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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die Offenlegung bezieht sich auf eine Werkstückbefestigungsvorrichtung, die zur Befestigung eines Werkstücks auf einem Tisch und/oder einer Pritsche einer Werkzeugmaschine verwendet wird.
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STAND DER TECHNIK
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Um ein Werkstück mit einer Werkzeugmaschine zu bearbeiten, wird das Werkstück auf einer Pritsche und/oder einem Tisch mit Hilfe einer Spannvorrichtung, z.B. einer Winkelplatte, befestigt. Zum Beispiel zeigt
JP-A-2006-142419 eine Montagehilfsbasis, bei der ein Montagewerkzeugkörper, an dem ein Werkstück mit einem Befestigungselement, wie z.B. einer Klemmvorrichtung, befestigt wird, über eine Vielzahl von Positionierelementen mit einem Grundkörper gekoppelt ist und der Grundkörper so angepasst ist, dass er mit Bolzen auf einer Pritsche befestigt werden kann.
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Für ein Werkstück, das eine komplizierte Form hat und eine Mehrflächenbearbeitung benötigt, ist jedoch eine Vielzahl von Verfahren erforderlich, da eine Änderung der Anordnung, wie z.B. eine Änderung der Haltung eines Werkstücks und der Position einer Klemmvorrichtung, erforderlich ist. Die Anordnungsänderung führt zu einem Montagefehler des Werkstücks oder zu einer zusätzlichen Zeit für die Anordnungsänderung, was zu einer Verringerung der Produktionseffizienz führt.
JP-A-2018-62029 beschreibt ein Klemmsystem, bei dem ein in einem säulenförmigen Stützkörper angeordneter Schraubenschaftabschnitt mit der Unterseite eines Werkstücks verschraubt wird, um den säulenförmigen Stützkörper anzuziehen und an einer magnetischen Befestigungsvorrichtung zu befestigen.
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Das oben beschriebene konventionelle Klemmsystem fixiert die Unterseite des Werkstücks. Daher kann eine gleichzeitige Mehrflächenbearbeitung durchgeführt werden, und der Montagefehler und die Zeit für eine Anordnungsänderung verringern sich. Dadurch ist eine Verbesserung der Produktionseffizienz zu erwarten. Die Verwendung der magnetischen Fixiervorrichtung verursacht jedoch eine Erhöhung der Größe und des Gewichts der Vorrichtung, was zu einem Anstieg der Kosten führt.
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Ein Ziel der Offenlegung ist es, eine Werkstückbefestigungsvorrichtung bereitzustellen, die die Fixierung eines Werkstücks gewährleistet, was zu einer Verbesserung der Produktionseffizienz mit einer einfachen Konfiguration zu geringen Kosten führt.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Um das oben beschriebene Ziel zu erreichen, wird eine Werkstückbefestigungsvorrichtung zur Befestigung eines Werkstücks auf einem Tisch oder einer Pritsche einer Werkzeugmaschine bereitgestellt. Gemäß einem ersten Aspekt der Offenlegung umfasst die Werkstückbefestigungsvorrichtung eine Grundplatte, einen Stützblock, einen Bolzen und eine Fallsicherungseinheit. Die Grundplatte wird an dem Tisch oder der Pritsche geklemmt oder davon gelöst. Der Stützblock ist aufrecht auf der Grundplatte angeordnet und hat eine Ablagefläche für das Werkstück auf einer Oberseite des Stützblocks. Der Bolzen ist auf- und abwärts beweglich im Stützblock untergebracht und ragt aus der Ablagefläche heraus, so dass er in eine untere Fläche des Werkstücks geschraubt werden kann. Die Fallsicherungseinheit verhindert, dass der Bolzen aus der Innenseite des Stützblocks herunterfällt.
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In einer Werkstückbefestigungsvorrichtung gemäß einem zweiten Aspekt der Offenlegung, die sich innerhalb des ersten Aspekts der Offenlegung befindet, umfasst die Fallverhinderungseinheit eine Stopperplatte und eine Mutter. Die Stopperplatte umfasst einen durchdringenden Abschnitt, in dem der Bolzen nach oben durchdringt. Die Mutter wird mit dem Bolzen oberhalb der Stopperplatte verschraubt.
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In einer Werkstückbefestigungsvorrichtung entsprechend einem dritten Aspekt der Offenlegung, der sich innerhalb des ersten oder zweiten Aspekts der Offenlegung befindet, wird unter dem Bolzen ein Kommunikationsloch gebildet, das mit der Innenseite des Stützblocks in Verbindung steht und durch die Grundplatte durchdringt. An einer Seitenfläche der Grundplatte ist ein geklemmter Abschnitt für den Transport vorgesehen.
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Gemäß dem ersten Aspekt der Offenlegung wird der Bolzen ohne Gefahr des Herabfallens in die Unterseite des Werkstücks geschraubt, um die Befestigung des Werkstücks zu gewährleisten. Dementsprechend kann eine gleichzeitige Mehrflächenbearbeitung durchgeführt werden, und die Befestigung des Werkstücks, die zu einer Verbesserung der Produktionseffizienz führt, kann mit einer einfachen Konfiguration zu geringen Kosten erreicht werden.
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Gemäß dem zweiten Aspekt der Offenlegung ist zusätzlich zum Effekt des ersten Aspekts die Fallverhinderungseinheit leicht auszubilden, da sie die Stopperplatte und die Mutter umfasst.
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Gemäß dem dritten Aspekt der Offenlegung wird zusätzlich zu den Effekten des ersten und des zweiten Aspekts das Kommunikationsloch so ausgebildet, dass es durch die Grundplatte unter dem Bolzen hindurchdringt, und das geklemmte Teil für den Transport ist auf der Seitenfläche der Grundplatte vorgesehen. Mit einem Industrieroboter oder ähnlichem können daher die Befestigung des Werkstücks an der Werkstückbefestigungsvorrichtung, das Lösen der Fixierung und der Transport des Werkstücks zum Tisch und/oder zur Pritsche automatisch durchgeführt werden, und somit wird eine Anwendung an einer automatischen Bearbeitungsstraße möglich.
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Figurenliste
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- ist eine perspektivische Ansicht einer Werkstückbefestigungsvorrichtung.
- zeigt eine Vorderfläche der Werkstückbefestigungsvorrichtung.
- zeigt eine ebene Fläche der Werkstückbefestigungsvorrichtung.
- zeigt eine Seitenfläche der Werkstückbefestigungsvorrichtung.
- ist eine vergrößerte Querschnittsansicht der Werkstückbefestigungsvorrichtung, die entlang der Linie A-A von dargestellt ist.
- ist eine perspektivische Ansicht der Werkstückbefestigungsvorrichtung, an der ein Werkstück befestigt ist.
- zeigt eine Vorderfläche der Werkstückbefestigungsvorrichtung.
- zeigt eine ebene Fläche der Werkstückbefestigungsvorrichtung.
- zeigt eine Querschnittsfläche der Werkstückbefestigungsvorrichtung, die entlang der Linie B-B dargestellt ist.
- ist eine perspektivische Ansicht in einem Zustand, in dem die Werkstückbefestigungsvorrichtung auf einem temporären Bestückungstisch platziert ist.
- ist eine Vorderansicht in einem Zustand, in dem die Werkstückbefestigungsvorrichtung auf dem provisorischen Platzierungstisch platziert ist.
- ist eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie C-C von dargestellt ist.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Im Folgenden werden Ausführungsformen der Offenbarung anhand der Zeichnungen beschrieben.
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ist eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel für eine Werkstückbefestigungsvorrichtung zeigt. bis sind jeweils erläuternde Ansichten der Werkstückbefestigungsvorrichtung. zeigt eine Frontfläche, eine ebene Fläche und eine Seitenfläche.
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Eine Werkstückbefestigungsvorrichtung 1 umfasst eine Grundplatte 2 und zwei Stützblöcke, nämlich einen ersten Stützblock 3 und einen zweiten Stützblock 4, die an einer Oberseite der Grundplatte 2 befestigt sind.
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Die Grundplatte 2 hat in der Draufsicht eine quadratische Form, deren Eckbereiche abgeschrägt sind, und umfasst ein Paar paralleler erster Seitenflächen 5, 5 und ein Paar paralleler zweiter Seitenflächen 6, 6, die senkrecht zu den ersten Seitenflächen 5, 5 stehen. In den jeweiligen ersten Seitenflächen 5, 5 ist ein Paar von Transportbohrungen 7, 7 ausgebildet. Zusätzlich ist ein Paar von Löchern 8, 8 für die vorübergehende Platzierung ausgebildet, die jeweils in einer Aufwärts-Abwärts-Richtung in die Ränder der zweiten Seitenflächen 6, 6 eindringen und für die temporäre Platzierung in einen später beschriebenen Zwischenablagetisch 40 verwendet werden. Darüber hinaus ist ein Paar Positionierungslöcher 9, 9 ausgebildet, die in Aufwärts-Abwärts-Richtung in die Ränder der ersten Seitenflächen 5, 5 eindringen. Die Löcher werden für die Befestigung der Werkstückbefestigungsvorrichtung an einer Grundvorrichtung verwendet, die an einer Pritsche und einem Tisch angeordnet ist.
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Der erste Stützblock 3 und der zweite Stützblock 4 sind in einer Richtung parallel zur zweiten Seitenfläche 6 in einem vorbestimmten Intervall in einer Richtung entlang der ersten Seitenfläche 5 angeordnet. Der erste Stützblock 3 und der zweite Stützblock 4 haben identische Höhen und verfügen über entsprechende Platzierungsflächen 10, die parallel zu einer Oberseite der Oberfläche der Grundplatte 2 ausgebildet sind.
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Wie in dargestellt, enthält der erste Stützblock 3 einen Gehäusehohlraum 11 in der Aufwärts-Abwärts-Richtung mit einer geschlossenen oberen Öffnung zur Seite der zweiten Seitenfläche 6. Eine Stopperplatte 12 ist leicht nach oben in Bezug auf einen Zwischenabschnitt des ersten Stützblocks 3 angeordnet, der parallel zur Platzierungsfläche 10 eingebaut ist, um ein Inneres des Gehäusehohlraums 11, das nach oben und unten unterteilt ist, zu unterteilen. Eine U-förmige Nut 13, die sich zur Seite der zweiten Seitenfläche 6 hin öffnet, ist auf der Stopperplatte 12 im Inneren des Gehäusehohlraums 11 gebildet. Der Gehäusehohlraum 11 ist in oben und unten unterteilt, und dazwischen ist die Stopperplatte 12 angeordnet, und ein oberer Hohlraum 14 und ein unterer Hohlraum 15 haben Breiten, die breiter sind als die U-förmige Nut 13, und jeder Abschnitt steht mit der U-förmigen Nut 13 in Verbindung.
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Ein Bolzen 20 mit einem Sechskantloch am Kopf 21 wird im Gehäusehohlraum 11 gehalten. Der Bolzen 20 enthält einen ersten Schraubenabschnitt 22 mit großem Durchmesser an einem Zwischenabschnitt und einen zweiten Schraubenabschnitt 23 mit kleinem Durchmesser an einem distalen Ende, und eine Mutter 24 ist mit dem ersten Schraubenabschnitt 22 verschraubt. Hier ist mit der Mutter 24, die im oberen Gehäusehohlraum14 positioniert ist, und dem Kopf 21 und einer Unterlegscheibe 25, die im unteren Gehäusehohlraum15 positioniert ist, der erste Schraubenabschnitt 22 in die U-förmige Nut 13 eingedreht. Der Bolzen 20 wird so gehalten, dass er nach oben gerichtet ist, wobei die Mutter 24 an der Stopperplatte 12 anliegt, und somit wird ein Absinken nach unten verhindert. Eine Durchgangsbohrung 26, die sich zur Platzierungsfläche 10 hin öffnet, ist im ersten Stützblock 3 auf einer verlängerten Linie der Oberseite des zweiten Schraubenabschnitts 23 gebildet.
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Wenn hier der Bolzen 20 mit der Mutter 24 an einem oberen Seitenteil des ersten Schraubenabschnitts 22 positioniert wird, ragt der zweite Schraubenabschnitt 23 nicht nach oben aus dem Durchgangsloch 26, während die Mutter 24 die Stopperplatte 12 berührt. Andererseits wird der Bolzen 20 nach oben gedrückt, bis die Unterlegscheibe 25 an der Stopperplatte 12 anliegt, so dass der zweite Schraubenabschnitt 23 aus dem Durchgangsloch 26 nach oben ragt. Eine Abdeckung 27 zum Verschließen des Gehäusehohlraums 11 wird an eine Seitenfläche des ersten Stützblocks 3 geschraubt.
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Ähnlich wie der erste Stützblock 3 umfasst auch der zweite Stützblock 4 den Gehäusehohlraum 11 und den Bolzen 20, wobei hier die beiden Sätze in Richtung der zweiten Seitenfläche 6 nebeneinander angeordnet sind und die Deckel 27, 27 entsprechend den jeweiligen Gehäusehohlräumen 11, 11 verschraubt sind.
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Dementsprechend können auf den Platzierungsflächen 10, 10 des ersten Stützblocks 3 und des zweiten Stützblocks 4 die zweiten Schraubenabschnitte 23 der Bolzen 20 an den drei Positionen erscheinen.
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Andererseits werden an den Montagepositionen für den ersten Stützblock 3 und den zweiten Stützblock 4 in der Grundplatte 2 Kommunikationslöcher 16 gebildet, die mit den jeweiligen Gehäusehohlräumen 11 in Auf- und Abwärtsrichtung in Verbindung stehen und die Grundplatte durchdringen.
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In der wie oben beschrieben konfigurierten Werkstückbefestigungsvorrichtung 1 werden in der Unterseite eines Werkstücks 30, wie in und bis dargestellt, Schraubenlöcher 31 vorgeformt, mit denen die zweiten Schraubenabschnitte 23 entsprechend den jeweiligen Durchgangsbohrungen 26 im ersten Stützblock 3 und im zweiten Auflageblock 4 verschraubt werden können. Das Werkstück 30 wird über die Platzierungsflächen 10, 10 des ersten Stützblocks 3 und des zweiten Stützblocks 4 gelegt, wobei die jeweiligen Schraublöcher 31 mit den Durchgangslöchern 26 übereinstimmen. Bei abgenommener Abdeckung 27 wird nach dem Einsetzen eines Sechskantschlüssels o.ä. in jeden Gehäusehohlraum 11 ein Drehvorgang des Bolzens 20 durchgeführt, und der zweite Schraubenabschnitt 23 wird in jedes Schraubenloch 31 des Werkstücks 30 eingeschraubt. Dann wird, wie in und bis dargestellt, das Werkstück 30 auf dem ersten Stützblock 3 und dem zweiten Stützblock 4 befestigt. Da die Vorder- und Rückseite, die rechte und linke sowie die Oberseite mit Ausnahme der Unterseite des Werkstücks 30 in dem Zustand freiliegend sind, kann durch Auflegen der Grundplatte 2 auf z.B. die Pritsche und durch Klemmen der Grundplatte 2 die gleichzeitige Mehrflächenbearbeitung ohne Anordnungsänderung durchgeführt werden.
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Um die Werkstückbefestigungsvorrichtung 1 für eine automatische Bearbeitungsstraße zu verwenden, wird der Zwischenablagetisch 40, wie in bis dargestellt, verwendet. Der Zwischenablagetisch 40 hat eine obere Platte 42 auf der Oberseite eines quadratischen kastenförmigen Rahmens 41. Positionierelemente 43, 43 usw. stoßen an den ersten Seitenflächen 5 und den zweiten Seitenflächen 6 der Grundplatte 2 der Werkstückbefestigungsvorrichtung an und werden aufrecht auf der oberen Platte 42 angeordnet. Positionierungsbolzen 44, die den Löchern 8, 8 für die vorübergehende Platzierung entsprechen, der Grundplatte 2 sind so angeordnet, dass sie nach oben ragen. Eine Öffnung 45 zum Öffnen der Kommunikationsbohrung 16 ist unter der Kommunikationsbohrung 16 in der oberen Platte 42 ausgebildet.
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Dementsprechend wird zur Befestigung des Werkstücks 30 an der Werkstückbefestigungsvorrichtung 1 die Grundplatte 2 auf der oberen Platte 42 des Zwischenablagetischs 40 mit den Positionierungselementen 43 und den Positionierungsbolzen 44 positioniert. Wenn das Werkstück 30 auf dem ersten Stützblock 3 und dem zweiten Stützblock 4 platziert ist, werden mit Hilfe von Roboterhänden, an denen Schrauber 50 montiert sind, an den Schraubenschlüsseln 50 montierte Steckschlüsselbits vom unteren Teil der oberen Platte 42 nach oben bewegt. Die Steckschlüssel werden in die Gehäusehohlräume 11 des ersten Stützblocks 3 und des zweiten Stützblocks 4 eingeführt, um durch die Öffnung 45 zu gelangen und die Bolzen 20 zu befestigen, um das Werkstück 30 zu fixieren. Der Schrauber 50 verfügt über eine Drehmomentwertverwaltungsfunktion, die es ihm ermöglicht, den Bolzen 20 mit einem geeigneten Drehmoment zu befestigen und zu bestimmen, ob die Befestigung abgeschlossen ist.
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Mit der Werkstückbefestigungsvorrichtung 1, an der das Werkstück 30 befestigt ist, wird ein Paar von in den jeweiligen Roboterhänden angeordneten Transportstiften in das Paar von Transportbohrungen 7, 7, die in den jeweiligen ersten Seitenflächen 5 der Grundplatte 2 angeordnet sind, eingeführt und verriegelt, wobei ein industrieller Roboter verwendet wird, an dem ein Paar von Roboterhänden angeordnet ist. Damit ist die Grundplatte 2 geklemmt und kann ohne weitere Prozesse zu einer Bearbeitungsstation transportiert werden. An der Bearbeitungsstation werden alle Flächen mit Ausnahme der Unterseite des Werkstücks 30 freigelegt, indem die Grundplatte 2 auf die Pritsche und/oder den Tisch gelegt und die Grundplatte 2 geklemmt wird, so dass die gleichzeitige Mehrflächenbearbeitung durchgeführt werden kann. Nach Beendigung der Bearbeitung wird die Werkstückbefestigungsvorrichtung 1 durch die Roboterhände in ähnlicher Weise entfernt und auf den Zwischenablagetisch 40 gesetzt, der es den Schraubern 50 ermöglicht, das Werkstück zu entnehmen.
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Die Werkstückbefestigungsvorrichtung 1 mit der oben beschriebenen Konfiguration umfasst die Grundplatte 2, den ersten Stützblock 3 und den zweiten Stützblock 4, die Bolzen 20, die Stopperplatten 12 und die Muttern 24 (Fallverhinderungseinheiten). Die Grundplatte 2 wird am Tisch oder an der Pritsche festgeklemmt oder gelöst. Der erste Stützblock 3 und der zweite Stützblock 4 sind aufrecht auf der Grundplatte 2 angeordnet und haben auf den oberen Flächen die Auflageflächen 10 für das Werkstück 30. Die Bolzen 20 sind im ersten Stützblock 3 und im zweiten Stützblock 4 auf- und abbewegbar untergebracht. Die Bolzen 20 stehen von den Ablageflächen 10 so vor, dass sie in die untere Fläche des Werkstücks 30 eingeschraubt werden können. Die Stopperplatten 12 und die Muttern 24 verhindern, dass die Bolzen 20 aus den Innenseiten des ersten Stützblocks 3 und des zweiten Stützblocks 4 fallen. So werden die Bolzen 20 ohne Gefahr des Herabfallens in die Unterseite des Werkstücks 30 geschraubt, um die Befestigung des Werkstücks 30 zu gewährleisten. Dementsprechend kann die gleichzeitige Mehrflächenbearbeitung durchgeführt werden, und die Befestigung des Werkstücks 30, die zu einer Verbesserung der Produktionseffizienz führt, kann mit einer einfachen Konfiguration mit geringen Kosten erreicht werden.
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Speziell hier umfasst die Fallverhinderungseinheit die Stopperplatte 12 und die Mutter 24. Die Stopperplatte 12 enthält die U-förmige Nut 13 (Durchdringungsabschnitt), in die der Bolzen 20 nach oben eindringt, und die Mutter 24 wird mit dem Bolzen 20 oberhalb der Stopperplatte 12 verschraubt. Dementsprechend kann die Fallsicherung leicht ausgebildet werden.
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Außerdem sind unter den Bolzen 20 Verbindungslöcher 16 ausgebildet, die mit den Innenseiten der ersten Stützblöcke 3 und der zweiten Stützblöcke 4 in Verbindung stehen und durch die Grundplatte 2 hindurchgehen. Die Transportbohrungen 7 (Klemmteile) für den Transport sind an den Seitenflächen der Grundplatte 2 vorgesehen. Daher kann mit einem Industrieroboter o.ä. die Befestigung des Werkstücks 30 an der Werkstückbefestigungsvorrichtung 1, das Lösen der Befestigung und der Transport des Werkstücks 30 zum Tisch und/oder zur Pritsche automatisch durchgeführt werden, und damit wird eine Anwendung an einer automatischen Bearbeitungsstraße möglich.
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Die Anzahl der Stützblöcke und die Struktur der Stützblöcke sind nicht auf die oben beschriebenen Konfigurationen beschränkt, ein Stützblock kann mit einer Vielzahl von Bolzen angeordnet werden, oder es können drei oder mehr Stützblöcke mit einem in jedem Block vorgesehenen Bolzen angeordnet werden. Je nach der Form des Werkstücks können mehrere Stützblöcke mit unterschiedlichen Höhen verwendet werden.
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Zusätzlich kann der Bolzen aus der Seitenfläche des Stützblocks entfernt und in die Seitenfläche des Stützblocks eingeführt werden, wenn der in der Stopperplatte angeordnete Durchdringungsabschnitt als U-förmige Nut in der Fallverhinderungseinheit konfiguriert ist, wodurch die Arbeitseffizienz zum Fixieren des Werkstücks verbessert wird. Der Durchdringungsabschnitt ist jedoch nicht auf die Nut beschränkt und kann ein Durchgangsloch sein, in das der Bolzen eindringt. Die Sicherung an der Stopperplatte muss nicht die Mutter sein, und es können andere Elemente, wie z.B. ein Sicherungsring oder ein Stift, verwendet werden. Der hohle Gehäuseteil kann zu einer anderen Oberfläche hin geöffnet werden.
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Außerdem ist der geklemmte Abschnitt nicht auf die Transportbohrung mit der oben beschriebenen Konfiguration beschränkt und kann je nach Struktur der Transportmittelseite, wie z.B. dem Industrieroboter, entsprechend verändert werden. Es wird ausdrücklich erklärt, dass alle in der Beschreibung und/oder den Ansprüchen offengelegten Merkmale unabhängig voneinander und getrennt offenbart werden sollen, sowohl zum Zweck der ursprünglichen Offenbarung als auch zum Zweck der Beschränkung der beanspruchten Erfindung, unabhängig von der Zusammensetzung der Merkmale in den Ausführungsformen und/oder den Ansprüchen. Es wird ausdrücklich festgestellt, dass alle Wertebereiche oder Angaben von Gruppen von Einheiten jeden möglichen Zwischenwert oder jede mögliche Zwischeneinheit zum Zweck der ursprünglichen Offenbarung sowie zum Zweck der Beschränkung der beanspruchten Erfindung, insbesondere als Grenzen von Wertebereichen, offenbaren.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2006142419 A [0002]
- JP 2018062029 A [0003]
