DE102022114681A1

DE102022114681A1 - Verfahren und System zum Wechseln eines Werkstücks

Info

Publication number: DE102022114681A1
Application number: DE102022114681.2A
Authority: DE
Inventors: Robert Bednar; Alexander Fitz; Werner Zell; Armin Walther
Original assignee: Bavius Technologie GmbH
Current assignee: Bavius Technologie GmbH
Priority date: 2022-06-10
Filing date: 2022-06-10
Publication date: 2023-12-21
Also published as: WO2023237285A1

Abstract

Bei einem Verfahren zum Wechseln eines auf einer Palette (P1) fixierten Werkstücks (W) nach Bearbeitung einer Werkstück-Seite (14) in einer Horizontal-Bearbeitungs-Maschine (M) wird die Palette (P1) in eine Transferposition (AP) gebracht, in der die bearbeitete Seite (14) des Werkstücks (W) in einer Richtung zu einer Paletten-Auflage (T) weist, wird dort eine weitere Palette (P2) bereitgestellt und das Werkstück mit der bearbeiteten Seite (14) voran an eine Spannvorrichtung (9, 10) der weiteren Palette (P2) transferiert und mit dieser wieder in die Maschine (M) geführt. In einem System (S) zum Wechseln weist die Paletten-Auflage (T) eine Positioniereinrichtung (11) auf, mit der das halb bearbeitete Werkstück (W) mit der bearbeiteten Seite (14) voran zu einer Spannvorrichtung (9) der weiteren Palette (P2) transferierbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein System gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 13.
Bei einem aus der WO 2021/047838 A bekannten Verfahren wird das halb bearbeitete Werkstück mit der bearbeiteten Seite nach oben weisend mit der Palette, die während der Bearbeitung das Werkstück trägt, von einer auf dem Boden vorgesehenen Auflage mittels einer Transportvorrichtung aus der Horizontal-Bearbeitungs-Maschine abgeführt, z. B. zu einem Rüstplatz, an dem dann mit Einsatz von Personal und Hilfseinrichtungen, wie z. B. Hebezeug, das Umspannen des Werkstücks von der Vorder- auf die Rückseite auf einer Palette manuell vorgenommen wird, welche z. B. zur Fertigbearbeitung wieder in die Horizontalbearbeitungs-Maschine gebracht wird. Dies ist zeit- und arbeitsaufwendig.
Wenn es sich um Werkstücke handelt, die aus Leichtmetall oder Leichtmetalllegierungen bestehen und z. B. als Flugzeugteile verwendet werden, können diese als Rohteile Abmessungen B:L von etwa 4 bis 6 Metern und ein Gewicht von mehreren Tonnen haben. Nach dem ersten Bearbeitungsschritt können die Werkstücke immer noch schwerer als eine Tonne und entsprechend schwierig zu manipulieren sein. Das fertige Werkstück wiegt dann immer noch einige Hundert Kilogramm. Rohteile können hier unbearbeitet sein, oder schon Teilbearbeitungen aufweisen.
Die Bearbeitung erfolgt in einer Horizontal-Bearbeitungs-Maschine (Stand Alone-Betrieb) in beispielsweise zwei Schritten jeweils auf einer Palette, wobei der zweite Schritt nach dem Wechsel und Umspannen des Werkstücks an diesem vollzogen wird, oder in einer Zelle aus mehreren Horizontal-Bearbeitungs-Maschinen, in der das umgespannte Werkstück im zweiten Schritt in einer anderen Horizontal-Bearbeitungs-Maschine fertig bearbeitet wird.
Es können in der Horizontal-Bearbeitungs-Maschine zeitweise zwei Paletten z. B. mit Werkstücken Rücken an Rücken an den Schwenkarmen und Palettenträgem gehalten sein, um ein zu bearbeitendes Werkstück schneller in die Bearbeitungsposition in der Horizontal-Bearbeitungs-Maschine zu bringen, während das gerade bearbeitete mit seiner Palette entnommen und abgeführt wird. Alternativ kann auch nur eine Palette mit oder ohne Werkstück in der Horizontal-Bearbeitungs-Maschine manipuliert werden.
Weiterer Stand der Technik ist zu finden in WO 2021/047837 A1 und WO 2021/047836 A1 .
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie ein System der eingangs genannten Art zu schaffen, mit denen zumindest der notwendige Wechsel bzw. das Umspannen des halb bearbeiteten Werkstücks vereinfacht wird.
Die gestellte Aufgabe wird mit dem Verfahren gemäß Anspruch 1 sowie dem System gemäß Anspruch 13 gelöst.
Bei dem Verfahren wird die Palette mit dem halb bearbeiteten Werkstück beim Verlagern in Richtung zur Paletten-Auflage zunächst an der Horizontal-Bearbeitungs-Maschine in eine gewendete Transferposition bewegt, insbesondere geschwenkt und gewendet wird, so dass die bearbeitete Seite des halb bearbeiteten Werkstücks von der Maschine nach außen weist, zu einer weiteren leeren Palette, die eine Werkstück-Spannvorrichtung für das Werkstück aufweist. In der Transferposition der Palette wird das halb bearbeitete Werkstück an die Spannvorrichtung der weiteren Palette transferiert, und entweder später wieder in die Bearbeitungsposition gebracht oder zunächst mit der weiteren Palette abgeführt, wobei das transferierte Werkstück dann bereits auf der weiteren Palette umgespannt positioniert ist, so dass dieser zeit- und arbeitsaufwendige, bisher manuelle, Arbeitsschritt entfällt.
Ein wesentlicher Vorteil des Verfahrens besteht somit darin, dass der Werkstück-Wechsel rasch und vor allem mannlos und automatisiert durchführbar ist.
In dem System werden auch die vielfachen Bewegungsmöglichkeiten der Schwenkarme und der daran drehbaren Palettenträger genutzt, den automatischen Transfer vorzubereiten und durchzuführen, ohne manuell einzugreifen.
Der Transfer kann bei dem Verfahren und mit dem System in einer horizontalen oder in einer zumindest im Wesentlichen vertikalen Position des Werkstücks und der Paletten erfolgen, wobei der horizontalen Position der Vorzug zu geben ist.
Mit Hilfe einer Positioniereinrichtung der Paletten-Auflage ist eine dort vorzugsweise horizontal liegend bereitgestellte weitere Palette mit ihrer Spannvorrichtung relativ zu Spannwiderlagern des halb bearbeiteten Werkstücks ausrichtbar. Das halb bearbeitete Werkstück befindet sich mit der Palette so in einer horizontalen Transferposition, dass die bearbeitete Seite des Werkstücks zu der weiteren Palette auf der Paletten-Transportvorrichtung weist. Dann wird das Werkstück durch eine relative Hebe- und/oder Absenkbewegung zwischen der weiteren Palette und der Palette auf die Spannvorrichtung der weiteren Palette transferiert und von der Palette gelöst. Somit liegt das halb bearbeitete Werkstück nach dem Transfer in der umgespannten Position auf der weiteren Palette, ohne dass hier von außen einzugreifen war. Die relative Hebe- und/oder Absenkbewegung kann mittels der Positioniereinrichtung der Paletten-Auflage linear generiert werden, um durch anheben der weiteren Palette die Spannvorrichtung der weiteren Palette mit den Spannwiderlagern geradlinig in Eingriff zu bringen und die weitere Palette mit dem transferierten Werkstück wieder auf die Auflage zu setzen. Die Palette mit dem halb bearbeiteten Werkstück, kann alternativ mittels der Schwenkarme und der Palettenträger aus der Bearbeitungsposition gleich soweit in die Transferposition abgesenkt werden, dass die Spannvorrichtung der weiteren Palette und die Spannwiderlager des Werkstücks in einer Bogenbewegung um die Schwenkachse der Schwenkarme zusammengeführt werden.
Zweckmäßig wird jedoch die Palette in der horizontalen Transferposition zunächst in einem Abstand oberhalb der weiteren Palette gehalten. Zum Transfer des Werkstücks wird die weitere Palette auf das Werkstück ausgerichtet und erst dann oder dabei in Richtung zur Transferposition der Palette angehoben. Dann greift die Werkstück-Spannvorrichtung der weiteren Palette an den Spannwiderlagern des Werkstücks an, und wird die Fixierung des Werkstücks an der Palette gelöst. Das Werkstück ist transferiert und die Palette ist geleert. Die Anhebebewegung ist linear, um einen sauberen Angriff der Spannvorrichtung an den Spannwiderlagern zu erzielen. Dieser Variante ist der Vorzug zu geben.
Alternativ könnte die gewendete Palette mit dem halb bearbeiteten Werkstück, dessen bearbeitete Seite nach unten zur weiteren Palette weist, gleich bis zum Transfer des Werkstücks zur Spannvorrichtung der weiteren Palette in diese tiefere Transferposition mittels der Schwenkarme und der Palettenträger abgesenkt werden. Das Zusammenführen der Spannvorrichtung der weiteren Palette mit den Spannwiderlagern an dem Werkstück erfolgt in diesem Fall mit einer Bogenbewegung um die Schwenkachse der Schwenkarme, unter der Voraussetzung, dass die Spannvorrichtung und die Spannwiderlager auf diese Weise in einen ordnungsgemäßen gegenseitigen Eingriff gebracht werden können.
Weiterhin ist es zweckmäßig, die geleerte Palette in der Horizontal-Bearbeitungs-Maschine vor dem Abführen der weiteren Palette mit dem Werkstück aus dem Bewegungsweg der weiteren Palette hoch zu schwenken, um Kollisionen zu vermeiden.
Nach dem Abführen der weiteren Palette mit dem Werkstück, z. B. mittels einer mit der Auflage kombinierten, bodenseitigen Transportvorrichtung, wird die geleerte Palette gewendet, bis ihre Rüstseite nach oben weist, und abgelegt. Nachfolgend kann die geleerte Palette z. B. mit der Paletten-Transportvorrichtung abgefördert werden, vorzugsweise zu einem Rüstplatz, an dem sie mit einem neuen Rohteil bestückt werden kann, oder in ein Palettenlager.
Die abgeführte weitere Palette kann mit dem Werkstück zum Bearbeiten der anderen Werkstückseite in die Horizontal-Bearbeitungs-Maschine zurückgebracht werden, oder zu einer anderen Horizontal-Bearbeitungs-Maschine, oder zu einem Palettenlager, z. B. einem Palettenregal. Grundsätzlich werden bei dieser Verfahrensvariante Rohteile, Fertigteile und ggfs. Halbfertigteile immer mit Paletten bewegt.
Verfahrensgemäß ist es zweckmäßig, den Werkstück-Wechsel und ggfs. sogar auch Zu- und Abfuhr von Rohteilen und Fertigteilen in dem System automatisch gesteuert auszuführen, so dass die Schritte mannlos und zügig ablaufen, und keine Hilfseinrichtungen benötigt werden.
Bei einer weiteren Verfahrensvariante werden Rohteile und Fertigteile separat, d.h. ohne Paletten, von und nach oben zu- und abgeführt.
In diesem Fall brauchen nur zwei Paletten wechselweise eingesetzt zu werden.
Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform des Systems ist in der horizontalen Transferposition zwischen der Palette und der weiteren Palette ein Abstand einstellbar, den die ausgerichtete weitere Palette zum Transfer des Werkstücks in einer linearen Anhebebewegung der Auflage durchsetzt. Dadurch wird die Spannvorrichtung zuverlässig mit den Spannwiderlagern zusammengeführt. Das System kann aber auch so ausgelegt sein, dass in der weiter abgesenkten Transferposition das Werkstück in Kontakt mit der weiteren Palette kommt und transferiert wird.
Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform weist die Spannvorrichtung der weiteren Palette hydraulisch betätigbare Bohrungs-Spanner auf. Die Spannwiderlager des Werkstücks sind Bohrungen oder Sackbohrungen im Werkstück, die z. B. bei der Bearbeitung gefertigt werden die zum Eingriff der Bohrungs-Spanner genutzt werden. Solche Bohrungs-Spanner haben beispielsweise aufspreizbare Dorne und Anschläge für das Werkstück. Es können jedoch auch andere Arten von Spannvorrichtungen eingesetzt werden, vorausgesetzt sie kommen mit großen Massen zurecht und gewährleisten hohe Präzision.
Um den Werkstück-Wechsel automatisch durchführen zu können, ist es zweckmäßig, wenn das System wenigstens eine, vorzugsweise programmierbare, Steuerung aufweist, die mit Antrieben der Schwenkarme, der Palettenträger und der Positioniereinrichtung der Paletten-Auflage oder sogar der Tragvorrichtung verknüpft ist.
In einer Ausführungsform kann die Paletten-Auflage zum Manövrieren nur der Paletten mit einer Transportvorrichtung kombiniert sein, z. B. einer Rollenbahn, beispielsweise mit antreibbaren Rollen, oder einer bodenseitigen Schienen-Schlitteneinheit.
Besonders wichtig ist eine Ausführung des Systems mit einer Tragvorrichtung zum separaten Zu- und Abführen von Rohteilen und Fertigteilen von und nach oben zur und aus der Maschine. Diese Tragvorrichtung kann z. B. ein Hebezeug oder ein Roboter oder ein verfahrbares Traggestell sein.
Wenn die Zu- und Abfuhr von Werkstücken in vertikaler oder fast vertikaler (leicht schräger) Position mit zum Bearbeitungsbereich in der Maschine paralleler Werkstückseite mit oder ohne Palette auf der bodenseitigen Transportvorrichtung erfolgt, ist es zweckmäßig in der Transportvorrichtung bzw. Auflage eine Horizontal-Positioniereinrichtung vorzusehen, um das Werkstück leichter in die und aus der Maschine zu bringen.
Anhand der Zeichnungen wird der Erfindungsgegenstand erläutert. Es zeigen:

1 eine schematische Perspektivansicht einer Horizontal-Bearbeitungs-Maschine mit einem Paletten-Manipulier-System für einen Werkstück-Wechsel, in einer Phase, in der ein Werkstück gerade bearbeitet wird oder worden ist,
2 eine weitere Phase am Beginn eines Werkstück-Wechsels,
3 eine weitere Phase vor dem Werkstück-Wechsel,
4 eine Phase bei vollzogenem Werkstück-Wechsel,
5 eine Phase nach vollzogenem Werkstück-Wechsel,
6 eine weitere Phase vor der Abführung des gewechselten Werkstücks,
7 die Abführung des gewechselten Werkstücks,
8 eine Phase vor dem Abführen der geleerten Palette
9 eine Phase beim Abführen der geleerten Palette,
10 das Abführen der geleerten Palette,
11 das Zuführen eines neuen oder des gewechselten Werkstücks,
12 eine weitere Ausführungsform des Systems, und
13 eine weitere Ausführungsform des Systems zum Durchführen einer weiteren Variante des Verfahrens.

In 1 wird in einer Horizontal-Bearbeitungs-Maschine M in einem Bearbeitungsbereich 1 ein in 1 nicht sichtbares Werkstück, das auf einer Palette P1 fixiert ist, bearbeitet, z. B. spanend. Die Palette P1 ist in der gezeigten, in etwa vertikalen Arbeitsstellung im Bearbeitungsbereich 1 fixiert. Das Werkstück ist beidseitig zu bearbeiten und muss deshalb nach der Bearbeitung einer Seite gewechselt bzw. umgespannt werden, um auch die andere Seite bearbeiten zu können.
An der Horizontal-Bearbeitungs-Maschine M ist ein System S vorgesehen, das zum Manipulieren von Paletten, z. B. P1, benutzt wird. Das System S umfasst zwei parallel und synchron schwenkbare Schwenkarme 4 mit Antrieben 5, an deren freien Enden jeweils ein Palettenträger 2 drehbar gelagert und mittels eines Antriebs 3 angetrieben ist. Die Palettenträger 2 halten die jeweilige Palette P1 mit nicht gezeigten Eingriffselementen an beiden Stirnenden und dienen zum Wenden der Palette P1 an den Schwenkarmen 4, während die Schwenkarme 4 zum Schwenken der Paletten um ca. 90° vorgesehen sind. Die Schwenkarme sind beispielsweise über eine Querwelle 6 drehfest miteinander gekuppelt.
Zum System S gehört auch eine Paletten-Auflage T, die vor der Horizontal-Bearbeitungs-Maschine M angeordnet ist. Im gezeigten, nicht beschränkenden Fall handelt es sich um eine Schienen-Schlitteneinheit mit einer Schienenstrecke 7, auf der beispielsweise Schlitten 8 verfahrbar sind. In der Paletten-Auflage T, beispielsweise an oder bei den Schlitten 8, ist eine Positioniereinrichtung 11 vorgesehen, die dazu dient, eine auf den Schlitten 8 horizontal liegende weitere Palette P2 horizontal auszurichten, d.h. in einer Richtung entsprechend der Fahrstrecke 7 und in einer dazu senkrechten Richtung, und auch vertikal linear anzuheben und abzusenken (Pfeile 11'). Auf der weiteren Palette P2 ist eine Spannvorrichtung 9 vorgesehen, die beispielsweise mehrere hydraulisch betätigbare Bohrungs-Spanner 10 zum Fixieren und Halten eines Werkstücks aufweist. Die Antriebe 3, 5 und die Positioniereinrichtung 11 sind beispielsweise an getrennte, vorzugsweise programmierbare, Steuerungen CU1, CU2 oder eine gemeinsame Steuerung angeschlossen, um beispielsweise mittels des Systems S zumindest einen mannlosen automatischen Werkstück-Wechsel auszuführen, wie in den nachfolgenden Figuren gezeigt.
In 1 ist im Bearbeitungsbereich 1 eine fixierte Palette P1 gezeigt. Die Palettenträger 2 sind so ausgebildet, dass sie gleichzeitig zwei Paletten Rücken an Rücken halten können, beispielsweise um die Umstellung von einem bearbeiteten Werkstück zu einem zu bearbeitenden Werkstück zu verkürzen. Die Palettenträger 2 greifen mit nicht näher dargestellten, hier zweifach angedeuteten Einrichtungen (11, Eingriffselemente 16, 17) in den Stirnseiten der zu manipulierenden Palette an, so dass jede Palette einzeln in die Horizontal-Bearbeitungs-Maschine M einbringbar und aus dieser abführbar ist.
Die in 1 gezeigte weitere Palette P2 ist auf der Auflage T, z. B. einem Tisch, bereitgestellt, um von der Palette P1 das wenigstens eine halb bearbeitete Werkstück W zu übemehmen.
In 2 wird die Palette P1, auf der das Werkstück W fixiert ist, nach Abschluss der Bearbeitung mittels der Schwenkarme 4 in Richtung zu der Paletten-Auflage T bzw. der weiteren Palette P2 geschwenkt. Das Werkstück W weist mit der bearbeiteten Seite noch zur Horizontal-Bearbeitungs-Maschine M.
In der nächsten Phase gemäß 3 ist gemäß einer nicht beschränkenden Verfahrensvariante die Palette P1 in einer gewendeten horizontalen Transferposition AP angelangt und festgesetzt, und zwar durch Schwenken der Schwenkarme 4 und Drehen der Palettenträger 2 an den Schwenkarmen 4 (Pfeil 19). In dieser Transferposition AP hält die bearbeitete, nun zur weiteren Palette P2 weisende Seite des Werkstücks W zur Spannvorrichtung 9 der weiteren Palette P2 einen vertikalen Abstand.
Gemäß 4 ist die weitere Palette P2 mittels der Positioniereinrichtung 11 der Schlitten 8 so ausgerichtet, dass die Spannvorrichtung 9 z. B. mit Eingriffselementen 10 in Form von hydraulisch betätigbaren Bohrungsspannern der weiteren Palette P2 auf Spannwiderlager 18 (in 6 gestrichelt angedeutete, bei der Bearbeitung gebohrte Bohrungen oder Sackbohrungen) des Werkstücks W ausgerichtet ist. Ferner wird in Richtung der orthogonal angedeuteten Pfeile 11' die weitere Palette P2 vertikal geradlinig angehoben, bis die Spannvorrichtung 9 der weiteren Palette P2 an den Spannwiderlagem 18 des Werkstücks W angegriffen hat, worauf die Fixierung des Werkstücks W an der Palette P1 gelöst und das Werkstück an die weitere Palette P2 transferiert ist, und zwar so, dass die bearbeitete Seite ohne Kontakt mit der weiteren Palette P2 zu deren Rüstseite zeigt.
In der nächsten Phase gemäß 5 ist die weitere Palette P2 mit dem transferierten Werkstück W auf die Auflage T abgesenkt, so dass die geleerte freie Palette P1, deren Rüstseite mit 12 angedeutet ist, das Abführen der weiteren Palette P2 zuließe. Allerdings behindern die Schwenkarme 4 noch den Bewegungsweg der weiteren Palette 2, so dass gemäß 6 zunächst die Schwenkarme 4 mit der Palette P1 nach oben aus dem Bewegungsweg der weiteren Palette P2 in der Paletten-Transportvorrichtung P verlagert sind. Erst dann wird gemäß 7 die weitere Palette P2 mit dem darauf fixierten Werkstück W, dessen nicht bearbeitete Seite mit 13 bezeichnet ist, abgeführt, beispielsweise zu einem Rüstplatz R oder einem Palettenlager, oder wieder zur selben oder einer anderen Horizontal-Bearbeitungs-Maschine M, um auch die Seite 13 des Werkstücks W zu bearbeiten. Die bearbeitete Seite des Werkstücks W, die zur weiteren Palette P2 weist, ist mit 14 angedeutet, und hält einen Abstand 15 zur weiteren Palette P2, und zwar über die Spannvorrichtung 9 der weiteren Palette, z. B. die in Eingriff gebrachten Bohrungs-Spanner 10, die hydraulisch gespreizt in den Spannwiderlagern 18, z. B. Bohrungen oder Sackbohrungen im Werkstück W, festgesetzt sind, und auch Anschläge für das Werkstück W aufweisen können, die das gespannte Werkstück stützen.
Der anhand der 3, 4 und 5 erläuterte Ablauf beim Transfer des Werkstücks W auf die weitere Palette P2 und deren z. B. vorübergehender Abführung ist, wie erwähnt, eine nicht beschränkende Verfahrensvariante. Ein Vorteil dieser Verfahrensvariante besteht darin, dass die Spannvorrichtung 9 in einer geradlinigen vertikalen Bewegung mit den Spannwiderlagern 18 des Werkstücks W in Eingriff bringbar ist.
Wenn jedoch die Spannvorrichtung 9, 10 der weiteren Palette und die Spannwiderlager 18 des Werkstücks auch nicht exakt lineare Zusammenführ-Bewegungen tolerieren, dann braucht die Palette P1 nicht in der in den 3 bis 5 gezeigten Transferposition AP angehalten zu werden, sondern kann die Palette P1 gleich weiter mittels der Schwenkarme 4 bis zum Kontakt des Werkstücks W mit der Spannvorrichtung 9, 10 der weiteren Palette P2 in diese tiefere Transferposition (nicht gezeigt) abgesenkt und dabei mittels der Palettenträger 2 horizontal gehalten sein. Das Zusammenführen der Spannvorrichtung 9, 10 und der Spannwiderlager 18 erfolgt dann mit einer Bogenbewegung um die durch die Schwenkarme 4 definierte Schwenkachse im System S.
Nach der Phase von 7 könnte eine neue weitere Palette P2 mit einem entweder noch nicht bearbeiteten Werkstück oder mit einem halb fertigen Werkstück zugeführt und Rücken und Rücken mit der noch vorhandenen geleerten Palette P1 gewendet in den Bearbeitungsbereich 1 der Horizontal-Bearbeitungs-Maschine M überführt und fixiert werden (nicht gezeigt), und/ oder kann die zuvor beim Wechsel geleerte Palette P1 nachfolgend, wie in den 8 bis 10 gezeigt, abgeführt oder gemäß 12 auf der Auflage T abgelegt werden.
Und zwar kann die geleerte Palette P1 aus der Horizontal-Bearbeitungs-Maschine M über die Schlitten 8 abgeführt werden, wie dies in den 8, 9 und 10 gezeigt ist. Die abgeführte geleerte Palette P1 kann zu einem Rüstplatz (nicht gezeigt) transportiert werden, um wieder einen Rohteil als Werkstück aufzuspannen, oder in ein Palettenlager. Gemäß 10 können die Schwenkarme 4 sozusagen in eine Bereitschaftsstellung hochgeschwenkt und auch die Palettenträger 2 ausgerichtet werden, um eine später angelieferte Palette zu übernehmen. Danach kann ein neuer Bearbeitungszyklus beginnen.
Die in 11 angedeutete weitere Palette P2 auf den Schlitten 8 ist beispielsweise die zuvor abgeführte weitere Palette P2, auf der das Werkstück W mit der noch unbearbeiteten Seite 13 nach oben weisend fixiert ist. Es könnte sich aber auch um eine andere weitere Palette P2' handeln, auf der ein anderes, an der Seite 13 noch nicht bearbeitetes Werkstück W fixiert ist, oder ein Rohteil.
Beim Verfahren der 1-11 werden Rohteile, Halbfertigteile und Fertigteile jeweils auf Paletten P1, P2, P1' transportiert.
Die gemäß 7 abgeförderte weitere Palette P2 mit dem halb bearbeiteten Werkstück W könnte alternativ auch in eine andere, nicht gezeigte Horizontal-Bearbeitungs-Maschine zur weiteren Bearbeitung überführt werden.
Die als Spannvorrichtung 9 erläuterten Bohrungs-Spanner 10 und die Spannwiderlager 18 am Werkstück W stellen nur eine nicht beschränkende Möglichkeit der Ausbildung der Spannvorrichtung der weiteren Palette P2 dar. Es kann jegliche andere Spannvorrichtung an der Palette P2 vorgesehen sein, die in der Lage ist, das relativ hohe Gewicht des Werkstücks W zu tragen und dieses gegebenenfalls bei der Bearbeitung in der Horizontal-Bearbeitungs-Maschine M stabil abzustützen.
Das erläuterte System S zum Manipulieren der Paletten P1, P2 wird in dieser Technik als „Automation“ der Horizontal-Bearbeitungs-Maschine M bezeichnet.
Bei dem in 12 dargestellten weiteren Ausführungsbeispiel des Systems werden Rohteile und Fertigteile jeweils separat mittels einer der Horizontalbearbeitungs-Maschine M funktionell zugeordneten Tragvorrichtung 21 (z. B. ein Hebezeug oder Roboter oder Traggestell), mit Greifelementen 22 zum Halten der Rohteile und auch der Fertigteile, zu- und abgeführt, z. B. mit vertikalen Bewegungen (Pfeile 21'), und werden im Ablauf nur die zwei Paletten P1, P2 wechselweise benutzt, auf die Rohteile von oben zu- und von denen Fertigteile nach oben abgeführt werden. Die Tragvorrichtung 21 ist nur schematisch angedeutet und kann in der Praxis anders ausgestaltet sein als gezeigt, z. B. mit Spannvorrichtungen ähnlich wie die der Paletten P1, P2.
Die Auflage T kann ein Tisch mit der Positioniereinrichtung 11 sein, dem zum leichteren Handhaben der Paletten P1, P2 eine angedeutete Transportvorrichtung 7 zugeordnet sein kann. Die Schwenkarme 4 können in 12 an bodenseitigen Konsolen 20 abgestützt sein.
In 12 wird die Palette P1 mit dem Rohteil in den Bearbeitungsbereich 1 geschwenkt und fixiert. Die weitere Palette P2 ist auf der Auflage T bereit zum erläuterten Transfer. Nach dem Transfer wird die leere Palette P1 im Bearbeitungsbereich 1 fixiert und die weitere Palette P2 aufgenommen , gewendet und mit ihrem Rücken zum Rücken der Palette P1 gebracht, bis beide Paletten an den Palettenträgern 2 hängen und gemeinsam gewendet werden, sodass nun die weitere Palette P2 in den Bearbeitungsbereich 1 eingebracht und fixiert werden kann, wonach die leere Palette P1 allein gewendet und auf der Auflage T abgelegt wird und von der Tragvorrichtung 21 einen neuen Rohteil erhält. Gleichartig wird die die weitere Palette P2 zum Transfer des Halbfertigteils und Aufnehmen des dann von der Tragvorrichtung 21 zu entfernenden Fertigteils manipuliert. Dies ist ein nicht beschränkendes Beispiel für den Ablauf eines Zyklusses bei Einsatz der Tragvorrichtung 21. Die Tragvorrichtung 21 könnte bei der Zu- und Abfuhr alternativ Rohteile und Fertigteile jeweils in vertikaler oder nahezu vertikaler Position handhaben, das heißt mit im Wesentlichen zum Bearbeitungsbereich 1 der Maschine M parallelen Werkstück-Seiten bei einem quader- oder plattenförmigen Werkstück W.
13 zeigt eine Ausführungsform des Systems S, mit welchem das Verfahren bei Zu- und Abfuhr und gegebenenfalls beim Transfer des halbbearbeiteten Werkstücks an die weitere Palette P2 in zumindest im Wesentlichen vertikaler Position des Werkstücks W durchgeführt werden kann. Das gezeigte Werkstück W steht bei Zu- und Abfuhr mit der Transportvorrichtung 7 z. B. vertikal, wie gezeigt, auf den Schlitten 8 z. B. gestützt durch ein L-förmiges Gestell 26, oder L-förmig angeordnete Paletten P1, P2, und wird bei der Zufuhr entweder separat an eine vertikal an den Schwenkarmen 4 platzierte Palette, gehalten an den Palettenträgern 2, übergeben, oder zusammen mit der Palette von der Auflage T an die Palettenträger2. Zur Abfuhr wird das Halbfertigteil oder Fertigteil entsprechend in vertikaler Position übergeben, entweder an das Gestell 26 oder die L-förmig angestellten Paletten P1, P2. Die Übergabe des Werkstücks an die Maschine M oder von der Maschine M zur Auflage T kann jeweils unterstützt werden durch eine horizontale Bewegungen (Doppelpfeil 25) generierende Horizontal-Positioniereinrichtung 24 z. B. der Schlitten 8 der Auflage T der Transportvorrichtung 7.
Die Palette P1 kann Halte- und Spannvorrichtungen 24 (z. B Hebelgreifer) speziell für die Rohteile haben, ggfs. mit Vakuum-Unterstützung; die weitere Palette P2 hingegen die erwähnte, zu den Halbfertig- und Fertigteilen mit ihren Spannwiderlagern 18 passende Spannvorrichtung 9.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2021/047838 A [0002]
WO 2021/047837 A1 [0006]
WO 2021/047836 A1 [0006]

Claims

Verfahren zum Wechseln wenigstens eines auf einer Palette (P1) fixierten, beidseitig zu bearbeitenden Werkstücks (W) nach Bearbeitung einer Werkstück-Seite (14) an einer Horizontal-Bearbeitungs-Maschine (M), wobei ein System (S) mit zwei auf- und abschwenkbaren Schwenkarmen (4) zum Schwenken, daran drehbaren Palettenträgern (2) zum Wenden der Palette (P1) und eine Paletten-Auflage (T) vor der Horizontal-Bearbeitungs-Maschine (M) verwendet wird, um die Palette (P1) zum Werkstück-Wechsel mit dem halb bearbeiteten Werkstück (W) aus einer im Wesentlichen vertikalen Bearbeitungsposition in Richtung zur Paletten-Auflage (T) zu verlagern, dadurch gekennzeichnet, dass die Palette (P1) beim Verlagern in eine Transferposition (AP) bewegt wird, bis die bearbeitete Seite (14) des Werkstücks (W) in Richtung zur Paletten-Auflage (T) weist, dass auf der Paletten-Auflage (T) eine eine Werkstück-Spannvorrichtung (9) aufweisende weitere Palette (P2) bereitgestellt wird, und dass das Werkstück (W) an die Spannvorrichtung (9) transferiert und mit der weiteren Palette (P2) wieder in die Bearbeitungsposition oder abgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Palette (P1) zum Wechseln des Werkstücks (W) entweder relativ zur horizontal liegend bereitgestellten weiteren Palette (P2) auf der Auflage (T) in die horizontale liegende Transferposition (AP) mit nach unten weisender bearbeiteter Seite (14) des Werkstücks (W) gebracht wird, oder relativ zur zumindest im Wesentlichen vertikal stehend bereitgestellten weiteren Palette (P2) zum Wechseln in die zumindest im Wesentlichen vertikal stehende Transferposition mit nach außen weisender bearbeiteter Seite (14) des Werkstücks (Vη gebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige, als Rohteil und/oder Halbfertigteil und/oder Fertigteil ausgebildete Werkstück (W) zumindest im Wesentlichen vertikal stehend mit annähernd zum Bearbeitungsbereich (1) der Maschine (M) paralleler Werkstückseite entweder am Boden oder von und nach oben der Maschine (M) zu- und/oder von dieser abgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Palette (P1) in der horizontalen Transferposition (AP) zunächst in einem Abstand oberhalb der weiteren Palette (P2) gehalten wird, und dass die weiteren Palette (P2) zum Transfer des Werkstücks (W) auf das Werkstück (W) ausgerichtet und in Richtung zur Transferposition (AP) der Palette (P1) angehoben wird, vorzugsweise unter Angriff der Werkstück-Spannvorrichtung (9) der weiteren Palette (P2) an Spannwiderlagern (18) des Werkstücks (W).
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Palette (P1) bis in die Transferposition (AP) zum Transfer des Werkstücks (W) zur Spannvorrichtung (9) der auf der Paletten-Auflage horizontal liegenden, auf das Werkstück (W) ausgerichteten weiteren Palette (P2) abgesenkt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Palette (P2) mit dem halbbearbeiteten Werkstück (W) aus der Maschine (M) abgeführt wird, und dass die geleerte Palette (P1) vor dem Abführen der weiteren Palette (P2) aus dem Bewegungsweg der weiteren Palette (P2) hochgeschwenkt wird.
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Abführen der weiteren Palette (P2) mit dem Werkstück (W) die geleerte Palette (P1) gewendet wird, bis ihre Rüstseite (12) nach oben weist, und nachfolgend abgelegt und abgefördert wird, vorzugsweise zu einem Rüstplatz (R) oder Palettenregal.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Werkstücke (W) als Rohteile mit einer der Horizontalbearbeitungs-Maschine (M) funktionell zugeordneten Tragvorrichtung (21) separat von oben zugeführt und als Fertigteile oder Halbfertigteile separat nach oben abgehoben und abgeführt werden, vorzugsweise, unter Nutzen der auf der Auflage (T) platzierten Palette (P1) oder der abgelegten weiteren Palette (P2).
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitung unter wechselweisem Verwenden nur zweier Paletten (P1, P2) durchgeführt wird, von denen die Palette (P1) mit zu Rohteilen passenden Spannvorrichtungen (24) und die Palette (P2) mit einer zu halbfertigen und fertigen Werkstücken (W) passenden Spannvorrichtung (9) ausgestattet werden.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die abgeführte weitere Palette (P2) zum Bearbeiten der anderen Werkstück-Seite zurück in die Horizontal-Bearbeitungs-Maschine (M) oder zu einer anderen Horizontal-Bearbeitungs-Maschine oder zu einem Palettenlager, vorzugsweise Palettenregal, überführt wird.
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstück-Wechsel, und, vorzugsweise, auch die Paletten- Zu- und -Abfuhr oder /und die separate Zufuhr der Rohteile und Abfuhr der Fertigteile von dem System (S) automatisch gesteuert ausgeführt werden.
System (S) zum Durchführen des Verfahrens nach zumindest Anspruch 1, wobei das System zwei auf- und abschwenkbare Schwenkarme (4) zum Schwenken, daran drehbare Palettenträger (2) zum Wenden der jeweiligen Palette (P1, P2) und eine Paletten-Auflage (T) vor der Horizontal-Bearbeitungs-Maschine (M) aufweist, und die Palette (P1) zum Werkstück-Wechsel mit dem halb bearbeiteten Werkstück (W) aus einer im Wesentlichen vertikalen Bearbeitungsposition in Richtung zur Paletten-Auflage (T) verlagerbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Palette (P1) beim Verlagern in eine Transferposition (AP) so bewegt wird, dass die bearbeitete Seite (14) des Werkstücks (W) in Richtung zur Paletten-Auflage (T) weist, dass auf der Paletten-Auflage (T) eine eine Werkstück-Spannvorrichtung (9) aufweisende weitere Palette (P2) bereitgestellt ist, und dass das Werkstück (W) an die Werkstück-Spannvorrichtung (9) transferierbar und mit der weiteren Palette (P2) wieder in die Bearbeitungsposition über- oder abführbar ist.
System nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch eine horizontale oder zumindest im Wesentlichen vertikale Transferposition (AP) der Palette (P1) und eine horizontale oder zumindest im Wesentlichen vertikale Position der weiteren Palette (P2) auf der Auflage (T).
System nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Paletten- Auflage (T) eine Positioniereinrichtung (11) aufweist, mit der die weitere Palette (P2) mit der Spannvorrichtung (9) relativ zu Spannwiderlagern (18) des Werkstücks (W) ausrichtbar und das Werkstück (W) durch eine relative Hebe- und/oder Absenkbewegung zwischen der weiteren Palette (P2) und der Palette (P1) an die Spannvorrichtung (9) transferierbar ist.
System nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass in der horizontalen Transferposition (AP) zwischen der Palette (P1) und der weiteren Palette (P2) auf der Paletten-Auflage (T) ein Abstand einstellbar ist, den die ausgerichtete weitere Palette (P2) zum Transfer des Werkstücks (Vη mit einer linearen Bewegung der Positioniereinrichtung (11) durchsetzt.
System nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannvorrichtung (9) der weiteren Palette (P2) hydraulisch betätigbare Bohrungs-Spanner (10) umfasst, und dass im Werkstück (W) als Spannwiderlager (18) zum Eingriff der Bohrungs-Spanner (10) bei der Bearbeitung gefertigte Bohrungen oder Sackbohrungen vorgesehen sind.
System nach wenigstens einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das System (S) wenigstens eine mit Antrieben (2, 3) der Schwenkarme (4) und der Palettenträger (2) sowie der Positioniereinrichtung (11) der Paletten-Auflage (T) verknüpfte, vorzugsweise programmierbare, Steuerung (CU1, CU2) zumindest zum automatischen Durchführen des Werkstück-Wechsels aufweist.
System nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflage(T) mit einer Transportvorrichtung (7) kombiniert ist, vorzugsweise einer Rollenbahn oder einer Schienen-Schlitteneinheit.
System nach wenigstens einem der Ansprüche 12-18, dadurch gekennzeichnet, dass das System (S) eine der Horizontalbearbeitungs-Maschine (M) funktionell, vorzugsweise vor und/oder oberhalb, zugeordnete Trageinrichtung (21) zum separaten Zuführen und Ablegen von Rohteilen von oben und Anheben und Abführen von Fertigteilen aufweist, wie ein Hebezeug oder einen Roboter oder ein Traggestell.
System nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflage (T), die, vorzugsweise, mit einer bodenseitigen Transportvorrichtung (7) kombiniert ist, eine Horizontal-Positioniereinrichtung (24) zum im Wesentlichen horizontalen Verlagern des vertikal stehend zugeführten oder abzuführenden Werkstücks (W) relativ zur Maschine (M) aufweist.