DE102009040597A1 - Vorrichtung zum Wechseln von Paletten an einer Werkzeugmaschine - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Wechseln von Paletten an einer Werkzeugmaschine, insbesondere an einem Bearbeitungszentrum, wobei mindestens zwei Paletten zur Aufnahme von zu bearbeitenden Werkstücken zwischen einem Maschinentisch und einem Rüstplatz bewegt werden können, indem jede Palette mit einem Palettenwechslerdrehteil in Wirkverbindung bringbar ist. Aufgabe der Erfindung ist es, eine derartige Vorrichtung zu schaffen, die mit einem geringen gerätetechnischen Aufwand eine Absenkung der Rüstplätze um eine ergonomisch optimale Höhe ermöglicht. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Vorrichtung ein Palettenwechslerdrehteil (4) mit einer zugeordneten Hubeinrichtung aufweist, wobei der Hubschlitten (6) der Hubeinrichtung am Gestell (10) der Vorrichtung abgestützt ist, wobei der Hubschlitten (6) unterhalb vom Drehantrieb (11) angeordnet ist und wobei das Palettenwechslerdrehteil (4) mittels der Hubeinrichtung in vertikaler Richtung um eine Höhe (H) verlagerbar ist, deren Betrag größer ist als der Betrag, der zwingend zum Wechsel der Paletten (1) notwendig ist.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Wechseln von Paletten an einer Werkzeugmaschine, insbesondere an einem Bearbeitungszentrum, wobei mindestens zwei Paletten zur Aufnahme von zu bearbeitenden Werkstücken zwischen einem Maschinentisch und einem Rüstplatz bewegt werden können, indem jede Palette mit einem Palettenwechslerdrehteil in Wirkverbindung bringbar ist.
• Für zahlreiche Bearbeitungsvorgänge an Werkzeugmaschinen, beispielsweise an Bearbeitungszentren zur Fräs- und Bohrbearbeitung, werden Palettenwechselsysteme als Peripheriegeräte eingesetzt. Für den Transport und die Lagefixierung der mit Werkstücken beladenen Paletten sind bereits verschiedenartige Konstruktionen bekannt.
• So beschreibt DE 29 08 601 A1 eine Einrichtung für den Wechsel von Werkstückträgern an einer Werkzeugmaschine, bei der die Paletten mit seitlich angreifenden gabelförmigen Elementen verlagert werden. Ebenso ist es möglich, dass an der Außenkontur einer Palette hakenförmige Elemente ausgestaltet werden. Dadurch erhöht sich jedoch das Gewicht der gesamten Palette. Unabhängig von der jeweils konkreten Ausgestaltung erfordern die gabel- oder hakenförmigen Elemente zusätzlichen Bauraum außerhalb der Palettenkontur. Weiterhin ergeben diese Elemente an der Palette externe Störkonturen, die auch hinsichtlich einer Verschmutzung problematisch sind. Die seitliche Anordnung der Betätigungselemente ergibt außerdem ungünstige Hebel- bzw. Kraftverhältnisse an den Aufnahmepunkten der Palette.
• Als Alternative zu einer seitlichen Anordnung der Betätigungselemente sind technische Lösungen bekannt, bei denen in Aussparungen an der Unterseite einer Palette spezifisch ausgestaltete Bauteile zur Änderung und Fixierung der Palettenposition eingreifen.
• Eine diesbezügliche Werkzeugmaschine mit einem Maschinenarbeitsbereich, einer Wechselstation für Paletten zur Werkstückaufnahme sowie einer den Arbeitsbereich und die Wechselstation verbindenden Transporteinrichtung wird in DE 40 38 660 A1 beschrieben. Allerdings erfordert diese Konstruktion einen erheblichen gerätetechnischen Aufwand.
• Aus DE 100 31 103 A1 ist ein System zum Positionieren und Spannen einer Werkstücke tragenden Palette auf einem Palettenaufnahmetisch bekannt. Dieses System umfasst kegelförmige Auflager, die auf dem Palettenaufnahmetisch angeordnet sind und in kongruent ausgestaltete Ausnehmungen an der Unterseite einer Palette eingreifen.
• Gegenstand von DE 602 03 586 T2 ist ein drehbarer Palettenwechsler mit einem Bolzen, der von unten an eine Palette geführt und ebenfalls mit einer Öffnung im Palettenboden in Wirkverbindung gebracht wird.
• In DE 102 04 327 A1 wird ein Palettenwechselsystem beschrieben, mit dem mehrere Paletten zwischen einem Maschinentisch im Bereich einer Werkzeugmaschine und einem sog. Rüstplatz außerhalb der Werkzeugmaschine bewegt werden können. Hierbei ist jeder Palette ein Mitnehmer zugeordnet, der jeweils von unten in eine Ausnehmung eingreift, die an der Unterseite der jeweiligen Palette angeordnet ist.
• Bei den bekannten Palettenwechselsystemen befinden sich die Palette in der Maschine und der Rüstplatz auf gleicher Höhe. Somit liegt die Tischhöhe jedoch über der ergonomisch günstigen Beschickungshöhe. Dieser Nachteil kann vermieden werden, sofern jeder Rüstplatz separat absenkbar ausgestaltet wird. Hierfür muss allerdings jeder Rüstplatz mit einem separaten Antrieb ausgestattet werden.
• Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Wechseln von Paletten an einer Werkzeugmaschine zu schaffen, die mit einem geringen gerätetechnischen Aufwand eine Absenkung der Rüstplätze um eine ergonomisch optimale Höhe ermöglicht.
• Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Vorrichtung ein Palettenwechslerdrehteil mit einer zugeordneten Hubeinrichtung aufweist, wobei der Hubschlitten der Hubeinrichtung am Gestell der Vorrichtung abgestützt ist, wobei der Hubschlitten unterhalb vom Drehantrieb angeordnet ist und wobei das Palettenwechslerdrehteil mittels der Hubeinrichtung in vertikaler Richtung um eine Höhe verlagerbar ist, deren Betrag größer ist als der Betrag, der zwingend zum Wechsel der Paletten notwendig ist.
• Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand von Unteransprüchen, deren Merkmale im Ausführungsbeispiel näher beschrieben werden.
• Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es möglich, mehrere Rüstplätze mit geringem gerätetechnischen Aufwand um eine ergonomisch optimale Höhe gegenüber dem Maschinentisch abzusenken. Hierbei kann mit lediglich einer Hubeinrichtung der Höhenunterschied zu einem oder mehreren Rüstplätzen überbrückt werden. In vorteilhafter Weise kann die Hubeinrichtung in mehreren Stellungen positioniert werden, so dass auch Rüstplätze in unterschiedlichen Stufungen realisierbar sind.
• Die Paletten werden in an sich bekannter Weise von unten an Mitnahme- oder Koppelelemente des Palettenwechslers angedockt. Für einen wirksamen Formschluss wird vorgeschlagen, dass der Mitnehmer einen kegelförmigen Grundkörper mit einem zylindrischen Kopfabschnitt und die zugeordnete Ausnehmung an der Unterseite der Paletten eine hierzu kongruente Kontur aufweist. Der speziell in der Länge optimierte zylindrische Kopfabschnitt verhindert ein Abrutschen der Palette von der Kegelkontur und ermöglicht somit erst das lösbare Andocken mit einem Kegelwinkel, welcher größer ist als die Selbsthemmung. Die Kegelkontur dient dabei der hochgenau wiederholbaren Palettenlage, wie sie bei einer anspruchsvollen Werkzeugmaschine erforderlich ist. Bei geringeren Genauigkeiten kann der Kegel entfallen und die Andockelemente bestehen nur aus zylindrischen Bolzen, welche vorzugsweise mit Dichtringen abstreifbar sein können. Durch das Andocken an der Unterseite der Paletten kann zuerst die in die Werkzeugmaschine eingewechselte Palette nach unten entkoppelt werden. Nachfolgend werden durch weiteres Absenken der Hubeinrichtung die Rüstplatzpaletten abgelegt und entkoppelt.
• Durch Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird eine kostengünstige, Platz sparende und hochdynamische technische Lösung zum Transfer von Palettensystemen in Werkzeugmaschinen verfügbar.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Es zeigen:
• 1 den grundsätzlichen Aufbau der Vorrichtung
• 2 die Vorrichtung gemäß 1 in einer anderen Position der Hubeinrichtung
• 3 ein Detail der Wirkverbindung von Palette und Palettenwechslerdrehteil
• Die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung ist zum Wechseln von Paletten 1 an einer nicht näher gezeigten Werkzeugmaschine geeignet, beispielsweise an einem Bearbeitungszentrum zur Fräs- und Bohrbearbeitung.
• Aus 1 und 2 ist ersichtlich, dass die Vorrichtung mindestens zwei Paletten 1 zur Aufnahme von zu bearbeitenden Werkstücken 2 umfasst. Diese Paletten 1 können mit zugeordneten Werkstücken 2 zwischen einem Maschinentisch und einem Rüstplatz 3 bewegt werden. Hierfür wird jede Palette 1 mit einem Palettenwechslerdrehteil 4 in Wirkverbindung gebracht, wobei eine konkrete Variante noch anhand 3 erläutert wird. Die Bewegungsrichtungen der einzelnen Baugruppen sind mit Pfeilen stilisiert.
• Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist ein Palettenwechslerdrehteil 4 auf, dem eine verlängerte vertikale Hubeinrichtung zugeordnet ist. Gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel besteht die Hubeinrichtung aus einem Hubzylinder 5 und aus einem Hubschlitten 6. Der Hubschlitten 6 ist am Gestell 10 der Vorrichtung abgestützt, beispielsweise unter Verwendung einer Kompaktwälzführung 9. Außerdem ist der Hubschlitten 6 unterhalb vom Drehantrieb 11 angeordnet. Das Palettenwechslerdrehteil 4 ist durch den Hubschlitten 6 in vertikaler Richtung um eine Höhe ”H” verlagerbar, deren Betrag größer ist als der Betrag, der zwingend zum Wechsel der Paletten 1 notwendig ist.
• Der mindestens eine Rüstplatz 3 ist in einer Ebene angeordnet, die in vertikaler Richtung tiefer angeordnet ist als die Ebene der Palette 1 auf dem Maschinentisch. In weiterer Ausgestaltung ist es möglich, dass mehrere Rüstplätze 3 in vertikaler Richtung in jeweils unterschiedlichen Ebenen angeordnet sind. Dabei ist die aus dem Hubzylinder 5 und dem Hubschlitten 6 bestehende Hubeinrichtung vorzugsweise in verschiedenen Rüstplatzebenen positionierbar.
• Das grundlegende Prinzip der Wirkverbindung zwischen dem Palettenwechslerdrehteil 4 und der Palette 1 ist aus 1 und 2 ersichtlich. Eine diesbezüglich konkrete und vorteilhafte Ausgestaltung ist nochmals im Detail in 3 dargestellt. Demzufolge ist an der Unterseite jeder Palette 1 mindestens eine Ausnehmung ausgestaltet, in die ein Mitnehmer eingreift. Dieser Mitnehmer weist einen kegelförmigen Grundkörper 7 mit einem zylindrischen Kopfabschnitt 8 auf. Die Ausnehmung an der Unterseite der Palette hat eine Kontur, die kongruent ist zur Kontur von Grundkörper 7 und Kopfabschnitt 8. Außerdem ist die Ausnehmung vorzugsweise außermittig an der Unterseite der jeweiligen Palette 1 angeordnet.

1

Palette

2

Werkstück

3

Rüstplatz

4

Palettenwechslerdrehteil

5

Hubzylinder

6

Hubschlitten

7

kegelförmiger Grundkörper des Mitnehmers

8

zylindrischer Kopfabschnitt des Mitnehmers

9

Kompaktwälzführung

10

Gestell

11

Drehantrieb

H

Höhenversatz Maschinentisch – Rüstplatz

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Patentliteratur
• - DE 2908601 A1 [0003]
• - DE 4038660 A1 [0005]
• - DE 10031103 A1 [0006]
• - DE 60203586 T2 [0007]
• - DE 10204327 A1 [0008]

Claims (8)

1. Vorrichtung zum Wechseln von Paletten an einer Werkzeugmaschine, insbesondere an einem Bearbeitungszentrum, wobei mindestens zwei Paletten zur Aufnahme von zu bearbeitenden Werkstücken zwischen einem Maschinentisch und einem Rüstplatz bewegt werden können, indem jede Palette mit einem Palettenwechslerdrehteil in Wirkverbindung bringbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ein Palettenwechslerdrehteil (4) mit einer zugeordneten Hubeinrichtung aufweist, wobei der Hubschlitten (6) der Hubeinrichtung am Gestell (10) der Vorrichtung abgestützt ist, wobei der Hubschlitten (6) unterhalb vom Drehantrieb (11) angeordnet ist und wobei das Palettenwechslerdrehteil (4) mittels der Hubeinrichtung in vertikaler Richtung um eine Höhe (H) verlagerbar ist, deren Betrag größer ist als der Betrag, der zwingend zum Wechsel der Paletten (1) notwendig ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Rüstplatz (3) in einer Ebene angeordnet ist, die in vertikaler Richtung tiefer angeordnet ist als die Ebene der Palette (1) auf dem Maschinentisch.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Rüstplätze (3) in vertikaler Richtung in jeweils unterschiedlichen Ebenen angeordnet sind.
4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hubeinrichtung in verschiedenen Rüstplatzebenen positionierbar ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hubeinrichtung einen Hubzylinder (5) und einen Hubschlitten (6) aufweist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der Unterseite der Paletten (1) jeweils mindestens eine Ausnehmung ausgestaltet ist, in die ein Mitnehmer eingreift, wobei der Mitnehmer einen kegelförmigen Grundkörper (7) mit einem zylindrischen Kopfabschnitt (8) aufweist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Ausnehmung an der Unterseite der Paletten (1) eine Kontur aufweist, die kongruent ist zur Kontur des jeweils zugeordneten Mitnehmers (7; 8).
8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Ausnehmung außermittig an der Unterseite der jeweiligen Palette (1) angeordnet ist.