DE2457859C3 - Vorrichtung zum Zu- und Abführen von Werkstücken - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum selbsttätigen Zu- und Abführen von Werkstücken zu bzw. aus einer Bearbeitungsmaschi.ie, insbesondere einer Presse, mit einer in beiden Drehrichtungen um einen vorgegebenen Winkelbetrag taktweise angetriebenen Welle, die einen an einem Tragarm drehfest angeordneten Greifer trägt, wobei der Greifer heb- und senkbar ist, und mit einem Bereitstellungstisch, der auf einer zur Greiferwelle parallelen senkrechten Welle taktweise drehbar angetrieben ist und der unterhalb des Greifers auf einem Kreis angeordnete Werkstückaufnahmen aufweist.

Eine derartige Vorrichtung zeigt die DD 1 00 660 für ein Verfahren zum Messen bzw. Prüfen von Werkstükken. Die bekannte Vorrichtung weist einen mehretagigen Werkstückzwischenspeicher auf, der Palettenteller mit an deren Umfang verteilten Werkstücken enthält. Eine Übertragung der Werkstücke beispielsweise aus dem Zwischenspeicher zu einer Bearbeitungsstation durch Verschwenken des Greifers um einen vorbestimmten Winkel ist mit dieser Einrichtung ebensowenig möglich, wie das gleichzeitige Abführen eines bereits bearbeiteten Werkstücks aus der Station.

Die DE-OS 23 10 990 betrifft eine Vorrichtung zum Transferieren und Indexieren von Werkstückträgern mit Aufnahmearmen an einem vertikalen Drehzapfen, die zwischen zwei vorbestimmten Betriebsstellungen hin- und her verschwenkbar sind, wobei diese Betriebsstellungen auf einem Kreisbogen liegen. Die Vorrichtung erfordert einen sehr hohen konstruktiven Aufwand. Für schwere Werkstücke ist diese Vorrichtung nicht geeignet.

Demgegenüber hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, eine Vorrichtung zum selbsttätigen Zu- und Abführen von Werkstücken zu- und aus einer Bearbeitungsmaschine, insbesondere einer Presse zu schaffen, bei der mit konstruktiv einfachen und hochbeanspruchbaren Mitteln eine synchrone Bewegung der Tragarme und der als Bereitstellungstisch ausgebildeten Werkstückzuführung sichergestellt ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs angegebenen Merkmale.

Das Ergreifen der Werkstücke wird bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung durch die vertikal angeordneten Stellzylinder einerseits sowie durch die Schwenkbewegung der Tragarme bis zur Flucht mit den auf den Bereitstellungstisch kreisförmig angeordneten Werkstücken andererseits vorgenommen. Der genau aufeinander abgestimmte Bewegungsablauf des Bereitstellungstisches sowie der Tragarme wird auf technisch relativ einfache Weise durch den beanspruchten Antrieb erreicht. Aufgrund des in beiden Drehrichtungen wirksamen Antriebes der Greiferwelle um einen ersten Winkelbetrag in Verbindung mit den nur in einer Drehrichtung wirksamen Antrieb des Bereitstellungstisches um einen zweiten Winkelbetrag, der durch entsprechende Auswahl der Größe des auf der Tischwelle befestigten Zahnrades einstellbar ist, ergibt sich eine Funktionsweise, die hinsichtlich ihrer Perfektion und Zuverlässigkeit mit den bekannten Vorrichtungen nicht erreichbar ist.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird eine einfache, betriebssichere und leistungsfähige Zu- und Abführung von Werkstücken zu und von einer Maschine ermöglicht. Insbesondere bei Schwierigkeiten zur Erzielung einer schnellen Folge der Werkstückzufuhr kann mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine schnellere Taktfolge als bei bisherigen Vorrichtungen insbesondere beim manuellen Schleifen oder Polieren von Werkstücken erreicht werden, wobei auch die erfindungsgemäße Vorrichtung leerlaufen und als Puffer bei der Werkstückzufuhr verwendet werden kann, um den Betrieb zu vergleichmäßigen. Die Vorrichtung ist konstruktiv einfach ausgeführt und kann mit sehr guten Ergebnissen in verschiedensten Prozessen z. B. maschinell bei der spanabhebenden Bearbeitung, zur Halterung und Befestigung von Einzelteilen, beim Schmieden bei der Inspektion od. dgl. eingesetzt werden.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine teilgeschnittene Vorderansicht,
Fig. 2 eine Ansicht des vergrößerten Greifwerkzeuges in Richtung des Pfeiles II,
Fig. 3 eine Draufsicht auf die Vorrichtung nach Fig. 1,

F i g. 4 einen Schnitt durch einen Teil der Vorrichtung nach Fig. 3 längs der Schnittlinie IV-IV in Fig. 1,
F i g. 5 bis 7 Draufsicht auf andere Ausführungen.
Bei der in den F i g. 1 —4 dargestellten Greifvorrichtung erstreckt sich eine Greiferwelle 1 vertikal durch einen Rahmen 2 und ist in nicht dargestellten Lagern sowie einer Rohrstütze 3 drehbar gelagert. Über den oberen Teil der Greiferwelle 1 greift ein Heberohr 4, das gegenüber der Greiferwelle vertikal beweglich, jedoch gegen Verdrehung festgelegt ist. Am Heberohr 4 sind gegeneinander um 90° versetzte Schwenkarme 5 und 6 befestigt, und an seinem oberen Ende ist ein Zylinder 7 montiert, dessen Kolbenstange mit dem oberen Ende

der Greiferwelle 1 verbunden ist Wenn demzufolge ein Fluiddruck in der der Kolbenstange 8 gegenüberliegenden — nicht dargestellten — Zylinderkammer zum Ausfahren der Kolbenstange erzeugt wird, bewegen sich das Heberohr 4 und damit die Schwenkarme 5 und 6 nach aufwärts. Wird durch Entspannen in der Kammer die Kolbenstange 8 in den Zylinder 7 eingezogen, dann senkt sich das Heberohr 4 mit den Schwenkarmen 5 und 6 ab. An den Schwenkarmen 5 und 6 sind durch Hebelwirkung wirksame Werkstück-Greifwerkzeuge 9 montiert Jedes Oreifwerkzeug 9 wird zwischen einer offenen und einer geschlossenen Position durch einen Zylinder 10 bewegt um ein Werkstück Wzu halten oder loszulassen.

Eine vertikale Tischwelle 11 erstreckt sich durch den Rahmen 2 und ist in — nicht dargestellten — Lagern in einem Tragpfosten 12 drehbar gehalten. An dem oberen Endteil der Weile 11 befindet sich ein Bereitstellungstisch 13, der an seiner Oberfläche eine Vielzahl von Werkstückaufnahmen 14 aufweist, die zur Drehachse des Tisches 13 unter jeweils gleichen Abständen angeordnet sind. Die in F i g. 3 dargestellte Ausführung besitzt sechs gegeneinander gleichmäßig versetzte Werkstückaufnahmen 14, deren durch ihre Achse gehende Radialstrahlen einen Winkel von 60° einschlie-Ben.

An der Unterseite des Tisches 13 ist ein Antriebskranz 15 befestigt, der an seinem Außenumfang V-förmige Positionierungskerben 16 in einer den Werkstück-Aufnahmen 14 entsprechenden Anzahl aufweist (Fig.4). Eine Positionierrolle 17 kann in eine dieser Kerben 16 durch die Wirkung einer Feder 18 zum Festlegen des Antriebskranzes 15 eingedrückt werden. An seinem Innenumfang weist dieser Antriebskranz 15 Ratschen-Zähne 19 in einer den Kerben 16 entsprechenden Anzahl auf. Am vorderen Ende eines an der Tischwelle 11 befestigten Hebels 20 ist eine Klinke 21 schwenkbar angelenkt. Normalerweise wird ein vorderes Ende dieser in Drehrichtung des Antriebskranzes 15 weisenden Klinke 21 in Druckanlage an dem Innenumfang des Antriebskranzes 15 durch eine Feder 22 gehalten. Wenn somit die Tischwelle 11 in Richtung des in Fig.4 eingezeichneten Pfeiles D\ verdreht wird, greift das vordere Ende der Klinke 21 in einen der Ratschen-Zähne 19 ein und verdreht den Antriebskranz 15 in Richtung eines Pfeiles Lh, wohingegen der Tisch 13 in Richtung eines in Fig.3 dargestellten Pfeiles Ch bewegt wird. Dabei wird die Positionierrolle 17 aus ihrem Eingriff in eine der Kerben 16 gegen die Krtft der Feder 18 ausgerückt, so daß der Antriebskranz 15 rotieren kann. Verdreht sich die Tischwelle 11 in Gegenrichtung, dann führt die Klinke 21 eine Schwenkbewegung gegen die Kraft der Feder 22 aus und kommt aus dem entsprechenden Ratschenrad außer Eingriff, so daß der Antriebskranz 15 und der Tisch 13 von einer Verdrehung in der Gegenrichtung abgehalten werden.

Zur Verdrehung in beiden Richtungen um einen vorbestimmten Winkel ist ein Antrieb 23, z. B. ein Drehzylinder, zwischen der Greiferwelie 1 und der Tischwelle angeordnet. Am unteren Ende der Greiferwelle 1 befindet sich ein Zahnrad 24 und am unteren Ende des Antriebes 23 ein Zahnrad 25, das mit einem Zahnrad 26 am unteren Ende der Tischwelle 11 sowie mit dem Zahnrad 26 in Eingriff steht und einem Getriebezug zur gleichzeitigen Übertragung der Drehkraft von dem Antrieb 23 auf die Greiferwelle 1 und die Tischwelle 11 bildet. Die Zähnezahl jedes Zahnrades ist so gewählt, daß bei einer Verdrehung der Antriebswelle um einen vorbestimmten Winkel sich die Greiferwelle 1 um 90° in einer vorbestimmten Richtung verdreht und dabei die Schwenkarme 5 und 6 ebenfalls um 90° in der gleichen Richtung mitnimmt Gleichzeitig erzeugt die Verdrehung der Antriebswelle eine Drehbewegung der Tischwelle 11 um einen der Anzahl der Werkstücke W entsprechenden Winkel, bei dieser Ausführung um 60°, so daß sich auch der Tisch 13 um 60° verdreht

Im folgenden wird die Wirkungsweise der Vorrichtung nach den F i g. 1 —4 erläutert Wenn eines der in den Aufnahmen 14 des Tisches 13 eingesetzten Werkstücke VK in eine Halteposition 14a an der Seite der Drehwelle 1 gebracht ist und wie in den F i g. 1 und 3 gehalten wird, dann bewegt sich der Schwenkarm 5 auf die Tischwelle zu und hält in einer Stellung an, in welcher das Greifwerkzeug 9 sich über dem in der Position 14a gehaltenen Werkstück VV befindet In diesem Zustand ist die Kolbenstange 8 des Zylinders 7 ausgefahren, so daß das Heberohr 4 und die Schwenkarme 5 jeweils in ihrer oberen Position gehalten sind.

Damit das G^reifwerkzeug 9 das darunterliegende Werkstück erfassen kann, wird der Zylinder 10 mit Druckmittel beaufschlagt, um die Klauen des Greifwerkzeuges 9 zu öffnen. Daraufhin wird die Kolbenstange 8 des Zylinders 7 eingezogen, um das Heberohr 4 abzusenken und schließlich der Zylinder 10 drucklos, um die Klauen des Greifwerkzeuges 9 zu schließen und dadurch das Werkstück Wzu erfassen.

Zum Anheben des Rohres 4 wird die Kolbenstange 8 des Zylinders 7 aufgefahren, wobei das das Werkstück W zwischen seinen Klauen haltende Greifwerkzeug angehoben wird.

Sobald sich das das Werkstück W zwischen seinen Klauen haltende Greifwerkzeug 9 in seiner oberen Stellung befindet, verdreht sich der Antrieb 23 im Uhrzeigersinn gemäß dem Pfeil De, in F i g. 3 um einen vorbestimmten Winkel. Dadurch führt der Schwenkarm 5 eine Schwenkbewegung nach links oder im Gegenuhrzeigersinn gemäß dem Pfeil D5 in F i g. 3 um 90° aus und stoppt in einer Stellung, in der der Schwenkarm 6 sich in der in F i g. 3 dargestellten Position befindet. Inzwischen wird das im Werkstückhalter 14 aufgenommene nächstfolgende Werkstück W in die Werkstück-Stopp-Position 14a durch Verdrehen des Tisches 13 in Richtung des Pfeiles Lh bewegt.

Danach wird die Kolbenstange 8 zum Absenken des Schwenkarmes 5 in den Zylinder eingezogen, so daß das Werkstück W sich über einem nicht dargestellten Spannfutter od. dgl. der Bearbeitungsmaschine befindet. Durch den Zylinder 10 werden die Klauen des Greifwerkzeuges 9 geöffnet und das Werkstück W freigegeben, wodurch es in das Spannfutter eingebracht ist. Danach wird der Schwenkarm 5 durch den Zylinder 7 angehoben. Dies führt zu einer Verdrehung des Antriebs 23 in Gegenrichtung um einen vorbestimmten Winkel, so daß auch der Schwenkarm 5 eine Schwenkbewegung in Gegenrichtung um 90° ausführt und über der Werkstück-Halte-Position 14a anhält. Obwohl auch die Tischwelle in der Gegenrichtung durch den Antrieb 23 um 60° verdreht wird, folgt der Tisch 13 durch die Ratschenwirkung am Innenumfang des Antriebskranzes 15 dieser Drehbewegung nicht. Dadurch bleibt das nächstfolgende Werkstück Win seiner Halte-Positon 14a.

Auf diese Weise werden Werkstücke Wnacheinander von dem Bereitstellungstisch 13 zur Bearbeitungsmaschine transportiert. Andererseits wird ein bereits in der

Maschine bearbeitetes Werkstück aus der Maschine durch den Schwenkarm 6 abgeführt.

Der Schwenkarm 6 und das diesem zugeordnete Greifwerkzeug 9 arbeiten in der gleichen Weise wie der Schwenkarm 5 und das diesem zugeordnete Greifwerkzeug 9. Sobald das dem Schwenkarm 5 zugeordnete Greifwerkzeug 9 das Werkstück W in der Halte-Position 14a aiii dem Tisch 13 ergreift, erfaßt das dem Schwenkarm 6 zugeordnete Greifwerkzeug 9 das Werkstück Wim Spannfutter od. dgl., das bereits in der Maschine bearbeitet worden ist. Danach bewegen sich die Schwenkarme 5 und 6 gleichzeitig nach aufwärts und nach links oder im Gegenuhrzeigersinn in Fig. 3. anschließend nach abwärts und geben das gehaltene Werkstück W frei. In Fig. 3 ist der Schwenkarm 6 in einer strichpunktierten Stellung nach seiner Bewegung im Gegenuhrzeigersinn um 90° dargestellt. Falls ein Förderer oder eine andere Transporleinrichtung in dieser Position montiert ist, kann das Werkstück IV auf einfache Weise von der Bearbeitungsmaschine zur nächsten Behandlungsstation abgefördert werden.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Mechanismus zum Anheben der Werkstücke von der Tischoberfläche ein Greifwerkzeug 9 mit einem Hebelgestänge auf. Dieses Greifwerkzeug kann jedoch durch einen Haltemechanismus ersetzt werden, bei dem ein Werkstück an seiner Oberfläche haftet. Ferner können auch die beiden gesondert ausgeführten Schwenkarme 5 und 6 als ein einziger einstückiger Schwenkarm ausgeführt sein. Beim Erfassen oder Freigeben des Werkstückes durch das Greifwerkzeug wird das die Schwenkarme 5 und 6 tragende Heberohr 4 angehoben und abgesenkt. Das Heberohr 4 kann jedoch auch weggelassen und statt dessen der Tisch 13 oder die Werkstückaufnahmen auf- und abbewegt werden, so daß die Werkstücke nacheinander vom Greifwerkzeug erfaßt werden können. Wird beispielsweise ein Greifwerkzeug mit Adhäsionswirkung eingesetzt, dann ist das Heberohr zum Ergreifen und Loslassen der Werkstücke nicht notwendig.

Obwohl bei der beschriebenen Ausführung der Tisch in einer Drehrichtung durch den Ratschenmechanismus bewegt wird, kann statt dessen eine Einwegkupplung eingesetzt werden. Statt der Getriebezahnräder kann die Kraftübertragung auch eine Kette übernehmen. In bestimmten Fällen wird die Drehkraft eines einzigen Antriebes auf die Greiferwelle 1 und gleichzeitig auf den Bereitstellungstisch 13 übertragen, wodurch sich beträchtliche Vorteile wie z. B. eine Vereinfachung der Konstruktion und eine Verringerung der Herstellungskosten ergeben.

Im folgenden werden weitere Ausführungsbeispiele beschrieben. Bei der in F i g. 5 dargestellten Vorrichtung sind an der Greiferwelle 1 zwei Schwenkarme oder Schwenkglieder 5 mit in zwei Stellungen angeordneten Werkstückhaltemechanismen montiert, von denen jeder Haltemechanismus mehrere Greifwerkzeuge 9', 9' enthält. Gleichfalls weist jede Werkstückaufnahme 14 auf dem Bereitstellungstisch 13 jeweils mehrere, der

ίο Anzahl der Greifwerkzeuge 9' entsprechende Aufnahmeglieder 14', 14' auf. Diese Ausführung ist insbesondere für Werkstücke von relativ kleinen Abmessungen geeignet, wobei mehrere der Werkstücke gleichzeitig von den Greifwerkzeugen erfaßt und freigegeben werden können.

Bei der in F i g. 6 dargestellten Ausführung sind an der Greiferwelle 1 Schwenkglieder 5 mit mehreren Sätzen von Greifwerkzeugen 9 montiert, wobei jeder Greifersatz in zwei Stellungen angeordnete Greifer 9 aufweist.

Dementsprechend sind mehrere Bereitstellungstische 13 vorgesehen, deren Anzahl derjenigen der Werkzeugsätze entspricht. Bei dieser Ausführung sind die Greifwerkzeuge jedes Satzes lediglich unter gleichem Abstand von der Drehachse der Welle 1 entfernt und die Werkzeuge aller Sätze gegeneinander um den Winkel Θ, bezogen auf die Drehachse der Welle 1, versetzt. Zum Ergreifen und Freigeben der Werkstücke verdreht sich demzufolge die Welle 1 um den Winkel Θ.

Die Position der Schwenkglieder 5 und der Werkstückhaltemechanismen 9 sind bei einer um den Winkel Θ verdrehten Welle 1 in Fig.6 gestrichelt eingezeichnet. Diese Ausführung dient insbesondere zur Vergrößerung der Durchsatzleistung, weil die verschiedenen Sätze der Werkstückgreifwerkzeuge unter-

r> schiedlich ausgebildete Werkstücke erfassen können. Zur Bearbeitung jeweils gleicher Werkstücke kann eine entsprechende Werkstückanzahl gleichzeitig erfaßt und freigegeben werden.

Bei der in Fig.7 dargestellten Ausführung besitzt

to jeder Satz der Werkstückhaltemechanismen gemäß F i g. 6 jeweils zwei Greifwerkzeuge 9', 9'. Dementsprechend sind auch eine entsprechende Anzahl von Werkstückaufnahmen 14', 14' vorgesehen. Die Steigerung an Durchsatzleistung bei dieser Ausführung ist

■f> außerordentlich.

Die Konstruktion der sonstigen Betätigungsorgane entspricht bei den Ausführungen gemäß Fig. 5—7 derjenigen nach F i g. 1 —4, wobei diese an die spezifischen Ausführungen angepaßt ist.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Vorrichtung zum selbsttätigen Zu- und Abführen von Werkstücken zu bzw. aus einer Bearbeitungsmaschine, insbesondere einer Presse, mit einer in beiden Drehrichtungen um einen vorgegebenen Winkelbetrag taktweise angetriebenen Welle, die einen an einem Tragarm drehfest angeordneten Greifer trägt, wobei der Greifer heb- und senkbar ist, und mit einem Bereitstellungstisch, der auf einer zur Greiferwelle parallelen senkrechten Welle taktweise drehbar angetrieben ist und der unterhalb des Greifers auf einem Kreis angeordnete Werkstückaufnahmen aufweist, dadurch gekennzeichnet,

   daß an dem Bereitstellungstisch (13) ein Antriebskranz (15) befestigt ist an dessen Außenumfang Positionierungskerben (16) und an dessen Innenumfang Ratschenzähne (19) jeweils in einer den Werkstückaufnahmen (14) entsprechenden Anzahl angeordnet sind,

   daß ein Antriebsritzel (25) ständig mit einem auf der Greiferwelle (1) angeordneten Zahnrad (24) und mit einem auf der Tischwelle (11) befestigten Zahnrad (26) in Eingriff steht, und

   daß an der Tischwelle (11) ein Hebelarm (20) mit einer federbelasteten Ratschenklinke (21) schwenkbar angelenkt ist, die mit den Ratschenzähnen (19) des Antriebskranzes (15) bei einer Verdrehung der Tischwelle (11) in einer Drehrichtung in Eingriff gelangt.