DE102013015764A1 - Power supply module for intelligent workpiece clamping devices - Google Patents
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- B23Q3/02—Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine for mounting on a work-table, tool-slide, or analogous part
- B23Q3/06—Work-clamping means
Abstract
Das Netzanschlussmodul (1) für Intelligente Werkstückspannvorrichtungen (4), die mittels einer Maschinenpalette oder einer Schwenkplatte (5.1) in Teilschritten auf einem spanenden Bearbeitungszentrum winkelverstell- und positionierbar sind, besteht aus zwei achsgleich stirnseitig kontaktierbaren Buchsen. Es ist raumsparend körperintegriert angeordnet und erfüllt neben seiner Kontakt-Verbindungsfunktion und Kontakt-Lösefunktion für stromführende Leitungen (6) auch eine Schwenkachslager- und eine Mittenpositionierungs-Funktion. Besonderes Anwendungsgebiet sind autarke elektrohydraulische Werkstückspannvorrichtungen (4), die für eine Mehrstück- und Mehrseitenbearbeitung von Werkstücken auf spanenden Bearbeitungszentren verschwenkbar sein müssen.The power supply module (1) for intelligent workpiece clamping devices (4), which can be angularly adjusted and positioned in steps on a machining center by means of a machine pallet or a swivel plate (5.1), consists of two bushings which can be contacted with the same end face. It is space-saving arranged body-integrated and met in addition to its contact-connection function and contact-release function for current-carrying lines (6) also a Schwenkachslager- and a center positioning function. Particular fields of application are self-contained electro-hydraulic workholding devices (4), which have to be pivotable for multi-part and multi-side machining of workpieces on machining centers.
Description
Die Erfindung geht von dem im Oberbegriff des Patentanspruches 1 definierten Netzanschlussmodul für Intelligente Werkstückspannvorrichtungen aus, wobei über stromführende Leitungen ein Datentransfer mit mindestens einem spanenden Bearbeitungszentrum, mit einem Werkstückhandlingsroboter oder mit einer Bedienerstation realisierbar ist.The invention is based on the defined in the preamble of claim 1 power supply module for Intelligent Workpiece clamping devices, via current lines, a data transfer with at least one cutting machining center, with a workpiece handling robot or with an operator station can be realized.
Kennzeichnend für eine Intelligente Werkstückspannvorrichtung ist, dass nach einer sensorischen Feststellung und Erfassung von Maß-, Positions- und Zustandsänderungs-Daten am Werkstück und an der Werkstückspannvorrichtung diese, in der Regel mittels elektrischer Leitungen, an die Werkzeugmaschinensteuerung oder an die Steuerung eines Werkstückhandlingsroboters für eine mögliche oder notwendige aktorische Kompensation übertragen werden. Dabei soll über einen Netzanschlussmodul eine kontaktierende Leitungsverbundenheit oder eine kontaktlösende Trennung der stromführenden Leitungen des Datennetzes erfolgen können. Über dieses Netzanschlussmodul soll aber auch die Bereitstellung von Elektroenergie unter anderem für die Sensoren auf der Werkstückspannvorrichtung, realisiert werden können.Characteristic of an intelligent workpiece clamping device is that after a sensory detection and detection of dimensional, position and state change data on the workpiece and on the workpiece clamping this, usually by means of electrical lines, to the machine tool control or to the control of a workpiece handling robot for a possible or necessary actuator compensation are transmitted. In this case, a contacting line connection or a contact-releasing separation of the current-carrying lines of the data network should be able to take place via a network connection module. About this power supply module but also the provision of electrical energy among others for the sensors on the workpiece clamping device can be realized.
Stand der Technik ist, dass bei Intelligenten Werkstückspannvorrichtungen und auch bei mit Sensoren ausgestatteten Elektrohydraulischen Werkstückspannvorrichtungen die elektrischen Datenleitungen und Versorgungsleitungen für Elektroenergie außengeführt und/oder körperintegriert in den Funktionskomponenten angeordnet sind. An den Kontakt- und Übergangsstellen von den Auf- und Anlageelementen, die Adapterplatten zu dem Vorrichtungskörper und von diesem zur Maschinenpalette oder zum Ständer des Bearbeitungszentrums und zur Maschinensteuerung hin gerichtet, sind aber insbesondere bei Bewegungsabläufen zwischen diesen Komponenten Durchführungs- und Schutzelemente für die an diesen Stellen offen zugängigen elektrischen Leitungen auszubilden und anzuordnen.The state of the art is that in the case of intelligent workpiece clamping devices and also in the case of electrohydraulic workpiece clamping devices equipped with sensors, the electrical data lines and supply lines for electrical energy are externally guided and / or arranged in the functional components integrated into the body. At the contact and transition points of the up and contact elements, the adapter plates directed to the device body and from this to the machine pallet or the stator of the machining center and the machine control out, but in particular in movements between these components implementing and protective elements for at this Make open accessible electrical lines and arrange.
Beispielhaft für vielfach vorbekannte Ausbildungen derartiger elektrischer Leitungsführungen in und an intelligenten Werkstückspannvorrichtungen mit flächiger Direktkontaktierung zur Werkzeugmaschine sollen hier
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DE 10 2011 117 776 - –
DE 10 2005 051 363 A1
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Bei Maschinenkomponenten, die mit einem elektromotorischen Funktionsantrieb ausgestattet sind, ist wie in
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Sie werden in aller Regel vom Bediener oder Instandhalter von Hand betätigt, verbunden und getrennt, wie dies bei den in
Der Stand der Technik bei derartigen Leitungsverbindungen, mit denen funktionsfähige Datenvernetzungen realisierbar sind, ist weiterhin ein in
- – eine kontaktierend verbundene und kontaktlösende Leitungsführung elektrischer Leitungen zwischen der Intelligenten Werkstückspannvorrichtung und einem spanenden Bearbeitungszentrum als eine freie, vom unmittelbaren Arbeitsraum abseits gehaltene, flexible Leitungsführung ausgebildet,
- – die beweglichen Teile des Netzanschlussmodules mittels einer linearbeweglichen Antriebsbaugruppe in die Kontaktstellung und in die kontaktgelöste Stellung, durch die Maschinensteuerung prozessabhängig steuerbar, automatisiert bewegbar und
- – das bewegliche Maschinenmodul-Teil, sowie die Kontaktelemente und die Kontaktstifte beider Modul-Teile so ausgebildet, dass eine wiederhol- und positionsgenaue sowie automatisiert ablaufende Kontaktfindung, Kontakthalterung, Kontaktsicherung sowie Isolierung der Kontaktstelle durchführbar sind.
- A contact-connected and contact-releasing routing of electrical lines between the intelligent workpiece clamping device and a cutting machining center is designed as a free flexible line guide held away from the immediate working space,
- - The moving parts of the power supply module by means of a linearly movable drive assembly in the contact position and in the contact-released position, controlled by the machine control process dependent, automated and movable
- - The movable machine module part, as well as the contact elements and the contact pins of both module parts designed so that a repeat and position accurate and automated expiring contact finding, contact holder, contact protection and insulation of the contact point are feasible.
Damit wurde die Aufgabe zur Schaffung eines dauerhaft funktionsfähigen Netzanschlussmodules, über das die elektrischen Leitungen eines Datennetzes kontaktierend verbunden oder kontaktlösend getrennt sind, unter den Anwendungsbedingungen Intelligenter Werkstückspannvorrichtungen erstmalig gelöst.Thus, the task of creating a permanently functioning power supply module, via which the electrical lines of a data network are connected in a contact-connected or contact-releasing manner, was solved for the first time under the conditions of use for intelligent workpiece clamping devices.
Die Ausbildungsvielfalt der Intelligenten Werkstückspannvorrichtungen, als Teil von bedienarmen Produktionssystemen in der industriellen Teilefertigung, macht aber einige weitergehende Ausbildungsoptimierungen der Netzanschlussmodule erforderlich. Die Problemstellung ist, Netzanschlussmodule
- – raumsparend und körperintegriert auszubilden, um den Arbeits- und Spannraum über den Maschinenpaletten und Schwenkplatten für die zu fertigenden Werkstücke, die Spannmittel und die Intelligenten Werkstückspannvorrichtungen vollständig nutzen zu können,
- – gering zu dimensionieren und vereinfacht zu strukturieren,
- – auf eine Steckverbindungsstruktur zu verzichten und
- – eine Mehrfach-Funktion zusätzlich zur Kontakt-Verbindungsfunktion und Kontakt-Lösefunktion unter den Bedingungen einer erforderlichen Winkelverstellbarkeit und wiederholgenauer Mittenpositionierung der Intelligenten Werkstückspannvorrichtungen zu ermöglichen.
- - design space-saving and body-integrated, in order to be able to fully utilize the working and clamping space above the machine pallets and swivel plates for the workpieces to be produced, the clamping devices and the intelligent workpiece clamping devices,
- - small dimensions and simplified structuring,
- - to dispense with a connector structure and
- - To enable a multiple function in addition to the contact connection function and contact release function under the conditions of a required Winkelverstellbarkeit and repeated accurate center positioning of the intelligent workpiece clamping devices.
Diese Problemstellung wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Das Netzanschlussmodul besteht aus zwei hohlzylindrischen Buchsen, in den die stromführenden Leitungen aufgenommen sind. Sein stirnseitig kontaktierbares Vorrichtungsmodul-Teil bildet, körperintegriert in einer gemeinsamen Mittenpositionsbohrung der übereinander angeordneten und miteinander verbundenen sowie schwenkbaren Funktionskomponenten Werkstückspannvorrichtung, Maschinenpalette oder Schwenkplatte und Auflagetisch aufgenommen, ein Gleitlager mit gemeinsamer Schwenkachse. Zwischen diesen Funktionskomponenten sind stirnseitig eine obere feste Kontaktstelle und eine untere, kontaktbildende und kontaktlösende, Netzanschluss-Kontaktstelle angeordnet.This problem is solved by the features of claim 1. The power supply module consists of two hollow cylindrical bushings in which the live cables are accommodated. Its frontally contactable device module part forms, integrated into the body in a common center position bore of the superimposed and interconnected and pivotable functional components workpiece clamping device, machine pallet or swivel plate and support table, a plain bearing with common pivot axis. Between these functional components, an upper fixed contact point and a lower, contact-forming and contact-releasing, network connection contact point are arranged on the front side.
Das Vorrichtungsmodul-Teil ist eine Kontakt- und Zentrierbuchse, deren Kopfteil als ein Kegelstumpf und deren Buchsenteil als Lagerbolzen für eine schwenkende Maschinenpalette oder Schwenkplatte zur Anwendung kommt. Maß- und formpassend zum Kegelstumpf des Kopfteiles ist der Hohlkegel einer an der Unterseite der Bodenplatte der Werkstückspannvorrichtung angeordneten federnden Zentrierbuchse ausgebildet. Damit ist eine Werkstückspannvorrichtung dann wiederholgenau zentrierend positioniert, wenn eine kontaktierende Verbindung von Kontakt- und Zentrierbuchse in einer Schwenkplatte und der federnden Zentrierbuchse in der Werkstückspannvorrichtung gebildet ist.The device module part is a contact and centering bushing whose head part is used as a truncated cone and whose socket part is used as a bearing pin for a pivoting machine pallet or swivel plate. Dimensionally and form-fitting to the truncated cone of the head part of the hollow cone is formed a arranged on the underside of the bottom plate of the workpiece clamping device resilient centering. In order for a workpiece clamping device is then positioned repetitive centering when a contacting connection of contact and centering in a pivot plate and the resilient centering in the workpiece clamping device is formed.
Das Maschinenmodul-Teil ist als eine zwischen der Kontakt-Position und der Kontakt-Löseposition achsbewegliche Kontakthülse ausgebildet. Diese ist über eine Schubstange mit einem linearen Bewegungsantrieb verbunden und ist in einer Führungsbuchse eines auf dem Auflagetisch des spanenden Bearbeitungszentrums angeordneten Schwenkführungs- und Auflagemoduls gelagert damit um einen geringen Kontaktier- und Kontakt-Löseabstand hin und her beweglich.The machine module part is designed as a contact sleeve axially movable between the contact position and the contact release position. This is connected via a push rod with a linear motion drive and is mounted in a guide bushing of a arranged on the support table of the machining machining center Schwenkführungs- and support module so by a small contact and contact-release distance back and forth.
Ergänzende Merkmale der Erfindung sind in den Patentansprüchen 2 und 3 benannt. Sie betreffen die Anordnung und die Zuordnung der stromführenden Leitungen, die in bestimmten Bohrungsraster-Strukturen im Vorrichtungsmodul-Teil und im Maschinenmodul-Teil gehalten und positioniert sind.Supplementary features of the invention are named in
Die Erfindung ist in den Figuren vereinfacht dargestellt und als ein Ausführungsbeispiel im folgenden Teil der Beschreibung näher erläutert. Gezeigt wird inThe invention is shown in simplified form in the figures and explained in more detail as an exemplary embodiment in the following part of the description. Shown in
In
- – oberen Kontakt- und Zentrierbuchse
1.1.2 , die, mit ihrem Buchsenteil1.1.4 , in der Mittenpositions-Bohrung5.2 der Schwenkplatte5.1 schwenkbar gelagert ist und mit ihrem Kopfteil1.1.3 in die federnde Zentrierbuchse4.3 ragt, die in der Bodenplatte4.1 einer nicht näherdargestellten Werkstückspannvorrichtung 4 wiederholgenau in einer Mittenposition angeordnet ist, und aus der - – unteren achsbeweglichen Kontakthülse
1.2.1 die, in einer Führungsbuchse1.2.3 aufgenommen ist und mit dieser gemeinsam in der Mittenpositions-Bohrung5.2 in dem Schwenkführungs- und Auflagemodul5.3 , als Teil desAuflagetisches 5 des nicht dargestellten spanenden Bearbeitungszentrum, angeordnet ist,
- - upper contact and centering bush
1.1.2 that, with her socket part1.1.4 , in the center position hole5.2 the swivel plate5.1 is pivotally mounted and with its headboard1.1.3 into the resilient centering bush4.3 sticking out in the bottom plate4.1 a workpiece clamping device, not shown4 is arranged repetitively in a center position, and from the - - lower axle movable contact sleeve
1.2.1 the, in a guide bush1.2.3 is recorded and with this together in the center position hole5.2 in the Schwenkführungs- and support module5.3 as part of the support table5 the machining center, not shown, is arranged,
Die Kontakt- und Zentrierbuchse
Die achsbewegliche Kontakthülse
Dessen Hub, der identisch ist mit dem Maß des Kontaktier- und Kontaktlöseabstandes
Darüber liegend, bilden die Kontakt- und Zentrierbuchse
Die Anordnung der Teile des Netzanschlussmodules
In
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1.1.
- NetzanschlussmodulPower supply module
- 1.11.1
- Vorrichtungsmodul-TeilDevice module part
- 1.1.21.1.2
- Kontakt- und ZentrierbuchseContact and centering bush
- 1.1.31.1.3
-
Kopfteil von
1.1.2 Headboard of1.1.2 - 1.1.41.1.4
-
Buchsenteil von
1.1.2 Female part of1.1.2 - 1.1.51.1.5
-
Hohlraum für
6 Cavity for6 - 1.1.61.1.6
-
stirnseitige Haltescheiben für
6 Front retaining washers for6 - 1.21.2
- Maschinenmodul-TeilMachine module part
- 1.2.11.2.1
- achsbewegliche KontakthülseAxially movable contact sleeve
- 1.2.21.2.2
-
Hohlraum für
6 Cavity for6 - 1.2.31.2.3
-
Führungsbuchse in
5.3 Guide bush in5.3 - 2.Second
- Netzanschluss-KontaktstellePower supply pad
- 2.12.1
- Kontaktier- und KontaktlöseabstandContact and contact distance
- 2.22.2
-
linearer Bewegungsantrieb für
1.2.1 linear motion drive for1.2.1 - 2.32.3
-
Schubstange an
2.2 Push rod on2.2 - 3.Third
- feste Kontaktstellefixed contact point
- 3.13.1
-
Haltescheiben-Adapter für
6 Retaining disk adapter for6 - 4.4th
- WerkstückspannvorrichtungWorkpiece clamping device
- 4.14.1
- Bodenplattebaseplate
- 4.24.2
-
Unterseite von
4.1 Bottom of4.1 - 4.34.3
- federnde Zentrierbuchseresilient centering bush
- 5.5th
-
Auflagetisch für
4 Support table for4 - 5.15.1
- Schwenkplatteswivel plate
- 5.25.2
-
Mittenpositions-Bohrung in
5.1 Center position hole in5.1 - 5.35.3
- Schwenkführungs- und AuflagemodulSwivel guide and support module
- 6.6th
- stromführende Energie- und Datenleitungenlive power and data lines
- 6.16.1
-
Energiezuführleitungen für
4 Energy supply lines for4 - 6.26.2
- Leitungen für DatenübertragungenLines for data transmission
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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