drawer device which is acted upon with half force clamping hoist in clamping position. The workpiece is printed against the longitudinal wall of the base frame. Now the clamping frame is moved with full force into the clamping position. The workpiece is printed against the transverse wall of the base frame. Thus, the workpiece is positioned in the one fixed corner of the double drawer device and at the same time taut by the two movable slightly inclined clamping surfaces. After performing the work operations on the workpiece, the tension is released and the bottom plate is folded down. The workpiece and machining residues are removed downwards.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. In the accompanying drawings show:

Fig. 1: eine Draufsicht auf die Doppelschubkastenvorrichtung in der maximalen Öffnungsstellung Fig.2: eine Draufsicht auf die Doppelschubkastenvorrichtung in der minimalen Schließstellung Fig.3: einen Schnitt A-A (nach Fig. 1) durch die Doppelschubkastenvorrichtung mit Darstellung der abklappbaren Bodenplatte Fig.4: ein Sortiment an rechteckähnlichen Flachteilen, welches durch die Doppelschubkastenvorrichtung ohne Umstellung positioniert und gespannt werden kann1: a plan view of the double drawer device in the maximum open position; FIG. 2: a plan view of the double drawer device in the minimum closed position FIG. 3: a section AA (according to FIG. 1) through the double drawer device with illustration of the hinged bottom plate FIG : An assortment of rectangular flat parts which can be positioned and tensioned by the double drawer device without changeover

Fig.5: einen Schnitt B-B (nach Fig. 2) durch die Doppelschubkastenvorrichtung Fig. 6: das Spannen eines Werkstückes in der Vorrichtung im vergrößertem Maßstab.5 shows a section B-B (according to FIG. 2) through the double drawer device FIG. 6: the clamping of a workpiece in the device on an enlarged scale.

Auf einer Grundplatte 20 ist ein Grundrahmen 5 angeordnet und fest mit dieser verbunden. Der Grundrahmen 5 besteht aus den Seitenwänden 12,13 und den beiden Stirnwänden 9,19. Auf den Seitenwänden 12,13 des Grundrahmens 5 ist ein Spannrahmen 4 längsverschiebbar in Führungen 24 geführt. Die eine Stirnwand 8 des Spannrahmens 4 überdeckt die beiden Seitenwände 12, 13 des Grundrahmensund reicht als Schürze mit leicht geneigter Spannfläche bis zur Einlegeplatte 23. Die andere Stirnwand 18 des Spannrahmens 4 ist eine einfache durchbrochene Querleiste. Auf der Grundplatte 20 sind zur Verschiebung des Spannrahmens 4 zwei Pneumatikzylinder 1 angeordnet, die über die Kolbenstange 3 und die beiden Verbindungslaschen 7 fest mit den beiden Seitenwänden 6,16 des Spannrahmens 4 verbunden sind. Im verschiebbaren Spannrahmen 4 ist der darin querverschiebbare Spannholm 17 angeordnet. Zur Verschiebung des Spannholmes 17 besitzen die Stirnwand 18 des Spannrahmens 4 und die Stirnwand 19 des Grundrahmens 5 bodenseitig je einen gleichhohen Durchbruch 30 (siehe Fig. 5). Die als Schürze ausgebildete Stirnwand 8 besitzt dazu ein Führungsfenster 25 (siehe Fig. 3 und 5). Zur parallelen Führung besitzt der querverschiebbare Spannholm 17 zwei Führungslaschen 11. Diese Führungslaschen 11 sind mit Federohren 10 versehen. Auch an der Stirnwand 8 sind diesem gegenüberliegende Federohren 15 angebracht. Zwischen den Federohren 10 und 15 sind Rückholfedern 14 angeordnet. Zur Verschiebung des Spannholmes 17 ist an der Grundplatte 20 ein Pneumatikzylinder 26 angeflanscht. Dieser Pneumatikzylinder 26 drückt über eine Schubstange 27 mit den Rollen 28 gegen den Spannholm 17. Der Grundrahmen 5 und der Spannrahmen 4 sind im Wirkungsbereich der Schubstange 27 mit entsprechenden Durchbrüchen 29 (siehe Fig.3) versehen. Im Bereich des Grundrahmens 5 ist die Grundplatte 20 als abklappbare Bodenplatte 21 ausgeführt. Dabei ist diese Bodenplatte 21 mit einer leicht auswechselbaren Einlegeplatte 23 ausgestattet.On a base plate 20, a base frame 5 is arranged and fixedly connected thereto. The base frame 5 consists of the side walls 12,13 and the two end walls 9,19. On the side walls 12,13 of the base frame 5, a clamping frame 4 is guided longitudinally displaceable in guides 24. The one end wall 8 of the clamping frame 4 covers the two side walls 12, 13 of the base frame and extends as a skirt with slightly inclined clamping surface to the insert plate 23. The other end wall 18 of the clamping frame 4 is a simple open transverse bar. On the base plate 20 4 two pneumatic cylinders 1 are arranged to move the clamping frame, which are connected via the piston rod 3 and the two connecting plates 7 fixed to the two side walls 6,16 of the clamping frame 4. In the movable clamping frame 4 of the transversely displaceable clamping member 17 is arranged therein. For displacement of the clamping Holmes 17, the end wall 18 of the clamping frame 4 and the end wall 19 of the base frame 5 on the bottom side each have a same high opening 30 (see Fig. 5). The skirt 8 designed as an end wall has a guide window 25 (see FIGS. 3 and 5). For parallel guidance, the transversely displaceable clamping spar 17 has two guide straps 11. These guide straps 11 are provided with spring ears 10. Also on the end wall 8 of this opposite spring ears 15 are attached. Between the spring ears 10 and 15 return springs 14 are arranged. To move the clamping Holmes 17 a pneumatic cylinder 26 is flanged to the base plate 20. This pneumatic cylinder 26 presses via a push rod 27 with the rollers 28 against the clamping member 17. The base frame 5 and the clamping frame 4 are provided in the area of action of the push rod 27 with corresponding openings 29 (see Figure 3). In the region of the base frame 5, the base plate 20 is designed as a hinged bottom plate 21. In this case, this bottom plate 21 is equipped with an easily replaceable insert plate 23.

Die im Scharnier 22 an die Grundplatte 20 angelenkte Bodenplatte 21 wird in der Ruhestellung durch die beiden senkrecht übereinanderstehenden unterschiedlich langen Hebelstangen 31 und 33 gestützt. Diese Hebelstangen 31,33 bilden zusammen ein Kniehebelgetriebe. Im mittleren Gelenkpunkt 32 ist der Pneumatikzylinder 35 mit seiner Schubstange 34 zur Betätigung der Bodenplatte 21 angelenkt.The hinged in the hinge 22 to the base plate 20 bottom plate 21 is supported in the rest position by the two vertically superposed different length lever rods 31 and 33. These lever rods 31,33 together form a toggle mechanism. In the middle pivot point 32 of the pneumatic cylinder 35 is articulated with its push rod 34 for actuating the bottom plate 21.

In Fig. 5 ist das Spannen eines Werkstückes in der Vorrichtung dargestellt. Wird ein Werkstück 37 nach Fig. 4 durch ein Handhabegerät oder manuell in die nach Fig. 1 geöffnete Vorrichtung eingelegt, dann wird zuerst der Pneumatikzylinder 26 mit Druck beaufschlagt. Dadurch wird der Spannholm 17 gegen das Werkstück 37 und dieses gegen die Seitenwand 12 des Grundrahmens 5 gedrückt. Jetzt werden die beiden Pneumatikzylinder 1 mit Druck beaufschlagt. Dadurch wird der Spannrahmen 4 verschoben (siehe auch Fig. 2). Dabei wird das Werkstück durch den mit doppelter Kraft beaufschlagten Spannrahmen 4 gegen die Stirnwand 19 des Grundrahmens gedrückt. Das so gespannte und nach der aus Seitenwand 12 und Stirnwand 19 gebildeten Ecke 2 positionierte Werkstück kann nun bearbeitet werden. Dam it das Werkstück bei Bohrarbeitsgängen nicht nach oben herausgerissen wird sind die Schürze 36 der Seitenwand 8 und der Spannholm 17 mit geneigten Wandflächen versehen. Nach erfolgter Bearbeitung gehen die Spannzylinder 1 und 26 in ihre Ausgangsstellung (Fig. 1) zurück. Dabei wird der Spannrahmen 4 zurückgeschoben. Der Spannholm 17 wird durch die Kraft der Rückholfeder 14 zurückgezogen. Durch den Pneumatikzylinder 34 wird das Kniehebelgetriebe betätigt und die Bodenplatte 21 aufgeklappt. Das Werkstück 37 rutscht nach unten heraus. Durch ein zusätzliches Ausblasen mit Druckluft können gleichzeitig Bearbeitungsrückstände nach unten entfernt werden. Nachdem die Bodenplatte 21 geschlossen wurde steht die Vorrichtung für den nächsten Arbeitszyklus bereit. Sollte die Einlegeplatte 23 durch die Bearbeitungsvorgänge verschlissen sein, dann kann diese bei aufgeklappter Bodenplatte 21 leicht ausgewechselt werden. Ein weiterer Vorteil dieser Vorrichtung ist, daß alle Werkstücke nur nach einer rechtwinkligen Ecke 2 positioniert werden. Dadurch ist das Spannen und Positionieren eines breiten Sortiments an rechteckähnlichen Flachteilen nach Fig.4 möglich.In Fig. 5, the clamping of a workpiece is shown in the device. If a workpiece 37 is inserted according to FIG. 4 by a handling device or manually into the device opened according to FIG. 1, then first the pneumatic cylinder 26 is pressurized. As a result, the clamping bar 17 is pressed against the workpiece 37 and this against the side wall 12 of the base frame 5. Now the two pneumatic cylinders 1 are pressurized. As a result, the clamping frame 4 is moved (see also Fig. 2). The workpiece is pressed by the applied with double force clamping frame 4 against the end wall 19 of the base frame. The so stretched and positioned according to the corner 2 formed from side wall 12 and end wall 19 workpiece can now be edited. Dam it the workpiece is not torn up during drilling operations up the skirt 36 of the side wall 8 and the clamping spar 17 are provided with inclined wall surfaces. After processing, the clamping cylinders 1 and 26 go back to their starting position (FIG. 1). In this case, the clamping frame 4 is pushed back. The clamping bar 17 is retracted by the force of the return spring 14. By the pneumatic cylinder 34, the toggle mechanism is actuated and the bottom plate 21 is opened. The workpiece 37 slips down. By an additional blowing out with compressed air, machining residues can be removed at the same time. After the bottom plate 21 has been closed, the device is ready for the next cycle. If the insert plate 23 is worn by the machining operations, then it can be easily replaced with the bottom plate 21 unfolded. Another advantage of this device is that all workpieces are positioned only after a right-angled corner 2. As a result, the clamping and positioning of a wide range of rectangular flat parts according to Figure 4 is possible.

-ύ- ^JO ot/ -ύ- ^ JO ot /

Das größte zu spannende Werkstück wird durch die Abmessungen des Grundrahmens 5 abzüglich der darin befindlichen Schürze 36, der Stirnwand 8 und des Spannholms 17 bestimmt.The largest workpiece to be clamped is determined by the dimensions of the base frame 5 less the apron 36 located therein, the end wall 8 and the clamping member 17.

Das kleinste zu spannende Werkstück wird in Querrichtung durch die Abmessungen des Führungsfensters 25 in der Stirnwand 8 und der Durchbrüche 30 in den Stirnwänden 18 und 19 bestimmt.The smallest workpiece to be clamped is determined in the transverse direction by the dimensions of the guide window 25 in the end wall 8 and the apertures 30 in the end walls 18 and 19.

Durch diese Durchbrüche wird einerseits der Spannung des Spannholms 17 begrenzt, andererseits dient der nicht durchbrochene Teil der Stirnwand 19 des Grundrahmens 5 als Anlagefläche bei der Positionierung von sehr flachen Teilen. In Längsrichtung gibt es praktisch keine Begrenzung nach unten, wenn die beiden Pneumatikzylinder 1 entsprechend günstig angeordnet werden.By these breakthroughs on the one hand the tension of the clamping beam 17 is limited, on the other hand, the non-perforated part of the end wall 19 of the base frame 5 serves as a contact surface in the positioning of very flat parts. In the longitudinal direction, there is virtually no limitation down when the two pneumatic cylinders 1 are arranged appropriately low.

Claims

Invention claim:

1. A device for clamping and positioning of rectangular workpieces, characterized in that it has the form of a double drawer with hinged bottom plate (21) in which on a base plate (20) fixedly connected to this base frame (5) guide member for a sliding longitudinally slidable clamping frame (4), which projects with an apron (36) in the base frame (5), which is also a guide member for a clamping frame (4) transversely displaceable clamping spar (17).

2. Device according to item!, Characterized in that the skirt (36) of the clamping frame (4) is provided with a slope over 3 °.

3. Device according to item 1 and 2, characterized in that the clamping spar (17) is also provided with a slope over 3 ^C.

4. Device according to item 1 to 3, characterized in that the displaceable members clamping frame (4) and clamping spar (17) by pneumatic cylinders (1; 26) are actuated.

5. The device according to item 1 to 4, characterized in that in the displaceable clamping frame (4) guided clamping spar (17) by a roller (28) provided fixedly arranged push rod (27) against the force of return springs (14) is moved in such a way in that, in the process, the rollers (28) roll on the tensioning member (17) which moves along with the displaceable tensioning frame (4).

6. The device according to item 1 to 5, characterized in that the hinged bottom plate (21) in the rest position by a vertical toggle (31; 33) is supported, which has an opening connected to a pneumatic cylinder (35) connecting rod (34) ,

7. Device according to item 1 to 6, characterized in that the hinged bottom plate (21) is provided with an exchangeable insert plate (23).

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