DE2710661C2

DE2710661C2 - Einrichtung zum Transport eines Werkstückes zwischen einem Werkstückspeicher und einer Werkzeugmaschine

Info

Publication number: DE2710661C2
Application number: DE2710661A
Authority: DE
Inventors: Paul 7300 Esslingen Waiblinger
Original assignee: Index-Werke KG Hahn & Tessky 7300 Esslingen De
Current assignee: Index-Werke KG Hahn & Tessky 7300 Esslingen De
Priority date: 1977-03-11
Filing date: 1977-03-11
Publication date: 1984-04-12
Also published as: GB1554990A; US4195961A; CH625450A5; DE2710661A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Transport eines Werkstückes zwischen einem Werkstückspeicher und einer Werkzeugmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Durch die DE-OS 24 44 124 ist bereits eine Einrichtung zum Be- und/oder Entladen von Werkzeugmaschinen bekanntgeworden. Die Werkstücke werden dabei einem Werkstückspeiche;" entnommen oder in diesen abgelegt. Zum Beladen einer Werkzeigmaschine wird jeweils das oberste Werkstück eines im Werkzeugspeicher senkrecht angeordneten Werkstückstapels mit Hilfe eines Schwenkarms entnommen, der mit HiKc seines Werkstücks lediglich am Umfang ergreifenden Radialgreifers von der Seite her dieses oberste Werkstück erfaßt. Durch Verschieben des Schwenkarmes parallel zu seiner eigenen Achse in waagrechter Richtung, Verdrehen des Schwenkarmes um seine eieene Achse und Verschwenken des ganzen Schwenkarmes um eine waagrechte Achse entgegengesetzt zum Radialgreifer wird das erfaßte Werkstück in die Richtung der Spindelachse der Werkzeugmaschine gebracht und in diese durch Verschieben des Schwenkarmes in einer horizontalen Ebene in das Futter der Werkzeugmaschine eingesetzt Um nun sicherzustellen, daß jeweils das oberste Werkstück des Stapels richtig erfaßt wird, ist eine Fühlvorrichtung mit einem Fühler vorgesehen, gegen den das jeweils oberste Werkstück

ίο mit seiner Stirnfläche anliegt Nach Entnahme des obersten Werkstückes wird durch Anheben des Stapels mittels einer Hubvorrichtung das nächste Werkstück in die oberste Entnahmestellung gebracht, wobei die Hubvorrichtung bei Auftreffen des obersten Werkstükkes auf den Fühler stillgesetzt wird. Dieser Fühler sorgt also dafür, daß unabhängig von der axialen Abmessung der Werkstücke diese Endlage jeweils zuverlässig erreicht wird. Hierdurch ergibt sich die Anpassung des Stapelhubes an die jeweilige Höhenabmessung von unterschiedlichen Werkstücken. Diese Fühlvorrichtung ist also bei Stapelung verschiedenartiger Werkstücke eine notwendige Zusatzvorrichtung am Werkstückspeicher. Nachteilig ist noch das Einsetzen eines von einem Radialgreifer erfaßten Werkstückes in die Werkzeugmaschine, da hier axiale Kräfte ausgeübt werden müssen, die von einem Radialgreifer nur in beschränktem Umfang ausgeübt werden können.

Soll nun mit Hilfe dieser bekannten Einrichtung ein mindestens teilweise bearbeitetes Werkstück der Werkzeugmaschine entnommen und in einen Stapel eines Werkzeugspeichers abgelegt werden, so sind die Bewegungen des Schwenkarmes entsprechend umgekehrt. Bei Ankunft an der Ablagestelle muß jedoch ein Abfallen des Werkstückes nach unten mit Sicherheit vermieden werden.

Zu diesem Zweck ist eine Fühlvorrichtung mit einem Fühler vorgesehen, bis zu dem eine Hubvorrichtung den Stapel anhebt, wobei bei Auftreffen des obersten Werkstückes auf den Fühler die Hubvorrichtung stillgesetzt wird. Der Fühler ist in einer solchen Höhe angeordnet, daß bei Einschieben das der Werkzeugmaschine entnommene Werkstück auf der oberen Stirnfläche des obersten Werkstückes gleitet. Damit werden Werkstücke verschiedener Höhenabmessungen ohne

^5 Fallen abgelegt. Auch bei dieser Konstruktion ist also eine Fühlvorrichtung erforderlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schwenkarm selbst durch Lageänderung als Fühlvorrichtung sowohl beim Erfassen als auch Ablegen von Werkstücken zu verwenden und hierdurch die Anpassung der Einrichtung an Werkstücke verschiedener Höhe zu erreichen. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei der eingangs erwähnten Einrichtung durch die Merkmale des Kennzeichens des Anspruches 1 erzielt. Damit wird eine getrennte Fühlvorrichtung wie bei der bekannten Einrichtung nach der DE-OS 24 44 124 überflüssig. Da sowohl beim Entnehmen eines Werkstückes von einem Stapel als auch beim Ablegen auf einen Stapel eine ständige Berührung der Werkstükke bis zum Ergreifen oder Freigeben vorhanden ist, ergibt die neuartige Einrichtung mit Sicherheit ein einwandfreies Funktionieren.

Ausgehend von der Schräglage des Schwenkarmes kann die horizontale Arbeitslage bei nach unten gerichtetem Schwenkarm durch Anheben des mit dem Greifer versehenen Endes oder bei nach oben gerichtetem Schwenkarm durch Anheben seines Drehendes erzielt werden.

Falls die Werkstücke einem Werkzeugstapel entnommen werden, kann vorteilhaft die für das Anheben des Stapels erforderliche Hubvorrichtung auch zum Anheben des schräg nach unten geneigten Schwenkarmes verwendet werden.

In der nachfolgenden Beschreibung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt in schemaUscher Darstellung

F i g. 1 eine Vorderansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Einrichtung,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Einrichtung gemäß Fig. 1,

F i g. 3 eine teilweise aufgebrochene Seitenansicht des Werkstückspeichers der Einrichtung nach F i g. 1 oder 2,

Fig.4 eine Vorderansicht eines zweiten Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen Einrichtung,

F i g. 5 eine Ansicht der Einrichtung gemäß F i g. 4 in Richtung des Pfeiles B gesehen.

Die in den F i g. 1 bis 3 gezeigte Einrichtung weist ein als Ganzes mit 20 bezeichnetes Lagergestell auf, in dem eine Schwenkwelle 22 horizontal gelagert ist, die mittels eines Antriebes sowohl verschwenkbar als auch in Achsrichtung verstellbar ist.

Am Vorderende der Schwenkwelle ist ein Schwenkarm 24 starr befestigt, der sich senkrecht zu deren Längsachse erstreckt. Am Vorderende des Schwenkarmes befindet sich ein Greiferträger 26, der einen Greifer, beispielsweise einen Axialgreifer 28, trägt. Der Axialgreifer ist deshalb so benannt, weil beim Grvifen das Werkstück an einem Axialanschlag, beispielsweise an Axialanschlagflächen 30 von Spannbacken 32, zur Anlage kommt.

In Fig. 1 ist strichpunktiert die Übergabestelle angedeutet, zu der mit Hilfe der Einrichtung ein Werkstück transportiert werden soll. Dieser Übergabestelle gegenüberliegend weist die Einrichtung einen als Ganzes mit 34 bezeichneten Werkstückspeicher auf, in dem beispielsweise Rohrstücke 36, zu Rohstückstapeln 38 zusammengefaßt, gespeichert sind. Aus F i g. 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 durch Eingriffsfinger 48 lose geführt. Die gespeicherten Rohrstücke 36 sind beispielsweise zwischen vier Führungsstangen 50 am Außenumfang geführt. Diese sind in der Palette zu ihrer Längsachse radial verstellbar und feststellbar vorgesehen, ^o daß deren Lage dem Außendurchmesser der Rohstücke angepaßt werden kann. Diese können bei Werkstücken mit einer großen durchgehenden Bohrung auch so angeordnet werden, daß die Werkstücke auf die Führungsstangen aufsteckbar sind.

Die Palette 42 ist um ihre Achse verdrehbar, um so die einzelnen Werkstückstapel in eine Stellung bringen zu können, in der sie mit Hilfe des Axialgreifers 28 des Schwenkarmes 24 abgestapelt und der Übergabestelle zugeführt werden können. Zu diesem Zweck ist an der Unterseite der Palette, wie dies an Hand des in F i g. 3 gezeigten Ausführunjisbeispiels eines Werkstückspeichers gezeigt ist, eine nicht dargestellte Malteserscheibe befestigt, der eine mittels eines Getriebemotors antreibbare Kurbel zugeordnet ist. Letztere ist derart

ausgelegt, daß jede Kurbelumdrehung eine Verdrehung der Pajette, entsprechend der vorgesehenen Anzahl von vier Werkstückstapeln, um 90° bewirkt, so daß die Werkstückstapel einzeln nacheinander in die gleiche Abstapelposition bewegbar sind.

Zum Abstapeln der Werkstücke wird der sich in der Abstapelposition befindende Werkstückstapel angehoben, worauf weiter unten desnäheren 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 Bremsmotor 70 geschieht über eine Anlriebskette 76. Den beiden Zahnstangen sind in der Palette 42 je Werkstückstapel zwei die Palette durchdringende Ausnehmungen 78 zugeordnet, so daß die Zahnstangen in Aufwärtsstellrichtung 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 halten.

Um einen neuen Werkstückstapel in die Abstapelposition zu bringen, werden die Zahnstangen zunächst so weit nach unten verstellt, bis deren Querstange 80 sich unterhalb der Palette 42 befinden, wonach diese mit Hilfe des Getriebemotors um 90° gedreht wird. Danach werden die Querstege 80 der Zahnstangen wieder an die Unterseite des betreffenden Tabletts 40 angelegt.

Wie aus F i g. 1 zu ersehen ist, ist der Schwenkwelle 22 ein als Stellvorrichtung dienender 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 Hubststellungen stillsetzbar ist. Außerdem ist der Greiferträger 26 um seine Längsachse X, vorzugsweise um 90° -Schritte, verdrehbar.

Diese vorbeschriebene Einrichtung arbeitet folgendermaßen:

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

Zu Beginn einer Übergabeposition befindet sich der Schwenkarm 24 der Einrichtung in seiner Bereitschaftsstellung, in welcher er, wie in F i g. 1 strichpunktiert angedeutet ist, in einem spitzen Winkel nc 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 Rohlingsstapel nach oben bewegt. Im Verlaufe der Hubbewegung kommt das oberste Werkstück dieses Stapels in Berührung mit den Spannbacken des Axialgreifers 26, wobei die Hubgeschwindigkeit kurz vor Inberührungkommen dieser Teile vorzugsweise vermindert wird. Die Hubbewegung w'rd dabei noch so lange fortgesetzt, bis der Schwenkarm 24 durch den sich nach oben bewegenden Stapel mitgenommen seine in F i g. 1 gezeigte Horizontallage einnimmt. In dieser als Arbeitsstellung bezeichneten Lage betätigt der Steuernocken 84 der Schwenkwelle 22 den Endschalter 82, durch welchen die Hubvorrichtung stillgesetzt wird. In dieser Stellung des Schwenkarmes

24 ist gewährleistet, daß der vom Stapel abnehmende Rohling mit seiner oberen Stirnfläche an den Anschlagflächen 30 der Spannbacken 32 anliegt und im Greifer exakt ausgerichtet ist. Gleichzeitig mit dem Stillsetzen der Hubvorrichtung werden die Spannbacken 32 des Axialgreifers 28 in ihre Spannstellung bewegt und dadurch der Rohling festgespannt, wonach der Axialgreifer 28 durch Verschwenken des Schwenkarmes 24 in die Übergabestellung gebracht wird. Dort kann der Greiferträger 26 beispielsweise um 180° gedreht werden, um das vom Stapel abgenommene Rohstück 36, beispielsweise einem Karussel 86 einer Werkzeugmaschine, zu übergeben. Ebensogut kann der Rohling aber auch in das Spannfutter der waagrechten Arbeitsspindel einer Werkzeugmaschine übergeben werden, wozu der Greiferträger 26 lediglich eine 90°-Drehung auszuführen hätte, wobei im Anschluß hieran zum Einführen des Rohlings in das Spannfutter die Schwenkwelle 22 noch eine Axialbewegung ausführen müßte.

Da 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 jedoch 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 deswegen zwangsläufig exakt ausgerichtet, weil die Hubbewegung des abzustapelnden Werkstückstapels gegen die Wirkung einer auf den Schwenkarm 24 wirkenden Kraft erfolgt.

Was nun das Ablegen eines fertig bearbeiteten Werkstücks in einem Werkstückspeicher anbelangt, so geschieht dies vorzugsweise in folgender Weise. Zuerst wird der ein Werkstück tragende Schwenkarm 24 in seine schräge Vorbereitungsstellung oberhalb des zu füllenden Tabletts 40 gebracht. Der Greifer 28 wird zum Ablegen eines Werkstückes im Werkstückspeicher erst dann geöffnet, wenn der Schwenkarm 24 durch das bewegliche Hubglied 64 durch Nachobenverschwenken in seine horizontale Arbeitsstellung eingestellt worden ist. Da sich bei der Ankunft des Schwenkarmes 24 in seiner Arbeits- d. h. Ablegestellung im spitzen Winkel zur Horizontalen nach unten das Hubglied 64 bzw. ein bereits auf dieses abgelegtes Werkstück im Abstand unterhalb des noch im Greifer 28 festgehaltenen Werkstückes befindet und das Hubglied 64 mit oder ohne abgelegte Werkstücke zunächst von unten nach oben bewegt und dabei in Berührung mii dem noch im Greifer 28 festgehaltenen Werkstück gebracht wird, ist sichergestellt, daß bei der Freigabe durch den Greifer 28 das Werkstück nicht auf das Hubglied 64 bzw. auf ein dort abgelegtes Werkstück fallen kann und dadurch an fertig bearbeiteten Oberflächen sich Beschädigungen ergeben. Ein besonderer Vorteil dieser Anordnung ist darin zu sehen, daß der Schwenkarm als Fühler dient und dabei unabhängig von der Werkstückshöhe und den in den Werkstücken vorhandenen Toleranzen stets die Aufwärtsbewegung des Hubgliedes 64 zum richtigen

Zeitpunkt abstoppt.

Die Fig.4 und 5 veranschaulichen ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Einrichtung zum Übergeben und/oder Übernehmen von Werkstücken.

Der Schwenkarm 24 ist hier in einem senkrecht ajf- und abbewegbaren Hubgehäuse 65 gelagert, das einen Teil des Lagergestells 20 bildet. In diesem ist der nicht dargestellte Antrieb des Hubgehäuses 65 angeordnet. Der Greiferträger 26 ist noch mit einem weiteren Greifer, beispielsweise einem Greifhaken 88' aufweisenden Radialgreifer 88, ausgerüstet, der nur strichpunktiertangedeutet ist.

Unterschiedlich zur Ausführungsform nach F i g. 1 ist der Werkstückspeicher durch einen Bandförderer 96 gebildet. Dies bedeutet, daß 711 übernehmende Werkstücke, beispielsweise Rohstücke, bei deren Übernahme durch den Axialgreifer 28 ihre Anlieferstellung unverändert beibehalten.

In F i g. 4 ist strichpunktiert die Bereitschaftslage des Schwenkarmes 24 zum Übernehmen eines angelieferten Werkstückes 36 eingezeichnet. Auch in diesem Falle befindet sich der Schwenkarm in spitzem Winkel zur Horizontalen nach unten geneigt, wobei sich die den Schwenkarm 24 tragende Schwenkwelle, wie strichpunktiert angedeutet ist, in einer oberen Ausgangsstellung befindet. Zur Übernahme eines Werkstückes vom Förderer wird bei diesem Ausführungsbeispiel das die Schwenkwelle 22 tragende Hubgehäuse 65 des Lagergestelles 20 um den Betrag C abwärts gesteuert, wobei zwangsläufig der geöffnete Axialgreifer 28 mit dem Werkstück in Berührung kommt. Das Werkstück bildet dabei ein Widerlager für den Schwenkarm 24, so daß sich dieser während der Abwärtsbewegung der Schwenkwelle 22 allmählich in die horizontale Arbeitslage einstellt. In dieser Stellung betätigt die Steuernocke 84 der Schwenkwelle den Endschalter 82, wodurch das Hubgehäuse 65 stillgesetzt wird.

In dieser Stellung des Schwenkarmes ist dann sichergestellt, daß Werkstück und Axialgreifer gegenseitig axial ausgerichtet sind. Des weiteren ist analog zur vorbeschriebenen Konstruktion gewährleistet, daß Differenzen in der Axiallänge der zu übernehmenden Werkstücke 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 beschriebenen Weise zu verschwenken, wobei die Schwenkwelle 22 wiederum die Maximalstrecke Coder eine Teilstrecke hiervon nach oben gesteuert werden kann, um eine exakte Übergabeposition des Axialgreifcrs 28 zu erhalten. Diese Einrichtung kann auch zum Übernehmen eines bearbeiteten Werkstückes aus einer Werkzeugmaschine eingesetzt werden, wobei am Greiferträger 26 noch ein weiterer Greifer, beispielsweise der Radialgreifer 88, angebracht sein kann, mit dessen Hilfe ein bearbeitetes Werkstück an einer Übergabestelle abgelegt werden kann. Ebenso ist es mit dieser Einrichtung möglich, die Fertigteile für eine Weiterbearbeitung der zweiten Seite, gewendet abzulegen.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Transport eines Werkstückes zwischen einem Werkstückspeicher und einer Werkzeugmaschine mit einer ein Gestell aufweisenden Transportvorrichtung, die mit einer waagrechten, um ihre Längsachse schwenkbaren Schwenkwelle ausgestattet ist, die einen zur Wellenachse senkrecht angeordneten, um die Längsachse verschwenkbaren und entlang dieser verschiebbaren Schwenkarm trägt, der zwischen dem Werkstückspeicher und der Werkzeugmaschine hin- und herschwenkbar ist und der an seinem Vorderende einen das Werkstück am Umfang erfassenden, durch eine Stellvorrichtung betätigbaren Greifer aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der den Greifer (28; 88) tragende Schwenkarm (24) am Werkstückspeicher (34) zuerst eine Bereitschaftsstellung einnimmt, in der der Schwenkarm (24) unter einem spitzen Winkel (λ) nach unten zur Horizontalen geneigt ist, daß der Schwenkarm (24) durch eine Hubvorrichtung (62; 65) in eine horizontale Arbeitsstellung bewegbar ist und daß eine den Greifer (28; 88) betätigende Stellvorrichtung (82) vorgesehen ist, die durch den Schwenkarm (24) bei Ankommen in seiner Arbeitsstellung betätigbar ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe der Hubvorrichtung (62) das den Greifer (28) tragende Ende des Schwenkarmes (24) anhebbar ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubvorrichtung das Huborgan (62) des Werkstückspeichers (34) ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe der Hubvorrichtung (65) das Drehende des Schwenkarmes (24) absenkbar ist.

5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in Arbeitsstellung des Schwenkarmes (24) der Greifer (28; 88) durch die Stellvorrichtung (82) in Schließstellung bewegbar ist.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1—4, dadurch gekennzeichnet, daß in Arbeitsstellung des Schwenkarms (24) der Greifer (28; 88) durch die Stellvorrichtung (82) in Öffnungsstellung bewegbar ist.