DE2018950A1

DE2018950A1 - Bearbeitungssystem fur die Her stellung von Gegenstanden

Info

Publication number: DE2018950A1
Application number: DE19702018950
Authority: DE
Inventors: Thomas Jules Rockford 111 Lindem (V St A) M
Original assignee: Ingersoll Milling Machine Co
Current assignee: Ingersoll Milling Machine Co
Priority date: 1969-04-22
Filing date: 1970-04-20
Publication date: 1971-03-04
Also published as: GB1313755A

Description

INGERSOLL MILLING MACHINE COMPANY 707 Fulton Avenue

Roekforä, Illinois 61101,/USA

Bearbeitungssystem für die Herstellung von Gegenständen

Die Erfindung bezieht sich auf ein Bearbeitungssystem, welches der Herstellung von Gegenständen dient.

Bei Herstellungsprozessen, die eine Reihe von Bearbeitungsvorgängen erfordern, ist es bekannt, Obergabesysteme zu verwenden, bei welchen eine Vielzahl von Bearbeitungsstationen entlang einer ÖbergabeStrecke vorgesehen sind. Die Gegenstände werden dabei üblicherweise entlang der Obergabestrecke in diskreten Schritten eingeteilt, wobei üblicherweise sämtliche Gegenstände gleichzeitig auf der Obergabestrecke eingeteilt werden, um gewisse Gegenstände zu den BearbeitungsStationen zu bringen. Bei der gleichzeitigen Einteilung muß die gesamte Strecke jedoch geschlossen werden, wenn eine Bearbeitungsstation ausgeschaltet wird, wodurch die Leistungsfähigkeit des Systems herabgesetzt wird.

Gegenstand der Erfindung ist die Schaffung eines Bearbeitungseystems, bei welchem der vorbeschriebene Nachteil vermieden wird.

Dies wird bei einem Bearbeitungssystem der erfindungsgemäßen Art dadurch erreicht, daß eine Obergabestrecke mit einer

109810/1381

Führung für entlang dieser Strecke durch verschiedene Stationen zu führende Gegenstände vorgesehen ist, sowie ein längliches, sich entlang der Strecke erstreckendes, hin und her bewegbares Element und Mittel für dessen Hin- und Herbewegung, wobei das längliche Element eine Vielzahl von Klinken an den vorgesehenen Stationen des Gegenstandes zugeordneten Stellen aufweist, die unabhängig zwischen Wirkstellungen, in denen sie an den auf der Strecke befindlichen Gegenständen angreifen, um diese bei der Vorwärtsbewegung des Elementes nach vorne zu bewegen, und Ruhestellungen, in denen sie die Gegenstände bei der Vorwärtsbewegung des Elementes nicht fördern können, bewegbar sind, und daß eine Vielzahl von die Gegenstände ermittelnden Elementen für die Ermittlung des Vorhandenseins von Gegenständen auf jeder ihrer Stationen sowie Verbindimgsmittel für die die Gegenstände ermittelnden Element® und die Klinken vorgesehen sind, die derart betätigbar sind, daß sie jede Klinke veranlassen, bei der Vorwärtsbewegung des genannten Elementes ihre Arbeitsstellung einzunehmen, falls die Station für den Gegenstand unmittelbar einer @o&ch@n folgt, in der die ihr entsprechende Klinke leer» ist₀ jedoch die Einnahme der Ruhestellung der Klinke bei der Vorwärtsbewegung des genannten Elementes bewirkt«, falls die unmittelbar folgende Station für den Gegenstand schon besetzt ist»

Die Bezeieferairag "Gegenstand" ist selbstverständlich auch so aufzufassen, da© hierunter eine Kombination eines tatsächlichen Gegenstandes mit seinem Träger ©der seiner Einspannvorrichtung fällt, wobei der Träger ού®τ die Einspannvorrichtung durch die Mittel geführt wix>d, und sswar im Eingriff mit den Klinken und durch die die Gegenstände ermittelnden Elemente feststellbar.

Die Erfindung sei wcdtcsÄisa mtoi» Beregpahme auf die Zeichnungen veranschaulicht. Darin zeigen

Fig. i ei»© echeaatieche Draufsicht eef ©im itaführungsbei-

109810/1381

spiel eines erfindungsgemäßen Bearbeitungssystems,

Fig. 2 eine teilweise perspektivische Ansicht einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 3 einen teilweisen Schnitt im vergrößerten Maßstab entsprechend der Linie 3-3 und der Figur 2,

Fig. H eine der Figur 3 entsprechende Ansicht, wobei Teile jedoch durch Bewegung in andere Stellungen überführt sind,

Fig. 5 einen teilweisen Querschnitt im vergrößerten Maßstab λ entsprechend der Linie 5-5 der Figur 2,

Fig. 6 eine der Figur 3 entsprechende Darstellung für eine andere Ausführungsform der Erfindung und

Fig. 7 eine weitere, der Figur 3 entsprechende Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.

Zunächst sei auf die Figuren 1 - 5 Bezug genommen. Danach ist für das System eine Obergabestrecke 10 vorgesehen, entlang welcher eine Vielzahl gleichmäßig beabstandeter Positionen für die Gegenstände vorgesehen sind, durch welche die Gegenstände zu fördern sind. Nach Figur 1 sind einige der mit 0 bezeichneten Gegenstandspositionen durch Gegen- Λ stände besetzt, wohingegen die mit X bezeichneten restlichen Positionen nicht besetzt sind. An ausgewählten Stellen der Gegenstandspositionen entlang der Obergabestrecke befinden sich Bearbeitungsstationen, die mit S 1, S 2 .... SN bezeichnet sind und Bearbeitungsmaschinen für die Bearbeitung der Gegenstände besitzen, wobei diese Bearbeitungsstationen von den ihnen benachbarten durch verschiedene Gegenstandspositionen getrennt sind.

Die Obergabestrecke 10 umfaßt eine Führung in Form L-förmiger Führungselemente 11, die sich über die Länge der Obergabestrecke erstreckt, jedoch, sofern erforderlich, im Bereich der Bearbeitungsstationen unterbrochen ist. Derartige

109810/1381 .

Führungselemente sind vorgesehen, um eine Bahn zu bilden, durch die die Ausrichtung der davon unterstützten Gegenstände festgelegt ist und die die Gegenstände entlang des erforderlichen Weges führt.

Die Obergabestrecke umfaßt gleichfalls ein längliches Element 12, das durch die Rollen 13, 11 gestützt und geführt ist, und das in Richtung der Übergabestrecke entlang seiner gesamten Erstreckungslänge hin- und herbewegbar ist. Mit dem Element 12 ist ein Antriebsmechanismus IHa verbunden, der beispielsweise eine Kurbel sein kann, die über ein Reduziergetriebe durch einen Elektromotor angetrieben ist und das Element 12 kontinuierlich mit einer Frequenz von z.B. 30/Minute hin- und herbewegt, und zwar mit Vorwärts- und Rückwärtshüben, die etwas länger sind als der Abstand zwischen benachbarten Gegenstandspositionen. Die Häufigkeit der Hin- und Herbewegung des Teils 12 ist somit beträchtlich größer als die Häufigkeit für die Zykluswiederholung der am schnellsten wiederholenden Bearbeitungsmaschinen in den Bearbeitungsstationen.

Das Teil 12 hat eine Vielzahl hochstehender Böcke 15 an entlang seiner Länge beanstandeten Stellen, die den entsprechenden Gegenstandspositionen zugeordnet sind. Mit jedem Bock ist ein Paar Klinken 16 gelenkig verbunden, dessen Klinken 16 an gegenüberliegenden seitlichen Flächen des Bockes angeordnet sind und um einen sich durch den Bock erstreckenden Gelenkbolzen 16a schwenkbar sind. Jeder Bock 15 ist mit einem Anschlag 17 entsprechend Figur 3 ausgeführt, der mit den zugehörigen Klinken für die Festlegung von deren Apbeitsbestellung zusammenwirkt, wobei die Klinken durch Schwerkraft in einer derartigen Stellung gehalten sind. In dieser Stellung stehen die oberen Enden jedes Klinkenpaars über die Führungselement® 11 voi», so daß sie mit einem Gegenstand in d@3r> ©Eitspspeeheiaäsn Gegenstandspositi©n in Eingriff geraten, um den Gegenstand der nächstfolgen-

10 9 8 10/1381

den Gegenstandsposition bei der Vorwärtsbewegung des Elementes 12 zuzuführen, wie sich aus Figur 3 ergibt.

Um jedes Klinkenpaar 16 aus seiner Arbeitsstellung herauszubringen, ist eine Nockenstange 18 vorgesehen, die einendig an einem Hebel 19 und anderendig an einem den Gegenstand ermittelnden Element oder Fühler in Form eines Hebels 20 angelenkt ist. Der Hebel 19 und der Hebel 20 sind verschwenkbar mit einem feststehenden Rahmen 31 der Obergabestrecke 10 verbunden. Ein Ende des Hebels 20 kann sich nach ä oben bis über die Höhenlage der Führungselemente 11 erstrecken, um mit einem Gegenstand in Eingriff zu geraten, der sich in der Gegenstandsposition befindet, die derjenigen Gegenstandsposition unmittelbar folgt, der die dem Hebel zugeordneten Klinken 16 entsprechen; am Hebel 20 gelangt vorzugsweise, jedoch nicht notwendigerweise der Vorderteil des Gegenstandes zum Angriff. Hebel 19 und der Hebel 20 sind parallel und derart angeordnet, daß die Oberkante der Nockenstange 18 stets horizontal bleibt. Sowie ein Gegenstand am nach oben vorstehenden Ende des Hebels 20 angreift, wird die Nockenstange 18 angehoben, so daß die Klinken 16, die dem Hebel zugeordnet sind, in ihre Ruhelage bewegt wer- _ den, wie sich aus der Darstellung der Klinke 16 im linken ™ Teil der Figur k ergibt, wobei sie in dieser Lage während der Bewegung des Elementes 12 verbleiben. Die Stangen 18, Hebel 19 und Hebel 20 sind für abwechselnde, entlang des Elementes 12 mit Abstand angeordnete Klinkenpaare auf wechselnden Seiten des Teiles 12 angeordnet, so daß sie sich gegenseitig nicht beeinflussen können.

Die Obergabestrecke ist derart ausgebildet, daß ein auf einer besonderen Gegenstandsposition befindlicher Gegenstand nur eingeteilt wird, wenn die nächstfolgende Gegen stands position leer ist, weil nämlich bei einer Besetzung der nächstfolgenden Position der dieser Position zugeord nete Hebel 20 unter der Einwirkung des Gegenstandes steht

' 109810/1381

und dadurch die Klinken der unmittelbar folgenden Gegenstandsposition in ihre Ruhestellungen überführt. Somit wird erreicht, daß es ausgeschlossen ist, daß zwei benachbarte Gegenstände gleichzeitig zugeteilt werden, falls diese Gegenstände nicht durch einen Leerabstand voneinander getrennt sind. Wenn bei irgendeiner Gegenstandsposition ein Leerabstand besteht, werden die sich in den der Leerstellung folgenden Positionen befindlichen Gegenstände tatsächlich zu einer Zeit zugeteilt, die aufeinander folgenden Vorwärtsbewegungen des Elementes 12 entspricht, bis ein Gegenstand erreicht ist, dem auf der Strecke eine weitere Leerstelle folgt.

Jede Nockenstange 18 ist im Bereich ihres vorderen Abschnittes abfallend ausgeführt, wie in Figur 4 mit 18a bezeichnet ist, so daß jedes Klinkenpaar im Endabschnitt seiner Vorwärtsbewegung seine Arbeitsstellung unabhängig davon einnehmen kann, ob die Nockenstange gehoben oder gesenkt ist. Hierdurch wird gewährleistet, daß ein von den Klinken geförderter Gegenstand entlang des gesamten Hubes bis in eine genau bestimmt© Stellung bewegt wird, und daß die Klinken nicht im unmittelbaren Anschluß an das Angreifen des Gegenstandes am Hebel 20, der die Klinken steuert, in ihiee Ruhelage geraten. Da sich die Klinken weiterhin mit einem Hub hin- und herbewegen, dessen Länge größer als der Abstand benachbarter Gegenstandspositionen ist, kann ein sich in einer den Klinken entsprechenden Gegenstandsposition befindlicher Gegenstand die Bewegung der Klinken in ihre Arbeitsstellung am Schluß ihres Rückwärtshubes nicht hindern, weil die Klinken stets in hinter dem Gegenstand liegende Stellungen zurückgezogen werden.

Für jede Bearbeitungsstatioa ist ein© auf die Einteilung der Gegenstände eingerichtete Übesholungsbegrenzung- vorgesehen. Um sicher zu stellen, daß d«nn$ wenn die nächstfolgende Gegenstandsposition leer ist, kein gegenstand die Bear-

109810/1381

beitungsstation vor Ablauf des Bearbeitungszyklus verläßt, ist eine bestimmte Verriegelung vorgesehen. Dies kann dadurch erreicht werden, daß eine mit zusätzlicher Kraft so z.B. durch eine pneumatische oder elektromagnetische Einheit angetriebene Vorrichtung 32 verwendet wird, die einschaltbar oder automatisch betätigbar ist, um die zugehörige Nockenstange 18 angehoben zu halten, während der Bearbeitungsablauf erfolgt. Am Ende des Bearbeitungszyklus wird die Vorrichtung betätigt, um die Nockenstange auszulösen, so daß der Gegenstand dann von der Bearbeitungsstation der nächstfolgenden Gegenstandsposition zugeteilt wird, sofern diese leer ist.

Bei der in Figur 6 dargestellten Ausführungsform dienen zur Ermittlung des Gegenstandes ein länglicher Hebel 21 mit einem Nockenprofil 22 an seinem einen Ende und einem Schlitz 23 zur Bildung einer Stift- und Schlitzverbindung mit den Klinken 16 an anderen Ende. Der Hebel 21 ist mit dem hin- und hergehenden Element 12, das in der Zeichnung nicht dargestellt wurde, gelenkig verbunden, um mit Letzterem hin- und herbewegt zu werden.

Wenn sich kein Gegenstand vor der den Klinken 16 zugeordneten Station befindet, wird der; Hebel 21 durch seine Schwerkraft in der dargestellten Lage gehalten. Die Klinken stehen dann in ihrer Arbeitsstellung nach oben. Wenn sich ein Gegenstand in der nächstfolgenden Position befindet, wird das nockenförmig profilierte Ende 22 des Hebels 21 nach unten gedruckt, so daß die Klinken 16 in ihre Ruhestellung gesenkt werden. Bei fortschreitender Bewegung des Elementes 12 folgt der nockenprofilierte Abschnitt der unteren Fläche des Gegenstandes und hält somit die Klinken 16 aus ihrem Eingriff an der unteren Fläche des über ihnen befindlichen Gegenstandes.

Bei der in Figur 7 dargestellten Ausführungsform sind die Klinken 16 mittels eines Druckfedergliedes 25 mit einem Ge-

109810/1381

lenkstück 24 verbunden, das am Element 12 angelenkt ist. Sowohl für das Gelenkstück 24 als auch für die Klinken sind in der Zeichnung nicht dargestellte Anschläge vorgesehen. In der dargestellten Lage sind die Klinken 16 in ihren Arbeitsstellungen gehalten, wobei sich das Gelenkstück in seiner Grenzlage befindet. Wenn das Gelenkstück im Uhrzeigersinn in seine andere Grenzstellung gedreht wird, wird das Federglied 25 über den Mittelpunkt gedreht und werden die Klinken 16 in ihre Ruhestellungen bewegt.

Das den Gegenstand ermittelnde Element 26 ist am festen Rahmen der Obergabestrecke angelenkt und mit einem Arm verbunden, der an seinem freien Ende ein mit einem Zähnepaar 29 und 30 am Gelenkstück 24 zusammenwirkendes Auflager 28 besitzt. Die Stellung des Armes 27 wird durch die Abwesenheit oder Anwesenheit eines Gegenstandes in der passenden Gegenstandsposition bestimmt. Am Ende des Rückwärtshubes des Elementes 12 wird das Auflager 28 vom einen oder anderen der Zähne 29, 30 beaufschlagt, um die Klinken in ihre erforderliche Stellung zu bringen.

Bei alternativen Ausführungsformen der Vorrichtung kann das P Element 12 eine Vielzahl von Elementen umfassen, die für eine Hin- und Herbewegung angeordnet und flexibel gelenkig verbunden sind, wodurch sich die Übergäbestrecke so ausführen läßt, daß sie auch einer nicht geradelinigen Bahn folgen kann.

Bei den vorgeschriebenen Anordnungen kann jede der Bearbeitungsmaschinen Gegenstände für die Bearbeitung völlig unabhängig von den anderen Bearbeitungsmaschinen Übernehmen. Somit hat der Ausfall irgendeiner Bearbeitungsmaschine keinen Einfluß auf die anderen, es sei denn, die Maschine fällt derartig lange aus, daß der Vorrat der von ihr bereits bearbeiteten, jedoch noch nicht von des· nächsten Maschine

109810/1381

bearbeiteten und in der Übergabestrecke auf Gegenstandsetation zwischen diesen Maschinen gehaltenen Gegenstände verbraucht wird.

Falls erforderlich,kann man zwischen den Maschinen einen Raum für die zu entfernenden und in Nebenstreckenlagern zu speichernden Gegenstände vorsehen. Die Entnahme sowie das Einbringen von Gegenständen ist bei jeder Stufe sehr einfach.

Zu Beginn können alle Maschinen auf ihren Arbeitsablauf mit der gleichen Häufigkeit eingestellt werden. Wenn es sich jedoch ergibt, daß eine bestimmte Maschine weniger wirkungsvoll als die anderen arbeitet, so daß man für Werkzeugeinstellung, Reparatur oder andere.:Wartungsarbeiten mehr Leerzeit benötigt, kann dies vom Bedienungspersonal der Anlage festgestellt werden, weil bei dieser Maschine sowie bei allen folgenden Maschinen die Neigung besteht, daß sich lange Warteschlangen von auf ihre Behandlung wartenden Gegenständen bilden. Dies läßt sich durch Verkürzung der Arbeitsablaufperiode der in Rede stehenden Verarbeitungsmaschine beheben. g

In entsprechender Weise kann man bei irgendeiner Maschine, die überhaupt nicht zur Bildung von Warteschlangen tendiert, die Zeit für den Arbeitszyklus erhöhen, wodurch der Werkzeugverschleiß verringert und bei spanabhebender Metallbearbeitung die Oberfläche verbessert werden kann.

Bei Verwendung von Nebenstreckenlagern können diese in den Zeiten, in denen das System nicht in üblicherweise eingesetzt ist, durch Bearbeitungsmaschinen des Systems individuell aufgefüllt und entleert werden.

Da alle Maschinen des Systems unabhängig voneinander laufen, braucht keine Hauptkontrollvorrichtung vorgesehen zu werden, wie es bei üblichen Systemen mit gleichmäßiger Gegenst&nds-

109810/1381

Zuteilung bzw. -Einteilung der Fall ist. Vielmehr hat jede Maschine ihr eigenes, unabhängiges Steuersystem, das demgemäß einfacher und schneller zu warten ist.

Für verschiedene Bearbeitungsvorgänge, wie z.B. für präzise Tiefbohrungen, kann es weniger wirkungsvoll sein, stets nur ein einzelnes Werkstück zur gleichen Zeit zu bearbeiten. Man kann die betreffende Maschine so ausführen, daß sie zwei Gegenstände gleichzeitig aufnimmt und diese in der doppelten Zeit des normalen Arbeitszyklus bearbeitet. Die Verriegelung zwischen den Maschinensteuerungen und den beiden die Gegenstände ermittelnden Elemente wird dabei entsprechend abgewandelt ausgeführt.

109810/1381

Claims

Patentansprüche

ι 1.) Bearbeitungssystem für. die Herstellung von Gegenständen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Obergabestrecke (10) mit einer Führung (11) für entlang dieser Strecke durch verschiedene Stationen (S 1, 2, 3 .... n) zu führende Gegen» stände vorgesehen ist, sowie mit einem länglichen, sich entlang der Strecke erstreckenden, hin- und herbewegbaren Element (12) und Mitteln für dessen Hin- und Herbewegung, wobei das längliche Element (12) eine Vielzahl von Klinken (16) an den vorgesehenen Stationen des Gegenstandes zugeordneten Stellen aufweist, die unabhängig zwischen Wirkstellungen, in denen sie an den sich auf der Strecke befindlichen Gegenständen angreifen, um diese bei der Vorwärtsbewegung des Elementes (12) nach vorne zu bewegen, und Ruhestellungen, in denen sie die Gegenstände bei der Vorwärtsbewegung des Elementes (12) nicht fördern können, beweglich sind, und daß eine Vielzahl von die Gegenstände ermittelnden Elementen für die Ermittlung des Vorhandenseins von Gegenständen auf jeder ihrer Stationen sowie Verbindungsmittel für die Gegenstände ermittelnden Elemente und die Klinken (16) vorgesehen sind, die derart betätigbar sind, daß sie jede Klinke (16) veranlassen, bei der Vorwärtsbewegung des genannten Elementes (12) ihre Arbeitsstellung einzunehmen, falls die Station für den Gegenstand unmittelbar einer solchen folgt, in der die ihr entsprechende Klinke (16) leer ist, jedoch die Einnahme der Ruhestellung der Klinke (16) bei der Vorwärtsbewegung des genannten Elementes (12) bewirkt, falls die unmittelbar folgende Station für den Gegenstand schon besetzt ist.

109810/1381
2. Bearbeitungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß Bearbeitungsmaschinen auf BearbeitungsStationen an beabstandeten Stationen der Gegenstände für die Bearbeitung der Gegenstände vorgesehen sind, wobei die
Mittel für den Antrieb der Hin- und Herbewegung des länglichen Elementes mit einer größeren Frequenz betrieben
werden, als es der Häufigkeit für die Arbeitszyklus-Wiederholung der Maschine mit dem schnellsten Arbeitszyklus in den BearbeitungsStationen entspricht.
3. Bearbeitungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich net* daß die hin- und herbeweglichen Mittel für die Hin- und Herbewegung des länglichen Elementes kontinuierlich
betätigt sind.
H. Bearbeitungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich net, daß bei jeder Bearbeitungsstation Mittel zum Halten der Klinke vorgesehen sind, die den Gegenstand von der
Bearbeitungsstation in einer Arbeitsstellung bewegt,
während ein Bearbeitungszyklus auf der Bearbeitungsstation abläuft, und zwar unabhängig davon, ob die der Bearbeitungsstation unmittelbar folgende Station für den Gegenstand besetzt oder frei ist.
5. Bearbeitungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß jedes der den Gegenstand ermittelnden Elemente
aus einer Vorrichtung besteht, mit der ein Gegenstand
auf einer der Stationen für den Gegenstand in Eingriff
gerät, und die mit der Klinke verbunden ist, die der unmittelbar folgenden Station für den Gegenstand zugeordnet ist, um diese Klinke als Folge des Eingriffs in ihre Ruhestellung zu führen.
6. Bearbeitungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der die Gegenstände ermittelnden Elemente

109810/1381

2018350 Jß

einen Hebel (20, 26) aufweist, der mit dem Gegenstand in der unmittelbar folgenden Station für den Gegenstand im Eingriff steht.
7. Bearbeitungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich net* daß der Hebel (20, 26) mit einer festen Stelle der Obergabestrecke verbunden ist.
8. Bearbeitungssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich net» daß 4äfl, Verbindungsmittel eine Stange (18) aufweist, die mittels des Hebels (2o) derart verschiebbar ist, daß die zugehörige Klinke (16) in ihre Ruhelage bewegt wird.

ί0$810/13β1

Leerseite