DD273591A1

DD273591A1 - DEVICE FOR LAYING UP LOADS OF EXTENDABLE COMPONENTS

Info

Publication number: DD273591A1
Application number: DD31753088A
Authority: DD
Inventors: Ralf Gottmann; Ulrich Krumbiegel; Bernd Lehmann; Wolfgang Horn; Rudolf Biegert; Rolf Maetzig
Original assignee: Werkzeugmasch Heckert Veb
Priority date: 1988-07-04
Filing date: 1988-07-04
Publication date: 1989-11-22

Abstract

Vorrichtung zum lagegenauen Spannen eben aufsetzbarer Bauteile. Ein Spannelement ist laengs zur Aufsetzebene und senkrecht zur Verbindungslinie zweier symmetrisch zueinander verstellbarer Bestimmelemente, die von invers geformten Bauteiltaschen aufgenommen werden, verschiebbar. An das den Bestimmelementen gemeinsame Getriebe ist ein Antrieb koppelbar, der Teil einer numerisch gesteuerten Bewegungsachse sein kann. Fig. 1Device for precise clamping of just attachable components. A clamping element is longitudinally displaceable to the placement plane and perpendicular to the connecting line of two symmetrically adjustable to each other control elements, which are received by inversely shaped component pockets. A drive which can be part of a numerically controlled movement axis can be coupled to the transmission common to the determining elements. Fig. 1

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungenFor this 1 page drawings

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum lagegenauen Spannen eben aufsetzbarer Bauteile mit einem Spannelement, das über ein an einen ersten Antrieb koppelbares erstes Getriebe parallel zur Aufsetzebene und senkrecht zur Verbindungslinie zweier Bestimmelemente verschiebbar ist und sich ebenso wie die Bestimmolemonte in Richtung des Bauteils und der Aufsetzebene verjüngt, um in invers geformten Bauteiltaschen aufgenommen zu werden. Sie ist insbesondere in der flexiblen Fertigungstechnik anwendbar.The invention relates to a device for positionally accurate clamping just attachable components with a clamping element which is displaceable over a coupling to a first drive first gear parallel to the placement plane and perpendicular to the line connecting two determinants and tapers as well as the determinate in the direction of the component and the placement plane to be received in inverse shaped component pockets. It is particularly applicable in flexible manufacturing technology.

Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art

In der flexiblen Fertigungstechnik besteht die Forderung, unterschiedliche Bauteile automatisch in eine definierte Lage zum Werkzeug zu bringen. Das geschieht, indem die Bauteile unmittelbar an der Werkzeugmaschine in automatischen Spanneinrichtungen oder außerhalb des Zyklucses auf Werkstücktäger gespannt werden. Die maschinengebundenen Spanneinrichtungen sind in allen ihren Ausführungen (Konstruktion 33 [1981] 7 S.279-286) aufwendig. Die einfachste, lediglich für gehäuseartige Werkstücke mit ähnlichen Spannanforderungen vorgesehene Spanneinrichtung besitzt Indexbolzen und Schwenkspannelemente, die durch numerisch gesteuerte Schlitten und eine numerisch gesteuerte Traverse in die vorgesehenen Positionen gebracht werden. Ein größeres Bauteilspektrum ist durch oine Doppelrevolver-Spannmaschine mit in verschiedenen Ebenen numerisch zustellbaren Bestimm-, Stütz- und Spannelementen spannbar.In flexible manufacturing technology, there is the demand to bring different components automatically in a defined position to the tool. This is done by the components are clamped directly to the machine tool in automatic clamping devices or outside the Zyklucses on workpiece carrier. The machine-bound clamping devices are complex in all their designs (construction 33 [1981] 7 p.279-286). The simplest, only for box-like workpieces with similar clamping requirements provided clamping device has index pins and pivoting clamping elements, which are brought by numerically controlled slide and a numerically controlled traverse in the intended positions. A larger range of components can be tensioned by means of a double-turret tentering machine with determinable, supporting and clamping elements that can be numerically delivered on different levels.

Die werkstückträgergebundenen Spanneinrichtungen bestehen in der Regel aus Bausätzen von Stütz- und Spannelementen, die manuell montiert werden. Eine mechanisierte Workstückausrichtevorrichtung (DD-WP 239972) besteht aus einem Grundkörper mit Schrittschaltmotoren, die numerisch gesteuert sein können, einer Stelleinheit und drei in x-, y- und z-Richtung verstellbaren Anlageeinheiten. Mehrere der Grundkörper werden je nach Bauteilgröße und-gestalt auf einer Spannplatte bei istigt. Das Ausrichten des Bauteils erfolgt durch Zustellen der Anlageelemente. Das Spannen ist nur unter Verwendung zusätzlicher Spannmittel möglich. Die Schrittschaltmotoren und Stelleinheiten werden vor der Bearbeitung des Bauteils abgebaut. Insgesamt steht hier einer geringen Produktivitätserhöhung ein hoher materieller Aufwand gegenüber. Deshalb ist vorgeschlagen worden, ein bauteil zwischen drei auf einer Ebene angeordneten Vorrichtungselementen, von denen eins senkrecht zu r Verbindungslinie der beiden anderen verschiebbar ist, zu spannen, wobei jedes Vorrichtungselement zum Zwecke der gleichzeitigen Positionierung bugförmige Formelemente besitzt, die von invers geformten Bauteiltaschen aufgenommen werden. Auf diese Weise sind jedoch immer nur ähnlich gestaltete Bauteile einer bestimmten Größenordnung lagegerecht zu spannen.The workpiece carrier-bound clamping devices are usually made of kits of support and clamping elements that are mounted manually. A mechanized workpiece alignment device (DD-WP 239972) consists of a main body with stepper motors, which can be numerically controlled, an actuator and three adjustable in the x-, y- and z-direction conditioning units. Several of the main body are depending on component size and shape on a clamping plate at isigt. The alignment of the component is carried out by delivery of the system elements. Clamping is only possible using additional clamping devices. The stepper motors and actuators are removed before machining the component. Overall, a small increase in productivity is offset by a high material outlay. Therefore, it has been proposed to clamp a component between three device elements arranged on one level, one of which is displaceable perpendicular to the connecting line of the other two, each device element having the same position for the purpose of simultaneous positioning bow-shaped form elements which are received by inversely shaped component pockets , In this way, however, only similar designed components of a certain order of magnitude are always to be tensioned correctly.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Es ist Ziel der Erfindung, einen einfachen Aufbau und Betrieb zu gewährleisten und die Flexibilität zu erhöhen.It is an object of the invention to ensure a simple construction and operation and to increase the flexibility.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum lagegenauen Spannen eben aufsetzbarer Bauteile mit einem Spannelement, das über ein an einen ersten Antrieb koppelbares erstes Getriebe parallel zur Aufsetzebene und senkrecht zur Verbindungslinie zweior Bestimmelemente verschiebbar ist und sich ebenso wie diese in Richtung dos Spanntaschen aufweisenden Bauteils und der Aufsatzebene verjüngt, zu schaffen, die an unterschiedlichsten Orten f>uf unterschiedliche Bauteile bezogene Spann- bzw. Bestimmpunkte bietet.The invention has for its object to provide a device for positionally accurate clamping just attachable components with a clamping element which is displaceable over a coupling to a first drive first gear parallel to the Placement and perpendicular to the connecting line zweior determinants and as well as these in direction of tension pockets Tapered component and the superimposed plane, which offers at various locations for different components related clamping or determination points.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß den Bestimmelementen ein an einen zweiten Antrieb koppebares gemeinsames zweites Getriebe, mit dem die B6stimmelemente symmetrisch zueinander verschiebbar sind, zugeordnet ist. Das Spanr.element nimmt das grob ausgerichtete Bauteil in Richtung der zueinander eingestellton Bestimmelemente mit, bis zwischen dem Bauteil und den Spann- bzw. Bestimmelementen Form- und Kraftschluß besteht. Den 3estimmelernenten sind auf der bauteilabgewandten Seite Klemmelemente zugeordnet, die über ein an einen dritten Antrieb koppelbares gemeinsames drittes Getriebe gegen die Bestimmelemente verschoben werden können. Die Klemmelemente entlasten das zweite Getriebe und sichern den zwischen den Bestimmelementen eingestellten Abstand.According to the invention, this object is achieved in that the determining elements a copepatible with a second drive common second transmission, with which the B6stimmelemente are symmetrical to each other, assigned. The Spanr.element takes the coarse-aligned component in the direction of each other adjustedon determining elements with, until there is form and adhesion between the component and the clamping or determining elements. The 3estimmelernenten are assigned to the component side facing away from clamping elements, which can be moved via a coupled to a third drive common third gear against the destination elements. The clamping elements relieve the second gear and secure the distance set between the elements.

Die Antriebe sind außerhalb der sich auf einem Werkstücktäger erstreckenden Aufsatzebene angeordnet. Die Trennung der Antriebe von der Vorrichtung gestattet deren mobile Nutzung bei geringen Systemkosten und guter Zugänglichkeit des Bauteils bei der Bearbeitung durch das Werkzeug. Die Antriebe befinden sich an einem Spann- oder Serviceplatz. Die Ausbildung der Getriebe als Schraubtriebe vereinfacht die Energieankopplung und Spannkrafterhaltung. Der Weg der Bestimmelemente ist durch Anschläge begrenzt, was bei Verwendung eines ungesteuerten zweiten Antriebs zwei Einstellungen zuläßt. Der zweite Antrieb kann aber auch Teil einer numerisch gesteuerten Bewegungsachse sein, zu der auch eine den Weg der beiden Bestimmelemente verfolgende Meßeinrichtung gehört. Die kontinuierliche Einstellbarkeit bietet alle erforderlichen Bestimm- und Spannpunkte, ohne daß der Aufwand der bekannten maschinengebundenen Spanneinrichtungon notwendig ist.The drives are arranged outside of the extension plane extending on a workpiece carrier. The separation of the drives from the device allows their mobile use at low system costs and good accessibility of the component during machining by the tool. The drives are located at a clamping or service station. The formation of the gear as screw drives simplifies the energy coupling and Spannkrafterhaltung. The path of the destination elements is limited by stops, which allows two settings when using an uncontrolled second drive. However, the second drive can also be part of a numerically controlled movement axis, which also includes a measuring device tracking the path of the two determining elements. The continuous adjustability provides all the necessary determination and clamping points, without the effort of the known machine-bound Spanneinrichtungon is necessary.

Es sind tastendeo der indirekt arbeitende Meßeinrichtungen vorgesehen, wobei der Nullpunkt bei letzte run durch das Anfahren eines den Weg der Bestimmelemente begrenzenden Nullausschlages eingestellt oder über das Auslesen eines Speichers, in dem je Werkstückträger die zwischen den beiden Bestimmelementen eingestellten Abstände gespeichert sind, ermittelt wird.There are tastendeo the indirectly operating measuring devices provided, the zero point at last run set by the start of a limiting the path of the determination elements Nullausschlag or by reading a memory in which per workpiece carrier, the distances set between the two elements are determined determined.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:The invention will be explained in more detail below with reference to an embodiment. In the accompanying drawings show:

Fig. 1: einen Spannplatz mit erfindungsgemäßer Spanneinrichtung Fig.2: einen Schnitt A-A von Fig. 1 Fig.3: einen Schnitt B-B von Fig. 12 shows a section A-A of FIG. 1 FIG. 3 shows a section B-B of FIG. 1

Auf dem Spannplatz 1 ist ein Werkstückträger 2 aufgenommen. Dieser trägt auf sich gegenüberliegenden Seiten einen Spannblock 3 und einen symmetrisch beweglichen Bestimmstock 4.On the clamping position 1, a workpiece carrier 2 is added. This carries on opposite sides of a clamping block 3 and a symmetrically movable bench 4.

Der Spannblock 3 besteht aus einem Spannbett 5, in dessen Längsrichtung ein Schlitten 6 geführt ist, der ein Spannelement 7 trägt und eine Spindelmutter 8 aufweist, in der eine im Spannbett 5 gelagerte Antriebsspindel 9 läuft. Der Bestimmstock 4 besteht aus einem Bestimmbett 10, in dessen Längsrichtung zwei Schlitten 11 geführt sind, die je ein Bestimmelement 12 tragen und je eine Spindelmutter 13 aufweisen, in denen eine im Bestimmbett 10 gelagerte und zwei gegensinnige Gewindeabschnitte besitzende Antriebsspindel 14 läuft. Das Bauteil 16 liegt auf den Auflageelementen 15 auf, die sich auf dem Spannbett 5, dem Bestimmbett 10 und dom Werkstückträger 2 befinden. Seine Spanntaschen 17 zeigen in Richtung des Spannelements 7 bzw. der Bestimmelemente 12. Die Antriebsspindeln 9 und 14 sind mit auf dem Spannplatz 1 angeordneten Antrieben 18 bzw. 19 koppelbar. Letzterer wird von einer numerischen Steuerung 20 gesteuert, die die Istwerte für den Abstand zwischen den Bestimmelementen 12 von einer rotatorischen Meßeinrichtung 21 erhält und die gennß Bauteilprofjramm eingestellten Sollabstände in einem Speicher 22 werkstückeägerbezogen speichert. Das Spannelement 7 und die Bestimmelemente 12 weisen zwei zylindrische Abschnitte auf, die durch einen sich in Richtung auf die Werkstückträgerebene 23 verjüngenden kegligen Abschnitt verbunden sind. Die Klemmeinrichtung 24 befindet sich unmittelbar parallel neben dem Bestimmstock4 und ist mit dem auf dem Spannplatz 1 angeordneten Antrieb 25 koppelbar. Sie besteht aus einem Klemmbett 26, in dessen Längsrichtung zwei Schlitten 27 geführt sind, die je eine Spindelmutter 28 aufweisen, in denen ein im Klemmbett 26 gelegene und zwei gegensinnige Gewindeabschnitte besitzende Antriebsspindel 29 läuft. Die Schlitten 27 greifen an Kniehebelpaaren an, die sich jeweils am Werkstückträger 2 und an Klemmelementen 31 abstützen, welche sich an die Schlitten 11 anlegen. Die Wirkungsweise ist folgende:The clamping block 3 consists of a clamping bed 5, in the longitudinal direction of a carriage 6 is guided, which carries a clamping element 7 and a spindle nut 8, in which a mounted in the clamping bed 5 drive spindle 9 runs. The determining stock 4 consists of a bed 10, in the longitudinal direction of two carriages 11 are guided, each carrying a determining element 12 and each have a spindle nut 13 in which a mounted in the bed 10 and two opposing threaded portions possessing drive spindle 14 runs. The component 16 rests on the supporting elements 15, which are located on the clamping bed 5, the bed 10 and dom workpiece carrier 2. His tension pockets 17 point in the direction of the clamping element 7 and the determining elements 12. The drive spindles 9 and 14 are coupled with arranged on the clamping position 1 drives 18 and 19, respectively. The latter is controlled by a numerical controller 20, which receives the actual values for the distance between the determining elements 12 from a rotary measuring device 21 and which in turn stores component profiles set in a memory 22 on a workpiece-related basis. The clamping element 7 and the determining elements 12 have two cylindrical sections, which are connected by a tapered in the direction of the workpiece carrier plane 23 kegligen section. The clamping device 24 is located directly in parallel next to the determining floor 4 and can be coupled to the drive 25 arranged on the clamping location 1. It consists of a clamping bed 26, in the longitudinal direction of two carriages 27 are guided, each having a spindle nut 28, in which a lying in the clamping bed 26 and two opposing threaded portions possessing drive spindle 29 runs. The carriages 27 act on toggle lever pairs, which are respectively supported on the workpiece carrier 2 and on clamping elements 31 which bear against the carriages 11. The mode of action is the following:

Ein mit einem fertigbearbeiteten Bauteil 16 bestückter Werkstückträger 2 gelangt auf den Spannplatz 1 und wird dort auf bekannte Weise identifiziert. Das Bauteil 16 wird entspannt, indem das Spannelement 7 auf den größten Abstand zur Verbindungslinie der beiden Bestimmelemente 12 gebracht wird. Dazu erfolgt das Ankoppeln des Antriebs 18 an die Arbeitsspinde¹9. Hat das Spannelement den größten Abstand erreicht, entnimmt ein nicht gezeigter Manipulator das Bauteil Den Sollabstand der beiden Bestimmelemente 12 für das einzuwechselnde Bauteil entnimmt die Steuerung 20 dem Bäuteilprogramm. Weiterhin muß durch die Steuerung 20 für den identifizierten Werkstückträger 2 der gegenwärtig eingestellteA stocked with a finished component 16 workpiece carrier 2 reaches the clamping position 1 and is identified there in a known manner. The component 16 is relaxed by the clamping element 7 is brought to the greatest distance from the connecting line of the two determining elements 12. For this purpose, the coupling takes place of the actuator 18 to the work spindle ¹ 9 has reached the greatest distance the clamping element, a not-shown manipulator removes the component the desired spacing of the two Bestimmelemente 12 for the einzuwechselnde component removes the controller 20 the Bäuteilprogramm. Furthermore, must by the controller 20 for the identified workpiece carrier 2 of the currently set

Abstand der Bestimmelemente 12 aus dem Speicher 22 ausgelesen werden. Ist die Differenz zwischen beiden Abständen Ungleich Null, müssen die Bestimmelemente um den berechneten Wert numerisch gesteuert verstellt werden. Dazu werden die Antriebe 19 und 25 angekoppelt, durch die Inbetriebnahme des Antriebest die Klemmung gelöst und durch die Inbetriebnahme des Antriebes 19 der berechnete Abstand eingestellt. Nach Wiederherstellung der Klemmung werden beidb Antriebe wieder entkoppelt. Der Manipulator legt das einzuwechselnde Bauteil derart ein, daß dessen Spanntaschen 17 etwa in Richtung des Spannelements 7 bzw. der Bestimmelemente 12 zeigen. Der noch an die Antriebsspindel 9 gekoppelte Antrieb 18 bewirkt das Verschieben des Bauteils 16 bis zur Anlage an die Bostimmelemente 12 und die Herstellung oines Form- und Kraftschlusses zwischen den Spann- und Bestimmelementen 7,12 und dem Bauteil 16. Nachdem der Antrieb 18 abgekoppelt und die werkstückträgerbezogene Speicherung der Abstände der Bestimmelemente 12 aktualisiert worden ist, kann der Werkstückträger wieder in das Fertigungssystem eingeschleust werdenDistance of the determining elements 12 are read out of the memory 22. If the difference between the two distances is unequal to zero, the determining elements must be adjusted numerically controlled by the calculated value. For this purpose, the drives 19 and 25 are coupled, released by the commissioning of the drive the clamping and adjusted by the commissioning of the drive 19 of the calculated distance. After restoring the clamping, beidb drives are decoupled again. The manipulator places the component to be interchanged in such a way that its clamping pockets 17 point approximately in the direction of the tensioning element 7 or the determining elements 12. The still coupled to the drive spindle 9 drive 18 causes the displacement of the component 16 until it abuts against the Bostimmelemente 12 and the production oines positive and non-positive connection between the clamping and control elements 7,12 and the component 16. After the drive 18 disconnected and the workpiece carrier related storage of the distances of the determining elements 12 has been updated, the workpiece carrier can be reintroduced into the manufacturing system

Die wesentlichsten Vorteile der Erfindung clnd: The main advantages of the invention clnd:

- große Flexibilität bei einfachem Aufbau und Betrieb- great flexibility with simple design and operation

- maschinen- und werkstückträgergebundene Anwendbarkeit- machine- and workpiece-carrier applicability

- hohe Spannsicherheit- high clamping security

- gute Zugänglichkeit zum Bauteil- good accessibility to the component

Claims

1. A device for positionally accurate clamping just attachable components with a clamping element, which is verschiebba / a parallel to the placement plane and perpendicular to the connecting line of two determiners via a coupled to a first drive first gear and tapers as well as the determining elements in the direction of the component and the placement plane, to be received in inverse-shaped component pockets, characterized in that the determination elements (12) to a second drive (19) coupled to the common second transmission (13,14), with which the determining elements (12) are symmetrical to each other, assigned ,

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the control elements (12) on the side facing away from the component clamping elements (31) are associated with the via a to a third drive (25) couplable common third gear (28,29,30) against the Determining elements (12) are clamped.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the drives (18,19,25) are arranged outside of the on a workpiece carrier (2) extending inset plane (23).

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the gear are designed as screw drives.

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the path dor determining elements (12) is limited by stops.

6. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the second drive (19) is part of a numerically controlled movement axis, to which also includes a path of the determining elements (12) verfolgende measuring device.

7. Apparatus according to claim 6, characterized by a probing measuring device.

8. Apparatus according to claim 6, characterized by an indirectly operating measuring device (21) and a path of the determining elements (12) limiting zero stop.

9. Apparatus according to claim 6, characterized by an indirectly operating measuring device (21) and a memory (22) for the per workpiece carrier (2) set distances between the determining elements (12).