DE2444124A1 - Zusatzeinrichtung zum automatischen be- und/oder entladen von werkzeugmaschinen - Google Patents

Description

• Zusatzeinrichtung zum automatischen Be- und/oder Entladen von Werkzeugmaschinen Die Erfindung betrifft eine Zusatzeinrichtung zum Automatisieren des Be- und/oder Entladens von Werkzeugmaschinen, mit einer frei programmierbaren Werkstückhandhabungsvorrichtung, die einen an einem Ständer angeordneten und um eine zu seiner Längsachse senkrechte Achse verschwenkbaren und zwischen zwei Endstellungen für den Werkstücktransport hin- und herbewegbaren Tragarm aufweist, der an seinem Vorderende mindestens einen am Umfange angeordneten Greifer trägt, der seinerseits um die Tragarmlängsachse verschwenkbar ist, mit wenigstens einem Werkstückspeicher, in den mit Hilfe des Greifers in dessen einer Endstellung bear-Leitete Werkstücke ablegbar oder aus dem zu bearbeitende Werkstücke entnehmbar sind und mit einer Fühlvorrichtung, mit deren hilfe der Greifer und die zu handhabenden Werkstücke in eine exakte gegenseitige Übernahme- bzw. Ubergabestellung steuerbar sind.
• bei der llassenfertigung von Werkstücken ist auch deren IIandhabung, worunter Vorgänge im Bereich von Fertigunyseinrichtungen, wie z.B. die Werkstückzu- und -abführung, der Werkstücktransport und die less - und Korrekturvorgänge zu verstee sind, längst automatisiert, während bei der Fertigung von Werkstücken in kleinen Losgrössen deren Handhabung bis jetzt noch weitgehend manuell bewerkstelligt wird. Dies liegt hauptsachlich in der Formenvielfalt der Werkstücke von Kleinserien begründet, die zu ihrer Handhabung universal einsetzbare, d.h. flexible Handhabungssysteme voraussetzen. In jüngster Zeit sind nun solche Systeme bereits entwickelt und auch in der Praxis erprobt worden. Es handelt sich hierbei um Zusatzeinrichtungen, die in der Fachsprache als Industrieroboter bezeichnet werden, und die zur Handhabung von Werkstücken in mehreren Bewegungsachsen frei programmierbar und mit einer geeigneten Greifvorrichtung ausgestattet sind ( vgl. Kurzberichte HGF 74/23, Verlag Girardet, Essen und Zeitschrift für wirtschaftliche Fertigung 68 <1973) Heft 7 sowie 69 (1974) Heft 1).
• Diese flexiblen Automatisierungshilfen weisen, analog zur eingangs beschriebenen Konstruktion, einen Ständer auf, an dem ein 'Tragarm geführt ist, an dessen Vorderende ein Greifer vorgesehen ist, der seinerseits um die Tragarmlänysachse verschwenkbar ist. Dem Tragarm ist ferner ein Werkstückspeicher zugeordnet, aus dem die Greifvorrichtung Rohwerkstücke entnehiaen und in diesen gegebenenfalls bereits bearbeitete Werkstücke ablegen kann. Zu diesem Zweck ist der Tragarm parallel zu sich selbst im Ständer höhenverstellbar angeordnet, so dass er zura Greifen bzw. Ablegen von Werkstücken nach unten in den Werks tückspeicher hineingesteuert werden muss.
• Nach jeder Herausnahme bzw. Übergabe eines Werkstückes muss deshalb zwangsläufig der zu durchfahrende Verstellweg des Tragarmes parallel zu sich selbst entsprechend verlängert bzw.
• verkürzt werden, was mittels einer Fühlvorrichtung bewerkstelliyt wird. Dies erfordert am Greifer angeordnete Sensoren zum Abtasten des Werkstückstapels, was technisch kompliziert ist und eine neue aufwendige Ausführung eines solchen Greifers erfordert. Ausserdem muss der Tragarm, um den Greifer vom Werkstückspeicher zur Arbeitsspindel der betreffenden Werkzeugmaschine zu steuern, zwei weitere Bewegungen ausführen, von denen die eine entlang seiner Längsachse und die andere um eine senkrecht zu seiner Längsachse angeordnete, vertikale Schwenkachse zu erfolgen hat.
• Abgesehen von den drei in zueinander senkrechten Richtungen durchzuführenden Transportbewegungen des Tragarmes bzw. Greifers, von denen für jede eine besondere Antriebsvorrichtung und ein entsprechender Zeitaufwand erforderlich ist und dessen um die vertikale Schwenkachse durchzuführende Schwenkbewegung vom Ständer auszuführen ist, wirkt sich gerade die verhältnismässiy yrosse, notwendige Reichweite des Tragarmes zum Abarbeiten der Werkstücksta.pe.l bzw. zum Abstapeln der Werkstücke negativ auf die Stabilität, den Preis und die Arbeitsgenauigkeit der Einrichtung aus. Ein weiterer wesentlicher Nachteil dieser bekannten Konstruktion ist darin zu sehen, dass, aufgrund der um eine vertikale Schwenkachse durchzuführenden Schwenkbewegung des rayarms, innerhalb des Maschinenarbeitsraumes zum Linuna Ausfahren des Greifers sehr viel Platz beansprucht wird, dass durch den Greifer innerhalb des Maschinenarbeitsraumes stets nur eine Arbeitsspindel angefahren werden kann und dass schliesslich für diese Schwenkbewegung der Ständer um seine Längsachse gedreht werden muss, was konstruktiv und steuerungstechnisch nur mit erhöhtem technischen Aufwand zu erreichen ist.
• Hier setzt nun die Erfindung ein.
• Es liegt ihr die Aufgabe zugrunde, eine technisch vereinfachte zusatzeinrichtung zum Be- und/oder Entladen von Werkzeugmaschinen zu schaffen, mit deren Hilfe ausserdem eine vielseitige Werkstückhandhabung mit erheblich grösserer Geschwindigkeit und in wesentlich enyerem Bereich, insbesondere im Arbeitsraum von Werkzeugmaschinen, durchführbar ist.
• Zur Lösung dieser Aufgabe bedient sich die Erfindung einer die konstruktiven Merkmale der eingangs beschriebenen Bauart aufweisenden Zusatzeinrichtung, die sich erfindungsgemäss dadurch auszeichnet, dass der Tragarm zur Durchführung seiner Transportbewegung zwischen den beiden Endstellungen zur Werkstückübernahme bzw. -übergabe um eine horizontale, zur Arbeitsspindelachse der Werkzeugmaschine oder ausschliesslich zur Achse eines auf einer Werkzeugmaschine eingespannten Werkstückes parallele Schwenkachse verschwenkbar ist und dass der Werkstückspeicher einen Stellmechanismus aufweist, mit dessen Ililfe die Übernahme bzw. £obergabe von Werkstücken durch den Greifer am Werkstückspeicher stets in der gleichen Ebene durchführbar ist.
• Bei einer derart ausgebildeten Zusatzeinrichtung hat demgemäss der Tragarm zur Handhabung eines Werkstückes in einer vertikalen Ebene lediglich noch eine schnell durchführbare Schwenkbewegung auszuführen, um dessen Greifer zum Werkstückspeicher oder zu einem auf einer Werkzeugmaschine eingespannten Werkstück zu steuern, da die Bereitstellung von zu bearbeitenden Werkstücken im Werkstückspeicher bzw. der Transport von im letzteren abgelegten Werkstücken in ihre endgültige Abstapellage vom Werkstückspeicher selbst bewerkstelligt wird. Für die sich mit Hilfe des Tragarmes entlang einer Kreisbahn vollziehende Werkstückhandhabe wird dabei innerhalb des Maschinenarbeitsraumes sehr wenig Platz benötigt, wobei während der gesamten Werkstückhandhabung der Ständer seine Lage unverändert beibehalten kann. Auf Sensoren am Greifer kann dabei ganz verzichtet werden, da ja die Werkstücke stets an der gleichen Stelle gegriffen bzw. abgegeben werden.
• In ihrer einfachsten Ausführungsform kann die Zusatzeinrichtung beispielsweise zum Abnehmen von auf einer Werkzeugmaschine, z.B.
• einer Sägemaschine, anfallenden Werkstückrohlingen benutzt werden, wobei in diesem Falle der Tragarm und der Greifer lediglich eine Schwenkbewegung durchzuführen haben. Um jedoch mit ihrer Hilfe Werkstücke auch in Spanneinrichtungen, wie Spannzangen oder Spannfutter, von Arbeitsspindeln entsprechender Werkzeugmaschinen einsetzen zu können, ist der Tragarm vorteilhaft auch entlang seiner Schwenkachse in beiden Richtungen verstellbar vorgesehen. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der mindestens eine Werkstückspeicher von dem den Tragarm aufweisenden Ständer getrennt angeordnet und mittels einer Transportvorrichtung zu einer weiteren Stelle, insbesondere Werkzeugmaschine, transportierbar, so dass dadurch mit Hilfe der Zusatzeinrichtung ein Werkstückfluss zu den einzelnen, in einer Produktionskette zusammengeschlossenen Werkzeugmaschinen automatisch erfolgen kann, wobei aus dem den einzelnen Werkzeugmaschinen zugeführten Werkstückspeicher mittels eines weiteren, diesen Maschinen zugeordneten, einen Greifer aufweisenden Tragarmes die teilbearbeiteten Werkstücke wieder selbsttätig dem Werkstückspeicher entnommen und der betreffenden Werkzeumaschine zugeführt werden können. Zweckmässig wird man den Werkstückspeicher mit mindestens zwei Speicherstellen ausstarten, so dass sich mit Hilfe des Greifers an der einen Speicherstelle die zu bearbeitenden Werkstücke aufstapeln und an der anderen Speicherstelle nach ihrer Bearbeitung wieder abstapeln lassen. Bevorzugt wird man hierbei für den Werkstückspeicher eine Konstruktion wählen, bei der nach erfolgter Übernahme bzw. Ubergabe eines zuvor bereitgestellten bzw. bearbeiteten Werkstückes durch den Greifer,zur Bereitstellung eines neuen Werkstückes1 der Stellmechanismus die in den Speicherstellen enthaltenen Werkstücke um einen der axialen Abmessung der einzelnen Werkstücke entsprechenden Betrag in Achsrichtung der Werkstücke verstellen wird.
• In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können dem Greifer zwei Werkstückspeicher zugeordnet sein, wobei dann mittels des Greifers aus dem einen Speicher die zu bearbeitenden Werkstücke entnehnibar und in den anderen Speicher die bearbeiteten Werkstücke ablegbar sind. In diesem Falle hat dann der Greifer beim Rücktransport eines bearbeiteten Werkstückes eine 1800 Drehung um die Längsachse des Tragarmes auszuführen, damit bearbeitete Werkstücke,ohne die Bewegungsrichtung des Tragarmes ändern zu müssen, im anderen Werkstückspeicher abgelegt werden können.
• Durcn die Ausstattung der Einrichtung mit zwei Werkstückspeichern wird der Vorteil erzielt, dass die Werkstücke derart abgelegt werden können, dass sie an der nächsten Werkzeugmaschine stets an dem zuletzt bearbeiteten Endstück gespannt werden. mine vorteilhafte j#onstruktionsvariante kann in diesem halle des weiteren darin bestehen, am Vorderende des Tragarmes, einander diametral gegenüberliegend, zwei Greifer vorzusehen, so dass durch den einen Greifer in den Arbeitsraum der betreffenden Werkzeugmaschine bereits ein noch zu bearbeitendes Werkstück eingebracht werden kann, bevor das bearbeitete Werkstück vom anderen Greifer aufgenommen ist. Es besteht somit die Möglichkeit, nach der Aufnahme des bearbeiteten Werkstückes in vorzugsweise unmittelbarer Nähe des Spannfutters die Grei-0 fer eine 18o Schwenkbewegung ausführen zu lassen,so dass anschliessend das noch nicht bearbeitete Werkstück in die Werkzeugmaschine eingebracht werden kann, ohne dass zunächst das von der Werkzeugmaschine übernommene, bearbeitete Werkstück in den entsprechenden Werkstückspeicher transportiert werden muss; vielmehr kann dieses nach dem Positionieren des noch zu bearbeitenden Werkstückes an der Arbeitsspindel der Werkzeugmaschine im Werkzeugspeicher abgelegt und daran anschliessend durch den anderen Greifer sofort wieder ein neuer Werkstückroiiliny aufgenommen werden. In diesem Zusammenhang sei erwähnt, dass ein mit zwei Greifern ausgestatteter Tragarm dann vorteilhaft zu arbeiten vermag, wenn diesem nur ein Werkstückspeicher zugeordnet ist.
• bei einer mit zwei Greifern und zwei Werkstückspeichern ausyestatteter Zusatzeinrichtung ist es günstig, die Werkstückspeicher in einer zur Schwenkachse des Tragarmes parallelen ebene im Abstand voneinander vorzusehen, so dass der Tragarm zur ÜDernahrne bzw. übergabe eines Werkstückes zwischen die beiden Werkstückspeicher einschwenkbar ist. Zweckmässigerweise wird man hierbei die beiden, am Tragarmvorderende vorgesehenen Greifer in zwei zueinander parallelen Ebenen anordnen, so dass die Greifer das Werkstück stets im Abstand von ihrer Längsnzitte greifen. Dies hat den besonderen Vorteil, dass sich die Zusatzeinrichtung auch an Werkzeugmaschinen einsetzen lässt, die an einander gegenüberliegenden Seiten des Arbeitsraumes zwei Arbeitsspindeln aufweist, denn in diesem Falle kann dann der eine der beiden Greifer dazu benutzt werden, durch entsprechende Verstellung des Tragarmes entlang seiner Schwenkachse ein in der einen Arbeitsspindel teilweise bearbeitetes Werkstück aus dieser zu lösen und in die gegenüberliegende Arbeitsspindel einzusetzen, bevor mit Hilfe des anderen Greifers ein bereits in Vorrat gehaltenes, noch zu bearbeitendes Werkstück wieder in aie noch freie Arbeitsspindel eingesetzt wird.
• Um die im einen oder gegebenenfalls in zwei Werkstückspeichern bereitgestellten bzw. nach ihrer Bearbeitung abgestapelten Werkstücke derart bereit zu halten, dass die Ubernahme bzw. Übergabe erfindungsgeniäss stets in der gleichen Ebene erfolgen kann, ist es günstig, wenn der Stellmechanisnlus der Werkstückspeicher eine Werkstückaufnahmeplatte aufweist, die in vertikaler I<lchtung um jeweils einen Betrag höhenverstellbar ist, der der Achslänge der Werkstücke entspricht. Zweckmässiy sind die auf der Werkstückaufnahmeplatte zum Aufeinanderstapeln rotationssyrlsretrischer Werkstücke vorgesehen, durch Stangen oder Dorne gebildeten Halteorgane unterhalb der Werkstückaufnahmeplatte gehalten und die letztere ist relativ zu den Halteorganen in der Höhe und zusammen mit diesen in horizontaler Ebene verstellbar vorgesehen. Hierbei ist es günstig, wenn die übernahme bzw.Ubergabe der Werkstücke im oberen Bereich bzw. oberhalb der Halteorgane erfolgt. Das Anheben und Absenken der Werkstückaufnahmeplatte lässt sich in einfacher Weise mit Hilfe einer drehantreibbaren Gewindespindel bewerkstelligen, auf der die Werkstückaufnahmeplatte mit einer Gewindemutter geführt ist.
• Des weiteren ist es günstig, wenn der bzw. die Werkstückspeicher ein die Transportvorrichtung bildendes Traggestell aufweisen, das zu diesem Zweck vorteilhaft auf Yührungsschienen fahrbar ausgebildet ist. Auf diesem Traggestell kann ein in vorbestimmten Drehstellungen verriegelbarer und drehantreibbarer Drehteller angeordnet sein, auf dem die die Speicherstellen definierenden und die Werkstückaufnahmeplatte durchdringenden Halteorgane befestigt sein können.
• In weiterer vorteilhafter Weiterbildung der erfindungsgemässen Zusatzeinrichtung ist an den Linsatzstationen der Werkstückspeicher an entsprechenden Werkzeugmaschinen im Boden ein Antriebs- und Steueraggregat angeordnet, und die seitlich dieses Aggregats vorgesehenen Führungsschienen für die Werkstückspeicher sind ~insbesondere druckmediungesteuert,derart absenkbar, dass nach erfolgtem Absenken eines Werkstückspeichers dieser relativ zum Antriebs- und Steueraggregat und damit auch zur Werkzeugmaschine lageunveränderlich fixiert ist und zwangsläufig alle Antriegskomponenten des Antriebs- und Steueraggregates mit den anzutreibenden Ivomponenten des Werkstückspeichers, nämlich mit dem Drehteller, der Gewindespindel und der Verriegelungsvorrichtung zum Feststellen und Lösen des Drehtellers in Antriebsverbindun stehen bzw. bei Anheben des Werkstückspeichers sich von diesen trennen.
• Schliesslich ist es günstig, wenn mittels der Fühlvorriclltung durch Abtasten des jeweils obersten Werkstückes der einzelnen Werkstückstapel der Antrieb zum Anheben bzw. Absenken der Werkstückaufnahmeplatte der Werkstückspeicher gesteuert wird.
• In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in zwei Varianten dargestellt. Es zeigen: 'ig.l in schematischer Darstellung eine Draufsicht auf verschiedene, in eine Produktionskette integrierte Werkzeugmaschinen, denen mit Hilfe eines durch erfindungsgemässe Zusatzeinrichtungen gebildeten flexiblen Ilandhabungssystems die Werkstücke automatisch zugeführt und entnommen werden. Das llandhabungssystem dient ausserclem dazu, die Werkstücke von Maschine zu Maschine zu transportieren, Fig.2 in schematischer Darstellung eine Ansicht einer Zusatzeinrichtung in Richtung des Pfeiles A der iiy.l und in vergrössertem Masstab, 1.ig.3 eine Draufsicht auf die Zusatzeinrichtung gemäss Fig.2, wobei sich jedoch deren Tragarm in einer anderen Stellung befindet, Fig.4 einen Längsschnitt entlang der Linie 4-4 der i?ig.3 durch die Zusatzeinrichtung.
• Zur Veranschaulichung der Einsatzmöglichkeit erfindungsgemässer Zusatzeinrichtungen als flexibles Handhabungssystem sind in Fig. 1 hintereinander drei Werkzeugmaschinen gezeigt, wobei lo eine Sägemaschine, 12 eine Schleifmaschine und 14 eine numeriscii gesteuerte Drehmaschine bezeichnet. Mit Hilfe des durch die Zusatzeinrichtungen gebildeten, flexiblen Handhabungssystems wird jede dieser Werkzeugmaschinen automatisch be- und entladen. Ausserdem werden die auf der einen Werkzeugmaschine fertig bearbeiteten Werkstücks der anderen Werkzeugmaschine zugeführt, so dass al#mit mit hilfe des flexiblen Slandhabunyssystems auch der erforderliche automatische Werkzeugfluss von Werkzeugmaschine zu werkzeugmaschine~bewerkstelligt wird.
• Handelt es sich dabei um eine Werkzeugmaschine, bei der nur Iircrirstückrohlinye anfallen, wie es bei der Säge lo der Fall ist, so genügt es, wenn die Zusatzeinrichtung einen Tragarm 16 mit lediglich einer Greifzange 18 sowie einen Werkstückspeicher 20 aufweist. Eine lediglich diese Komponenten 16,18,20 aufweisende Zusatzeinrichtung ist auch geeignet, der Schleifmaschine 12 bzw. Drehmaschine 14 ein unbearbeitetes, aus dem Werkstückspeicher entnommenes Werkstück zuzuführen und ein bearbeitetes WerKstück einer anderen Speicherstelle des Werkstuckspeichers zu übergeben, doch findet bei solchen Maschinen, wie Fig.l zeigt, bevorzugt eine Zusatzeinrichtung Anwendung, die sich durch einen, zwei Greifzangen 18,18' aufweisenden Tragarm 16 und durcn zwei diesem zugeordnete Werkstückspeicher 2o,2o' auszeichnet. Die Flexibilität des durch diese Zusatzeinrichtung erzielten Handhabungssystems wird dadurch erreicht, dass die Werkstückspeicher als solche auf Schienen 22 fahrbare Paletten bilden, und jeder einer Werkzeugmaschine zugeordnete Schienenstrang zu einem gemeinsamen Schienenstrang 24 führen, in den je Palette der betreffenden Zusatzeinrichtung eine Drehscheibe 26 eingebaut ist, damit die einzelnen Paletten bzw. Werkstückspeicher von Maschine zu Maschine manuell oder automatisch gefahren werden können.
• Gemäss liy.l stellt die der Sägemaschine lo zugeordnete Zusatzeinrichtung, bestehend aus Tragaflfl 16, Greifer 18 und Werkstdckspeicher ko, die einfachste Ausführungsform einer Zusatzeinrichtung dar, der lediglich die uEgabe zufällt, einen mittels ues kreissägeblattes 28 der Sägemaschine von einer Werkstoffstanye 30 abgesägten werkstoffrohling 32, der gemäß Fig.l durch das linke Endstück der Werkstoffstange gebildet wird, von der Sägemaschine abzunehmen und im Werkstückspeicher 20 abzustapeln. Da jedoch die konstruktive Ausbildung des Tragarmes 16 sowie der Werkstückspeicher bei beiden in Fig.l gezeigten Konstruktionsvarianten der Zusatzeinrichtung identisch ist mit der einzigen Ausnahme, dass bei der der Sägemaschine zugeordneten Zusatzeinrichtung der Tragarm 16 lediglich eine Greifzange 18 aufweist, ist es ausreichend, wenn im folgenden lediglich die Konstruktion der d#n Werkzeugmaschinen 12,14 zugeordneten Zusatzeinriclituny anhand der #ig. 2 bis 4 im einzelnen beschrieben wird.
• Der an seinem Vorderende die Greifzange 18 bzw. zwei Greifzangen 18,18' tragende Tragarm 16 ist drehfest auf einer Schwenkwelle 34 angeordnet, die ihrerseits horizontal und in einer zur Achse der Werkstoffstange 30 der Sägemaschine lo bzw. zur Achse der Arbeitsspindel der Werkzeugmaschinen 12,14 parallelen Lage in einem Ständer 36 drehbar und feststellbar gelagert ist.
• Der Ständer 36 mit dem Tragarm 16 kann an das Maschinengestell der betreffenden Werkzeugmaschine fest angebaut sein.
• Das den bzw. die Greifer 18,18' tragende, vordere Armteilstück 38 ist in dem einen Lagerkörper 40 bildenden hinteren Arteilstück des Tragarmes 16 um die Achse X verschwenkbar angeordnet.
• Des weiteren ist die ScIiwenkwelle 34 des Tragarmes derart im Ständer 36 angeordnet, dass sie bei Bedarf in Richtung ihrer Achse zur Verlagerung des Tragarmes senkrecht zur Zeichenebene der Fig.2 in beiden Richtungen verstellbar und dadurch der Tragarm zum einen oder anderen der beiden Werkstückspeicher steuerbar ist.
• Die auf Schienen fahrbare Paletten bildenden Werkstückspeicher weisen einen mit 42 bezeichnetes, mit entsprechenden Spurrädern 44 ausgestattetes Traggestell auf, das an seiner sich in horizontaler Ebene befindenden Oberseite einen im Traggestell drehbar gelagerten Drehteller 46 trägt. Dieser ist mittels eines im Traggestell angeordneten Verrlegelungsstiftes 48 in vorbestimnlten Drehstellungen verriegelbar, der seinerseits mittels eines Betätigungshebels So gegen die Wirkung einer Druckfeder in seine Freigabestellung bewegbar ist. Im Zentrum des Drehtellers ist eine mit ihrem unteren Ende drehbar im Traggestell gelagerte, aufrecht stehende Gewindespindel 52 vorgeserien, die eine über dem Drehteller 46 angeordnete, scheibenförliige Werkstückaufnahmeplatte 54 im Zentrum durchdringt, die ihrerseits mit Hilfe einer Gewindemutter 56 auf der Gewindespindel höhenverstellbar geführt ist. Diese Werkstückaufnahmeplatte weist beim Ausführungsbeispiel gemäss Fig.3 z.B. vier, in gleichen Winkelabständen voneinander vorgesehene WerkstückspeicIierstellen auf, die jeweils durch drei, im Abstand von 1200 angeordnete Dorne 58 gebildet sind. lit Hilfe der Greifer des '£Tragarmes sind einzelne, von der betreffenden Werkzeugmaschine abgenommene bzw. dieser zuzuführende Werkstücke 64 zwischen die Dorne 58 einbringbar, und zwar werden diese stets in dergleichen Position der Greifer im oberen Bereich oder oberhalb der Dorne dem Werkstückspeicher übergeben. Durch eine entsprechende Steuerung der Werkstückaufnahmeplatte 54 durch die Gewindespindel 52 ist dabei sichergestellt, dass Werkstückrohteile bzw. teilbearbeitete und demgemäss wieder einer Werkzeugixiaschine zuzuführende Werkstücke, gemäss Fig.4, nach oben transportiert werden, so dass sie von dem betreffenden Greifer jeweils an der gleichen Stelle gegriffen werden können, während fertig bearbeitete Werkstücke jeweils um einen solchen betrag abgesenkt werden, dass das nächste, abzulegende Werkstück vom Greifer ebenfalls stets an der gleichen Stelle abgelegt werden kann. binde liöhenverstellung der Werkstückaufnahmeplatte nach oben bzw. nach unten wird allerdings erst dann vollzogen, wenn jeweils das oberste Werkstück von allen Speicherstellen abgenommen bzw. allen Speicherstellen ein Werkstück übergeben worden ist. Dabei ist zur Steuerung der Gewindespindel 52 zum Anheben oder Absenken der Werkstückaufnahmeplatte eine Eühlvorricntuny 66 vorgesehenr mit deren Ililfe die Gewindespindel eines oder zweier Werkstückspeicher zugleich steuerbar ist. Diese ist je Werkstückspeicher mit einem Fühler 68 ausgestattet, die, wenn an sämtlichen Speicherstellen ein Werkstück abgenommen bzw. abgelegt worden ist, sich auf die Werkstückstapel absenken und danach den Antrieb der Gewindespindel derart steuern, dass in der lolge die Greifer in der gleichen Schwenkposition des Tragarmes Werkstücke greifen bzw.
• Ferttyteile ablegen können.
• Solange nach und nach das oberste Werkstück aller Speicherstellen abgearbeitet wird, wird die Fühlvorrichtung lediglich gewisse Toleranzen der Axiallänge der Werkstücke durch die Höhenregulierung auszugleichen haben. Sobald jedoch an sämtlichen Speicherstellen das oberste Werkstück abgenommen ist, wird die Werkstückaufnahmeplatte 54 wieder solange nach oben gesteuert, bis die nächste Werkstückschicht sich in der Greifebene befindet. Wie aus Fig.4 des weiteren zu ersehen ist, befinden sich die Greifer 18,18' am Tragarmvorderende in zwei zueinander parallelen Ebenen. Diese Anordnung bietet den Vorteil, dass die Werkstücke in der Nähe ihres einen Stirnendes gegriffen werden und damit, im Zuge ihrer Weiterbearbeitung auf anderen Werkzeugmaschinen, stets mit dem bereits bearbeiteten Endstück wieder in der nächsten Arbeitsspindel auf ausreichender Länge gespannt werden können.
• Der Dreliteller 46 ist mit einem zu diesem koaxial angeordneten Zahnring 70 drehfest verbunden, der zu seinem Antrieb eine Innenverzahnung 72 aufweist. Die Gewindespindel 52 ist in diesm Zahnring dreliantreibbar gelagert und trägt hierzu an ihrem gemåss L4'iy.4 unterem Ende z.B. eine Kupplungshälfte 74 einer xlauenkusplung. Zum Antrieb dieser Teile ist nun an jeder linsatzstation der Werkstückspeicher 20 im Boden zwischen dem Schienenpaar 22 ein Antriebs- und Steueraggregat 76 angeordnet, das zum Antrieb des Drehtellers 46 bzw. dessen Zahnringes 70 ein durch einen Elektromotor 78 antreibbares Zahnritzel 8o und zum Antrieb der Gewindespindel 52 eine durch einen Motor 82 antreibbare Kupplungshälfte 84 der Klauenkupplung an seiner Oberseite aufweist. Ein gleichfalls auf diesem Aggregat angeordneter Endschalter 86 dient zum Steuern des Drehtellers 46 für bestimmte Drehwinkel, um die einzelnen, auf der Werkstückaufnalimeplatte vorgesehenen Speicherstellen in ihre Übergabe-bzw. Übernahmestellung zu steuern. Des weiteren ist dem Betätigungshebel So des zur Verriegelung des Drehtellers 46 dienenden Verriegelungsstiftes 48 ein Zylinderaggregat 88 zu seiner Betätigung zugeordnet. Schliesslich sind an dem Antriebs- und Steueraggregat im Querschnitt vorzugsweise U-förmige Füiirungsschienenteilstücke 22a der Schienen 22 angeordnet, die mittels Zylinderaggregaten 9o absenkbar bzw. anhebbar sind. Bei Absenken der FüiIrungsschienenteilstücke und damit des Werkstückspeichers wird einmal dessen Traggestell 42 am Gehäuse 92 des Antriebs-und Steueraggregates fixiert, indem z.B. am Gehäuse 92 angeordnete l'ixierungsstifte 94 in entsprechende Bohrungen 96 des Traggestelles eingreifen. Ausserdem ist die Konstruktion so getroffen, dass nacll einem vorbestimmten Absenkweg selbsttätig das Antriebsritzel 80 mit der Innenverzahnung 72 des Zahnringes 70 und die angetriebene Kupplungshälfte 84 mit der Kupplungshälfte 74 der Gewindespindel 52 in Eingriff sind, so dass also nach dem Absenken des Werkstückspeichers dessen anzutreibenden Komponenten mit den entsprechenden Antriebsvorrichtungen automatiscii gekuppelt sind. Mit Hilfe des Zylinderaggregates 88 lässt sich dabei vor jedem Wei-terschalten der Drehteller 46 entriegeln.
• Die Zusatzeinriclltungen arbeiten wie folgt, wobei die Wirkungsweise zweckmässigerweise einer zwei Werkstückspeicher 20,20' und zwei Greifer 18,18' aufweisenden Zusatzeinrichtung beschrieben wird.
• Es sei angenoIxaen, dass beispielsweise von der Drehmaschine 14 ein fertig bearbeitetes Werkstück mit Hilfe der Zusatzeinriclitung entfern und dieser ein neu zu bearbeitendes Werkstück zugeführt werden soll. Wie Fig.l zeigt, stehen dafür zwei Werkstückspeicher 2o,2o' bereit, wobei sich im Werkstückspeicher 20 die noch zu bearbeitenden Werkstücke befinden, während die fertig bearbeiteten, von der Maschine abzunehmenden Werkstücke im ;serkstückspeicher 20' abgestapelt werden sollen. Zu diesem Zweck fährt zunächst der die Greifer 18,18' tragende Tragarm 16 gemäss Fig.3 nach links, wobei das oberste zu bearbeitende Werkstück des sich in der Übergabestellung befindenden Werkstückstapels des Werkzeugspeichers 20 vom Greifer 18 gegriffen wird. Danach schwenkt der Tragarm 16 um die Achse Y der Scilwenkwelle 34 nach oben in eine etwa lotrechte Stellung (s.l'i(j.2). In dieser Stellung wird das die Greifer tragende vordere Teilstück 38 des Tragarmes um 900 um seine Längsachse X derart gedreht, dass der leere Greifer 18 in Richtung der Arbeitsspindel weist. In der Folge wird der Tragarm 16 in Richtung der Arbeitsspindel verschwenkt, bis der Greifer 18' das in der Arbeitsspindel eingespannte, fertig bearbeite Werkstück von oben her übergreift und dasselbe gefasst hat. Zum Lösen des fertigen Werkstückes wird anschliessend der Tragarm 16 in Richtung der Achse Y entsprechend axial verstellt, wonach das vordere Tragarmteilstück 38 um 1800 um die X-Achse verdreht wird, so dass anschliessend das noch zu bearbeitende, sich im Greifer 18 befindende Werkstück durch Verstellen des Tragarmes 16 in Richtung der Y-Achse in die Arbeitsspindel bzw.
• deren Spannfutter eingebracht und anschliessend gespannt wird, währenddessen der Greifer 18 dasselbe zugleich freigibt.
• Um nun das vom Greifer 18' gehaltene fertig bearbeitete Werkstück im Werkstückspeicher 20' abzulegen, wird der Tragarm 16 um die Y-Achse nach oben geschwenkt, wobei die Greifer eine 900 Drehung in ihre ursprüngliche Ausgangslage ausführen.
• Danach setzt der Tragarm 16 seine Schwenkbewegung in gleicher Riclltuny fort, so dass nach entsprechender Verstellung des Tragarmes entlang der Y-Achse, gemäss Fig.3 nach rechts. in dessen Schwenkendstellung das fertige Werkstück 64a exakt an einer Speicherstelle der Werkstückaufnahmeplatte 54 des Werkstückspeichers 20' abgelegt werden kann. Sofern es sich hierbei um von einer zentralen Bohrung durchdrungene Werkstücke handelt, so ist es ausreichend, wenn an den Speicherstellen lediglich ein Dorn 58a vorhanden ist, der bei Absenken der Werkstückaufnahmeplatte 54 zur gegenseitigen axialen Ausrichtung bzw. zum Aufstapeln der Werkstücke zwangsläufig in diese ein- und sie schliesslich durchdringt. Nach erfolgter Werkstückablage stellt sich der Tragarm in seine in Fig.4 gezeigte Ruhelage ein, wonach eine weitere Speicherstelle durch Drehen der Werkstückaufnahmeplatte 54 bzw. des Drehtellers 46 in die Übergabe- bzw.
• Übernahmestellung gebracht wird. Danach wird sich die beschriebene Handhabung von Werkstückrohlingen und fertigen Werkstücken wiederholen. Sämtliche Bewegungen des Tragarmes mit Ausnahme der Schwenkbewegung des die Greifer tragenden Tragarmteilstückes 38 können mit einer Punktsteuerung ausgestattet sein.
• Das Umstellen der Werkstückspeicher auf Werkstücke anderer Grösse lässt sich leicht durchführen, indem hierzu der Drehteller mit den daran befestigten Führungsstangen bzw. Dornen ausgewechselt werden. Die die Speicherstellen definierenden.
• Stangen und Dorne können überdies auch verstellbar vorgesehen Seils, so dass Werkstücke, deren Durchmesser in einem bestimmten bereich liegen, gestapelt werden können, ohne den Drehteller auswechseln zu müssen.
• Die Arbeitsweise des Tragarmes 16 bietet den Vorteil, dass die obere Stirnseite der Werkstückroline, wenn sie in die Arbeitsspindel eingesetzt werden, in Richtung des Maschinenarbeitsraumes weist, während die obere Stirnseite der fertig bearbeiteten und abgelegten Werkstücke in in der Arbeitsspindel eingespanntem Zustand in Richtung des Spannfutters zeigt. Dies ermögliclit,die zur Bearbeitung kommende Stirnseite des Werkstückes frei zu wählen. Im einen Prall lassen sich somit die Werkstücke gemäss Fig.3 vom linken zum rechten Werkstückspeicher und im anderen Falle in umgekehrter Richtung leiten.
• Schliesslich können in senkrechter Stellung des Tragarmes 16 noch iteinigunys- und Messtationen installiert sein. Auch ist es möglich, zum Ausscheiden von Aussciiussteilen entsprechende weichen vorzusehen.
• Was die der Sägemaschine lo zugeordnete, in ihrer einfachsten Ausführung ausgelegte Zusatzeinrichtung betrifft, so hat deren Tragarm 16, nach dem Greifen des auf der Maschine anfallenden Werkstückrohlinges 32, im Verlauf seiner Schwenkbewegung lelediglich eine 9o° Drehung auszuführen, damit nachträglich nach entsprechender Verstellung des Tragarmes entlang der Achse Y dieser Werkstückrohling im bereitgestellten Werkstückspeicher 2o abgelegt werden kann.

Claims (17)

P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Zusatzeinrichtung zum Automatisieren des Be- und/oder Entladens von Werkzeugmaschinen, mit einer frei programmierbaren Werkstückhandhabungsvorrichtung, die einen an einem ständer angeordneten und um eine zu seiner Längsachse senkrecllte Achse verschwenkbaren und zwischen zwei Endstellungen für den Werkstücktransport hin- und herbewegbaren Tragarm aufweist, der an seinem Vorderende mindestens einen am Umfange angeordneten Greifer trägt, der seinerseits um die Tragarmlängsache ach se verschwenkbar ist, mit wenigstens einem werkstückspeicher, in den mit Hilfe des Greifers in dessen einer Endstellung bearbeitete Werkstücke ablegbar oder aus dein zu bearbeitende Werkstücke entnehmbar sind und mit einer Fühlvorrichtung, mit deren Hilfe der Greifer und aie zu handhabenden Werkstücke in eine exakte gegenseitige Ubernahme- bzw. ubergabestelluny steuerbar sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Tragarm (16) zur Durchführung seiner Transportbewegung zwischen den beiden Endstellungen zur Werkstückübernahme bzw.

-übergabe um eine horizontale, zur Arbeitsspindelachse der Werkzeugmaschine (12,14) oder ausschliesslich zur Achse eines auf einer Werkzeugmaschine (lo) eingespannten Werkstückes (32) parallele Schwenkachse verschwenkbar ist und dass der Werkstückspeicher (20) einen Stellmechanismus (52, 54) aufweist, mit dessen Hilfe die Übernahme bzw. Übergabe von Werkstücken durch den Greifer (18) am Werkstückspeicher (20) stets in der gleichen Ebene durchführbar ist.

2. Zusatzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Einsetzen von Werkstücken (64) in das Spannfutter einer Arbeitss#indel bzw. zur Entnahme aus diesem der Tragarm (16) entlang seiner Schwenkachse in beiden Richtungen verstellbar ist.

3. Zusatzeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Werkstückspeicher (20) von dem den Tragarm (16) aufweisenden Ständer (36) getrennt angeordnet und mittels einer Transportvorrichtung (42) zu einer weiteren Stelle, insbesondere Werkzeugmasciiine, transportierbar ist.

4. Zusatzeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstückspeicher mindestens zwei Speicherstellen aufweist, wobei durch den Greifer (18) an der einen Speicherstelle die zu bearbeitenden Werkstücke entnehmbar und an der anderen Speicherstelle die bearbeiteten Werkstücke ablegbar sind.

5. Zusatzeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bereitstellung eines neuen Werkstückes (64), nach erfolgter Übernahme bzw.Üb'ergabe eines zuvor bereitgestellten bzw. bearbeiteten Werkstückes durch den Greifer (18), mittels des Stellmechanismus (2,54) die in den Lipeicherstellen enthaltenen Werkstücke (64) um einen der axialen Abmessung der einzelnen Werkstücke entsprechenden Betrag in Werkstückachsrichtung verstellbar sind.

6. Zusatzeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Greifer (18) zwei Werkstückspeicher (20, 2o') zugeordnet sind, wobei durch den Greifer (18) aus dem einen Werkstückspeicher (20) die zu bearbeitenden Werkstücke (G4) entnehrnbar und in den anderen Werkstückspeicher (20') die bearbeiteten Werkstücke (64) ablegbar sind.

7. Zusatzeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass am Vorderende des Tragarmes (16) einander diametral gegenüberliegend zwei Greifer (18,18') vorgesehen sind, denen lediglich ein Werkstückspeicher zugeordnet ist.

b. Zusatzeinrichtung nacii Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass den Greifern (18,18') des Tragarmes (16) in einer zur Schwenkachse des Tragarmes (16) parallelen Ebene im Abstand voneinander zwei Werkstückspeicher (20,20') zugeordnet sind und dass der Tragarni (16) zur uebernahme bzw. uebergabe eines Werkstückes (64) zwischen die beiden Werkstückspeicher (20,20' ) einschwenkbar ist.

9. Zusatzeinrichtung nach Anspruch a, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden, am Tragarmvorderende vorgesehenen Greifer (18,18') in zwei zueinander parallelen Ebenen angeordnet sind.

lo. Zusatzeinrichtung nach eitient der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellmechanismus der Werkstückspeicher eine Werkstückaufnahmeplatte (54) aufweist, die zur Bereitstellung eines neuen Werkstückes (G4) nach erfolgter Übernahme eines bereitgestellten Werkstückes bzw. zum Freimachen der Übergabestelle nach erfolgter Uebergabe eines bearbeiteten Werkstückes, in vertikaler Richtung um jeweils einen Betrag höhenverstellbar ist, der der Achslänge der Werkstücke entspricht.

11. Zusatzeinrichtung nach Ansprucll lo, dadurch gekennzeicI#net, dass zum koaxialen SlJeichern rotationssymmetrischer Werkstücke (64) auf der Werkstückaufnalimeplatte (54) diese eine Vielzahl von Speicherstellen aufweist, an denen zur halterung der Werkstücke (64) jeweils mindestens ein vertikaler Dorn (58a) vorgesehen ist, die unterhalb der Werkstückaufnahmeplatte (54) gehalten sind und die letztere relativ zu diesen Dornen (58a) in der liohe und zusammeln mit den Dornen (58a) in horizontaler Ebene verstellbar ist und dass die Uebernahme bzw. Übergabe der Werkstücke (64) im oberen Bereich bzw. oberhalb der Dorne (58a) erfolgt.

12. Zusatzeinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass je Speicherstelle mindestens drei im gleichen Winkelabstand voneinander angeordnete Dorne (58) vorgesehen sind, zwischen denen die Werkstücke (64) auf der Werkstückaufnaimleplatte (54) gehalten sind.

13. Zusatzeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche lo bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstückaufnahmeplatte (54) kreisförmig ausgebildet und mit einer Gewindemutter (56) auf einer diese im Zentrum durchdringenden, drehantreibbaren Gewindespindel (52) geführt ist.

14. nusatzeinriclltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche l bis 13,dadurch gekennzeichnet, dass die die Speicherstellen definierenden Dorne (58 bzw. 58a) auf einem in vorbestimmten Drehstellungen verriegelbaren und drehantreibbaren Drehteller (46) eines Traggestelles angeordnet sind.

15. Zusatzeinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Traggestell (42), die Transportvorrichtung bildend, insbesondere auf Führungsschienen (22) fahrbar ausgebildet ist.

16. Zusatzeinrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass an den Einsatzstationen der Werkstückspeicher (20,20') im Boden ein Antriebs- und Steueraggregat (76) angeordnet ist und dass die seitlich dieses Aggregates (76) vorgesehenen Füilrungsscliienen (22a), insbesondere druckmediumgesteuert, absenkbar angeordnet sind, derart, dass nach erfolgteaw Absenken eines Werkstückspeichers (20) dieser relativ zum Antriebs- und Steueraggregat (76) lageunveränderlicii fixiert und zwangsläufig alle Antriebskomponenten (do,84,88) des Antriebs- und Steueraggregates (76) mit den anzuteibenden Komponenten (70) des Drehtellers (46), der Gewindespindel (52) und der Verriegelungsvorrichtung (48) zum Entriegeln des Drehtellers (46) in Antriebsverbindung stehen bzw. bei Anheben des Werkstückspeichers (20) sich von diesen trennen.

17. Zusatzeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Fühlvorrichtung (66) durch Abtasten des jeweils obersten Werkstückes (64) der einzelnen Werkstückstapel der Antrieb zum Anheben bzw. Absenken der Werkstückaufnahmeplatte (54) der Werkstückspeicher (20,20') steuerbar ist.

L e e r s e i t e