DD296439A5 - Vorrichtung zum aufnehmen und uebergeben von werkstuecken - Google Patents

Abstract

Vorrichtung zum Aufnehmen und UEbergeben von Werkstuecken. Sie weist zwei auf einem Gestell angeordnete Aufnahmeorgane auf. Das erste Aufnahmeorgan besitzt eine erste Spannvorrichtung fuer anzuarbeitende und mit Formelementen zu versehende Werkstuecke. Das zweite Aufnahmeorgan verfuegt ueber eine mit den Formelementen der angearbeiteten Werkstuecke zusammenwirkende zweite Spannvorrichtung. Mindestens eins der Aufnahmeorgane laeszt sich in eine Lage ueberfuehren, in der das angearbeitete Werkstueck von der ersten in die zweite Spannvorrichtung uebergeben werden kann. Die Vorrichtung ist insbesondere fuer Sechsseitenbearbeitung vorgesehen. Fig. 4{Aufnehmen; UEbergeben; Werkstueck; Aufnahmeorgan; Spannvorrichtung; Formelement; Sechsseitenbearbeitung}

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufnehmen und Übergeben von Werkstucken, insbesondere für die flexible Sechsseitenbearbeitung, mit zwei unter dem Einfluß mindestens einer Steuerung stehenden und auf einem gemeinsamen oder benachbarten Gestellen in ihrer Lage veränderbaren Aufnahmeorganen.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Bearbeitungszentren weisen in der Regel einen Arbeitstisch und zwei davor angeordnete Palettenwechseleinrichtungen auf, die in der Lage sind, mit Werkstucken bestuckte Paletten von einer Fordereinrichtung zu übernehmen und auf den Maschmentisch zu übergeben und umgekehrt Werkstucke, die an Ort und Stelle nur an fünf Seiten bearbeitet werden können, lassen sich so durch zwischenzeitlichen Transport zu einem Umspann platz auch an der sechsten Seite bearbeiten Der Nachteil besteht in einer erhöhten Durchlaufzelt des Werkstuckes und einem mit großem Platzbedarf verbundenen Aufwand fur die vielen bereitzuhaltenden Paletten, Spannvorrichtungen und Speicherplatze Es ist deshalb vorgeschlagen worden, dem Arbeitstisch eine um eine vertikale Achse drehbare Werkstuckwechseleinrichtung zuzuordnen, deren zwei Wechselstationen durch uberflur angeordnete Handhabeeinrichtungen beschickbar und um horizontale Achsen in Richtung des Arbeitstisches kippbar sind (DD WP 228961) Das Werkstuck wird der Wechselstation stehend zugeführt und in dieser Lage vom winklig ausgeführten Arbeitstisch übernommen oder durch die Wechselstation auf den waagerechten Arbeitstisch gekippt An die Anarbeitung und analoge Rückführung auf die Wechselstation schließt sich das Wenden des Werkstucks durch die Handhabeeinrichtung an Erst dann kann das Werkstuck zur Komplettbearbeitung erneut auf den Arbeitstisch übergeben werden Zieht man weiterhin in Betracht, daß das Werkstuck beim Erreichen der Wechseleinrichtung bereits Fixierelemente aufweisen muß, die mit Fixierungsflachen der Wechselstationen zusammenwirken, wird deutlich, daß auch diese Losung aufwendig ist, viel Platz beansprucht und zu einer hohen Werkstuckdurchlaufzeit fuhrt Wiederholte Positioniervorgange beeinträchtigen darüber hinaus die Fertigungsgenauigkeit Bearbeitungszentren, die zwei im Verfahrbereich des Werkzeuges angeordnete Arbeitstische aufweisen, sind überwiegend fur die Pendelbearbeitung und/oder die manuelle Bestückung eines der Arbeitstische wahrend der Bearbeitung eines auf dem anderen Arbeitstisch aufgespannten Werkstuckes ausgelegt (Vgl ζ Β Prospekt Norte System 2000, IMA-Norte Maschinenfabriken Kleßmann GmbH & Co, DE)

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die automatische Komplettbearbeitung prismatischer Bauteile mit weniger Aufwand, geringerem Platzbedarf, kürzerer Durchlaufzeit und höherer Genauigkeit zu gewahrleisten

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Aufnehmen und Übergeben von Werkstucken, insbesondere fur die flexible Sechsseitenbearbeitung, mit zwei unter dem Einfluß mindestens einer Steuerung stehenden und auf einem gemeinsamen oder benachbarten Gestellen manipulierbaren Aufnahmeorganen zu schaffen, die keine Forderungen an den Anlieferungszustand der Werkstucke stellt und auf zusätzliche Handhabeeinrichtungen verzichtet Erfindungsgemaß wird diese Aufgabe dadurch gelost, daß das erste Aufnahmeorgan eine erste Spannvorrichtung fur anzuarbeitende und mit Formelementen zu versehende Werkstucke und das zweite Aufnahmeorgan eine mit den Formelementen der angearbeiteten Werkstucke zusammenwirkende zweite Spannvorrichtung aufweist und mindestens ein Aufnahmeorgan in eine Lage bringbar ist, in der das angearbeitete Werkstuck von der ersten in die zweite Spannvorrichtung ubergebbar ist

Eins der waagerechten Aufnahmeorgane kann dabei um eine horizontale Achse in Richtung des anderen Aufnahmeorgans kippbar sein Es ist aber auch denkbar, daß ein waagerechtes und ein senkrechtes Aufnahmeorgan relativ zueinander verschiebbar sind Sind beide Aufnahmeorgane als Arbeitstische im Verfahrbereich mindestens eines Werkzeuges einer Werkzeugmaschine manipulierbar, kann die Komplettbearbeitung an Ort und Stelle erfolgen Das ist insbesondere fur einzelne Bearbeitungszentren, Fertigungszellen oder kleinere Fertigungssysteme vorgesehen Bei einer größeren Anzahl von in einem Fertigungssystem vereinigten Bearbeitungszentren kann es unter Umstanden zweckmäßiger sein, beide Aufnahmeorgane als wechselbare Werkstückträger auf einem Spannplatz zu manipulieren Die erste Spannvorrichtung umfaßt eine Werkstuckauflage, mindestens eine hohenverstellbare und in den Bereich des Werkstuckes bringbare Spannpratze und eine Meßeinrichtung zum Erfassen der Werkstucklage Die Werkstuckauflage wird durch drei hohenverstellbare Punktauflagen oder eine sich auf ihnen gelenkig abstutzende Auflageplatte gebildet Dadurch laßt sich das Werkstuck zum zweiten Aufnahmeorgan und/oder zum Koordinatensystem der Werkzeugmaschine ausrichten

Als Meßeinrichtung zum Erfassen der Werkstucklage ist ein in die Arbeitsspindel der Werkzeugmaschine einwechselbarer Meßtaster vorgesehen

Die zweite Spannvorrichtung weist mindestens zwei geformte Spannbacken auf, die in invers geformte Formelemente gegenüberliegender Werkstuckseiten einfahrbar sind Nebeneinander angeordnete Spannbacken sind in ihrem gegenseitigen Abstand veränderbar Eine weitere Flexibilität laßt sich erreichen, wenn das erste Aufnahmeorgan um eine vertikale Achse drehbar und/oder in zwei in der Drehebene senkrecht zueinander verlaufenden Achsen verschiebbar und/oder das zweite Aufnahmeorgan um eine vertikale und/oder horizontale Achse drehbar und/oder in einer Drehebene verschiebbar sind Den Aufnahmeorganen ist mindestens eine Handhabeeinrichtung zum Übergeben des unbearbeiteten und/oder zum Übernehmen des fertigbearbeiteten Werkstuckes zugeordnet

Ausfuhrungsbeispiel

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausfuhrungsbeispieles naher erläutert Dabei zeigen

Fig 1 eine als Spannstation ausgeführte erfmdungsgemaße Vorrichtung mit bestücktem ersten Aufnahmeorgan

Fig 2 eine Vorrichtung gemäß Fig 1 mit korrigierter Werkstucklage

Fig 3 eine Vorrichtung gemäß Fig 1 mit bestücktem zweiten Aufnahmeorgan

Fig 4 eine im Verfahrbereich eines Werkstuckes angeordnete erfmdungsgemaße Vorrichtung fur (1 + 5) Seitenbearbeitung

mit waagerechten Aufnahmeorganen

Fig 5 eine Vorrichtung fur (1 + 5) Seitenbearbeitung mit senkrechtem und waagerechtem Aufnahmeorgan

Fig 6 eine Vorrichtung fur (2 + 4) Seitenbearbeitung mit senkrechtem und waagerechtem Aufnahmeorgan

Fig 7 eine Vorrichtung fur (2 + 4) Seitenbearbeitung mit waagerechten Aufnahmeorganen

Die Spannstation (Fig 1) besteht aus einem Gestell 1, auf dem ein Fräser 2 fur eine in einer Achse verschiebbare erste Palette 3 und ein kippbarer Trager 4 fur eine in zwei Achsen verschiebbare zweite Palette 5 angeordnet sind Die erste Palette 3 weist vier langsverschiebliche Spannbacken 6 auf, die quer zur Spannrichtung positionierend wirken Auf der zweiten Palette 5 sind höhenverstellbar Punktauflagen 7 und eine höhenverstellbar und um die Verstellachse 8 schwenkbare Spannpratze 9 angeordnet, die ein auf den Punktauflagen 7 aufliegendes angearbeitetes Werkstuck 10 spannt, das bereits Formelemente 11 besitzt Die Wirkungsweise ist folgende

Gemäß Fig 1 befindet sich das angearbeitete Werkstuck 10 auf der Palette 5 in einer zufalligen Lage, die fur eine sinnvolle Übergabe auf die Palette 3 nicht geeignet ist Deshalb wird die Palette 5 auf dem Trager 4 in die Richtungen 12 und 13 verschoben (Fig 2) Die Hohenkorrektur ist durch die Punktauflagen 7 oder indirekt durch eine Bewegung 14 der Palette 3 möglich (Fig 3) Wird jetzt der Trager 4 gekippt, gelangt das angearbeitete Werkstuck 10 mit seinen Formelementen 11 genau zwischen die invers geformten Spannbacken 6 Die verbleibenden Werkstuckseiten lassen sich bearbeiten, wenn der Trager 4 nach Zustellen der Spannbacken 6 und dem sich anschließenden Abheben und Wegschwenken der Spannpratze 9 sowie dem Zurückfahren der Palette 3 seine waagerechte Ausgangslage wieder erreicht hat Alle Bewegungen werden durch eine oder mehrere numerische Steuerungen gesteuert und durch bekannte Stelleinrichtungen ausgeführt Mit der als Spannstation ausgebildeten erfindungsgemaßen Vorrichtung ist es auf diese Weise möglich, die unbearbeiteten Werkstucke automatisch zu spannen und nach zwischenzeitlicher ortlich getrennter Anarbeitung fur die Endarbeitung automatisch umzuspannen, ohne daß zusätzliche Handhabetechnik erforderlich ist Es ist auch vorgesehen, die erfmdungsgemaße Vorrichtung direkt vor einem Bearbeitungszentrum 15 anzuordnen Gemäß Fig 4 sind auf Gestellen 1 Rundtische 16 und 17 gelagert Der Rundtisch 16 tragt einen in der Drehebene verschiebbaren und um eine horizontale Achse kippbaren Arbeitstisch 18 auf dem bereits beschriebene Spannbacken 6 angeordnet sind Der Rundtisch 17 tragt einen Kreuzschiebetisch 19, auf dem die ebenfalls schon beschriebenen Punktauflagen 7 und die Spannpratze 9 angeordnet sind Das Spannen und Umspannen des Werkstuckes geschieht auf den Arbeitstischen analog zur separaten Spannstation Statt der ersten Spannvorrichtung wird in diesem Fall die zweite Spannvorrichtung gekippt Das geschieht nach Bearbeitung der ersten Werkstuckseite und dem Einbringen der Formelemente Die Bewegungsachsen des Werkzeuges und des auf dem Arbeitstisch 18 aufgespannten Werkstuckes ermöglichen die Bearbeitung der verbleibenden fünf Seiten

Eine (1 + 5) Seitenbearbeitung ist auch möglich wenn der Arbeitstisch 18 an einem auf dem Rundtisch 16 angeordneten Winkel 20 um eine horizontale Achse drehbar und in dieser Drehebene verschiebbar ist (Fig 5) Das angearbeitete Werkstuck wird hier durch Verfahren des Kreuzschiebetisches 19 quer zur Spindelrichtung in die zweite Spannvorrichtung übergeben Ist der Winkel 20 fest mit dem Gestell 1 verbunden laßt sich eine (2 + 4) Seitenbearbeitung realisieren (Fig 6) Gleiches ist möglich, wenn der Arbeitstisch 18 auf dem Rundtisch 16 verschiebbar und der Kreuzschiebetisch 19 auf dem Rundtisch 17 um eine horizontale Achse kippbar ist (Fig 7)

Stellvertretend fur die in die Bearbeitungszentren integrierten erfindungsgemaßen Vorrichtungen wird die detaillierte Funktionsweise nochmals anhand von Fig 4 erläutert Die bereits in den Figuren 1 bis 3 verwendeten Bezugszeichen werden dabei fur funktionsgleiche Bauteile übernommen Der Ablauf beginnt mit der Voreinstellung der Punktauflagen 7, der Spannpratze 9 und der Spannbacken 6 entsprechend der Vorgabe des werkstuckgebundenen Steuerprogramms Nach dem Aufsetzen des unbearbeiteten Werkstuckes auf die Punktauflagen 7 wird seine Lage durch einen in die Arbeitsspindel des Bearbeitungszentrums 15 eingewechselten nicht gezeigten Meßtaster oder eine andere Meßeinrichtung erfaßt und durch Höhenverstellung der Punktauflagen 7 korrigiert Weitere Korrekturwerte gehen in das Bearbeitungsprogramm fur das Werkstuck ein An das Spannen des unbearbeiteten Werkstucks durch die Spannpratze 9 und das Herstellen des Bezugs zum Koordinatensystem des Bearbeitungszentrums 15 über die Achsen des Rund und Kreuzschiebetisches 17 19 schließt sich das Bearbeiten der Werkstuckgrundflache und das Einbringen der Formelemente fur die zweite Spannung an Nach einer 90 Grad Drehung des Rundtisches 17 entgegen Uhrzeigersinn kann der Arbeitstisch 18 in der dargestellten Ubergabeposition in die vertikale Lage gekippt werden Der erneuten Lagebestimmung folgen Positionierbewegungen 12,13unddie Ubergabebewegung 14 Wenn die Spannbacken 6 in die Formelemente des Werkstucks eingefahren sind hebt die Spannpratze 9 vom Werkstuck ab, und der Kreuzschiebetisch 19 fuhrt die Bewegung 14 in entgegengesetzter Richtung aus Die Bearbeitung der Deckflache des Werkstuckes erfolgt nach einer weiteren Lagekontrolle und einer 90 Grad Drehung des Rundtisches 16 entgegen Uhrzeigersinn Danach nimmt der Arbeitstisch wieder die waagerechte Lage ein, in der bei verschiedenen Stellungen des Rundtisches 16 die verbleibenden vier Seiten des Werkstuckes bearbeitet werden

Claims (14)

1. Vorrichtung zum Aufnehmen und Übergeben von Werkstücken, insbesondere für die flexible Sechsseitenbearbeitung, mit zwei unter dem Einfluß mindestens einer Steuerung stehenden und auf einem gemeinsamen oder benachbarten Gestellen manipulierbaren Aufnahmeorganen, gekennzeichnet dadurch, daß das erste Aufnahmeorgan (5, 19) eine erste Spannvorrichtung für anzuarbeitende und mit Formelementen (11) zu versehende Werkstücke (10) und das zweite Aufnahmeorgan (3,18) eine mit den Formelementen (11) der angearbeiteten Werkstücke (10) zusammenwirkende zweite Spannvorrichtung aufweist und mindestens ein Aufnahmeorgan (5, 19,3, 18) in eine Lage bringbar ist, in der das angearbeitete Werkstück (10) von der ersten in die zweite Spannvorrichtung übergebbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß eins der waagerechten Aufnahmeorgane um eine horizontale Achse in Richtung des anderen Aufnahmeorgans kippbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß ein waagerechtes und ein senkrechtes Aufnahmeorgan relativ zueinander verschiebbar sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß beide Aufnahmeorgane (18,19) als Arbeitstische im Verfahrbereich mindestens eines Werkzeuges einer Werkzeugmaschine (15) manipulierbar sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß beide Aufnahmeorgane (3, 5) als wechselbare Werkstückträger auf einem Spannplatz manipulierbar sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet dadurch, daß die erste Spannvorrichtung eine Werkstückauflage, mindestens eine höhenverstellbare und in den Bereich des Werkstückes (10) bringbare Spannpratze (9) und eine Meßeinrichtung zum Erfassen der Werkstücklage umfaßt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet dadurch, daß die Werkstückauflage durch drei höhenverstellbare Punktauflagen (7) gebildet wird.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet dadurch, daß die Werkstückauflage durch eine sich auf drei Punktauflagen (7) gelenkig abstützende Auflageplatte gebildet wird.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, gekennzeichnet dadurch, daß die Meßeinrichtung zum Erfassen der Werkstücklage ein in die Arbeitsspindel der Werkzeugmaschine (15) einwechselbarer Meßtaster ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet dadurch, daß die zweite Spannvorrichtung mindestens zwei geformte Spannbacken (6) aufweist, die in invers geformte Formelemente (11) gegenüberliegender Werkstückseiten einfahrbar sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet dadurch, daß nebeneinander angeordnete Spannbacken (6) in ihrem gegenseitigen Abstand veränderbar sind.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet dadurch, daß das erste Aufnahmeorgan (5,19) um eine vertikale Achse drehbar und/oder in zwei in der Drehebene senkrecht zueinander verlaufenden Achsen verschiebbar ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, gekennzeichnet dadurch, daß das zweite Aufnahmeorgan (3,18) um eine vertikale und/oder horizontale Achse drehbar und/oder in einer Drehachse verschiebbar ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, gekennzeichnet dadurch, daß den Aufnahmeorganen mindestens eine Handhabeeinrichtung zum Übergeben des unbearbeiteten und/oder zum Übernehmen des fertigbearbeiteten Werkstückes zugeordnet ist.

Hierzu 7 Seiten Zeichnungen