DE20314075U1

DE20314075U1 - Trägeranordnung für Spannvorrichtungen zum Befestigen von Werkzeugen oder Werkstücken

Info

Publication number: DE20314075U1
Application number: DE20314075U
Authority: DE
Original assignee: KUKA Schweissanlagen GmbH
Current assignee: KUKA Systems GmbH
Priority date: 2003-09-09
Filing date: 2003-09-09
Publication date: 2005-01-20
Anticipated expiration: 2013-09-10
Also published as: EP1663571A1; WO2005025802A1

Abstract

Trägeranordnung (1) für Spannvorrichtungen zum Befestigen von Werkzeugen oder Werkstücken, bestehend aus einer mit zahlreichen Durchbrechungen (2) versehenen Trägerplatte (1), an der eine oder mehrere Halterungen (3) für Spannwerkzeuge in wahlweiser Postitionierung befestigbar sind, wobei die Trägerplatte (1) aus einem Leichtmetall-Werkstoff, insbesondere aus Alu-Guss mit sich kreuzenden gitterartigen Stegen (4) besteht, deren Kreuzungsbereiche (5) zur Aufnahme von Gewindebohrungen (6) bestimmt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterungen (3) für die Spannwerkzeuge auf Zwischenplatten (12) befestigt sind, die ihrerseits lageverschiebbar mit der Trägerplatte (1) verbunden und in wählbarer Positionierung an den Gewindebohrungen (6) der Trägerplatte (1) verschraubbar sind.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Trägeranordnung für Spannvorrichtungen zum Befestigen von Werkzeugen oder Werkstücken mit den im Oberbegriff des Schutzanspruches 1 angegebenen Merkmalen.
Die DE 202 02 108 U1 zeigt eine Sandwichplatte zum Aufbau von Werkstück-Aufspannvorrichtungen. Die Sandwichplatte hat obere und untere Platten, die durch Stützzapfen distanziert sind. Die obere Platte bildet eine Aufspannfläche und besitzt eine geschlossene Oberfläche mit Befestigungsbohrungen, die an den Anschlussstellen der Stützzapfen angebracht sind und in die Zapfen hineinragen.
Die DE 87 13 775 U1 offenbart einen konventionellen Schweißdrehtisch, der eine kreisrunde Drehtischplatte mit radialen Schlitzen zur Aufnahme von Spannmitteln aufweist. Die Drehtischplatte ist an einem Hubschlitten mit Schwenkarmen befestigt und mehrachsig verstellbar gelagert.
Die DE 36 30 061 A1 befasst sich mit einer Lochplatte als Trägerplatte für Werkstücke.
Aus der DE 198 04 767 C1 ist ein Werkstückträger für Montageanlagen mit Robotern bekannt, auf dem mehrere verschiedene Werkstücke lageorientiert bereit gestellt und dem Roboter greifgünstig präsentiert werden. Der Werkstückträger weist eine gelochte Trägerplatte in Form einer Stegplatte mit senkrechten Durchbrechungen auf. Die im Querschnitt rechteckigen Durchbrechungen dienen zur Befestigung von Werkstückaufnahmen, in denen die Werkstücke lose gehalten sind. Die Durchbrechungen haben alle die gleiche Form und bilden ein einheitliches Rastermaß, um die Programmierung des Montageroboters auf die Bestückung der Trägerplatte und die Position der aufzunehmenden Werkstücke zu erleichtern. Eine solche Anordnung erreicht keine Vielseitigkeit und weist auch keine ausreichende Steifigkeit zum Spannen von Werkzeugen oder Werkstücken auf.
Die DE 298 21 418 U1 betrifft eine Grundplatte zum Aufbau von Vorrichtungen für den Werkstückaufbau. Die Grundplatte ist als Gitterwerk aus Aluminium ausgeführt, wobei an verdickten Stellen der Gitterstege konkave Kugelkalotten als Bezugs- und Stützstellen in einem festen Rastermaß angebracht sind. Die Werkstückhalterungen weisen spezielle Fußplatten für die Direktverbindung mit der Grundplatte auf. Die Fußplatten haben an der Unterseite mindestens drei konvexe vorstehende Kugelkalotten, welche passgenau in die konkaven Kugelkalotten greifen und hier abgestützt und ggf. verschraubt sind. Durch die auf die Kugelkalotten beschränkten Abstützungen sind die Stabilität und die Verstellmöglichkeiten beschränkt.
In der Praxis ist ferner die Verwendung stationärer Spannvorrichtungen bekannt, die in massiver Bauweise aus Stahl mit hohem Gewicht hergestellt sind. Auf Grund des hohen Gewichtes ist ein Austausch der Spannvorrichtungen nur mittels Kran oder sonstiger Hebe- oder Verfahreinrichtungen möglich. Diese Voraussetzung schließt den Einsatz von Robotern aus, welche die Aufgabe haben müssten, Spannvorrichtungen für Bauteile oder Werkzeuge zu handhaben.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Trägeranordnung für Spannvorrichtungen zum Befestigen von Werkzeugen oder Werkstücken zu entwickeln, die im Gewicht wesentlich geringer als beim Stand der Technik ausgebildet und daher in der Lage ist, Bauteile flexibel zu handhaben.
Die erfindungsgemäße Lösung der gestellten Aufgabe ergibt sich aus dem Schutzanspruch 1.
Danach besteht eine Trägerplatte aus einem Leichtmetall-Werkstoff, insbesondere aus Alu-Guss, mit sich kreuzenden gitterartigen Stegen, deren Kreuzungsbereiche zur Aufnahme von Gewindebohrungen bestimmt sind. Die Trägerplatte hat hierdurch eine leichtgewichtige Gitter- oder Wabenform.
Mit dieser Trägerplatte können Zwischenplatten verbunden werden, die ihrerseits die Halterungen für die Spannwerkzeuge besitzen. Dadurch ist die Möglichkeit gegeben, die Zwischenplatten in der Flächenebene beliebig an der Trägerplatte zu befestigen, wozu die Gewindebohrungen im Kreuzungsbereich der Stege bestimmt sind. Auf diese Weise können die an den Zwischenplatten befestigten Halterungen (Ständer) in die für die Befestigung des Werkzeuges oder Werkstückes erforderliche Lage gebracht werden.
Der Vorteil dieser erfindungsgemäßen Anordnung besteht einerseits im geringen Gewicht der Trägeranordnung und andererseits in der vielseitigen Verwendbarkeit zum Handhaben von Werkzeugen oder Werkstücken mit Hilfe von Manipulatoren, vorzugsweise sechsachsigen Gelenkarm-Robotern.
In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Lehre dargestellt. Im Zentrum der Trägerplatte kann sich ein Anschlussflansch zur Verbindung mit einem Roboter befinden. Dieser Anschlussflansch ist an der Rückseite der Trägerplatte erhaben gegenüber der Basisplatte der Trägerplatte angeordnet und durch diagonale Stege mit dem umlaufenden Rahmen der Trägerplatte versteift. Die Basisplatte der Trägerplatte kann dabei im Bereich der diagonalen Stege unausgespart bleiben, was die Festigkeit der erfindungsgemäßen Trägerplatte erhöht, ohne das Gewicht wesentlich zu steigern.
Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die sich kreuzenden Stege der Trägerplatte rechtwinklig zueinander angeordnet sowie im Kreuzungsbereich verdickt, wobei die Basisplatte der Trägerplatte zwischen den sich kreuzenden Stegen ausgespart ist. Vorzugsweise sind die Durchbrechungen (Aussparungen) der Basisplatte kreisrund.
Die Erfindung schließt aber die Möglichkeit nicht aus, andere Querschnittsformen der Aussparungen vorzusehen, beispielsweise prismatische. Desgleichen können die Stegformen variieren, so dass z.B. sechseckige Wabenstrukturen entstehen.
Schließlich sieht die Erfindung vor, dass die Trägerplatte mit samt ihren Zwischenplatten und Halterungen sowie gegebenenfalls mit dem Werkstück an einem aufrechten Stativ absetzbar angeordnet werden kann, um sie für einen nächsten Einsatz bereit zu halten.
Die Erfindung ist in den Zeichnungen schematisch und beispielsweise dargestellt. Es zeigen:
1: eine Unteransicht einer Trägerplatte,
2: einen Teilquerschnitt durch die Trägerplatte gemäß 1 entlang der Schnittlinie II – II,
3: einen Teilquerschnitt durch die Trägerplatte gemäß 1 entlang der Schnittlinie III-III,
4: eine Unteransicht der Trägerplatte mit daran befestigten Zwischenplatten,
5: eine Seitenansicht auf die Trägerplatte mit Zwischenplatten und Halterungen für ein Werkstück,
6: eine perspektivische Anordnung der Trägerplatte gemäß 5,
7: eine Draufsicht auf ein mit der Trägerplatte verschraubtes Werkstück und
8: eine perspektivische Rückansicht eines Statives, an dem eine Trägerplatte abgesetzt ist.
Im Ausführungsbeispiel der 1 wird von einer vorzugsweise rechteckigen oder quadratischen Trägerplatte (1) ausgegangen, die aus einem geeigneten Material besteht. Vorzugsweise besteht sie aus einem Leichtmetall-Werkstoff, insbesondere aus Alu-Guss. Diese Trägerplatte (1) weist eine Vielzahl von Durchbrechungen (2) auf, um durch diese Gitterform das Gewicht der Trägerplatte (1) wesentlich zu reduzieren. Die Durchbrechungen (2) werden von gitterartigen Stegen (4) begrenzt, die sich miteinander kreuzen und die außenseitig in einen umlaufenden Rahmen (11) übergehen. Die Durchbrechungen (2) besitzen z.B. eine kreisrunde bzw. zylindrische Form und sind gleichmäßig über die Plattenfläche verteilt. Die Stege (4) kreuzen sich dabei rechtwinklig.
Im Kreuzungsbereich (5) der einzelnen Stege (4) können sich einzelne oder mehrere Gewindebohrungen (6) befinden, die zur Befestigung von Zwischenplatten (12) bestimmt sind. Die Zwischenplatten (12) sind in 4 gestrichelt und schematisch dargestellt. Die Kreuzungsbereiche (5) der Stege (4) sind verdickt ausgebildet, um genügend Stabilität für die darin verankerten Schraubverbindungen (15) zu bieten.
An der Unterseite der Trägerplatte (1) befindet sich an vorzugsweise zentraler Stelle ein Anschlussflansch (8), der zum Anschluss an einer Roboterhand (nicht dargestellt) bestimmt ist. Dieser Anschlussflansch (8) z.B. gemäß 1 mit diagonalen Stegen (10) gegenüber dem umlaufenden Rahmen (11) der Trägerplatte (1) versteift. Der Anschlussflansch (8) ist außerdem gegenüber der Basisplatte (9) der Trägerplatte (1) erhaben ausgebildet, wie dies aus 2 und 8 ersichtlich ist.
Im Beispiel der 3 ist ein Teilquerschnitt durch eine Trägerplatte (1) dargestellt, bei der der einzelne Steg (4) mit Gewindebohrungen (6,7) versehen ist, die sowohl an der Oberseite als auch an der Unterseite des Steges (4) angebracht sein können. An der Oberseite dient die Gewindebohrung (6) zur Befestigung einer Zwischenplatte (12). An der Unterseite kann die Gewindebohrung (6) zur Befestigung eines Stützflansches (18) eines Stativs oder Ständers (17) verwendet werden.
Das Beispiel der 4 zeigt, dass auf der Trägerplatte (1) eine oder mehrere Zwischenplatten (12), in beliebiger Grundform und an beliebiger Stelle befestigt werden können. Zur Befestigung der Zwischenplatten (12) sind die Gewindebohrungen (6) im Kreuzungsbereich (5) der gitterartigen Stege (4) der Trägerplatte (1) vorgesehen. Da sowohl die Grundform der Zwischenplatte (12) als auch die Wahl der Lage der Gewindebohrungen (6) beliebig variierbar sind, ergibt sich eine beliebige Positionierung der Zwischenplatte (12) auf der Trägerplatte (1). Die Gewindebohrungen (6) können an mehreren oder allen Kreuzungsbereichen (5) der Trägerplatte (1) von vornherein vorhanden sein oder alternativ bei Bedarf angebracht werden.
Wie man aus den 5 und 6 erkennen kann, sind auf den Zwischenplatten (12), die mit der Trägerplatte (1) lageverschiebbar verbunden sind, Halterungen (3), z.B. in Form von Ständern mit Grundplatten, befestigt, die ihrerseits Verschraubungen (16) aufweisen. Die Verschraubungen (15) dienen zur Befestigung der Zwischenplatten (12) an der Trägerplatte (1). An den Halterungen (3) können Spannvorrichtungen (13) oder andere Werkzeuge angebracht sein.
Auf diese Weise ist ein Werkstück (14) oder ein (nicht dargestelltes) Werkzeug beliebig verstellbar auf der Trägerplatte (1) zu befestigen, wobei die Gesamtanordnung besonders leichtgewichtig und über einen Roboter handhabbar ist.
Die 7 zeigt eine Draufsicht auf die Trägerplatte (1) mit einem daran befestigten Werkstück (14), wobei die Durchbrechungen (2) in der Trägerplatte (1) z.B. eine kreisrunde Form besitzen und wobei offen gelassen ist, in welcher Weise die Trägerplatte (1) durch Stege oder dergleichen stabilisiert ist.
In 8 ist schließlich ein Stativ (17) schematisch dargestellt, an dem eine Trägerplatte (1) mit oder ohne Werkstück bzw. Werkzeug in die Ruhestellung abgesetzt werden kann. Mit (18) sind dabei z.B. zwei rückseitige Stützflansche zur Befestigung der Trägerplatte (1) am Stativ (17) schematisch dargestellt, die auf Höhe und beidseits des Anschlussflansches (8) angeordnet sind. Der einzelne Stützflansch (18) kann z.B. aus einer mit den Stegen (4) an den Gewindebohrungen (7) verschraubten Grundplatte und einem wegragenden Bügel mit einer Aufnahmebohrung bestehen, in die beim Absetzen ein hochragender Führungsstift am Stativ (17) greift.
Abwandlungen der gezeigten Ausführungsform sind in verschiedener Weise möglich. Die Durchbrechungen (19) können eine beliebige andere Verteilung und eine andere Form, z.B. eine prismatische, insbesondere sechseckige, wabenartige Form haben. Die Form der Stege (4) ist hieran entsprechend angepasst. Variabel sind ferner die Ausgestaltungen der Zwischenplatten (12) und der Halterungen (3), auf die alternativ zu Gunsten einer direkten Befestigung von Spannvorrichtungen (13) oder anderen Werkzeugen oder sonstigen Komponenten an den Zwischenplatten (12) verzichtet werden kann. Das Stativ (17) und die Stützflansche (18) sind ebenfalls entbehrlich oder können durch eine andere Stützkonstruktion ersetzt werden.

1: Trägerplatte
2: Durchbrechung
3: Halterung
4: gitterartige Stege
5: Kreuzungsbereich
6: Gewindebohrung
7: Gewindebohrung
8: Anschlussflansch
9: Basisplatte
10: diagonale Stege
11: umlaufender Rahmen
12: Zwischenplatte
13: Spannvorrichtung
14: Werkstück
15: Verschraubung
16: Verschraubung
17: Stativ, Ständer
18: Stützflansch
19: Durchbrechung

Claims

Trägeranordnung (1) für Spannvorrichtungen zum Befestigen von Werkzeugen oder Werkstücken, bestehend aus einer mit zahlreichen Durchbrechungen (2) versehenen Trägerplatte (1), an der eine oder mehrere Halterungen (3) für Spannwerkzeuge in wahlweiser Postitionierung befestigbar sind, wobei die Trägerplatte (1) aus einem Leichtmetall-Werkstoff, insbesondere aus Alu-Guss mit sich kreuzenden gitterartigen Stegen (4) besteht, deren Kreuzungsbereiche (5) zur Aufnahme von Gewindebohrungen (6) bestimmt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterungen (3) für die Spannwerkzeuge auf Zwischenplatten (12) befestigt sind, die ihrerseits lageverschiebbar mit der Trägerplatte (1) verbunden und in wählbarer Positionierung an den Gewindebohrungen (6) der Trägerplatte (1) verschraubbar sind.
Trägeranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Zentrum der Trägerplatte (1) ein Anschlussflansch (8) zur Verbindung mit einem Roboter vorgesehen ist.
Trägeranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussflansch (8) an der Rückseite der Trägerplatte (1) erhaben gegenüber der Basisplatte (1) der Trägerplatte (1) angeordnet ist.
Trägeranordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussflansch (8) durch diagonale Stege (10) mit dem umlaufenden Rahmen (11) der Trägerplatte (1) versteift ist.
Trägeranordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisplatte (9) der Trägerplatte (1) im Bereich der diagonalen Stege (10) unausgespart ist.
Trägeranordnung nach Anspruch 1 oder der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass die sich rechtwinklig kreuzenden Stege (4) der Trägerplatte (1) im Kreuzungsbereich (5) verdickt sind, und dass die Basisplatte (9) der Trägerplatte (1) zwischen den sich kreuzenden Stegen (4) ausgespart (2) ist.
Trägeranordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchbrechungen (2) der Basisplatte (9) kreisrund sind.
Trägeranordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatte (1) an einem aufrechten Stativ (17) mittels rückseitigen Stützflanschen (18) absetzbar angeordnet ist.