DE19921779A1 - Verfahren zum automatischen Austauschen von Paletten in Werkzeugmaschinen und automatischer Palettenaustauscher zur Durchführung eines derartigen Verfahrens - Google Patents

Verfahren zum automatischen Austauschen von Paletten in Werkzeugmaschinen und automatischer Palettenaustauscher zur Durchführung eines derartigen Verfahrens

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Abstract

Es wird ein Verfahren zum automatischen Austauschen von Paletten in Werkzeugmaschinen und ein automatischer Palettenaustauscher (APC) zur Ausführung eines solchen Verfahrens offenbart. Während eines Palettenaustauschvorgangs hebt der APC eine ein bearbeitetes Werkstück tragende Ausgabepalette an, während ein Haupttisch in eine Palettenzuführungsposition umgedreht wird, bevor die Ausgabepalette gegen die ein zu bearbeitendes neues Werkstück tragende Zuführungspalette ausgetauscht wird. In dem APC verwendet eine Palettenbewegungseinheit zwei Ketten, während sie die auf ersten und zweiten Palettenhebeeinheiten gehaltenen Paletten bewegt. Der APC verwendet ferner zwei zylinderbetätigte Kipparme während eines Palettenkippvorgangs. Zusätzlich werden die Ausgabe- und Zuführungspaletten fest und stabil auf den Hilfs- und Haupttischen mittels einer Palettenklemmeinheit befestigt. Der APC setzt die Zuführungspalette auf dem Haupttisch unter Verwendung mehrerer sowohl auf der Zuführungspalette als auch auf dem Haupttisch vorgesehenen Sitz genau und horizontal ab. Der APC zentriert auch wirksam die Zuführungspalette auf dem Haupttisch, wobei er einen von dem Tisch auf die Palette ausgeübten Stoß absorbiert.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen ein Verfahren zum automatischen Austauschen von Paletten in Werk­ zeugmaschinen und einen automatischen Palettenaustauscher (APC - automatic pallet changer) zur Durchführung eines der­ artigen Verfahrens, und insbesondere ein Verfahren und einen APC zum automatischen Austauschen von Paletten in solchen Werkzeugmaschinen, indem eine Werkstückausgabepalette, welche ein bearbeitetes Werkstück darauf trägt, angehoben wird, wäh­ rend ein Tisch in eine Palettenzuführungsposition vor dem Austausch der Ausgabepalette gegen eine ein neues Werkstück tragende Werkstückzuführungspalette umgedreht wird, um somit die Palettenaustauschzeit während des Betriebs einer derarti­ gen Werkzeugmaschine zu reduzieren.
Wie es dem Fachmann auf diesem Gebiet allgemein bekannt ist, sind Paletten für Werkzeugmaschinen eine Art Werkstück­ transportmittel, die für den Austausch bearbeiteter Werkstüc­ ke gegen neue zu bearbeitende Werkstücke während eines Be­ triebs der Werkzeugmaschinen verwendet werden. Es wurden be­ reits einige Typen von automatischen Palettenaustauschern für Werkzeugmaschinen vorgeschlagen und eingesetzt.
Fig. 6a ist eine Ansicht, welche einen typischen automa­ tischen Palettenaustauscher (APC) für Werkzeugmaschinen dar­ stellt. Der typische APC wird zum automatischen Austauschen einer Werkstückausgabepalette P gegen eine Werkstückzufüh­ rungspalette verwendet. Die Werkstückzuführungspalette P ist auf einem Haupttisch 4002 abgelegt, der so ausgelegt ist, daß er in Bezug auf eine Spindel 4001 zweidimensional beweglich ist, und trägt ein bearbeitetes Werkstück. Andererseits ist die Zuführungspalette P außerhalb des Tisches 4002 positio­ niert und trägt ein neues zu bearbeitendes Werkstück. Gemäß Darstellung in der Zeichnung ist ein Arm 4003 drehbar an dem Tisch 4002 befestigt, wobei das freie Ende des Arms 4003 so ausgelegt ist, daß es selektiv von einer Nut jeder Palette P eingefangen wird. Der Arm 4003 wird so gedreht, daß er die Ausgabepalette P aus einer Bearbeitungsposition auf dem Tisch 4002 in eine an den Tisch 4002 anschließende Warteposition bewegt.
Der vorstehende APC wird während eines Palettenaus­ tauschvorgangs wie folgt betrieben.
Das heißt, der APC tauscht die Ausgabepalette P gegen die Zuführungspalette P mittels eines Prozesses aus, welcher die Schritte umfaßt: einen Palettenausgabeschritt 4011, wobei die ein bearbeitetes Werkstück tragende Ausgabepalette P von dem Haupttisch 4002 auf einen ersten Hilfstisch 4004 durch einen normalen Drehvorgang des Armelementes 4003 transportiert wird; einen Tischumdrehschritt 4012, wobei der Haupttisch 4002 so umgedreht wird, daß er die ein neues zu bearbeitendes Werkstück tragende Zuführungspalette P aufnimmt; und einen Palettenzuführungsschritt 4013, wobei die Zuführungspalette P von einem zweiten Hilfstisch 4005 auf den Haupttisch 4002 durch einen umgekehrten Drehvorgang des Armelementes 4003 zu­ geführt wird.
Da jedoch der typische APC für Werkzeugmaschinen dafür ausgelegt ist, die Paletten mittels drei Schritten: den Pa­ lettenausgabeschritt 4011, den Tischumdrehschritt 4012 und den Palettenzuführungsschritt 4013, auszutauschen, verschwen­ det der APC Zeit während des Austauschs der Paletten und die­ ses reduziert den Wirkungsgrad während eines Betriebs der Ma­ schine.
Demzufolge erfolgte die vorliegende Erfindung unter Be­ rücksichtigung der in der herkömmlichen Technik auftretenden vorgenannten Probleme, und eine Aufgabe der vorliegenden Er­ findung besteht in der Bereitstellung eines Verfahrens und eines APC's zum automatischen Austauschen von Paletten in Werkzeugmaschinen, welcher eine ein bearbeitetes Werkstück darauf tragende Werkstückausgabepalette anhebt, während er einen Haupttisch in eine Palettenzuführungsposition vor dem Austausch der Ausgabepalette gegen eine ein neues Werkstück tragende Werkstückzuführungspalette umdreht, um somit die Pa­ lettenaustauschzeit während des Betriebs derartiger Werkzeug­ maschinen zu reduzieren.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereit­ stellung einer Palettenbewegungseinheit für APC's, welche er­ ste und zweite symmetrische Ketten während einer Bewegung der Paletten unter Verwendung erster und zweiter Hebeeinheiten verwendet, und somit eine erwünschte betriebliche Genauigkeit während eines Palettenaustauschvorgangs des APC's dieser Er­ findung besitzt.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereit­ stellung einer Palettenkippeinheit für APC's, welche einen auf jeder von ersten und zweiten Führungen befestigten Kipprotor besitzt, wobei der Kipprotor von einem getrennten Kipparm betrieben wird, um somit eine hohe Genauigkeit wäh­ rend eines Palettenkippvorgangs zu erzielen.
Noch eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung eines APC's, welcher ein Hebeelement benutzt, das auf jeder von den ersten und zweiten Hebeeinheiten befe­ stigt ist, und eine Befestigungselement, das auf jeder von den ersten und zweiten Führungen befestigt ist, während er jeweils die Abgabepalette und die Zuführungspalette an dem Hilfstisch bzw. dem Haupttisch festklemmt, um somit nahezu vollständig zu verhindern, daß die festgeklemmte Position der zwei Paletten unerwünscht aufgrund eines Spiels der Ketten während eines Spanvorgangs einer Werkzeugmaschine verändert wird.
Noch eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung eines APC's, welcher zwei erste Neigungsflä­ chen auf beiden Seiten jeder Schiene und zwei zweite Nei­ gungsflächen an beiden Seiten jedes beweglichen Trägers be­ sitzt und den ersten und zweiten Neigungsflächen einen glei­ tenden Eingriff mit den dritten und vierten Neigungsflächen ermöglicht, und welcher Öl in einen zwischen eine Oberseite jeder Schiene und der Unterseite jedes beweglichen Trägers ausgebildeten Ölspalt liefert, um somit dem Öl zu ermögli­ chen, entlang den ersten und zweiten Neigungsflächen nach un­ ten zu fließen und dadurch wirksam zu verhindern, daß die Schienen und Träger durch Reibung aufgrund eines Ölmangels während einer Gleitbewegung der Träger entlang den Schienen abgenutzt werden.
Noch eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung eines APC's, welcher genau und horizontal die Palette auf den Haupttisch absetzt, indem er es ermöglicht, daß die Unterseiten der Palettensitze in einen engen Kontakt mit den Oberseiten der Tischsitze gebracht werden, um somit Geld zu sparen, das typischerweise erforderlich ist, um die sowohl auf der Palette als auch dem Tisch auszubildenden ge­ neigten Flächen genau zu bearbeiten, um so die erwünschte ho­ rizontale Ausrichtung der Palette auf dem Tisch zu erreichen.
Noch eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung eines APC's, von welchem sowohl die Untersei­ ten der Palettensitze als auch die Oberseiten der Tischsitze so ausgelegt sind, daß sie frei von Reibungsabrieb sind, um somit nahezu vollständig zu verhindern, daß die horizontale Ausrichtung der Paletten unerwünscht während eines Paletten­ austauschvorgangs verändert wird.
Noch eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung eines APC's, welcher einen Stoßabsorptions­ hohlraum zwischen der Innenfläche eines Haltersitzes einer Palette und der Außenfläche eines in dem Haltersitz angeord­ neten Trägerhalters besitzt, und somit wirksam einen Stoß ab­ sorbiert, der von einem Zentralträger des Tisches auf den Trägerhalter ausgeübt wird, wenn die Palette auf den Tisch mit dem Trägerhalter über dem Zentralträger befestigt aufge­ legt wird, und welcher somit nahezu vollständig verhindert, daß sowohl der Trägerhalter als auch der Zentralträger durch einen solchen Stoß zerstört werden.
Um die vorstehenden Aufgaben zu lösen, stellt die vorlie­ gende Erfindung ein Verfahren zum automatischen Austauschen von Paletten in einer Werkzeugmaschine unter Verwendung eines automatischen Palettenaustauscher bereit, mit den Schritten: Anheben von zwei Kipparmen einer Kippeinheit unter Anwendung eines Betätigungszylinders, um somit zwei Führungsstangen der Kippeinheit in einen vorbestimmten Winkel zu drehen und da­ durch Ausgabe- und Zuführungspaletten höher als einen Haupt­ tisch der Werkzeugmaschine mittels zwei Hebelsätzen erster und zweiter Hebeeinheiten anzuheben, während der Haupttisch in eine umgekehrte Richtung bewegt wird, um so dem Haupttisch zu ermöglichen, eine Palettenzuführungsposition zu erreichen; Drehenlassen eines reversierbaren Motors einer Bewegungsein­ heit in eine normale Richtung, um somit die Ausgabepalette über dem Hilfstisch der Werkzeugmaschine zu positionieren und die Zuführungspalette über dem Haupttisch in der Palettenzu­ führungsposition zu positionieren; jeweils die Ausgabe- und die Zuführungspalette an dem Hilfstisch bzw. dem Haupttisch unter Verwendung der ersten und zweiten Hebeeinheiten zusam­ men mit der Kippeinheit festklemmen; und Bewegen der zwei Ti­ sche in normaler und umgekehrter Richtung, indem sich der re­ versible Motor der Bewegungseinheit in eine umgekehrte Rich­ tung dreht, um somit die zwei Hebelsätze der zwei Hebeeinhei­ ten mittels des Betätigungszylinders anzuheben und die Hebel­ sätze in eine Ausgangsposition zurückzubringen, und um da­ durch den ersten und zweiten Hebeeinheiten zu ermöglichen in eine Ausgangsposition zurückzukehren.
Die vorliegende Erfindung stellt auch einen automatischen Palettenaustauscher für Werkzeugmaschinen bereit, mit: ersten und zweiten Palettenhebeeinheiten, die symmetrisch vor einem Haupttisch bzw. hinter einem Palettenwartebereich angeordnet sind, wobei die ersten und zweiten Palettenhebeeinheiten je­ weils einen beweglichen Träger und zwei an beiden Seiten der beweglichen Träger eingebaute Haltehebel aufweisen, wobei die Palettenhaltehebel zum Halten beider Seiten einer zugeordneten Ausgabe- bzw. Zu­ führungspalette verwendet werden; eine Kippeinheit, die an einer Seite der Palettenausgabe- und Palettenzuführungs- Wartebereiche eingebaut ist, und einen Betätigungszylinder aufweist, der zum Ausfahren und Zurückziehen der zwei Kippar­ me verwendet wird, zwei Führungsstangen, die seitlich vor bzw. hinter dem Zylinder angeordnet sind, wobei die Außensei­ tenenden der Kipparme an den zwei Führungsstangen befestigt sind, die zwei Führungsstangen auch beweglich die zwei beweg­ lichen Träger der ersten und zweiten Hebeeinheiten darauf tragen, und eine eine Kette aufweisende Bewegungseinheit, wo­ bei sich die Kette zwischen den ersten und zweiten Hebeein­ heiten erstreckt und über ein reversibel motorgetriebenes Kettenrad und ein mitgenommenes Kettenrad verläuft und syn­ chron die ersten und zweiten Hebeeinheiten in entgegengesetz­ te Richtungen bewegt.
Die vorstehenden und weitere Aufgaben, Merkmale und wei­ tere Vorteile der Erfindung werden deutlicher aus der nach­ stehenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen verständlich. In den Zeichnungen zei­ gen:
Fig. 1a eine Draufsicht auf einen APC für Werkzeugmaschi­ nen in Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 1b eine Seitenansicht des vorstehenden APC's;
Fig. 1c eine Schnittansicht entlang der Linie A-A von Fig. 1a;
Fig. 2 eine Blockdarstellung, welche den Betriebsablauf des APC dieser Erfindung darstellt;
Fig. 3a eine Draufsicht auf einen APC für Werkzeugmaschi­ nen in Übereinstimmung mit der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3b eine Schnittansicht entlang der Linie B-B von Fig. 3a;
Fig. 3c eine Schnittansicht entlang der Linie C-C von Fig. 3b;
Fig. 4a eine Draufsicht auf einen APC für Werkzeugmaschi­ nen in Übereinstimmung mit der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 4b eine Schnittansicht entlang der Linie D-D von Fig. 4a;
Fig. 4c ist eine vergrößerte Ansicht des Abschnittes E von Fig. 4b;
Fig. 4d eine perspektivische Ansicht einer Führung des APC's von Fig. 4a;
Fig. 5a eine Draufsicht auf eine Palettenklemmeinheit für APC's in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung;
Fig. 5b eine Schnittansicht entlang der Linie F-F von Fig. 5a;
Fig. 5c eine vergrößerte Ansicht des Abschnittes G von Fig. 5b;
Fig. 6a eine Draufsicht auf einen typischen APC für Werk­ zeugmaschinen; und
Fig. 6b eine Blockdarstellung, welche den Betriebsablauf des typischen APC's darstellt.
Fig. 1a ist eine Draufsicht auf einen APC für Werkzeugma­ schinen in Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Fig. 1b ist eine Seitenansicht des vorstehenden APC's.
Gemäß Darstellung in den Zeichnungen wird der APC dieser Erfindung mit einer herkömmlichen Werkzeugmaschine verwendet. In der vorgenannten Werkzeugmaschine ist ein Haupttisch 2 vor einer Spindel 1 angeordnet, wobei er so ausgelegt ist, daß er bezogen au die Spindel 1 zweidimensional beweglich ist. Ein mit einem Hilfstisch 31 versehener Palettenausgabebereich 3 ist an einer Position angrenzend an einen Rand des Hauptti­ sches 2 ausgebildet. Zusätzlich ist ein Palettenwartebereich 4 hinter dem Palettenausgabebereich 3 ausgebildet.
Der APC dieser Erfindung weist erste und zweite Paletten­ hebeeinheiten 5 und 6, eine Palettenkippeinheit 10 und eine Palettenbewegungseinheit 7 auf. Die zwei Hebeeinheiten 5 und 6 sind symmetrisch vor dem Haupttisch 2 und hinter dem Palet­ tenwartebereich 4 positioniert und weisen jeweils einen be­ weglichen Träger 51, 61 und zwei Palettenhaltehebel 52, 62 auf, die an beiden Seiten des Trägers 51, 61 angebaut sind und für das Halten beider Seiten einer Palette P verwendet werden.
Die Palettenkippeinheit 10 ist an der einen Seite der zwei Bereiche 3 und 4 installiert und weist einen Betäti­ gungszylinder 101 auf, der für das Ausfahren und Zurückziehen von zwei Kipparmen 102 verwendet wird. Zwei Führungsstangen 103 sind seitlich vor bzw. hinter dem Zylinder 101 positio­ niert, wobei die außenseitigen Enden der zwei Kipparme 102 an den zwei Führungsstangen 103 befestigt sind. Die Führungs­ stangen 103 tragen ebenfalls beweglich die zwei beweglichen Träger 51 und 61 der zwei Hebeeinheiten 5 bzw. 6 darauf.
Die Palettenbewegungseinheit 7 weist eine Kette 71 auf, welche sich zwischen den ersten und zweiten Hebeeinheiten 5 und 6 erstreckt und über zwei Kettenräder: ein motorgetriebe­ nes Kettenrad 72 und ein mitgenommenes Kettenrad 73. Die Ket­ te 71 der Bewegungseinheit 7 bewegt somit synchron die zwei Hebeeinheiten 5 und 6 in entgegengesetzte Richtungen unter der Führung der zwei Führungsstangen 103.
Eine Spanabdeckung 21 ist um den Haupttisch 2 der Werk­ zeugmaschine herum eingebaut und hält die von einem Werkstück wegfliegenden Späne während eines Spanungsvorgangs der Werk­ zeugmaschine ab.
Gemäß Darstellung in Fig. 1c sind die Breiten L1 des Haupttisches und Hilfstisches 2 und 31 im wesentlichen gleich zueinander ausgelegt, während die Breite L2 jeder Palette P größer als die Breite L1 jedes Tisches 2, 31 ausgelegt ist.
Jede von den Ausgabe- und Zuführungspaletten P besitzt eine Hebelaussparung P1 an der Unterkante jeder Seite, um somit einen Haltehebel 52, 62 aufzunehmen. Der Abstand L3 zwischen den Innenkanten der zwei Hebelaussparungen P1 jeder Palette P ist kürzer als der Abstand L4 zwischen den Innenkanten beider Hebel 52, 62 jeder Hebeeinheit 5, 6 ausgelegt.
Daher kommen die zwei Hebelsätze 52 und 62 der zwei Hebe­ einheiten 5 und 6 nicht mit den Tischen 2 und 31 in Kontakt, wenn die Paletten P bewegt werden, während sie sowohl von den zwei Hebeeinheiten 5 und 6 und der Kippeinheit 10 angehoben oder abgesenkt werden.
Der vorstehende APC wird wie folgt während eines Palet­ tenaustauschvorgangs betrieben.
Während eines solchen Palettenaustauschvorgangs wird die das bearbeitete Werkstück tragende Ausgabepalette P gegen die das neue zu bearbeitende Werkstück tragende Zuführungspalette P unter Verwendung des APC's dieser Erfindung ausgetauscht.
Gemäß Darstellung in Fig. 2 führt der APC zuerst einen Vorbereitungsschritt 100 aus, wobei der Betätigungszylinder 101 der Kippeinheit 10 betätigt wird, um so die Kipparme 102 anzuheben, um somit die zwei Führungsstangen 103 in einen vorbestimmten Winkel zu drehen. Die zwei Paletten P werden somit durch die zwei Hebelsätze 51 und 61 der ersten und zweite Hebeeinheiten 5 und 6 höher als der Haupttisch 2 ange­ hoben. Der Haupttisch 2 wird ebenfalls in einer umgekehrten Richtung bewegt, um somit eine Palettenzuführungsposition zu erreichen.
Nach dem Vorbereitungsschritt 100 wird ein Hebebewegungs­ schritt 110 ausgeführt. In dem Hebebewegungsschritt 110 wird der reversierbare Motor des Antriebskettenrades 72 gestartet, um somit die Ausgabepalette P über dem Hilfstisch 31 und die Zuführungspalette P über dem Haupttisch 2 in der Palettenzu­ führungsposition zu positionieren.
Nach dem Hebebewegungsschritt 110 wird ein Palettenklemm­ schritt 120 ausgeführt. In dem Palettenklemmschritt 120 wer­ den die Ausgabe- und Zuführungspaletten P jeweils auf den Hilfs- und Haupttisch 31 und 2 unter Verwendung der zwei He­ beeinheiten 5 und 6 und der Kippeinheit 10 geklemmt.
Der vorgenannte Palettenklemmschritt 120 wird von einem Rückkehrschritt 130 in die Ausgangsposition begleitet. Im dem Rückkehrschritt 130 in die Ausgangsposition werden die zwei Tische jeweils in normaler bzw. umgekehrter Richtung bewegt, während der reversierbare Motor des Antriebskettenrades 72 in einer umgekehrten Richtung dreht und somit die Hebelsätze 51 und 61 durch den Betätigungszylinder 101 der Kippeinheit an­ hebt. Die Hebel 51 und 61 kehren dann in die Ausgangspositio­ nen zurück, um somit den zwei Hebeeinheiten 5 und 6 zu ermög­ lichen, in die Ausgangspositionen zurückzukehren.
Die vorstehend erwähnten Schritte 100, 110, 120 und 130 umfassen einen Zyklus eines Palettenaustauschvorgangs. Der vorgenannte Palettenaustauschvorgang wird während eines Be­ triebs der Werkzeugmaschine wiederholt durchgeführt.
Fig. 3a ist eine Draufsicht auf einen APC für Werkzeugma­ schinen gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Fig. 3b ist eine Schnittansicht entlang der Linie B-B von Fig 3a. Fig. 3c ist eine Schnittansicht entlang der Linie C-C von Fig. 3b.
Der APC dieser Ausführungsform wird mit einer Werkzeugma­ schine verwendet, von welcher der Haupttisch 2 vor einer Spindel 1 positioniert ist, wobei dieser so ausgelegt ist, daß er bezogen auf die Spindel 1 zweidimensional beweglich ist. In der Werkzeugmaschine ist ein mit einem Hilfstisch 31 versehene Palettenausgabebereich 3 an einer Position angren­ zend an einen Rand des Haupttisches 2 ausgebildet. Zusätzlich ist ein Palettenwartebereich 4, der einen zweiten Hilfstisch 41 auf­ weist, hinter dem Palettenausgabebereich 3 ausgebildet.
Der APC dieser Ausführungsform weist erste und zweite Pa­ lettenhebeeinheiten 5 und 6, erste und zweite Führungen 1001 und 1002, eine Palettenkippeinheit 1003 und eine Palettenbe­ wegungseinheit 1004 auf. Die zwei Hebeeinheiten 5 und 6 sind symmetrisch vor dem Haupttisch 2 und hinter dem Palettenwar­ tebereich 4 positioniert und weisen jeweils einen beweglichen Träger 51, 61 und zwei Palettenhaltehebel 52, 62 auf, die an beiden Seiten des Trägers 51, 61 angebaut sind und für das Halten beider Seiten einer Palette P verwendet werden.
Die ersten und zweiten Führungen 1001 und 1002 sind je­ weils unter den beweglichen Trägern 51 und 61 der zwei Palet­ tenhebeeinheiten 5 und 6 eingebaut und führen eine Bewegung der zwei Träger 51 und 61. Die zwei Führungen 1001, 1002 wei­ sen jeweils einen Kipprotor 1011, 1021 auf, welcher einen Vorsprungbolzen 1111, 1121 an einem hinteren Abschnitt be­ sitzt.
Die Palettenkippeinheit 1003 ist an einem tieferen Ab­ schnitt vor den zwei Führungen 1001 und 1002 eingebaut und weist einen Betätigungszylinder 1031 auf, der für das Drücken der Vorsprungbolzen 1111, 1211 der Kipprotoren 1011 und 1021 verwendet wird. Die Kipparme 1032 sind an gegenüberliegenden Seiten des Zylinders 1031 positioniert und sind gemeinsam mit der Kolbenstange des Zylinders 1031 verbunden.
Die Palettenbewegungseinheit 7 weist zwei Ketten: erste und zweite Ketten 1045 und 1046, welche die ersten und zwei­ ten Hebeeinheiten 5 und 6 symmetrisch miteinander verbinden, auf. Die zwei Ketten 1045 und 1046 sind miteinander verkop­ pelt, während sie über eine reversibel motorgetriebenes Ket­ tenrad 1044 und drei mitgenommene Kettenräder: erste bis dritte mitgenommene Kettenräder 1041, 1042 und 1043 laufen.
Ein schräge Steuerschulter 1033 ist an einem mittleren Abschnitt jedes Kipparms 1032 der Kippeinheit 1003 ausgebil­ det, und drückt somit die Vorsprungbolzen 1111 und 1211 der Kipprotoren 1011 und 1021 an. Die Steuerschultern 1033 der zwei Kipparme 1032 werden von dem Betätigungszylinder 1031 betätigt.
Eine Drehwelle 1112, 1212 ist lateral in jedem der Kipp­ rotoren 1011 und 1021 eingesetzt. Wenn die Vorsprungbolzen 1111 und 1112 der Kipprotoren 1011 und 1021 von den Steuer­ schultern 1033 der Kipparme 1032 gedrückt werden, werden die Kipprotoren 1011 und 1021 um die Drehwellen 1112 und 1212 ge­ dreht, und ermöglichen so den Hebeln 51 und 61 der zwei Hebe­ einheiten 5 und 6 die Paletten P anzuheben.
Die ersten und zweiten Ketten 1045 und 1046, welche sym­ metrisch die ersten und zweiten Hebeeinheiten 5 und 6 mitein­ ander verbinden, besitzen jeweils eine Zugfeder 1451, 1461 an einem mittleren Abschnitt davon. Die vorgenannten Zugfedern 1451 und 1461 dienen zur Kompensation des Reibungsabriebs der Ketten.
Ein Endschalter 1047, 1048 ist in sowohl in dem zweiten als auch in dem dritten Mitnehmerkettenrad 1042 und 1043 an­ geordnet. Die zwei Grenzschalter 1047 und 1048 werden somit selektiv mit den beweglichen Trägern 51 und 61 der zwei Hebe­ einheiten 5 und 6 während einer Bewegung der Hebeeinheiten 5 bzw. 6 in Kontakt gebracht. Die zwei Endschalter 1047 und 1048 steuern somit den Motor des Antriebskettenrades 1044 und geben Signale aus, welche den Schmierungszeitpunkt für die ersten und zweiten Hebeeinheiten 5 und 6 angeben.
Ein Öleinlaßrohr 1113, 1213 ist mit dem Inneren des Kipprotors 1011, 1021 jeder Führung 1001, 1002 verbunden. Je­ der Kipprotor 1011, 1021 weist ein Ölzuführungsloch 1114, 1214 auf, welches Schmierungsöl den beiden Seitenwänden und der oberen Wand jedes Rotors 1011, 1021 zuführt.
Der APC gemäß der zweiten Ausführungsform wird wie folgt während eines Palettenaustauschvorgangs betrieben.
Während eines solchen Palettenaustauschvorgangs wird die ein bearbeitetes Werkstück tragende Ausgabepalette P gegen die ein neues zu bearbeitendes Werkstück tragende Zuführungs­ palette P unter Verwendung des APC's dieser Erfindung ausge­ tauscht.
Gemäß Darstellung in Fig. 3a bis 3c führt der APC zuerst einen Vorbereitungsschritt 100 aus, wobei der Betätigungszy­ linder 1031 der Kippeinheit 1003 betätigt wird, um so die schrägen Steuerschultern 1033 der Kipparme 1032 in einer Vor­ wärtsrichtung zu bewegen, um somit die Vorsprungbolzen 1111 und 1211 der Kipprotoren 1011 und 1021 hochzudrücken.
Daher werden die Kipprotoren 1011 und 1021 der ersten und zweiten Führungen 1001 und 1002 um die Drehwellen 1112 und 1212 in einem vorbestimmten Winkel gedreht, um somit den He­ beln 51 und 61 der zwei Hebeeinheiten 5 und 6 zu ermöglichen die Paletten P höher als den Haupttisch 2 anzuheben.
Anschließend wird eine Hebebewegungsschritt ausgeführt. In dem Hebebewegungsschritt wird der Motor des Antriebskettenrades 1044 der Bewegungseinheit 1004 gestartet, um somit die ersten und zweiten Ketten 1045 und 1046 zu bewegen. In einem solchen Falle wird die Ausgabepalette P auf dem Hilfstisch 31 positioniert, während die Zuführungspalette P auf dem Haupttisch 2 positioniert wird, welcher bereits in eine umgekehrte Richtung bewegt wurde, um so die Palettenführungsposition zu erreichen.
Nach dem Hebebewegungsschritt wird ein Palettenklemm­ schritt ausgeführt. In dem Palettenklemmschritt werden die Ausgabe- und Zuführungspaletten P jeweils auf den Hilfs- und Haupttisch 31 und 2 unter Verwendung der zwei Hebeeinheiten 5 und 6 und der Kippeinheit 1003 geklemmt.
Der vorgenannte Palettenklemmschritt wird von einem Rück­ kehrschritt 130 in die Ausgangsposition begleitet. Im dem Rückkehrschritt 130 in die Ausgangsposition werden die zwei Tische jeweils in die normale und umgekehrte Richtung bewegt, während der reversierbare Motor des Antriebskettenrades 1044 der zwei Ketten 1045 und 1046 in einer umgekehrten Richtung dreht und somit die zwei Hebelsätze 51 und 61 der Hebeeinhei­ ten 5 und 6 durch den Betätigungszylinder 1031 der Kippein­ heit 1003 anhebt. Die Hebel 51 und 61 kehren dann in die Aus­ gangspositionen zurück, um somit den zwei Hebeeinheiten 5 und 6 zu ermöglichen, in die Ausgangspositionen zurückzukehren. Die vorstehend erwähnten Schritte umfassen einen Zyklus eines Palettenaustauschvorgangs. Der vorgenannte Palettenaustausch­ vorgang wird während eines Betriebs der Werkzeugmaschine wie­ derholt durchgeführt.
Fig. 4a ist eine Draufsicht auf einen APC für Werkzeugma­ schinen gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Fig. 4b ist eine Schnittansicht entlang der Linie D-D von Fig. 4a. Fig. 4c ist eine vergrößerte Ansicht des Ab­ schnittes E von Fig. 4b. Fig. 4d ist eine perspektivische An­ sicht einer Führung des vorstehenden APC's.
Gemäß Darstellung ist eine Rotorsitznut 2011 an jedem En­ de der ersten und zweiten Führungen 1001 und 1002 vorgesehen. Ein innere Zwischenwand 2012 ist in jeder von den Sitznuten 2011 vorgesehen, während ein Fixierungselement 2001 mit einem schrägen Paßteil 2013 an seinem oberen Abschnitt außerhalb eines mittleren Abschnittes der Zwischenwand 2012 befestigt ist. Ein Hebeelement 2002 mit einem über dem schrägen Paßteil 2013 des Fixierungselementes 2001 anzuordnenden V-förmigen schrägen Schlitz 2021 ist auf einem Mittenabschnitt von jedem der beweglichen Träger 51 und 61 ausgebildet.
Ein Anschlag S ist an einem Mittenabschnitt der Oberseite von jedem der Haltehebel 52 und 62 vorgesehen. Der vorstehen­ de Anschlag S dient dazu, ein unerwünschtes Gleiten der Pa­ letten P zu verhindern, wenn die Paletten P gekippt werden.
Zusätzlich ist der Palettenausgabebereich 3 mit einem er­ sten Hilfstisch 31 mit mehreren Palettensitzen 311, versehen, während der Palettenwartebereich 4 mit einem zweiten Hilfsti­ sche 41 mit mehreren Palettensitzen 411 versehen ist. Eine Luftleitung 312, 412 erstreckt sich von einem (nicht dargestell­ ten) Luftkompressor aus und ist mit den Palettensitzen 311 und 411 verbunden, um so Späne aus den Sitzen 311 und 411 zu entfernen.
Insbesondere sind die Fixierungselemente 2001 außerhalb des Mittenabschnittes der Zwischenwände 2012 befestigt, die in den Sitznuten 2011 von den ersten und zweiten Führungen 1001 und 1002 vorgesehen sind. Die vorstehenden Fixierungs­ elemente 2001 weisen jeweils ein schräges Paßteil 2013 an ei­ nem oberen Abschnitt auf. Das schräge Paßteil 2013 weist zwei schräge Oberflächen auf, welche sich schräg von einer Mittel­ linie C in entgegengesetzte seitliche Richtungen in einem Winkel T1 seitlicher Schräge und in Vorwärts- und Rück­ wärtsrichtung in einem Winkel T2 einer Vorwärtsschräge er­ strecken. Der Winkel T2 der Vorwärtsschräge des schrägen Paßteils 2013 ermöglicht ein leichtes Anordnen des Hebeele­ mentes 2013 über dem schrägen Paßteil 2013 bei dem V-förmigen schrägen Schlitz 2021, wenn das Hebeelement abgesenkt wird.
Das vorstehende Hebeelement 2002 ist an einem Mittenab­ schnitt von jedem der beweglichen Träger 51 und 61 ange­ bracht. Das Hebeelement 2002 weist einen V-förmigen schrägen Schlitz 2021 am Boden auf und ist über dem schrägen Paßteil 2013 der Fixiereinrichtung 2001 bei dem schrägen Schlitz 2012 angeordnet. Der V-förmige geneigte Schlitz 2021 weist zwei schräge Oberflächen auf, welche sich schräg von einer Mittel­ linie C in entgegengesetzte seitliche Richtungen und in einer Vorwärts- und Rückwärtsrichtung in einem Winkel T4 einer Vor­ wärtsschräge erstrecken.
Das heißt die zwei Winkel T1 und T2 des schrägen Paßteils 2013 des Fixierungselementes 2001 sind gleich den zwei Win­ keln T3 bzw. T4 des V-förmigen schrägen Schlitzes 2021 des Hebeelementes 2002.
Der vorstehende APC gemäß der dritten Ausführungsform wird während einer Palettenaustauschvorgangs wie folgt be­ trieben.
Während eines solchen Palettenaustauschvorgangs wird die ein bearbeitetes Werkstück tragende Ausgabepalette P gegen die ein neues zu bearbeitendes Werkstück tragende Zuführungs­ palette P unter Verwendung des APC's dieser Erfindung ausge­ tauscht. Um die zwei Paletten P auszutauschen, werden die He­ bel 52 und 62 der ersten und zweite Hebeeinheiten 5 und 6 ge­ mäß Darstellung in Fig. 4a bis 4d abgesenkt. In einem derar­ tigen Fall werden die V-förmigen schrägen Schlitze 2021 der Hebeelemente 2002 der ersten und zweiten Hebeeinheiten 5 und 6 über den schrägen Paßteilen 2013 der Fixierungselemente 2001 der ersten und zweiten Führungen 1001 und 1002 angeord­ net. Das heißt, daß dann, wenn die V-förmigen schrägen Schlitze 2021 der Hebeelemente 2002 über den schrägen Paßtei­ len 2013 der Fixierungselemente 2001 angeordnet werden, die zwei schrägen Flächen jedes Schlitzes 2021 an den zwei schrägen Flächen eines zugeordneten Paßteils 2013 nach unten gleiten. Es ist somit möglich, die Klemmposition der ersten und zweiten Hebeeinheiten 5 und 6 genau einzustellen.
Fig. 4c stellt den Querschnitt einer sowohl auf der er­ sten als auch auf der zweiten Führung 2001 und 2002 ausgebil­ deten Schiene 2003 im Detail dar. Gemäß Darstellung in der Zeichnung besitzt die Schiene 2003 zwei erste schiefe Flächen 2032 und 2033 an beiden Seiten ihrer Oberseite. Andererseits weist jeder von den beweglichen Trägern 51 und 61 von den er­ sten und zweiten Hebeeinheiten 5 und 6 zwei zweite schiefe Oberflächen 2041 und 2042 an beiden Seiten seiner Unterseite 2004 auf. Die zweiten schiefen Oberflächen 2041 und 2042 lie­ gen gleitend und eng an den ersten schiefen Oberflächen 2032 und 2033 der Schiene 2003 an. Mehrere Ölzuführungslöcher 2034 sind vertikal entlang der Oberseite 2031 der Schiene 2003 ausgebildet. Ein Ölspalt 2005 ist zwischen der Oberseite 2031 der Schiene 2003 und der Unterseite 2004 jedes beweglichen Trägers 51, 61 ausgebildet, und nimmt somit das von den Ölzu­ führungslöchern 2034 zugeführte Öl auf.
Daher sind die beweglichen Träger 51 und 61 in einer sol­ chen Weise mit der Schiene 2003 verbunden, daß die zweiten schiefen Flächen 2041 und 2042 jedes Trägers 51, 61 gleitend und eng an den ersten schiefen Fläche 2032 und 2033 einer zu­ geordneten Schiene 2003 anliegen. Zusätzlich wird Schmie­ rungsöl von den Ölzuführungslöchern 2034 in den zwischen der Oberseite 2031 der Schiene 2003 und der Unterseite 2004 jedes beweglichen Trägers 51, 61 ausgebildeten Ölspalt 2005 gelie­ fert, und minimiert somit wirksam den Reibungsabrieb sowohl der Träger 51 und 61 als auch der Schienen 2003 während einer Gleitbewegung der Träger 51 und 61 entlang den Schienen 2003. Zwei Lager 2006 sind jeweils auf die untere schiefe Fläche und eine Seitenfläche jedes beweglichen Trägers 51, 61 bei der Verbindung zwischen dem Träger 51, 61 und einer zugeord­ neten Schiene 2003 angeordnet. Aufgrund der Lager 2066 werden die Träger 51 und 61 wirksam vor einem partiellen Seitenver­ schleiß bewahrt, der von einer von den Schienen 2003 aufge­ brachten partiellen Seitenlast bewirkt wird.
Fig. 5a ist eine Draufsicht auf eine Palettenklemmeinheit für die APC's dieser Erfindung. Fig. 5b ist eine Schnittan­ sicht entlang der Linie F-F von Fig. 5a. Fig. 5c ist eine vergrößerte Ansicht des Abschnittes G von Fig. 5b.
Gemäß Darstellung in den Zeichnungen weist die Paletten­ klemmeinheit ein Zentralklemmteil 3001 auf, welches in dem Zentrum des Haupttisches 2 angeordnet ist. Ein Zentralträger 3011 ist auf das Zentralklemmteil 3001 unter Verwendung meh­ rere Ausdrückschrauben befestigt und wird zur Zentrierung ei­ ne Palette P verwendet. Vier erste Sitze 3002 sind jeweils um die vier nicken der Oberseite des Tisches 2 herum angeordnet. Die Oberseiten 3021 der vier Sitze 3002 weisen dieselbe hori­ zontale Ebene auf, und sind somit sogenannte koplanare Ober­ seiten. Ein Anpaßelement 3003 mit einer schrägen Fläche 3031 an seiner Außenkante zur Verhinderung einer Drehbewegung der Palette P ist an einer Seite des Zentralklemmteils 3001 ange­ ordnet.
Ein Trägerhalter 3014 ist bei dem Zentrum der Unterseite der Palette P vorgesehen und sitzt über dem Zentralträger 3011 des Tisches 2 auf, wenn die Palette P an den Tisch 2 ge­ klemmt ist. Vier zweite Sitze 3004 sind jeweils um die vier Ecken der Unterseite der Palette P herum angeordnet. Die Un­ terseiten 3041 der zweiten Sitze 3004 werden mit den Obersei­ ten 3021 der ersten Sitze 3002 auf dem Tisch 2 in engen Kon­ takt gebracht, wenn die Palette P auf den Tisch 2 geklemmt wird. Ein Paßhalter 3005 ist an einer Seite des Trägerhalters 3014 für die Aufnahme des Paßelementes 3003 des Haupttisches 2 vorgesehen. Der vorstehende Paßhalter 3005 weist eine schräge Fläche 3051 an seinem Innenrand zur Aufnahme der schrägen Fläche 3031 des Paßelementes 3003 auf.
Insbesondere sind die Unterseiten 3041 der zweiten Sitze 3004 der Palette P zur Oberseite der Palette P parallel.
Wenn die Zuführungspalette P auf den Haupttisch 2 ge­ klemmt wird, nachdem die Palette P zu dem Haupttisch 2 bewegt wurde, werden die Unterseiten 3041 der zweiten Sitze 3004 der Palette P jeweils auf die Oberseiten 3021 der ersten Sitze 3002 des Tisches 2 aufgelegt. Das heißt, die Unterseiten 3041 der zweiten Sitze 3004 werden in einen engen Kontakt mit den Oberseiten 3021 der ersten Sitze 3002 gebracht, wenn die Pa­ lette P auf den Tisch 2 geklemmt wird.
Außerdem wird das Anpaßelement 3003 der Palette P über dem Paßhalter 3005 des Tisches 2 aufgesetzt, wodurch ein unerwünschtes Drehen der Palette P infolge eines während eines Spanvorgangs der Werkzeugmaschine auf die Palette ausgeübten Drehmoments vermieden wird.
Fig. 5c ist eine vergrößerte Ansicht des Abschnittes G von Fig. 5b und zeigt sowohl den Zentralträger 3011 des Ti­ sches 2 als auch den Trägerhalter 3014 der Palette P bevor der Trägerhalter 3014 auf Zentralträger 3011 aufgesetzt wird. Gemäß Darstellung in der Zeichnung weist der auf das Zen­ tralklammerteil 3001 des Tisches 2 befestigte Zentralträger 3011 eine schräge Ringfläche 3111 an seiner Oberseite auf, wobei die schräge Ringfläche 3111 zur Zentrierung der Palette P in Bezug auf Haupttisch 2 verwendet wird. Andererseits weist die Palette P ein Trägerhalterteil 3012 in der Mitte ihrer Unterseite auf. Zur Ausbildung des Trägerhalterteils 3012 ist ein Haltersitz 3013 mit einem Innendurchmesser d1 und einer Tiefe h1 in der Mitte der Unterseite der Palette P ausgebildet. Der Trägerhalter 3014 ist in dem Haltersitz 3013 befestigt. Eine schräge Ringfläche 3141 ist in dem Trägerhal­ ter 3014 ausgebildet, während eine Ringschulter 3142 auf der Außenoberfläche des Trägerhalters 3014 ausgebildet ist. Die schräge Ringfläche 3141 des Trägerhalters 3014 kommt mit der schrägen Ringfläche 3111 des Zentralträgers 3011 in Kontakt, wenn die Palette P auf den Tisch 2 geklemmt wird.
Der Außendurchmesser d2 der Ringschulter 3142 des Träger­ halters 3014 ist kleiner als der Innendurchmesser d1 des Hal­ tersitzes 3013 ausgelegt, während die Höhe h2 der Ringschul­ ter 3142 kleiner als die Höhe h1 des Haltersitzes 3013 ausge­ legt ist. Daher ist ein stoßabsorbierender Hohlraum 3015 zwi­ schen der Innenfläche des Haltersitzes 3013 und der Außenflä­ che 3013 des Trägerhalters ausgebildet.
Wenn die Palette P auf dem Tisch 2 abgelegt wird, wird der Trägerhalter 3014 der Palette P über den Zentralträger 3011 des Tisches 2 aufgesetzt. In einem derartigen Falle ab­ sorbiert er stoßabsorbierende Hohlraum 3015 wirksam den von dem Zentralhalter 3011 auf den Trägerhalter 3014 ausgeübten Stoß.
Gemäß vorstehender Beschreibung stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren und einen APC zum automatischen Aus­ wechseln von Paletten in Werkzeugmaschinen bereit. Der APC dieser Erfindung hebt eine Werkstückausgabepalette, welche ein bearbeitetes Werkstück darauf trägt, an, während ein Haupttisch in eine Palettenzuführungsposition vor dem Aus­ tausch der Ausgabepalette gegen eine ein neues Werkstück tra­ gende Werkstückzuführungspalette umgedreht wird. Der APC re­ duziert somit die Palettenaustauschzeit während eines Be­ triebs derartiger Werkzeugmaschinen.
Zusätzlich weist der APC eine Palettenbewegungseinheit auf. Die Palettenbewegungseinheit verwendet erste und zweite symmetrische Ketten während der Bewegung der Paletten unter Verwendung erster und zweiter Hebeeinheiten, und weist somit eine erwünschte hohe Betriebsgenauigkeit während eines Palet­ tenaustauschvorgangs des APC's auf.
Der APC besitzt auch einen Kipprotor sowohl auf der er­ sten als auch auf der zweiten Führung. Die Kipprotoren werden von getrennten Kipparmen betätigt, und erreichen eine hohe Genauigkeit während eines Palettenkippvorgangs.
Der APC verhindert nahezu vollständig, daß die geklemmte Position der auf den Hilfs- bzw. Haupttisch geklemmten Ausga­ be- und Zuführungspaletten unerwünscht aufgrund eines Spiels der Ketten während eines Spanvorgangs der Werkzeugmaschine verändert werden. Daher verhindert der APC, daß die geklemmte Position der Zuführungspalette unerwünscht verändert wird, und verhindert damit, daß die Betriebsgenauigkeit der Werk­ zeugmaschine reduziert wird.
In dem APC dieser Erfindung wird Öl in einen zwischen der Oberseite jeder Schiene und der Unterseite jedes beweglichen Trägers ausgebildeten Ölspalt zugeführt, um somit wirksam ei­ nen Reibungsabrieb an den Schienen und beweglichen Trägern aufgrund eines Ölmangels während einer Gleitbewegung der Trä­ ger entlang den Schienen zu verhindern.
Der APC setzt auch die Palette unter Verwendung mehrerer Sitze sowohl auf der Palette als auch auf dem Haupttisch prä­ zise und horizontal auf den Haupttisch auf. Der APC spart so­ mit Geld, das typischerweise erforderlich ist, um die schrä­ gen Flächen genau zu bearbeiten, und erreicht eine gewünschte horizontale Ausrichtung der Palette auf dem Tisch zu niedri­ gen Kosten.
Der APC bewahrt sowohl die Unterseiten der Sitze der Pa­ lette als auch die Oberseiten der Sitze des Tisches vor einem Reibungsabrieb, und verhindert damit nahezu vollständig, daß die horizontale Ausrichtung der Paletten unerwünscht während eines Palettenaustausches verändert wird, und erhält damit die Betriebsgenauigkeit der Werkzeugmaschine.
Der APC zentriert auch wirksam die Palette auf dem Tisch, während er einen von einem Zentralträger des Tisches auf ei­ nen Trägerhalter der Palette ausgeübten Stoß absorbiert, wenn die Palette au dem Tisch abgelegt wird. Der APC verhindert somit nahezu vollständig, daß sowohl der Trägerhalter als auch der Zentralträger aufgrund eines solchen Stoßes zerstört werden.
Obwohl die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung nur zum Zwecke der Veranschaulichung offenbart wur­ den, wird der Fachmann auf diesem Gebiet klar erkennen, daß verschiedene Modifikationen Hinzufügungen und Ersetzungen möglich sind, ohne von dem Schutzumfang und der Idee der Er­ findung, wie sie in den beigefügten Ansprüchen offenbart sind, abzuweichen.

Claims (17)

1. Verfahren zum automatischen Austauschen einer ein bear­ beitetes Werkstück tragenden Ausgabepalette gegen eine ein neues zu bearbeitendes Werkstück tragende Zufüh­ rungspalette in einer Werkzeugmaschine, die einem automa­ tischen Palettenaustauscher mit ersten und zweiten Palet­ tenhebeeinheiten, einer Kippeinheit und einer Bewegungs­ einheit verwendet, mit den Schritten:
Anheben von zwei Kipparmen der Kippeinheit unter Ver­ wendung eines Betätigungszylinders, um somit zwei Füh­ rungsstangen der Kippeinheit um einem vorbestimmten Win­ kel zu drehen und dadurch die zwei Paletten höher als einen Haupttisch der Werkzeugmaschine mittels zwei Hebel­ sätzen der ersten und zweiten Hebeeinheiten anzuheben, während der Haupttisch in eine umgekehrte Richtung bewegt wird, um so dem Haupttisch zu ermöglichen, eine Paletten­ zuführungsposition zu erreichen;
Drehenlassen eines reversierbaren Motors der Bewe­ gungseinheit in einer normalen Richtung, um somit die Ausgabepalette über einem Hilfstisch der Werkzeugmaschine zu positionieren und die Zuführungspalette über dem Haupttisch der Werkzeugmaschine in der Palettenzufüh­ rungsposition zu positionieren;
Festklemmen der Ausgabe- und Zuführungspaletten auf den Hilfs- bzw. Haupttischen unter Verwendung der ersten und zweiten Hebeeinheiten zusammen mit der Kippeinheit; und
Dewegen der zwei Tische in normaler und umgekehrter Richtung, während sich der reversible Motor der Bewe­ gungseinheit in eine umgekehrte Richtung dreht, um somit die zwei Hebelsätze der Hebeeinheiten mittels des Betäti­ gungszylinders anzuheben und die zwei Hebelsätze in eine Ausgangsposition zurückzubringen, und dadurch den ersten und zweiten Hebeeinheiten zu ermöglichen, in eine Aus­ gangsposition zurückzukehren.
2. Automatischer Palettenaustauscher für Werkzeugmaschinen wobei die Werkzeugmaschinen jeweils einen vor einer Spin­ del positionierten Haupttisch, welcher zweidimensional in Bezug auf die Spindel bewegbar ist, einen Palettenausga­ bebereich, der mit einem Hilfstisch versehen und an einer Position angrenzend an einen Rand des Haupttisches ausge­ bildet ist, und einen Palettenwartebereich aufweist, der auf einer Rückseite des Palettenausgabebereichs angeord­ net ist, mit:
ersten und zweiten Palettenhebeeinheiten, die symme­ trisch vor dem Haupttisch bzw. hinter dem Palettenwarte­ bereich angeordnet sind, wobei die ersten und zweiten Pa­ lettenhebeeinheiten jeweils einen beweglichen Träger und zwei an beiden Seiten des beweglichen Trägers eingebaute Haltehebel aufweist, und die Palettenhaltehebel zum Hal­ ten beider Seiten einer zugeordneten Palette verwendet werden;
einer Kippeinheit, die an einer Seite von den Palet­ tenausgabe- und Palettenwartebereichen eingebaut ist und einen Betätigungszylinder aufweist, der zum Ausfahren und Zurückziehen der zwei Kipparme verwendet wird, und zwei Führungsstangen, die seitlich vor bzw. hinter dem Zylin­ der angeordnet sind, wobei die Außenseitenenden der Kipp­ arme an den zwei Führungsstangen befestigt sind, und die zwei Führungsstangen auch beweglich die zwei beweglichen Träger der ersten bzw. zweiten Hebeeinheiten darauf tra­ gen; und
einer eine Kette aufweisenden Bewegungseinheit, wobei sich die Kette zwischen den ersten und zweiten Hebeein­ heiten erstreckt und über ein reversibel motorgetriebenes Kettenrad und ein mitgenommenes Kettenrad verläuft, und die ersten und zweiten Hebeeinheiten synchron in entge­ gengesetzte Richtungen bewegt.
3. Automatischer Palettenaustauscher nach Anspruch 2, wobei eine Spanabdeckung um den Haupttisch herum installiert ist, um ein Wegfliegen von Spänen von einem Werkstück während eines Spanvorgangs der Werkzeugmaschine zu ver­ hindern.
4. Automatischer Palettenaustauscher nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Haupt- und Hilfstische dieselbe Breite aufwei­ sen, während jede von den Zuführungs- und den Ausgabepa­ letten eine Breite größer als die Breite von jedem der zwei Tische aufweist, jede von den Zuführungs- und Ausga­ bepaletten auch eine Hebelaussparung an einer Unterkante von jeder ihrer Seiten aufweist, um somit einen zugeord­ neten Palettenhaltearm der ersten und zweiten Palettenhe­ beeinheiten aufzunehmen, wobei ein Abstand zwischen In­ nenseitenkanten von zwei Hebelaussparungen kürzer als ein Abstand zwischen Innenseitenkanten der zwei Paletten­ haltehebel von jeder von den ersten und zweiten Paletten­ hebeeinheiten ist.
5. Automatischer Palettenaustauscher nach einem der Ansprü­ che 2 bis 4, wobei jeder von den Palettenhaltehebeln von den ersten und zweiten Hebeeinheiten einen Anschlag an einem Mittenabschnitt seiner Oberseite aufweist, und der Anschlag dazu verwendet wird, um ein unerwünschtes Glei­ ten einer zugeordneten Palette zu verhindern, wenn die Palette gekippt wird.
6. Automatischer Palettenaustauscher nach einem der Ansprü­ che 2 bis 5, wobei der Hilfstisch mehrere Palettensitze aufweist, und sich eine Luftleitung von einem Luftkom­ pressor zu den Palettensitzen erstreckt, um somit Druck­ luft von dem Luftkompressor zu den Palettensitzen zu lie­ fen, m damit Späne von einer auf den Hilfstisch gesetz­ ten Palette zu entfernen.
7. Automatischer Palettenaustauscher nach einem der Ansprü­ che 2 bis 6, ferner mit:
einer Palettenklemmeinheit, mit:
einem bei dem Zentrum des Haupttisches vorgesehe­ nen Zentralklemmteil, wobei ein Zentralträger an dem Zen­ tralklemmteil befestigt ist und zur Zentrierung einer Pa­ lette auf dem Haupttisch verwendet wird;
mehreren ersten Sitzen, die um mehrere Ecken ei­ ner Oberseite des Haupttisches herum ausgebildet sind, wobei die ersten Sitze auf ihren Oberseiten die gleiche horizontale Ebene aufweisen;
einem Paßelement, das an einer Seite des Zentral­ klemmteils vorgesehen ist und eine schräge Fläche an sei­ ner Außenkante aufweist, und somit eine Drehung der Pa­ lette auf dem Haupttisch verhindert;
einem Trägerhalter, der bei einem Zentrum einer Unterseite der auf den Haupttisch aufgelegten Palette vorgesehen ist, wobei der Trägerhalter über den Zentral­ träger des Haupttisches gesetzt wird, wenn die Palette auf den Haupttisch geklemmt wird;
mehreren zweiten Sitzen, die um mehrere Ecken der Unterseite der Palette herum ausgebildet sind, wobei die zweiten Sitze mit den Oberseiten der ersten Sitze des Haupttisches an deren Unterseiten in engen Kontakt ge­ bracht werden, wenn die Palette auf den Haupttisch ge­ klemmt wird; und
einem Paßhalter, der an einer Seite des Träger­ halters vorgesehen ist und für die Aufnahme des Paßele­ mentes verwendet wird, wobei der Paßhalter eine schräge Fläche an seiner Innenseitenkante besitzt, um die schräge Fläche des Paßelementes aufzunehmen.
8. Automatischer Palettenaustauscher nach Anspruch 7, wobei:
der Zentralträger eine schräge Ringfläche an seinem oberen Abschnitt aufweist, und die schräge Ringfläche zur Zentrierung er Palette in Bezug auf den Haupttisch ver­ wendet wird; und
ein Trägerhalterteil bei dem Zentrum der Unterseite der Palette vorgesehen ist mit:
einem Haltersitz, der einen Innendurchmesser und eine Tiefe aufweist und bei dem Zentrum der Unterseite der Palette ausgebildet ist;
dem in den Haltersitz angeordneten Trägerhalter, wobei der Trägerhalter sowohl eine schräge Ringfläche auf seiner Innenfläche als auch eine Ringschulter auf seiner Außenfläche besitzt, und die schräge Ringfläche des Trä­ gerhalters mit der schrägen Ringfläche des Zentralträgers in engen Kontakt kommt, wenn die Palette auf den Haupt­ tisch geklemmt wird; und
einem stoßabsorbierenden Hohlraum, der zwischen einer Innenfläche des Haltersitzes und der Außenfläche des Trägerhalters ausgebildet ist, um somit den von dem Zentralträger des Haupttisches auf den Trägerhalter aus­ geübten Stoß zu absorbieren, wenn die Palette mit dem Trägerhalter über den Zentralträger gesetzt auf den Haupttisch geklemmt wird.
9. Automatischer Palettenaustauscher für Werkzeugmaschinen, wobei die Werkzeugmaschinen jeweils einen vor einer Spin­ del positionierten Haupttisch, der zweidimensional in Be­ zug auf die Spindel bewegbar ist, einen Palettenausgabe­ bereich, der mit einem Hilfstisch versehen und an einer Position angrenzend an einen Rand des Haupttisches ausge­ bildet ist, und einen Palettenwartebereich aufweist, der mit einem zweiten Hilfstisch versehen und auf einer Rück­ seite des Palettenausgabebereichs ausgebildet ist, mit:
ersten und zweiten Palettenhebeeinheiten, die symme­ trisch vor dem Haupttisch bzw. hinter dem Palettenwarte­ bereich angeordnet sind und jeweils aus einem beweglichen Träger und zwei Palettenhaltehebeln bestehen, wobei die zwei Palettenhaltehebel an beiden Seiten des beweglichen Trägers angebaut sind und zum Halten beider Seiten einer zugeordneten von den zwei Paletten verwendet werden;
ersten und zweiten Führungen, die unter zwei bewegli­ chen Trägern der ersten bzw. zweiten Palletenhebeeinhei­ ten eingebaut sind, wobei die ersten und zweiten Führun­ gen zur Führung einer Bewegung der zwei beweglichen Trä­ ger verwendet werden und jeweils einen Kipprotor aufwei­ sen, wobei der Kipprotor mit einem Vorsprungbolzen an einem hinteren Abschnitt versehen ist;
einer Kippeinheit, die an einem tieferen Abschnitt der ersten und zweiten Führungen eingebaut ist, wobei die Kippeinheit aus einem Betätigungszylinder besteht, der für das Anpressen von Vorsprungbolzen von den zwei Kipprotoren der ersten und zweiten Führungen verwendet wird, und die Kippeinheit auch zwei Kipparme besitzt, die an gegenüberliegenden Seiten des Zylinders positioniert und gemeinsam mit der Kolbenstange des Zylinders verbun­ den sind; und
einer Bewegungseinheit, die aus ersten und zweiten Ketten besteht, welche die ersten und zweiten Palettenhe­ beeinheiten symmetrisch miteinander verbinden, wobei die zwei Ketten miteinander verkoppelt, während sie über ein reversibel motorgetriebenes Kettenrad und erste bis drit­ te mitgenommene Kettenräder verlaufen.
10. Automatischer Palettenaustauscher nach Anspruch 9, ferner mit:
einer schrägen Steuerschulter, die an einem mittleren Abschnitt von jedem von den zwei Kipparmen ausgebildet ist und für das Drücken des Vorsprungbolzens eines zuge­ ordneten Kipprotors angepaßt ist, wobei die schräge Steu­ erschulter von dem Betätigungszylinder betätigt wird; und
zwei Drehwellen, die seitlich in die zwei Kipprotoren eingesetzt und dafür angepaßt sind, den Kipprotoren zu ermöglichen, sich um die Drehwellen zu drehen, und den Palettenhaltehebeln der zwei Palettenhebeeinheiten zu er­ möglichen, die Paletten anzuheben, wenn die Vorsprungbol­ zen der Kipprotoren von den schrägen Schaltern der Kipp­ arme hochgedrückt werden.
11. Automatischer Palettenaustauscher nach Anspruch 9 oder 10, wobei die ersten und zweiten Ketten, welche symme­ trisch die ersten und zweiten Palettenhebeeinheiten mit­ einander verbinden, jeweils eine Zugfeder an ihrem mitt­ leren Abschnitt besitzen, wobei die Zugfedern zur Kompen­ sation eines Reibungsabriebs einer zugeordneten von den zwei Ketten verwendet wird.
12. Automatischer Palettenaustauscher nach einem der Ansprü­ che 9 bis 11, wobei zwei Endschalter in den zweiten bzw. dritten Mitnehmerkettenrädern angeordnet sind, und die zwei Grenzschalter mit den beweglichen Trägern der zwei Palettenhebeeinheiten während einer Bewegung der Hebeein­ heiten in Kontakt gebracht werden, um somit einen rever­ sierbaren Motor des Antriebskettenrades zu steuern und Signale auszugeben, welche den Schmierungszeitpunkt für die ersten und zweiten Palettenhebeeinheiten angeben.
13. Automatischer Palettenaustauscher nach einem der Ansprü­ che 9 bis 12, wobei ein Öleinlaßrohr den zwei Kipprotoren zugeführt wird, wobei ein Ölzuführungsloch in jedem von den zwei Kipprotoren ausgebildet ist, um so Schmierungsöl von dem Öleinlaßrohr beiden Seitenwänden und einer oberen Wand jedes von den zwei Kipprotoren zuzuführen.
14. Automatischer Palettenaustauscher nach einem der Ansprü­ che 9 bis 13, ferner mit:
einer Rotorsitznut, die an jedem Ende der ersten und zweiten Führungen vorgesehen ist;
einer inneren Zwischenwand, die bei der Rotorsitznut vorgesehen ist;
einem Fixierungselement, das ein schräges Paßteil an seinem oberen Abschnitt aufweist, und das außerhalb an einem Mittenabschnitt der Zwischenwand befestigt ist;
einem Hebeelement, das auf einem Mittenabschnitt von jedem der zwei beweglichen Träger mit einem V-förmigen schrägen Schlitz ausgebildet ist, und somit über das schräge Paßteil des Fixierungselementes bei dem schrägen V-förmigen Schlitz aufgesetzt ist.
15. Automatischer Palettenaustauscher nach einem der Ansprü­ che 9 bis 14, wobei:
das schräge Paßteil des Fixierungselementes zwei er­ ste schräge Flächen aufweist, die zwei ersten schrägen Flächen sich schräg von einer Mittellinie in entgegenge­ setzte seitliche Richtungen in einem ersten Winkel seit­ licher Schräge und in einer Vorwärts- und Rückwärtsrich­ tung in einem zweiten Winkel einer Vorwärtsschräge er­ strecken; und
der V-förmige schräge Schlitz des Hebeelementes zwei zweite schräge Flächen besitzt, wobei sich die zwei zwei­ ten schrägen Flächen schräg von einer Mittellinie in ent­ gegengesetzte seitliche Richtungen in einem dritten Win­ kel seitlicher Schräge und in einer Vorwärts- und Rück­ wärtsrichtung in einem vierten Winkel einer Vorwärts­ schräge erstrecken,
wobei die ersten und zweiten Schrägenwinkel des schrägen Paßteils gleich den dritten bzw. vierten Schrä­ genwinkeln des V-förmigen schrägen Schlitzes sind.
16. Automatischer Palettenaustauscher nach einem der Ansprü­ che 9 bis 15, ferner mit:
einer auf jeder von den ersten und zweiten Führungen vorgesehene Schiene, wobei zwei erste Neigungsflächen auf beiden Seiten einer Oberseite der Schiene ausgebildet sind;
zwei zweiten Neigungsflächen, die an beiden Seiten einer Unterseite von jedem der zwei beweglichen Träger ausgebildet sind, wobei die zwei zweiten Neigungsflächen gleitend und eng an den zwei ersten Neigungsflächen der Schiene anliegen;
mehreren Ölzuführungslöchern, die vertikal entlang der Oberseite der Schiene ausgebildet sind; und
einem Ölspalt, der zwischen der Oberseite der Schiene und der Unterseite von jedem der zwei beweglichen Träger ausgebildet ist und von den Ölzuführungslöchern geliefer­ tes Öl aufnimmt.
17. Automatischer Palettenaustauscher nach Anspruch 16, fer­ ner mit:
zwei Lagern, die jeweils auf einer unteren schrägen Fläche und einer Seitenfläche von jedem der zwei bewegli­ chen Träger angebracht und dafür angepaßt sind, jeden von den zwei beweglichen Trägern vor einem seitlichen Teil­ verschleiß zu bewahren, der von einer Teilseitenlast be­ wirkt wird, die von einer zugeordneten Schiene ausgeübt wird.
DE1999121779 1998-05-12 1999-05-11 Verfahren zum automatischen Austauschen von Paletten in Werkzeugmaschinen und automatischer Palettenaustauscher zur Durchführung eines derartigen Verfahrens Ceased DE19921779A1 (de)

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