DE2710661A1

DE2710661A1 - Einrichtung zum beladen und entladen einer arbeitsspindel von werkzeugmaschinen

Info

Publication number: DE2710661A1
Application number: DE19772710661
Authority: DE
Inventors: Paul Waiblinger
Original assignee: Index Werke GmbH and Co KG Hahn and Tessky
Current assignee: Index Werke GmbH and Co KG Hahn and Tessky
Priority date: 1977-03-11
Filing date: 1977-03-11
Publication date: 1978-09-14
Also published as: US4195961A; CH625450A5; DE2710661C2; GB1554990A

Description

OP.-ING. OIPL.-ING. M-SC- Dll-L.-Ph/S. DR. 3P- -^ IVS. HÖGER - STELLRECHT - GRIESSEACH - HAECKER PATENTANWÄLTE IM STUTTGART

Firma

Index-Werke KG Hahn & Tessky Plochinger Str. 73oo Esslingen

Einrichtung zum Beladen und Entladen einer Arbeitsspindel von Werkzeugmaschinen

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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Beladen und Entladen von mit einer waagrechten Arbeitsspindel ausgerüsteten Werkzeugmaschinen, mit einer ein Gestell aufweisenden Transportvorrichtung, die mit einer parallel zur Arbeitsspindel angeordneten, drehbaren Welle ausgestattet ist, die einen zur Wellenachse senkrecht angeordneten,verschwenkbaren und entlang der Wellenachse verschiebbaren Schwenkarm trägt, der zwischen einer ersten Speicherstellung und einer Maschinenstellung hin- und herschwenkbar ist und der an seinem Vorderende mindestens

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einen Greifer zum Ergreifen eines Werkstückes aufweist, und mit einem Eingangsspeicher zum Speichern von Rohstücken, mit dessen Hilfe die gespeicherten Rohstücke nacheinander in eine bestimmte Entnahmestellung bewegbar sind.

Eine Einrichtung der eingangs beschriebenen Art ist bereits bekannt (AS 2 159 552).

Diese Konstruktion weist als Speicher eine in vertikaler Ebene zum Teil mäanderförmig geführte Speicherkette auf, in der zu bearbeitende Werkstücke horizontal gespeichert sind. Der Greifer des Schwenkarmes übernimmt die gespeicherten Werkstücke an einer vorbestimmten Entnahmestelle, an die die Werkstücke nacheinander anzuliefern sind, wozu der Schwenkarm in eine horizontale Stellung vor den Speicher geschwenkt wird. Befindet sich der Schwenkarm vor einem bereitgestellten Werkstück, wird er in dessen Richtung gesteuert, wobei der Greifer das Werkstück am Aussenumfang zu dessen Aufnahme übergreift. In der Folge wird dasselbe mittels des Schwenkarmes aus dem Speicher bzw. aus der betreffenden Halterung der Speicherkette herausgezogen und durch eine Schwenkbewegung des Schwenkarmes einem Spannfutter einer Werkzeugmaschine zugeführt.

Diese bekannte Einrichtung ermöglicht es also nicht, Werkstücke koaxial übereinander zu stapeln. Des weiteren muss der Verstellweg des Schwenkarmes, um zur Werkstückübernahme den Greifer auf das Werkstück aufzuschieben, entsprechend der axialen Länge der Werkstücke eingestellt werden. Schliesslich erlaubt es diese Konstruktion nicht, den Schwenkarm mit zwei Greifern auszurüsten, um ein bearbeitetes Werkstück aus einer Maschinen-

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spindel zu entnehmen und in einem anderen Speicher abzulegen. Hierzu ist vielmehr ein weiterer, mit einem Greifer ausgerüsteter Schwenkarm erforderlich, mit dessen Hilfe fertig bearbeitete Werkstücke an der der Entnahmeseite des Speichers gegenüberliegenden Seite in entsprechende Speicheraufnahmen einsetzbar sind.

Es ist auch bereits eine Be- und Entladeeinrichtung für Werkzeugmaschinen bekannt, bei der, analog zur eingangs beschriebenen Konstruktion, ebenfalls ein mit einem Greifer ausgestatteter Schwenkarm vorgesehen ist, welchem ein Eingangsspeicher zugeordnet ist, in dem die einer Werkzeugmaschine zuzuführenden Werkstücke in koaxialer Lage übereinander gespeichert werden können. Dieser Speicher ist mit einer Hubvorrichtung ausgestattet, mit deren Hilfe der Werkstückstapel , nach jeder erfolgten Entnahme eines Werkstückes aus dem Speicher_f derart angehoben wird, dass das jeweils oberste Werkstück in einer Lage bereitgestellt wird, in der es durch den Greifer des Schwenkarmes in dessen Speicherstellung ergriffen werden kann. (OS 24 44 124).

Obgleich diese bekannte Ausführungsform eine Ausstattung des Schwenkarmes mit zwei Greifern ermöglicht, um beispielsweise sowohl ein unbearbeitetes Werkstück der Arbeitsspindel einer Werkzeugmaschine zuzuführen als auch zuvor aus dieser ein fertig bearbeitetes Werkstück zu entnehmen und in einem weiteren Speicher abzulegen, so erfordert auch diese Bauart eine von der axialen Länge der zu speichernden Werkstücke abhängige Einstellung des Hubweges des bzw. der Werkstückstapel zur

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Bereitstellung des jeweils obersten Werkstückes eines Stapels in der Entnahmestellung.

Beiden Einrichtungen ist damit eine Steuervorrichtung gemeinsam, die, in Abstimmung auf die axiale Länge der Werkstücke , so einzustellen ist, dass mit Hilfe des Schwenkarmgreifers eine sichere Werkstückentnahme gewährleistet ist. Abgesehen davon, dass somit jede neue Werkstückserie eine Neueinstellung dieser Stellvorrichtung erfordert, können sich beim Spannen von Rohteilen insofern Schwierigkeiten ergeben, als deren axiale Länge mitunter um wesentliche Beträge differiert, was

der
wiederum bei Einstellung des Verstellweges zur Verstellung des Schwenkarmes in Achsrichtung der diesen tragenden Welle zum Einsetzen eines Werkstückes in die Arbeitsspindel einer Werkzeugmaschine berücksichtigt werden muss.

Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, eine Be- und Entladeeinrichtung für Werkzeugmaschinen zu schaffen, bei der auf eine sich nach der axialen Länge der zu handhabenden Werkstücke abhängige Einstellung einer Steuervorrichtung verzichtet werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 oder im Anspruch angegebenen Merkmale gelöst.

beispielsweise

Bei der Konstruktion nach Anspruch 1 wird . / das mit Hilfe der erfindungsgemässen Einrichtung der Arbeitsspindel einer Werkzeugmaschine zu übergebende oberste Rohstück eines in den Eingangsspeicher eingebrachten Rohstückstapels durch das Hub-

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glied des Eingangsspeichers zusammen mit dem betreffenden Stapel solange nach oben bewegt, bis durch dasselbe über den an diesem anliegenden Greifer der Schwenkarm in gleicher Richtung in die Horizontale geschwenkt ist. Sobald der Schwenkarm diese Lage erreicht hat, ist sichergestellt, dass sich das zu greifende Rohstück in einer exakten Greifposition befindet, so dass ein Verkanten des Rohstückes beim Aufnehmen durch den Greifer sogut wie ausgeschlossen ist. Der wesentliche Vorteil der Erfindung besteht aber darin, dass die Werkstücke in ihrer axialen Länge erheblich voneinander differieren können und dennoch das oberste Werkstück stets in einer exakten Greifposition bereitgestellt wird. Dies wäre auch der Fall, wenn Werkstücke unterschiedlicher Längen gestapelt wären.

Die Einrichtung nach Anspruch 1 ist somit für einen Eingangsspeicher konzipiert, in dem z.B. Rohteile übereinander gestapelt zu speichern sind, wobei mehrere Stapel vorhanden sein können, die nacheinander in eine Entnahmestellung gebracht werden können. Die Einrichtung kann auch zum Abnehmen fertig bearbeiteter Werkstücke von einer Arbeitsspindel und zur übergabe derselben beispielsweise auf ein Bohrwerk, auf eine Rutsche oder dergleichen verwendet werden.

Die Einrichtung nach Anspruch 2 bietet grundsätzlich die gleichen Vorteile, wobei jedoch zur Einstellung des Schwenkarmes in seine Horizontallage, in kinematischer Umkehrung zur Einrichtung nach Anspruch 1, die den Schwenkarm tragende Welle parallel zu sich selbst um einen entsprechenden Weg nach unten verstellt wird. Bei der Durchführung dieser Verstellbewegung wird dann der sich zunächst im Abstandoberhalb eines im Speicher vorhandenen Werkstückes verharrende Greifer mit dem zu ergreifenden Werkstück in Berührung gebracht, wobei das letzteren ein

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um das der Schwenkarm beim Absenken der diesen tragenden Welle in die Horizontale verschwenkt wird, in der Horizontalstellung des Schwenkarmes nimmt dabei der Greifer, analog zur Einrichtung gemäss Anspruch 1, eine einwandfrei ausgerichtete Stellung zum abzuhebenden Werkstück ein und befindet sich in exakter Greifstellung.

es Die Konstruktion nach Anspruch 2 gestattet/darüber hinaus,den Speicher konstruktiv anders auszulegen, da in diesem Falle zur Einstellung des Schwenkarmes in die Horizontale das Werkstück nicht angehoben werden muss. Aus diesem Grunde kann der Speicher beispielsweise in Form eines Schalttellers ausgebildet sein, auf dem einer Werkzeugmaschine zuzuführende Werkstücke an vorbestimmten Stellen abgelegt werden.

Mit besonderem Vorteil lässt sich jedoch die Einrichtung nach Anspruch 2 in eine Fertigungsstrasse integrieren, indem der Eingangsspeicher beispielsweise durch einen Horizontalförderer gebildet sein kann, mit dessen Hilfe einer Werkzeugmaschine zuzuführende Werkstücke nacheinander unter den Greifer des Schwenkarmes transportiert werden können.

Beide Einrichtungen bieten schliesslich gemeinsam den Vorteil, einer zwangsläufig vorhandenen Sicherheitsabschaltung für den Fall, dass der Eingangsspeicher kein Werkstück zur Übernahme bereithält, weil in diesem Falle der Schwenkarm kein für dessen Verschwenkung in die Horizontale erforderliches Auflager findet.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unter-

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ansprüchen beschrieben.

Eine günstige Tragarmanordnung ergibt sich dabei nach Anspruch 3.

Der Greifer kann nach Anspruch 4 oder nach Anspruch 6 ausgebildet sein. In beiden Fällen wird das in die Arbeitsspindel einzusetzende Werkstück im Greifer in axialer Richtung fixiert, so dass es durch entsprechende Axialverstellung der den Schwenkarm tragenden Schwenkwelle mit Sicherheit innerhalb einer Spannvorrichtung der Arbeitsspindel einer Werkzeugmaschine in eine vorbestimmte Spannstellung gebracht wird.

Sofern gemäss den Ansprüchen 5 bzw. 7 eine Doppelanordnung gleicher Greifer am Schwenkarm vorgesehen ist, besteht beispielsweise die Möglichkeit, mit dem einen Greifer ein zu bearbeitendes Werkstück im Arbeitsraum der Maschine bereitzuhalten, während mit dem anderen Greifer ein in der Arbeitsspindel zuvor teilweise oder fertig bearbeitetes Werkstück aus dieser herausgenommen wird, um unmittelbar danach das Rohteil in die Arbeitsspindel einsetzen zu können. Das teilweise oder fertig bearbeitete Werkstück kann dann beispielsweise manuell aus dem betreffenden Greifer des Schwenkarmes entnommen werden. Der Einsatz eines Umfanggreifers für die Entnahme des Fertigteils aus der Werkzeugmaschine bietet den wesentlichen Vorteil, das Werkstück an einem dafür geeigneten Längsbereich greifen zu können, ausserdem kann das Fertigteil so auf dem Fertigteilstapel angelegt werden, dass es gegenüber den Rohteilen um 18o° gewendet ist, was für eine Weiterbearbeitung der zweiten Werkstückseite sehr vorteilhaft ist.

Die erfindungsgemässe Einrichtung nach Anspruch 1 lässt sich bei einer Ausgestaltung nach Anspruch 7 in vorteilhafter Weise sowohl zum Abstapeln zu bearbeitender Werkstücke als auch zum Abnehmen bearbeiteter Werkstücke von der Arbeitsspindel und zum Aufstapeln derselben weiterbilden, wenn sie nach

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gestaltet 1st. In diesem Falle wird der Greifer zum Ablegen eines Werkstückes im Ausgangsspeicher erst dann geöffnet, wenn der Schwenkarm durch das bewegliche Hubglied oder durch ein bereits zuvor auf dieses abgelegtes Werkstück durch Nachobenverschwenken in seine Horizontallage eingestellt worden ist. Aufgrund dessen, dass sich bei der Ankunft des Schwenkarmes in seiner Ablegestellung im spitzen Winkel zur Horizontalen das Hubglied,bzw. ein bereits auf dieses abgelegtes Werkstück sich im Abstand unterhalb des noch im Greifer festgehaltenen Werkstückes befindet,und das Hubglied bzw. das abgelegte Werkstück zunächst von unten nach oben bewegt und

noch

dabei in Berührung mit dem/im Greifer festgehaltenen Werkstück gebracht wird, ist sichergestellt, dass bei der Freigabe des Werkstückes durch den Greifer dasselbe nicht auf das Hubglied bzw. auf ein auf diesem abgelegtes Werkstück fallen und dadurch an fertig bearbeiteten Oberflächen Beschädigungen hervorgerufen werden können.

Dabei ergibt sich eine besonders günstige Konstruktion, wenn bei dieser Einrichtung die Merkmale des Anspruchs 9 verwirklicht sind. In diesem Falle können nämlich aus dem Eingangsspeicher zu entnehmende Rohstücke durch den Axialgreifer gefasst und der Arbeitsspindel der betreffenden Werkzeugmaschine in eine exakte Spannposition zugeführt werden, während zuvor mittels des Umfangsgreifers das fertig bearbeitete Werkstück am Umfang aufgenommen werden kann, ohne dass es hierzu einer Axialverstellung der den Schwenkarm tragenden Schwenkwelle bedarf. Ist der Schwenkarm nach Einsetzen des

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Rohstückes in s«»lr.e Speicherstellung 'urückgeschwenkt, so kann durch Verschwenken des Schwenkarmes um seine Längsachse der das fertige Werkstück haltende Umfangsgreifer in seine Ablegeposition geschaltet werden, wonach in der vorbeschriebenen Weise die schonende Werkstückablage erfolgen kann.

Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung sind aus der sich anschliessenden Beschreibung von in der Zeichnung dar gestellten rinrichtungen und/oder aus aus den Patentansprüchen zu entnehmen. In der Zeichnung zeigen in schematischer Darstellung:

Fig. 1 eine Vorderansicht eines ersten Ausführungsbei spieles einer Einrichtung zum Beladen einer Werkzeugmaschine z.B. mit Rohstücken,

Fig. 2 eine Draufsicht der Einrichtung gemäss Fig. 1,

Fig. 3 eine teilweise aufgebrochene Seitenansicht des Rohstückspeichers der Einrichtung nach Fig. 1 oder 2,

Fig. 4 eine Vorderansicht eines zweiten Ausführungsbeispieles der Einrichtung zum Beladen und Entladen einer Werkzeugmaschine,

Fig. 5 eine Vorderansicht eines dritten Ausführungsbeispieles der Einrichtung zum Beladen und Entladen einer Werkzeugmaschine,

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Fig. 6 eine Ansicht der Einrichtung gemäss Fig. 5, in Richtung des Pfeiles B gesehen,

Fig. 7 eine Vorderansicht des Umfangsgreifers der Einrichtungen gemäss den Fig. 4 bis 6,

Fig. 8 eine Draufsicht des Umfangsgreifers gemäss Fig. 7,

Fig. 9 eine Vorderansicht des Axialgreifers der Einrichtungen gemäss den Fig. 4 bis 6,

Fig. 10 eine Draufsicht des Axialgreifers gemäss Fig. 9,

Fig. 11 eine Draufsicht auf ein viertes Ausführungsbeispiel einer Einrichtung zum Beladen und Entladen einer Werkzeugmaschine, mit deren Hilfe die aus der Arbeitsspindel entnommenen Werkstücke in einem Fertigteilspeicher ablegbar sind,

Fig. 12 eine teilweise aufgebrochene Seitenansicht der Speichervorrichtung der Einrichtung gemäss Fig.

Die in den Fig. 1 bis 3 gezeigte Einrichtung dient dazu, Werkstücke, insbesondere Rohstücke einer Bearbeitungsstelle zuzuführen. Diese Einrichtung weist ein als Ganzes mit 20 bezeichnetes Lagergestell auf, in dem eine Schwenkwelle 22 horizontal gelagert und mittels eines Antriebes sowohl verdrehbar als auch in Achsrichtung verstellbar ist.

Am Vorderende der Schwenkwelle ist auf dieser ein Schwenkarm

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starr befestigt, der sich senkrecht zu deren Längsachse von dieser wegerstreckt. Am Vorderende des Schwenkarmes befindet sich ein Greiferträger 26, der einen als Ganzes mit 28 bezeichneten Axialgreifer trägt. Die Bezeichnung Axialgreifer ist deshalb gewählt, weil beim Greifen eines Werkstückes

z.B. dieses an Axialanschlagflächen 30 ^seiner Spannbacken 32 zur Anlage kommt.

In Fig. 1 ist strichpunktiert die Ubergabestelle angedeutet, zu der mit Hilfe der Einrichtung ein Werkstück transportiert werden soll. Dieser Ubergabestelle gegenüberliegend weist die Einrichtung einen als Ganzes mit 34 bezeichneten Werkstückspeicher auf, in dem beispielsweise Rohstücke 36, zu Rohstückstapeln 38 zusammengefasst, gespeichert sind. Aus Fig. 2 ist zu ersehen, dass der Werkstückspeicher beispielsweise vier Werkstückstapel enthält, die im gleichen Winkelabstand voneinander angeordnet sind. Jeder Werkstückstapel sitzt auf einem Tablett 40, die wiederum gemeinsam auf einer scheibenförmigen Palette 42 ruhen, in deren Zentrum eine sich nach oben erstreckende Mittelsäule 44 fest angebracht ist. Die die Werkstückstapel aufnehmenden Tabletts 40 sind in Längsschlitzen 46 der Mittelsäule über Eingriffsfinger 48 lose geführt. Die gespeicherten Rohstücke ysind beispielsweise zwischen vier Führungsstangen 50 am Aussenumfang geführt. Diese sind in der

Palette zu ihrer Längsachse radial verstellbar und feststellvorgesehen ,
bar / so dass deren Lage dem Aussendurchmesser von Rohstücken angepasst werden kann. Diese können bei Werkstücken mit grossem Innendurchmesser aber auch so angeordnet werden, dass die Werkstücke auf die Führungsstangen aufsteckbar sind. Für Fertigteile mit relativ kleinem Innendurchmesser stehen Tabletts

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mit einer Bohrung zur Verfügung, durch die lediglich ein an der Palette gehaltener Führungsdorn hindurchragt.

Die Palette 42 ist um ihre Achse verdrehbar, um die einzelnen Werkstückstapel in eine Stellung bringen zu können, in der sie mit Hilfe des Axialgreifers 28 des Schwenkarmes 24 abgestapelt und der ObergäbestelIe zugeführt werden können. Zu diesem Zweck ist an der Unterseite der Palette, wie dies anhand des in Fig. 12 gezeigten Ausführungsbeispieles eines Werkstückspeichers gezeigt ist, eine Malteserscheibe 52 befestigt, der eine mittels eines Getriebemotors 54 antreibbare Kurbel 56 zugeordnet ist, deren Kurbelzapfen 58 mit der Malteserscheibe zusammenwirkt. Letztere ist derart ausgelegt, dass jede Kurbelumdrehung eine Verdrehung der Palette, entsprechend der vorgesehenen Anzahl von vier Werkstückstapeln, um 90 bewirkt, so dass die Werkstückstapel einzeln nacheinander in die gleiche Abstapalposition steuerbar sind.

Zum Abstapeln der Werkstücke wird der sich in der Abstape1-position befindende Werkstückstapel um eine vorbestimmte Strecke angehoben, worauf weiter unten des näheren eingegangen wird. Zu diesem Zweck ist in dem als Gehäuse ausgebildeten Unterteil 60 des Werkstückspeichers 34 eine als Ganzes mit 62 bezeichnete Hubvorrichtung vorgesehen, die beispielsweise im Abstand voneinander zwei vertikal geführte Zahnstangen 64,66 aufweist, die mit Hilfe einer über ein Zahnritzel 68 von einem Bremsmotor 70 antreibbaren Antriebswelle 72 nach oben oder unten verstellbar sind, welch letztere zugleich einen Wegmelder 74 steuert. Die Antriebsverbindung von Zahnritzel 68 und

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Bremsmotor 70 besteht beispielsweise über eine Antriebskette 76. Den beiden Zahnstangen sind in der Palette 42 je Werkstückstapel zwei die Palette durchdringende Ausnehmungen 78 zugeordnet, so dass die Zahnstangen in Aufwärtsverstellrichtung die Palette durchdringen können. Am oberen Ende tragen die Zahnstangen je einen Quersteg 80, die an der Unterseite des anzuhebenden Tabletts 40 zur Anlage kommen und dieses kippstabil aufnehmen.

Um einen neuen Werkstückstapel in die Abstapelposition zu bringen, werden die Zahnstangen zunächst soweit nach unten verstellt, dass deren Querstege 80 sich unterhalb der Palette 42 befinden, wonach diese mit Hilfe des Getriebemotors 54 um 90° gedreht wird. Danach werden die Zahnstangen wieder an die Unterseite des betreffenden Tabletts 4O angelegt.

Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, ist der Schwenkwelle 22 ein Endschalter 82 zugeordnet, der mittels eines an der Schwenkwelle vorgesehenen Steuernockens 84 steuerbar ist und durch den die Hubvorrichtung 62 des Werkstückspeichers 34 in vorbestimmten Hubstellungen stillsetzbar ist. Ausserdem ist der Greiferträger 26 um seine Längsachse X vorzugsweise um 90 Schritte verdrehbar.

Diese Einrichtung arbeitet folgendermassen:

Es sei angenommen, dass der Werkstückspeicher 34 mit vier Werkstückstapeln 38 ausgestattet ist, von denen sich einer in der Abstapelposition befindet.

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Zu Beginn einer Ubergabeoperation befindet sich der Schwenkarm 24 der Einrichtung in seiner Ruhestellung, in welcher dieser, wie in Fig. 1 strichpunktiert angedeutet ist, in einen spitzen Winkel <x zur Horizontalen nach unten geneigt gehalten wird. Die Spannbacken 32 des Axialgreifers befinden sich dabei in Offenstellung. Zum Ergreifen eines gespeicherten Werkstückes, beispielsweise eines Rohlings, wird die Hubvorrichtung 62 eingeschaltet, wodurch der sich in der Abstapelposition befindende Rohlingstapel nach oben bewegt wird. Im Verlaufe der Hubbewegung kommt der oberste Rohling dieses Stapels in Berührung mit den Spannbacken des Axialgreifers 28, wobei die Hubgeschwindigkeit kurz vor Inberührungkommen dieser Teile vorzugsweise

/vermindert wird. Die Hubbewegung wird dabei noch solange fortgesetzt, bis der Schwenkarm 24, durch den sich nach oben bewegenden Stapel mitgenommen, seine in Fig. 1 gezeigte Horizontallage einnimmt. In dieser Lage betätigt die Steuernocke 84 der Schwenkwelle 22 den Schalter 82, durch welchen die Hubvorrichtung stillgesetzt wird. In dieser Stellung des Schwenkarmes 24 ist gewährleistet, dass der vom Stapel abzunehmende Rohling mit seiner einen Stirnfläche an der Anschla.gfläche

und im Greifer exakt ausgerichtet ist. der Spannbacken 32 anliegt / Gleichzeitig mit dem Stillsetzen der Hubvorrichtung werden die Spannbacken 32 des Axialgreifers 28 in ihre Spannstellung gesteuert und dadurch der Rohling gespannt, wonach der Axialgreifer 28 durch Verschwenken des Schwenkarmes 24 in die Ubergabestellung gebracht wird. Dort kann der Greiferträger 26 beispielsweise um 180° gedreht werden, um den vom Stapel abgenommenen Rohling 36 beispielsweise einem Karussell 86 einer Werkzeugmaschine zu übergeben. Ebensogut kann der Rohling aber auch in das Spannfutter der waagrechten

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Arbeitsspindel einer Werkzeugmaschine übergeben werden, wozu der Greiferträger 26 lediglich eine 9O°-Drehung auszuführen hätte, wobei im Anschluss hieran,zum Einführen des Rohlings in das Spannfutter,die Schwenkwelle 22 noch eine Axialbewegung auszuführen hätte.

Aufgrunddessen, dass der Schwenkarm 24,in Verbindung mit der Schwenkwelle 22 als Steuerorgan für die Höhenverstellung des Werkstückstapels dient, können aufwendige Sensoren und Abtastvorrichtungen am Schwenkarm bzw. am Axialgreifer entfallen. Da jeweils das oberste Werkstück eines Stapels vom Schwenkarm 24 abgetastet wird, wirken'sich Summenfehler nicht aus. Ebenso können gravierende Differenzen der axialen Länge der Werkstücke die Funktionsfähigkeit der Einrichtung nicht beeinträchtigen. Schliesslich wird das Werkstück im Axialgreifer dadurch zwangsläufig exakt ausgerichtet, weil die Hubbewegung des abzustapelnden Werkstückstapels gegen die Wirkung einer auf den Schwenkarm 24 wirkenden Kraft erfolgt.

Wie aus dem aus Fig. 4 ersichtlichen Ausführungsbeispiel zu ersehen ist, können am Greiferträger 26 des Schwenkarmes 24 , einander gegenüberliegend ,auch zwei Greifer 88';88' vorgesehen sein. In diesem Falle ist die Einrichtung in der Lage, Werkstücke sowohl einer Ubergabestelle zuzuführen, als auch diese, nach erfolgter Bearbeitung,wieder aufzunehmen und sie an einer weiteren Stelle abzulegen. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel bildet der Greifer 88 beispielsweise einen Radialgreifer, um ein als Rohling in das Spannfutter 90 der waagrechten Arbeitsspindel einer Werkzeugmaschine 92 zugeführtes, fertig

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bearbeitetes Werkstück 94 aus dem Spannfutter zu entnehmen und an einer weiteren Stelle zu übergeben. Die Kombination eines Axialgreifers 28 mit einem Radialgreifer 88 eignet sich hierbei besonders für Kurzdrehteile, die im Fertigzustand durch den Radialgreifer am Umfange vorteilhaft ergriffen werden können, wenn sich der Schwenkarm 24 gemäss Fig. 4 in Uhrzeigerrichtung nach unten verschwenkt. Dabei ist zu beachten, dass bei einer Ausstattung des Schwenkarmes mit zwei Greifern der die Schwenkwelle 22 lagernde Teil des Lagergestelles 20 um den Betrag C in vertikaler Richtung verstellbar ist. Diese Verstellung kann notwendig sein, um den abzustapelnden Rohling aus den Führungsstangen 50 herauszuheben; diese Verstellbarkeit ist jedoch bei der Ausstattung des Schwenkarmes mit einem Axialgreifer 28 und einem Radialgreifer 88 zwingend, um den Mittenversatz dieser beiden Greifer auszugleichen. Das Arbeitsspiel der Einrichtung gemäss Fig. 4 ist folgendes:

Nach Ergreifen eines Rohlinges durch den Axialgreifer 28 wird das Lagergestell 20, um den Rohling aus den Führungsstangen herauszuheben, um den Betrag C nach oben gesteuert. Anschliessend wird der Schwenkarm 24 beispielsweise um 90° nach oben um die Y-Achse der Schwenkwelle geschwenkt. Der Radialgreifer weist nun in Richtung Werkzeugmaschine 92. In dieser Position verharrt der Schwenkarm solange, bis beispielsweise die Drehbearbeitung des sich in der Maschine befindenden Werkstückes beendet ist; und die den Arbeitsraum der Maschine abdeckenden Schiebehauben in die Offenstellung gesteuert sind. Danach wird der Schwenkarm 24 nochmals um 90° um die Y-Achse der Schwenkwelle geschwenkt, wodurch der Radialgreifer 88 in seine Entnahmestellung gebracht und das Werkstück durch dessen Greif-

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backen 88' am Umfange aufgenommen wird. Nach dem axialen Herausziehen des Fertigteils aus dem Spannfutter 90 schwingt der Greiferträger 26 um 90° um die X-Achse, so dass nunmehr der Rohling in fluchtende Lage zum Spannfutter gebracht und durch entsprechende Axialverstellung der Schwenkwelle 22 in dieses eingebracht wird. Durch eine Vertikalbewegung der Schwenkwelle 22 parallel zu sich selbst wird dabei der Mittenversatz der beiden Greifer 28,88 ausgeglichen. Ist der Rohling vom Spannfutter 90 aufgenommen, so wird der Schwenkarm 24,gemäss Fig. 4 , in Gegenuhrzeigerrichtung verschwenkt, um das vom Radialgreifer aufgenommene Fertigteil an einer Ubergabestelle, beispielsweise auf eine Rutsche oder dergleichen, abzulegen, wozu es notwendig sein kann, dass der Greiferträger 26 nochmals um 9O in einer bestimmten Richtung zu verdrehen ist.

Anstelle eines Radialgreifers 88 kann der Schwenkarm 24 auch mit zwei Axialgreifern ausgestattet sein, was sich insbesondere zur Handhabung von Kurzdrehteilen empfiehlt. Analog hierzu kann der Schwenkarm auch mit zwei Radialgreifern 88 ausgestattet sein, was sich insbesondere dann empfiehlt, wenn Wellenteile gehandhabt und diese gegebenenfalls im Arbeitsraum der Maschine gewendet werden sollen, was sich durch eine Drehung des Greiferträgers 26 um zweimal 90° bewerkstelligen lässt.

Die Fig. 5 und 6 veranschaulichen ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Einrichtung zum übergeben und/oder übernehmen von Werkstücken.

Was hierbei deren konstruktiver Aufbau betrifft, so entspricht

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dieser ,was das Lagergestell und den Schwenkarm betrifft, der Konstruktion der Fig. 1, wobei jedoch der Greiferträger 26, analog zur Ausführungsform gemäss Fig. 4 ,noch mit einem weiteren Greifer, beispielsweise einem Radialgreifer 88, ausgerüstet sein kann.

Unterschiedlich zur Ausführungsform gemäss Fig. 1 ist der Werkstückspeicher, der im vorliegenden Falle beispielsweise durch einen Bandförderer 96 gebildet ist. Dies bedeutet, dass zu übernehmende Werkstücke, beispielsweise Rohlinge, bei deren Übernahme durch den Axialgreifer 28 ihre Anlieferstellung unverändert beibehalten.

In Fig. 5 ist strichpunktiert die Bereitschaftsstellung des Schwenkarmes 24 zum Übernehmen eines angelieferten Rohlinges 36 eingezeichnet. Auch in diesem Falle befindet sich der Schwenkarm in spitzem Winkel zur Horizontalen nach unten gerichtet, wobei sich die den Schwenkarm 24 tragende Schwenkwelle, wie strichpunktiert angedeutet ist, in einer oberen Ausgangsstellung befindet. Zur Übernahme eines Rohlings vom Förderer wird bei diesem Ausführungsbeispiel der die Schwenkwelle 22 lagernde Teil des Lagergestelles um den Betrag C abwärts gesteuert, wobei zwangsläufig der geöffnete Axialgreifer 28 mit dem Rohling in Berührung kommt. Der Rohling bildet dabei ein Widerlager für den Schwenkarm 24, so dass sich dieser während der Abwärtsbewegung der Schwenkwelle 22 allmählich in die Horizontale einstellt. In dieser Stellung betätigt die Steuernocke 84 der Schwenkwelle den Endschalter wodurch die in Fig. 5 nicht gezeigte Vorrichtung zum Abwärts-

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und Aufwärtsverstellen des die Schwenkwelle lagernden Lagergehäuseteiles stillgesetzt wird. In dieser Stellung des Schwenkarmes ist dann ebenfalls sichergestellt, dass Rohling und Axialgreifer gegenseitig axial ausgerichtet sind. Des weiteren ist, analog zur vorbeschriebenen Konstruktion,gewährleistet, dass Differenzen in der Axiallänge der zu übernehmenden Rohlinge auf die Funktionsfähigkeit der Einrichtung keinen nachteiligen Einfluss haben können. Zur Übergabe des aufgenommenen Werkstückes ist der Schwenkarm in der im Zusammenhang mit der Fig. 1 und Fig. 4 beschriebenen Weise zu verschwenken, wobei die Schwenkwelle 22 wiederum die Maximalstrecke C oder eine Teilstrecke hiervon nach oben gesteuert werden kann, um eine exakte Ubergabeposjtion des Axialgreifers 28 zu erhalten. Entsprechend der Konstruktion gemäss Fig. 4 kann auch diese Einrichtung beispielsweise zum übernehmen eines bearbeiteten Werkstückes aus einer Werkzeugmaschine eingesetzt werden, wenn,wie bereits erwähnt, am Greiferträger 26 noch ein weiterer Greifer, beispielsweise ein Radialgreifer 88, vorgesehen ist, mit dessen Hilfe ein fertig bearbeitetes Werkstück an einer übergabestelle abgelegt werden kann. Ebenso ist es mit dieser Einrichtung möglich, die Fertigteile für eine T*^Teiterbearöeitung dar zweiten Seite, gewendet abzulegen.

Die Fig. 7 bis 10 veranschaulichen dabei die Konstruktion der Axial- und Radialgreifer. Gemäss Fig. 7 und 8 ist die eine der beiden*ein Prisma bildenden Greiferbacken 88* massiv ausgebildet, während die andere Greiferbacke 88' durch eine um eine Schwenkachse 97 verschwenkbare Wippe gebildet ist, wodurch eine überbestimmung vermieden und demgemäss sichergestellt ist,

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dass die Greifbacken an vier Umfangsstellen des Werkstückes gleichroässig anliegen. Die Spannbacken 32 des Axialgreifers sind hingegen mit jeweils zwei elastischen, vorzugsweise durch entsprechende Gummielemente gebildete Anlagestücke 32' ausgestattet, wodurch Formabweichungen von Rohlingen in gewissen Grenzen ausgeglichen werden können.

Die in den Fig. 11 und 12 gezeigte Einrichtung stellt eine Weiterbildung der Konstruktion der Fig. 4 dar, in dem sie in der Lage ist, nicht nur gestapelte Werkstücke, beispielsweise Rohlinge»der Arbeitsspindel einer Werkzeugmaschine zuzuführen, sondern auch teilweise bearbeitete Werkstücke zu wenden und, nach erfolgter Bearbeitung, die Fertigstücke aus der Werkzeugmaschine zu entnehmen und wieder aufainar.dergestapelt abzulegen,

ausser einem Speicher 34 für Rohlinge noch einen Speicher 98 für Fertigteile auf, die in ihrer Konstruktion derjenigen der Fig. 3 entsprechen. Diese beiden Speicher sind hintereinander in einer Ebene angeordnet, die zu der Ebene, in der sich die Schwenkwelle 22 befindet, parallel ist.

Die Arbeitsweise dieser Einrichtung ist folgende: Sobald sich der Schwenkarm 24 in seiner in Fig.l strichpunktiert angedeuteten Ruhelage befindet, in der er in spitzem Winkel zur Horizontalen nach unten geneigt und deren Axialgreifer 28 zum Greifen eines Rohlings 36 von dem sich in der Abstapelposition befindenden Rohteilstapel 38 in seine Greifstellung hochgeschwenkt ist, wird, analog zur Konstruktion gemäss Fig.4, der die Schwenkwelle 22 lagernde Teil des Lagergestelles 2o um deren Betrag C aufwärts verstellt, um den zuvor

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im Axialgreifer festgespannten Rohling nach oben aus den Führungsstangen 50 herauszuheben. Anschliessend wird der Schwenkarm 24 um 90° nach oben um die Achse der Schwenkwelle 22 geschwenkt. Der Schwenkarm hält diese Position solange bei, bis ein bereits in der Arbeitsspindel einer Drehmaschine 1CX) gespanntesWerkstück fertig bearbeitet ist. Nach erfolgter Werkstückfertigstellung wird der Schwenkarm um nochmals in der gleichen Richtung weitergeschwenkt, so dass der Radialgreifer 88 das Fertigteil am Umfang übergreift und fasst. Nach dem axialen Verstellen der Schwenkwelle 22,zum Herausziehen des Fertigteils aus dem betreffenden Spannfutter, schwingt der Greiferträger 26 des Schwenkarms 24 um seine mit X bezeichnete Längsachse, so dass nunmehr der Rohling dem Spannfutter der Arbeitsspindel zugerichtet ist. Der sich zwangsläufig ergebende Mittenversatz der beiden Greifer 28,88 wird durch eine Hubbewegung des Lagergestelles 2o nach unten ausgeglichen.

Danach schwenkt der Schwenkarm 24 mit dem Fertigteil nach oben und weiter bis über den Fertigteilspeicher 98,in den nach einer Absenkbewegung C das Fertigteil abgelegt wird. Das Ablegen des Fertigteils im Fertigteilspeicher gestaltet sich dabei folgendermassen: Der Schwenkarm 24 bewegt sich in seine in Fig. strichpunktiert angedeutete Schräglage unter die Horizontale. Durch Absenken des die Schwenkwelle 22 tragenden Teils des Lagergestelles 20 um die Maximalstrecke C wird das mit 94 bezeichnete Fertigteil zwischen die Führungsstangen 5O dieses Speichers eingäDracht .Dabei befindet sich der Fertigteilstapel Io2 des Fertigteilspeichers, der sich in der Stapelstellung

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befindet, in einer solchen Hubstellung, dass sich das zuvor abgelegte Fertigteil im Abstand unterhalb des nunmehr zwischen die Führungsstangen gebrachten, vom Axialgreifer 28 gehaltenen Fertigteil befindet. Der Fertigteilstapel wird nun, letztlich vorzugsweise mit verminderter Geschwindigkeit, angehoben, wobei das oberste Werkstück mit dem im Axialgreifer noch festgespannten Werkstück in Berührung kommt. Dadurch wird der Schwenkarm 24 nach oben in die Horizontale gedrückt. Der dadurch betätigte Endschalter 82 setzt die Hubvorrichtung 62 still und die Spannbacken 32 des Axialgreifers 28 geben das Fertigteil frei. Dadurch ist sichergestellt, dass ein Fertigteil, wenn es vom Axialgreifer freigegeben wird, nicht auf das sich unterhalb desselben befindliche Fertigteil fallen und Oberflächenbeschädigungen herbeiführen kann.

Nach der Freigabe des Fertigteiles wird der Schwenkarm samt Schwenkwelle 22 wiederum angehoben, indem die letztere parallel zu sich selbst nach oben verstellt wird. Nunmehr kann der Greiferträger 26 eine 9O°-Drehung ausführen, um den Axialgreifer 28 in seine Ubernahmestellung einzuschwenken, wobei, analog zu dem im Zusammenhang mit Fig. 1 beschriebenen Arbeitsspiel, d.h. einem vorgegebenen Programmablauf entsprechend, der nächste Rohling vom Werkstückspeicher 34 ergriffen wird, indem zunächst der betreffende Rohlingstapel 38 nach oben verstellt und dadurch der Schwenkarm wieder in die Horizontale gebracht wird. Inzwischen wird der Fertigteilstapel in Eilganggeschwindigkeit um die um ein konstantes Mass vergrösserte Werkstücklänge abgesenkt und wartet in dieser Position auf die Anlieferung des nächsten Fertigteiles. Zum Erfassen der mit Eilganggeschwindigkeit zu durchfahrenden Wegstrecke! dient der

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Wegmelder 74 Hat der Radialgreifer ein fertig bearbeitetes Werkstück aufgenommen, wiederholt sich das beschriebene Arbeitsspiel.

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Claims

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Patentansprüche :

Einrichtung zum Beladen und Entladen von mit einer waagrechten Arbeitsspindel ausgerüsteten Werkzeugmaschinen, mit einer ein Gestell aufweisenden Transportvorrichtung, die mit einer parallel zur Arbeitsspindel angeordneten, drehbaren Welle ausgestattet ist, die einen zur Wellenachse senkrecht angeordneten, verschwenkbaren und entlang der Wellenachse verschiebbaren Schwenkarm trägt, der zwischen einer ersten Speicherstellung und einer Maschinenstellung hin- und herschwenkbar ist und der an seinem Vorderende mindestens einen Greifer zum Ergreifen eines Werkstückes aufweist, und mit einem Eingangsspeicher zum Speichern von Rohstücken, mit dessen Hilfe die gespeicherten Rohstücke nacheinander in eine bestimmte Entnahmestellung bewegbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass der um seine Längsachse drehbare Schwenkarm (24) in der ersten Speicherstellung zur Horizontalen in spitzem Winkel ( cC ) nach unten geneigt ist und dabei sein einen Axialanschlag (3o) aufweisender Greifer (28) sich oberhalb einer Speicherstelle des Eingangsspeichers (34) befindet, der in bekannter Weise mindestens ein senkrecht bewegliches Hubglied (64) hat, auf dem die Rohstücke (36) übereinander gespeichert sind und durch das der Schwenkarm (24) über das oberste Rohstück beim Anheben des Hubgliedes (64) in eine ungefähr horizontale Lage hochschwenkbar ist und dass eine Stellvorrichtung (82,84) vorgesehen ist, die bei Ankunft des Schwenkarms (24) in horizontaler Lage die Aufwärtsbewegung des Hubgliedes (64) abstoppt, den Greifer (28) zum Ergreifen eines Rohstückes (36) betätigt und die Schwenkbewegung des Schwenkarmes (24) in die Maschinenstellung einleitet.

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ORIGINAL INSPECTED

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2. Einrichtung zum Beladen und Entladen von mit einer waagrechten Arbeitsspindel ausgerüsteten Werkzeugmaschinen, mit einer ein Gestell aufweisenden Transportvorrichtung, die mit einer parallel zur Arbeitsspindel angeordneten, drehbaren Welle ausgestattet ist, die einen zur Wellenachse senkrecht angeordneten, verschwenkbaren und entlang der Wellenachse verschiebbaren Schwenkarm trägt, der zwischen einer ersten Speicherstellung und einer Maschinenstellung hin- und herschwenkbar ist und der an seinem Vorderende mindestens einen Greifer zum Ergreifen eines Werkstückes aufweist, und mit einem Eingangsspeicher zum Speichern von Rohstücken, mit dessen Hilfe die gespeicherten Rohstücke nacheinander in eine bestimmte Entnahmestellung bewegbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass der um seine Längsachse drehbare Schwenkarm (24) in der ersten Speicherstellung zur Horizontalen in spitzem Winkel ( ) nach unten geneigt ist und dabei sein einen Axialanschlag (32) aufweisender Greifer (28) sich oberhalb eines im Eingangsspeicher (96) gespeicherten Rohstückes (36) befindet und dass eine Stellvorrichtung (82,84) vorgesehen ist, durch die die den Schwenkarm (24) tragende Welle (22) zur Einstellung des letzteren in die Horizontale, parallel zu sich selbst in Abwärtsrichtung verstellbar, danach der Greifer (28) des Schwenkarmes (24) zum Ergreifen des Rohstückes (36) betätigbar und anschliessend die Schwenkbewegung des Schwenkarmes in die Maschinenstellung einleitbar ist und dass nach erfolgtem Entladen die den Schwenkarm (24) tragende Welle (22) wieder in Aufwärtsrichtung verstellbar ist.

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3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die als Schwenkwelle ausgebildete Welle (22) entlang ihrer eigenen Achse verschiebbar ist und der Schwenkarm (24) auf der Welle starr befestigt ist.
4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Greifer ein Umfangsgreifer (88) ist, der zwei Greifarme (88¹) aufweist und dass am Schwenkarm (24) ein vorzugsweise verstellbarer Axialanschlag für das zu erfassende Werkstück angebracht ist.
5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche

1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Umfangsgreifer, einander ungefähr gegenüberliegend, am Schwenkarm angebracht sind.
6. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche

1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Greifer (28) ein Axialgreifer in Art eines Backenfutters ist.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Axialgreifer, einander ungefähr gegenüberliegend, am Schwenkarm angebracht sind.
8. Einrichtung , insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 und 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in Bezug auf die Schwenkebene des Schwenkarms (24) , entgegengesetzt zum Eingangsspeicher (34) ein Ausgangsspeicher (98) zum Aufnehmen der Fertigstücke (94) vorgesehen ist, und der Schwenkarm (24) in einer zweiten Speicherstellung

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sich über einer Speicherstelle des Ausgangsspeicher (98) in einem spitzen Winkel nach unten geneigt, befindet, dass der Ausgangsspeicher (98) ein bewegliches Hubglied (64) aufweist, auf dem die Fertigstücke (94) übereinander ablegbar sind und mit dessen Hilfe unmittelbar oder über abgelegte Fertigstücke der Schwenkarm (24) in eine ungefähr horizontale Lage nach oben verstellbar ist und dass eine Steuervorrichtung (82,84) vorgesehen ist, die bei Ankunft des Schwenkarms (24) in der horizontalen Lage die Aufwärtsbewegung des Hubgliedes (64) abstoppt, den Greifer (88) zum Absetzen des dort gehaltenen Fertigstückes (94) öffnet und das Hubglied (64) um mehr als die Höhe eines Fertigstückes (94) absenkt.
9. Einrichtung, insbesondere nach Anspruch 1 bis 3 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass am Schwenkarm (24), einander ungefähr gegenüberliegend, ein Umfangsgreifer (88) und ein Axialgreifer (28) angebracht sind und dass die Schwenkwelle (22) parallel zu sich selbst mindestens um die senkrechte Versetzung der beiden Greifer (28,88)senkrecht auf und ab beweglich ist.

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