DD268654A1

DD268654A1 - Anordnung zum automatischen laengsverschieben einer und/oder mehrerer werkstuecktraegerbaugruppen auf maschinen

Info

Publication number: DD268654A1
Application number: DD31296888A
Authority: DD
Inventors: Karl-Heinz Hesse; Werner Albrecht
Original assignee: Werkzeugmasch Forschzent
Priority date: 1988-02-17
Filing date: 1988-02-17
Publication date: 1989-06-07

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum automatischen Laengsverschieben einer und/oder mehrerer Werkstuecktraegerbaugruppen auf Maschinen. Ein zweckmaessiges Anwendungsgebiet erstreckt sich auf Aussenrundschleifmaschinen, bei denen Verschiebebewegungen des Werkstueckspindelstockes oder Reitstockes im Einrichtbetrieb zur automatischen Spitzenweiteneinstellung bei sich aendernden Werkstuecklaengen erforderlich sind. Erfindungsgemaess ist ein Industrieroboter als Verschiebeantrieb fuer eine Werkstuecktraegerbaugruppe entlang einer strecken- und/oder bahngesteuerten NC-Achse verfahrbar angeordnet. Die NC-Achse befindet sich im parallelen Abstand zur Verschiebebahn der Werkstuecktraegerbaugruppe. Weiterhin sind Positionier- und Mitnahmemittel an der Werkstuecktraegerbaugruppe und am Industrieroboter befestigt und durch den Industrieroboter in funktioneller Uebereinstimmung bringbar. Fig. 2

Description

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum automatischen Längsverschieben von Werkstückträgerbaugruppen auf Maschinen zur Bearbeitung von Werkstücken zwischen Spitzen oder im Futter, wobei der Einsatz solcher Maschinen in Verbindung mit Industrierobotern sowie mit Werkstück- oder Werkzeugspeicherstationen in flexiblen Fertigungszellen ei folgt. Das spezielle Anwendungsgebiet erstreckt sich auf Außenrundschleifmaschinen, bei denen Verschiebebewegungen des Werkst jckspindelstockes oder ReitstocKes im Einrichtbetrieb zur automatischen Spitzenweiteneinstellung bei sich ändernden Werkstücklängen erforderlich sind.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Nach der DE-OS 3500048; B 24 B 49/16 ist ein Verfahren zum Positionieren einer Werkstückträgerbaugruppen auf dem Werkstücktisch einer Rundschleifmaschine bekannt. Verfahrensgemäß wird die Position der Werkstücktiägerbaugruppe relativ zum Werkstücktisch durch einrn von einer Masc.iinensteuerung gesteuerten Verschiebeantrieb verändert. Diese Lösung ermöglicht das Verwenden des maschineninternen Längsachsenantriebes für die Werkstückträgerbaugruppe als Verschiebeantrieb. Damit kann ein getrennter Antrieb für diese Baugruppe entfallen. Kommt nun eine solche Maschine innerhalb einer Fertigungszelle in Verbindung mit einem Industrieroboter zum Einsatz, dann kann diese Positionierung der Werkstückträgerbaugruppe mögliche Lageänderungen des Industrieroboters gegenüber der Maschine aufgrund thermischer Einflüsse, Fertigungsungenauigkeiten, Positionierfehler u. dgl. nicht ausgleichen. Solche Erscheinungen beeinträchtigen nachteilig einen störungsfreien Betriebsablauf der Teilsysteme Industrieroboter/Maschine.

Ein j andere Lösung ium Verschieben einer Werkstückträgerbaugruppe ist nach der DD-PS 21913". d 23 F, 23/12 bekannt. Gegenstand dieser Erfindung ist eine Meßstation für Werkstücke, vorzugsweise Zahnräder, mit einer Werkstückträgerbaugruppe. Das Bewegen des Werkstückes in Meßposition erfolgt durch einen Industrieroboter. Zu diesem Zweck ist die Werkstückträgerbaugruppe mit ein«m Griffstück für den Greifer des Industrieroboters versehen. Damit der Industrieroboter da sGriffs'.ücke-fassen kann, ist es erforderlich, den Greifer des Industrieroboters auf die Ausgangsstellung des Griffstückes zu positionieien. Durc¹! eine solche Festpunktprogrammierung können jedoch auftretende Verlagerungen des

Industrieroboters gegenüber der Meßstation nicht ausgeglichen werden. Die Folge davon sind Positionierungenauigkeiten am Griffstück der Werkstückträgerbaugruppe. Außerdem erlaubt die Festpunktprogrammierung nur das Anfahren fest vorgegebener Punkte.

Ziel der Erfindung

Als Ziel der Erfindung sollen zwei Teilsysteme, Industrieroboter/Maschinen, funktionell miteinander und positionell zueinander so in Beziehung gebracht werden, daß die Verschiebung von Werkstückträgerbaugruppen möglich wird und dabei Lageveränderungen der Teilsysteme zueinander aufgrund thermischer und mechanischer Fehler erfaßt und ausgeglichen werden. Dadurch werden eine hohe Positioniergenauigkeit der Werkstückträgerbaugruppen und ein störungsfreier Betriebsablauf der Teilsysteme erreicht.

Weiterhin soll die Flexibilität der zu einer Fertigungszelle verbundenen Teilsysteme Industrieroboter/Maschine/ Werkstückspeicher erhöht werden, indem Überlagerungen von Verstellbewegungen der Teilsysteme ermöglicht werden.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zum automatischen Längsverschieben einer Werkstückbaugruppa auf vorzugsweise einen Werkstücktisch einer Rundschleifmaschine, unter Verwendung eines Industrieroboters als Verschiebeantrieb, zu schaffen, mit der die Werkstückträgerbaugruppe zwischen mindestens zwei variablen Positionen verschiebbar und dabei die variable Ausgangsposition der Werkstückträgerbaugruppe im Selbstlauf des Verschiebeantriebes auffindbar ist.

Erfindungsgemäß wird das dadurch erreich!, daß der Industrieroboter als Verschiebeantrieb entlang einer strecken- und/oder bahngesteuerten NC-Achse verfahrbar angecdnet ist, die NC-Achse sich im parallelen Abstand zur Verschiebebahn der Werkstückträgerbaugruppe befindet und Positionier- und Mitnahmemittel an der Werkstückträgerbaugruppe und den Industrieroboter befestigt und durch den Industrieroboter in funktioneller Übereinstimmung bringbar sind. Nach einer vorteilhaften Ausführung bestehen die Positioniermittel aus zwei in Abstand zueinander an der Werkstückträgerbaugruppo befestigten Näherungsinitiatoien und aus zwei mit diesen in Schaltwirkung bringbare an der Vertikaleinheit des Industrieroboters angeordnete Schaltfahnen. Der Abstand der Schaltfahnen zu den Näherungsinitiatoren ist veränderbar.

Bei der Vorjustieung werden die Einfädelschräge des Zentrierbolzens und die Einfädelschräge der Zentrierbut:hse durch eine überdeckende Vertikalbewegung zur Übeieinstimmung gebracht. Während dos Vorjustiervorganges ist die Werkstückträgerbaugruppe auf dem Werkstücktisch geklemmt. Zur Feinjustierung der Vertikaleinheit mit der Werkstückträgerbaugruppe ist diese während des Indexiervorganges frei beweglich in Verschieberichtung der Werkstückträgerbaugruppe gelagert.

Zum Ausgleich von Verlagerungen zwischen dem Indexierbolzen und der Indexierbuchse erweitert sich die Indexierfläche der Indexierbuchse quer zur Verschiebedahn der Werkstückträgerbaugruppe schlitzartig und/oder der Indexierbolzen weist zwei sich gegenüberliegende Flächen auf, die parallel zur Verschiebebahn der Werkstückträgerbaugruppe gerichtet sind.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung ist nachstehend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles näher erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1: die schematische Darstellung einer Fertigungszelle Schleifen und Fig. 2: dia Koppelstelle Portalroboter/Schleifmaschine.

Das Ausführungsbeispiel bezieht sich auf ^>: ie Fertigungszelle zum Außenrundschleifen, in der die Teilsysteme Schleifmaschine 1, Portalroboter 2 ur .· Palettenstation 3 zum Bereitstellen, Transport und Bearbeiten wellenförmiger Werkstücke angeordnet sind.

Die Schleifmaschine 1 umfaßt unter anderem die Baugruppen Werkstücktisch 4 mit den darauf angeordneten Werkstückträgerbaugruppun Werkstückspindelstock 5 und Reitstock 6. Zum Portalroboter 2 gehörten ein Portalwagen 7 und eine Vertikaleinheit 8 mit Doppolgreifer 9. Der Portalwagen 7 wird von einer die NC-Achse 10 bildenden Führung verfahrbar aufgenommen und befindet sich im parallelen Abstand zur Verschiebebahn des Werkstückspindelstockes 5. An der oberen Seite des Werkstückspindelstockes 5 ist eine Aufnahmeplatte 11 befestigt. Diese nimmt einen Initiatorhalter 12 und eine Indexierbuchse 13 auf. Am Initiatorhalter 12 sind über geschlitzte Aufnahrneschenkel in einstellbarem Abstand zueinander zwei Näherungsinitiatoren 14 angebracht.

Die Indexierfläche der Indexierbuchse 13 erweitert sich schlitzartig quer zur Verschiebebahn des Werkstückspindelstockes 5.

Das stiriiseitige untere Ende der Vertikaleinheit 8 trägt eine Grundplatte 15, auf der zwei Schaltfahnan 16 und ein Indexierbolzen 17 angeordnet sind. Der Abstand der Schaltfahnen 16 ist zu dem Abstand der Näherungsinitiatoren 14 einstellbar.

In der Verschicberichtung des Werkstückspindelstockes 5 ist jede Schaltfahne 16 mit einer aufsteigenden und abfallenden Schräge versehen. De Näherungsinitiatoren 14 und Schaltfahnen 16 sind die Positionierungsmittel, und die Indexierbuchse 13 und der Indexierbolzen 17 sind als Indexiereinrichtung die Mitnahmemittel zürn Herstellen der formschlüssigen Verbindung zwischen der Vertikaleinheit 8 und dem Werkstückspindelstock 5.

Die Wirkungsweise der in den Zeichnungen dargestellten Anordnung ist folgende:

Eine Spitzenweitenverstellung an der Schleifmaschine 1 bei sich ändernder Werkstücklänge erfolgt durch Verschieben des Werkstückspindelstockes 5 auf dem Werkstücktisch 4. Der Reitstock 6 bleibt auf dem Werkstücktisch 4 ortsfest. Vor dem Einleiten

der Spitzenweitenverstellung fährt der Werkstücktisch 4 mit den Werkstückträgerbaugruppen 5,6 nach links in eine definierte Werkstückwechselposition. Dabei nehmen der Portalwagen 7 eine linke Endstellung und die Vertikaleinheit 8 eine obere Endstellung ein.

Das Einleiten des Verschiebevorganges des Werkstückspindelstockes 5 erfolgt durch eine Vertikalbewegung der Vertikaleinheit 8 soweit, bis sich die Schaltfahnen 16 auf Höhe der Näherungsinitiatoren 14 befinden. Nun folgt das Schwenken der Doppelgreifer 9 um jeweils 45" in die nach Fig. 2 dargestollte Freigabeposition für die Indexiereinrichtung. Durch das nachfolgende horizontale Verfahren des Portalwagens 7 wird die Suchlaufbewegung zum Auffinden der Mitnahmeposition für den Werkstückspindelstock 5 eingeleitet.

Dazu verfährt der Portalwagen 7 zuerst im Eilgang und anschließend mit Positioniergeschwindigkeit bis zur Mitnahmeposition, die gleichzeitig Koppolstelledes Indexierbolzens 17 mit der Indexierbuchse 13 ist.

Der Positioniervorgang, bestehend aus dem Umschalten von Eilgang in Positioniergeschw'^r digkeit und dem Einfahren in die Abseht !tstellung, wird in geeigneter Weise und in Abhängigkeit von den verwendeten Schalt- und Steuerungsmitteln realisiert. Durch eine Vertikalbewegung der Vertikaleinheit 8 wird der Indexierbolzen 17 vorerst mit geringer Tiefe im Vorzentrierbereich in die Indexierbuchse 13 geschoben. Danach erfolgt das Lösen der Klemmung zwischen dem Werksti'";kspindelstock 5 und dem Werkstücktisch 4. Die damit erreichte freie Beweglichkeit des Werkstückspindelstockes 5 entlang des Werkstücktisches 4 gewährleistet das erforderliche Zentrierspiel zwischen Indexierbolzen und -buchse in dieser Richtung. Das Zentrierspie! in rechtwinkliger Richtung dazu wird durch die schütznrtig erweiterte Indexierbuchse 13 erreicht. Nachfolgend taucht der Indexierbolzen 17 vollständig in die Ino'exierbuchse 13 ein. Dadurch ist ein vollständiger Formschluß zwischen der Vertikaleinheit 8 und dem Werkstückspindelstock 5 hergestellt. Eine horizontale Bewegung des Portalwagens 7 bewirkt nun das Verschieben des Werkstückspindeistockes 5 auf dem Werkstücktisch 4 bis zu einer Position, die der neuen Werkstücklänge er.tspricht. An dieser Position erfolgt das Klemmen des Werkstückspindeistockes 5 auldem Werkstücktisch 4. Abschließend wird durch vertikales Bewegen der Vertikaleinheit 8 die formschlüssige Verbindung der Venikaleinheit 8 mit dem Werkstückspindelstock gelöst und c.ie obere Endstellung der Vertikaleinheit 8 wieder eingenommen.

Claims

1. Anordnung zum automatischen Längsverschieben einer und/oder mehrerer Werkstückträgerbaugruppen auf vorzugsweise einem Werkstücktisch einer Maschine, unter Verwendung eines Industrieroboters als Verschiebeantrieb und von. Positionier- sowie Mitnahmemitteln zum He'stellen einer formschlüssigen Verbindung zwischen Industrieroboter und Werkstückträgerbaugrurpe, dadurch gekennzeichnet, daß der Industrieroboter (2) entlang einer strecken- und/oder ba'.ngesteuerten NC-Achse (10/ verfahrbar angeordnet ist, die NC-Achse (10) sich im parallelen Abstand zur Verschiebebahn der Werkstückträgerbaugruppe (5) befindet und die Positionier-und Mitnahmemittel (14,16 und 13,17) an der Werkstückträgerbaugruppe (5) und am Industrieroboter (2, 9) befestigt und durch den Industrieroboter (2) in funktioneller Übereinstimmung bringbar sind.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Positioniermittel aus zwei in Abstand .zueinander an der Werkstückträgerbaugruppe (5) befestigte Näherungsinitiatoren (14) und aus zwei mit diesen in Schaltwirkung bringbare an der Vertikaleinheit (8) des Industrieroboters (2) angeordnete Schaltfahnen (16) bestehen, deren Abstand zueinander und zu den Näherungsinitiatoren (14) veränderbar ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnahmemittel (13,17) als Indexiereinrichtung ausgebildet sind, wobei die Indexierbuchse (13) an der Werkstückträgerbaugruppe (5) in vertikaler Richtung weisend angeordnet und der Idexierbolzen (17) an der Vertikaleinheit (8) des Industrieroboters (2) befestigt ist.

4. Anordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Indexierbuchse (13) und der Idexierbolzen (17) Einfädelschrägen (13.1,17.1) aufweisen.

5. Anordnung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Werks':ückträgerbaugruppe (5) während des Indexiervorganges frei beweglich in ihrer Verschieberichtung gelagert ist.

6. Anordnung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Indexierbuchse (13) quer zur Vfirschiebebahn der Werkstückträgerbaugruppe (5) schützartig erweitert und/oder der Indexierbolzen (17) zwei sich gegenüberliegende Flächen aufweist, die parallel zur Verschiebebahn der We^rkstückträgerbaugruppe (5) gerichtet sind.