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Gerät zum Transportieren von Werkstücken zu und von der Arbeitsstation
einer Bearbeitungsmaschine Die Erfindung betrifft ein Gerät zum selbsttätigen Transportieren
(Zubringen und Entnehmen) von Werkstücken, insbesondere von Preßlingen für Brillengläser,
von einem Vorratsmagazin zur bzw. von der Arbeitsstation einer Bearbeitungsmaschine,
welches mit einem drehbar sowie längs der Drehachse verschiebbar auf einem Führungsteil
angeordneten Transportarm ausgerüstet ist.
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Mit einem Transportarm ausgestattete Einrichtungen zum selbsttätigen
Einlegen von Rohlingen in die Arbeitsstation sowie zum Herausnehmen von fertig bearbeiteten
Werkstücken aus dieser Station sind bei Bearbeitungsmaschinen an sich bekannt. Es
ist auch bekannt, solche Einrichtungen beispielsweise bei Maschinen zur Fertigung
von optischen Gläsern, beispielsweise Brillengläsern odgl. zum Einsatz zu bringen,
wobei üblicherweise ein mit nur einem Greifer ausgestatteter Transportarm in einer
auf den Zeitbedarf für die Bearbeitung eines Werkstücks abgestimmten Taktfolge einen
beispielsweise einem Vorratsmagazin entnommenen Preßling der Arbeitsstation der
Maschine zuführt bzw. das fertig bearbeitete Werkstück wegtransportiert. Hierbei
muß der Transportarm bzw. Ladegreifer, wie man ihn auch bezeichnen kann, außer Hub-
und Senkbewegungen mehrmalige hin- und hergehende Bewegungen über einen mehr oder
weniger großen Drehwinkelbereich ausführen. Dies insofern nämlich, als der Ladegreifer
zunächst einmal zum Abholen des fertig bearbeiteten Werkstücks aus einer Warte-Position
in den Bereich der Arbeitsstation der Maschine einfahren und nach Erfassen des Werkstücks
dieses in einer erneuten, entgegengesetzt gerichteten Drehbewegung in eine für die
Ablage desselben geeignete Position herausbewegen muß. Ist
nachfolgend
das fertig bearbeitete Werkstück abgelegt, muß der Ladegreifer in einer weiteren
Schrittfolge das Vorratsmagazin anfahren, um einen für die Bearbeitung vorgesehenen
Roh- bzw.
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Preßling aufzunehmen und diesen in einer erneuten Hinbewegung der
Arbeitsstation zuführen. Nach der Übergabe wechselt der Ladegreifer wieder in die
vorstehend bereits erwähnte Warte-Position über, in der er solange verbleibt, bis
das Werkstück fertig bearbeitet ist. Nach Beendigung des Bearbeitungsprozesses kehrt
der Ladegreifer in den Bereich der Arbeitsstation der Maschine zurück, um das Werkstück
zu übernehmen, worauf sich der Arbeitszyklus des Ladegreifers in der vorbeschriebenen
Weise wiederholt.
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Wenngleich Ladeeinrichtungen, deren Transportarm mit nur einem Greifer
ausgerüstet ist, sich in der Praxis bewährt haben, so haftet ihnen doch insofern
noch ein nicht unbedeutender Nachteil an, als der Transportarm innerhalb eines Arbeitszyklus
insgesamt zweimal in einer sich wiederholenden Hin- und Herbewegung die Arbeitsstation
anfahren muß. Dafür benötigt der Transportarm, gemessen an der Gesamttaktzeit eines
Arbeitszyklus, einen relativ hohen Zeitaufwand. Im Interesse einer rationellen Fertigung
und wirtschaftlichen Nutzung der Bearbeitungsmaschine liegt es jedoch, diesen zeitlichen
Aufwand für die Entnahme des bearbeiteten und die Einbringung des unbearbeiteten
Werkstücks so niedrig wie möglich zu halten, da für die Dauer der Umsetzung der
Werkstücke die Bearbeitungsmaschine stillgesetzt werden muß und diese infolgedessen
keine Arbeitsleistung abgeben kann.
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Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, den vorerwähnten,
den bekannten Ladeeinrichtungen anhaftenden Nachteil zu vermeiden, d.h. den Zeitbedarf
für die Umsetzung bzw.
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Handhabung des Werkstücks in ein günstigeres, die Voraussetzungen
für einen rationelleren Einsatz der Bearbeitungsmaschine schaffendes Verhältnis
zu der Gesamttaktzeit eines Arbeitszyklus zu bringen und damit eine bessere, d.h.
wirtschaftlichere Nutzung der Bearbeitungsmaschine zu gewährleisten.
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Diese Aufgabe wird bei einem Gerät der eingangs erwähnten Gattung
erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß am Transportarm symmetrisch zu seiner Längsachse
zwei Werkstückgreifer angeordnet sind, deren Greiferbackenpaare vermittels unabhängig
voneinander ansteuer barer Bewegungsmechanismen in eine für das Ergreifen oder Freigeben
eines Werkstücks geeignete Relativlage bewegbar sind. Schon dadurch, daß der Ladegreifer
während eines Arbeitszyklus stets eine volle Umdrehung von 5600 ausführt und diese
Drehbewegung nur zum Zwecke der Entnahme des fertig bearbeiteten Werkstücks sowie
zur Ubergabe eines Preßlings zu unterbrechen braucht, konnte der Zeitbedarf für
die Handhabung des Werkstücks bereits erheblich reduziert werden. Einen weiteren,
noch wesentliche ren Zeitgewinn in Bezug auf die für die Fertigung eines Werkstücks
erforderliche Gesamttaktzeit konnte dadurch erreicht werden, daß der Ladegreifer
nach dem Einlegen eines Preßlings in die Arbeitsstation, also während der für die
Bearbeitung des Werkstücks erforderlichen Maschinenzeit, Funktionen wie z.B. Ablegen
des fertig bearbeiteten Werkstücks sowie Aufnahme eines Preßlings erledigt, zu deren
Ausführung bei der bekannten, eingangs erwähnten Ladeeinrichtung die Bearbeitungsmaschine
stillstehen bzw. leerlaufen mußte. Die mit der Verdoppelung der Werkstückgreifer
erzielte Reduzierung der Gesamttaktzeit wiederum führt im Ergebnis zu einer vorteilhafteren
und damit wirtschaftlicheren Nutzung der Werkzeugmaschine.
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Eine besonders günstige Anordnung, die vor allem ein stets sicheres
Erfassen der Werkstücke gewährleistet und Störungen im Arbeitsablauf mit Sicherheit
vermeidet, wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Werkstückgreifer aus gleitbar
geführten, gegenläufig bewegbaren Backenpaaren gebildet sind. Hierzu wird erfindungsgemäß
ferner vorgeschlagen, daß die Bewegungsmechanismen für die Werkstückgreifer einen
drehbeweglich gelagerten, zweiarmigen Kipphebel einschließen, dessen Hebelarme mit
Druckflächen zusammenarbeiten, die an den Greiferbacken ausgebildet und dem Kipphebel
so zugeordnet sind, daß die der Erzielung einer Öffnungsbewegung des Werkstückgreifers
auf einen der Backen einwirkende Stellkraft
eine gegenläufige Bewegung
des anderen Backens bewirkt. Der besondere Vorteil dieser Ausbildung des graftübertragungsmechanismus
liegt in der Zwangsläufigkeit der tbertragung der Stellkräfte sowie darin begründet,
daß sich die Greifer backen selbsttätig auf etwaige Abweichungen vom Solldurchmesser
eines Werkstücks einzustellen vermögen.
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Um eine möglichst kompakte Bauweise des#Ladegeräts zu erzielen, ist
vorgesehen, daß die Bewegungamechanismen für die Greiferbackenpaare in einem den
Transportarm bildenden Gehäuse sowie in zwei Ebenen deckungsgleich übereinanderliegend
angeordnet sind.
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Zwecks Sicherstellung einer möglichst freizügigen Drehbarkeit des
Transportarms wird vorgeschlagen, daß auf dem Führungsteil des Transportarms axial
verschiebbar sowie koaxial zueinander angeordnete Stellbuchsen vorgesehen sind,
vermittels derer die auf die Greiferbacken einwirkenden Bewegungßmechanismen antreibbar
sind. Um mit absoluter Sicherheit ein spielfreies Erfassen der einzelnen Werkstücke
zu gewährleisten, ist vorgesehen, daß die Schließbewegung der Greiferbacken durch
Rückstellfedern erfolgt, von denen Jede auf einen der Backen einwirkt. In Ergänzung
hierzu wird zum Zwecke der Erzielung einer exakten Positionierung der Greiferbacken
vorgeschlagen, daß an einem der Backen ein Anschlag angeordnet ist, der in der Schließstellung,
d.h.'in Jener Stellung, in der der Greifer ein Werkstück zu fassen und halten vermag,
gegenüber einem ortsfesten Teil des Transportarms abgestützt ist.
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Einzelheiten der Erfindung sind aus der nachstehenden Be8chreibung
und der Zeichnung ersichtlich, die ein Ansführnngsbeispiel des Gegenstands der Erfindung
veranschaulicht. Es zeigt:
Fig.1 den Transportarm des Gerätsbaur
Werkstückhandhabung in perspektivischer Darstellung sowie in der flagazin-Umsetzposition,
wobei mit strichpunktierter Linie die kreisförmige Umlaufbahn angedeutet ist, auf
der sich die Greifer des drehbar sowie vertikal beweglich gelagerten Transportarms
bewegen, Fig.2 eine Draufsicht auf die Anordnung gemäß Fig.12 Fig.3 eine Vorderansicht
des Transportarms in kleinerem Maßstab sowie in der in Fig.1 mit Pfeil A angedeuteten
Blickrichtung, Fig.4 einen Vertikalschnitt durch den Transportarm gemäß der in Fig.2
angedeuteten Schnittlinie I-I, Fig.5 einen Horizontalschnitt durch den Transportarm
gemäß der in Fig.4 eingezeichneten Schnittebene II-II, Fig06 einen weiteren Horizontalschnitt
durch den Transportarm nach der ebenfalls in Fig.4 angedeuteten Schnittebene III-III,
Fig.7 die gleiche Darstellung wie in Fig.6, die von dieser nur dadurch abweicht,
daß der in dieser Schnittebene liegende Bewegungsmechanismus betätigt und damit
das durch ihn verstellbare Greiferbackenpaar in Offenstellung ist, Fig. 8A bis 8D
den Transportarm in den verschiedenen Positionen, die er. sich etappenweise fortbewegend,
auf seiner kreisförmigen Umlaufbahn einnimmt,und zwar zeigt:
Fig.8A
die Übernahme eines Preßlings (einfach schraffiert) in der Magazinstation, nachdem
der Transportarm in einem vorausgegangenen Arbeitszyklus bereits einen Preßling
der Arbeitsstation zugeführt hat, der dort fertig bearbeitet zur Abholung bereit
liegt, Fig.8B die Übernahme des Werkstücks (doppelt schraffiert) in der Arbeitsstation,
Fig.8C die Übergabe eines Preßlings (einfach schraffiert) an die Arbeitsstation
und schließlich Fig.8D die Übergabe des fertig bearbeiteten Werkstücks (doppelt
schraffiert) an das Aufnahmemagazin sowie Übernahme eines Preßlings (einfach schraffiert)
aus dem Vorratsmagazin.
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Mit 1 ist in Fig.1 das Bearbeitungswerkzeug und mit 2 ein diesem zugeordneter
Halter einer nicht weiter veranschaulichten Maschine zum Bearbeiten und Herstellen
von optischen Gläsern, beispielsweise Brillengläsern, bezeichnet. Beide,der Arbeitsstation
angehörende Teile 1 und 2 wirken in an sich bekannter Weise so zusammen, daß nach
dem Ablegen eines Roh- bzw. Preßlings 3a auf das mit einer konvexen Oberfläche versehene
Werkzeug 1 der Halter 2 sich vor Beginn des Arbeitsprozesses von oben auf den Preßling
auflegt und diesen unter gleichzeitiger Belastung auf das Werkzeug aufdrückt. Während
des Arbeitsprozesses führt der Halter 2 ständig Kippbewegungen um einen ideellen,
der kugelförmigen Oberflache des Werkzeugs entsprechenden Drehpunkt aus, wodurch
der Preßling eine stetig sich ändernde Relativlage zu dem um eine vertikale Achse
rotierenden Werkzeug 1 erhält. Die Bearbeitungsstelle wird dabei in stetigem Fluß
mit flüssigem Schleif-bzw. Poliermittel überspült.
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Um dieser Arbeitsstation Preßlinge 3a aus einem Vorratsmagazin 4 selbsttätig
zuzuführen bzw. die daraus gewonnenen Werkstücke 3b der Arbeitsstation selbsttätig
wieder zu entnehmen und einem seiner Ablage dienenden Magazin 5 zu übergeben, ist
ein #ransportarm 6 vorgesehen, der auf einem Pührungsteil 7 sitzt und durch einen
nicht weiter veranschaulichten Antriebsmechanismus sowohl drehbar als auch in axialer
Richtung bewegbar ist. Ber Transportarm 6 weist zwei symmetrisch zu seiner Längsachse
angeordnete Werkstückgreifer auf, die gemäß dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel
Jeweils aus zwei gleitbar geführten sowie stets gegenläufig bewegbaren Backenpaaren
8a, 8b bzw. sas 9b gebildet sind. Antreibbar sind die Werkstückgreifer 8a, Sb bzw.
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9a, 9b vermittels unabhängig voneinander betätigbarer Bewegung mechanismen,
die im ransportarm untergebracht sind. Eiersu hat letzterer eine zweckentsprechende,
aus den zeichnerischen Darstellungen ersichtliche Kastenform erhalten. Was die beiden
in zwei übereinanderliegenden Ebenen angeordneten Bewegungmiiechanismen für die
Werkstückgreifer 8a, 8b und 9a, 9b im einzelnen anbetreffen, so können diese aus
Stangen 10 und 11 bzw. 12 und 13 mit beliebigem Querschnittsprofil gebildet sein.
Diese Stangen wiederum sind vorzugsweise in ortsfest angeordneten Stegen 14, 15,
16 und 17 des Transportarms 6 axial verschieblich gefiihrt und einenends mit dem
Jeweiligen Greiferbacken fest verbunden.
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An den Greiferbacken 8a, 8b bzw. 9a, 9b sind lruckflächen 20 und 21
bzw. 22 und 23 ausgebildet, mit denen Jeweils ein Kipphebel 25 bzw. 26 zusammenarbeitet.
Beide Kipphebel sind, wie insbesondere aus Fig.4 ersichtlich, mit einem gewissen
axialen Abstand auf einem ortsfesten Zapfen 27 drehbar sowie axial gesichert gelagert.
Dabei ist die geometrische Zuordnung der beiden Kipphebel 25 bzw. 26 zu den lruckflächen
20, 21 bzw. 22, 23 so getroffen, daß im Falle einer Axialverschiebung der Führungsstangs
11 bzw.
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13 die Druckfläche 20 bew, 22 des einen Greiferbackens 8a bzw.
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9a auf den Kipphebel 25 bzw. 26 einwirkt, welcher seinerseits eine
geringfiigige Drehung um den Zapfen 27 ausführend1 die eingeleitete Stellkraftauf
die Druckfläche 21 bzw. 23 des anderen
Greiferbackens 8b bzw. 9b
überträgt. Dadurch wird die Jeweilige Führungsstange 10 bzw. 12 entgegen der Wirkung
einer Jeweils an ihr angreifenden Rückstellfeder 28 bzw. 29 in einer der Bewegung
der Stange 11 bzw. 13 gegenläufigen Bewegung axial verschoben, was gleichbedeutend
mit einer Öffnungsbewegung des Werkstück greifers ist. Wird die Stange 11 bzw. 13
des Bewegungsmechanismuß wieder von der Stellkraft entlastet, kehren die Greiferbacken
8a, 8b bzw. 9a, 9b unter dem Einfluß der auf die Führungsstange 10 bzw. 12 einwirkenden
Druckfeder 28 bzw. 29 wieder in die Schließstellung zurück, wobei sich die Stangen
10 und 11 bzw.
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12 und 13 wiederum gegenläufig zueinander bewegen. öffnung und Schließbewegungen
führen die Werkstückgreifer 8a, 8b bzw. 9a, 9b sowohl beim Aufnehmen und Ablegen
der Preßlinge 3a als auch beim Aufnehmen und Ablegen des-fertig bearbeiteten Werkstücks
3b aus.
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Da das Aufnehmen eines Werkstücks 3b und das Ablegen eines Preßlings
3a in der Arbeitsstation 1, 2 nicht gleichzeitig erfolgen kann, ist ein nicht weiter
veranschaulichter Steuernechanissus vorgesehen, der ein unabhängiges Ansteuern des
Jeweiligen Bewegungsmechanismus zuläßt.
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Die Betätigung des Jeweiligen eine öffnungs- und Schließbewegung der
Backenpaare 8e, 8b bzw. 9a, 9b bewirkenden Bewegungsmechanismus 10, 11, 25 bzw.
12, 13, 26 kann gemäß dem in Fig.4 bis 7 veranschaulichten Ausführungsbeispiel vermittels
Je eines Winkelhebels 32 bzw. 33 erfolgen. Jeder der beiden bei 34 bzw. 35 ortsfest
gelagerte Winkelhebel 32 bzw. 33 ist einenends mit der Jeweiligen,ihm zugeordneten
Führungsstange 11 bzw. 13 in Wirkunge.
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verbindung gebracht, und zwar vermittels einer seitlich an der Jeweiligen
Stange ausgebildeten Kulisse 11a bzw. 13a, in die ein am Jeweiligen Winkelhebel
32 bzw. 33 befestigter ßtift 36 bzw.
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37 eingreift. Anderenends ist der Winkelhebel 32 bzw. 33 unter den
Einfluß einer an ihm angreifenden sowie ortsfest verankerten Zugfeder 38 bzw. 39
gebracht. Beide Winkelhebel 32 und 33 sind unabhängig voneinander bewegbar. Zu diesem
Zweck sind auf den
Steuerteil 7 koaxial zueinander angeordnete
sowie gleitbar geführte Stellbuchsen 40 und 41 vorgesehen, die beide einenends einen
Bund 40a bzw. 41a aufweisen, an dem der mit der Jeweiligen Stellbuchse zusammenarbeitende
Winkelhebel 32 bzw.
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33 kraftschlüssig zur Anlage kommt. Die Zuordnung des Jeweiligen,einenends
unter der Zugwirkung einer Feder 38 bzw. 39 stehenden Hebels 32 bzw. 33 zu der Jeweiligen
Stellbuchse 40 bzw. 41 ist dabei so ge#troffen,daß im Falle der axialen Verschiebung
derselben durch das nicht weiter yeranschaulichte Steuergetriebe auf den Winkelhebel
Druck ausgeübt und damit eine Öffnungsbewegung der über den Bewegungsmechanismus
10, 11, 25 bzw. 12, 13, 26 mit ihm in Wirkungsverbindung stehenden Greiferbacken
8a, 8b bzw. 9a, 9b herbeigeführt wird. Dadurch, daß jeder der beiden Winkelhebel
32 bzw. 33 unter der Einwirkung einer Zugfeder 38 bzw. 39 steht, die ihrerseits
die von der Feder 28 und 29 ausgehende Rückstellkraft unterstützt, ist eine exakte
Positionierung des sich in Ausgangsposition vermittels eines einstellbaren Anschlags
42 bzw. 43 gegenüber ortsfest abstützenden Greiferbackens8b bzw. 9b gewährleistet.
Um diesen Stellanschlag 42 bzw. 43 zum Zwecke der Einstellung von außen zugänglich
zu machen, weist das Gehäuse des Transportarms 6 entsprechend angeordnete Öffnungen
auf, die Jeweils durch deckelartige Kappen 44 verschließbar sind.
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Die Arbeitsweise des vorbeschriebenen Geräts zum selbsttätigen Einlegen
von Roh- bzw. Preßlingen in die Arbeitsatation einer Werkzeugmaschine bzw. Herausnehmen
des fertig bearbeiteten Werkstücks aus dieser Station ist wie folgt: Gemäß der Darstellung
in Fig. 8A bis 8D wird davon ausgegangen, daß in der Arbeitsstation 1, 2 der Werkzeugmaschine
sich bereits ein fertig bearbeitetes Werkstück 3b befindet, und daß ferner der Werkstückgreifer
9a, 9b des Uransportarms 6 bereits
einen Preßling 3a erfaßt, d.h.
dem Vorratsmagazin 4 entnommen hat. Nach einer axial gerichteten Hubbewegung setzt
sich der Transportarm 6 im Uhrzeigerdrehsinn in Bewegung. Diese wird mit Erreichen
der in Fig.8B veranschaulichten Zwischenposition unterbrochen, worauf der Transportarm
6 nach einer Senkbewegung das fertig bearbeitete Werkstück 3b vermittels des Werkstückgreifers
8a, 8b erfaßt. Ist dies geschehen, führt der Transportarm 6 eine Hubbewegung aus,
um sodann die unterbrochene Drehbewegung fortzusetzen, allerdings nur soweit, bis
der den Preßling 3a tragende Werkstückgreifer 9a, 9b die Arbeitsstation 1, 2 erreicht
hat, in der der Preßling eine Koinzidenzlage mit dem Werkzeug 2 einnimmt. Der Transportarm
6 senkt sich nun wieder, um den Preßling 3a auf das Werkzeug 2 aufzulegen und freizugeben.
Sobald dies geschehen ist, kehrt der Transportarm 6, eine Hubbewegung ausführend,
wieder in die Drehebene zurück, um nachfolgend die Drehbewegung im bisherigen Drehsinn
fortzusetzen. Gleichzeitig mit diesen Bewegungsvorgängen setzt der Arbeitsprozeß,
d.h. die Bearbeitung des in die Arbeitsstation 1, 2 eingelegten Preßlings 3a ein.
Der Transportarm 6 hat inzwischen die Magazinstation 4, 5 erreicht, in der der Werkstückgreifer
8a, 8b das mitgeführte, zuvor der Arbeitsstation 1, 2 entnommene Werkstück 3b durch
eine Öffnungsbewegung dem Ablagemagazin 5 übergibt, während der Werkstückgreifer
9a, 9b dem Vorratsmagazin 4 einen neuen, zur Bearbeitung vorgesehenen Preßling 3a
entnimmt. Zum Zwecke -der tbernahme muß der Preßling stets eine genau fixierte Position
einnehmen, wozu die im Vorratsmagazin 4 untergebrachten, eine Säule bildenden Preßlinge
3a unter ständigem, von einer nicht gezeigten Feder ausgehenden Axialschub stehen,
der bewirkt, daß die Säule mit Entnahme eines Preßlings selbsttätig nachrückt. Nach
erfolgter Umsetzung des Preßlings 3a bzw. des Werkstücks 3b in der flagazinstation
4, 5 gemäß Fig.8D setzt sich der Uransportarm 6 zur Ausführung eines neuen Arbeitszyklus
wieder in Bewegung, um zunächst das zwischenzeitlich fertig bearbeitete Werkstück
3b gemäß Darstellung in Fig.8B der Arbeitsstation 1, 2 zu entnehmen sowie in einer
weiteren Schrittfolge dieser einen neuen Preßling 3a zuzuführen.