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Verfahren und Vorrichtung zum Befördern von Paletten
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Befördern
von Paletten gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 2. Insbesondere betrifft
die Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Befördern von Paletten zwischen
einem Palettenlager und einer Werkzeugmaschine, ohne daß eine Palettenaustauscheinrichtung
erforderlich ist.
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Bei einer automatischen Werkzeugmaschine, wie sie in Maschinenzentralen
verwendet wird, ist es wichtig, daß die Paletten, die Jeweils ein Werkstück tragen,
nacheinander in kurzen Zeitabständen zwischen der Werkzeugmaschine und dem Magazin
oder Lager befördert werden.
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Zu diesem Zweck ist es bisher üblich, eine Palettenaustauscheinrichtung
PC zwischen einer Werkzeugmaschine MCT und dem Palettenlager PM anzuordnen, wo sich
mehrere Paletten P1 bis P6 befinden, wie in Fig. 1 dargestellt ist. Die Verwendung
einer solchen Palettena##stauscheinrichtung PC ist dann vorteilhaft, wenn die Werkstücke,
die zu bearbeiten sind, verhältnismäßig klein sind, so daß die die Werkstücke tragenden
Paletten eine geringe Größe haben, Jedoch ist die Verwendung einer Palettenaustauscheinrichtung
dann nachteilig, wenn die Werkstücke große Abmessungen haben.
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Wenn nämlich die Paletten und die Palettenaustauscheinrichtung groß
sind, ist der Platzbedarf für das Palettenmagazin und die Palettenaustauscheinrichtung
beträchtlich und die Länge LA--und die Breite LB des Palettenlagers PN und der Kurvenradius
R der Palettenbewegungsbahn steigen entsprechend der Größe der--Werkstücke an. Wenn
demnach die Werkstücke große Abmessungen haben, ist die Beschränkung des erforderlichen
Platzbedarfs von großer Wichtigkeit.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine
Vorrichtung zum Befördern von Paletten zwischen einer Werkzeugmaschine und einem
Palettenmagazin anzugeben, bei dem bzw. bei der der erforderliche Platzbedarf verringert
ist. Dabei soll die bisher erforderliche Palettenaustauscheinrichtung entfallen
und die Paletten sollen nacheinander automatisch befördert werden, so daß die auf
den Paletten befestigten Werkstücke bearbeitet werden können, ohne daß die Bedienungsperson
sich damit befaßt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Befördern
von Paletten, die Jeweils ein Werkstück tragen, zwischen einer Werkzeugmaschine
mit einem auf einer Führungsbahn verschiebbaren Palettenbefestigungstisch und einer
Palettenbeförderungsvorrichtung mit einer ersten und einer zweiten Palettenbeförderungseinrichtung,
die sich von einem ersten und einem zweiten Endpunkt der Führungsbahn ausgehend
rechtwinklig zu der Führungsbahn erstrecken, und einer dritten Palettenbeförderungseinrichtung,
die parallel zu der Führungsbahn verläuft, so daß sie die erste und die zweite Palettenbeförderungseinrichtung
an einer ersten und einer zweiten Schnittstelle kreuzt, gelöst, bei dem ein Führungsabschnitt
des Paket tenbefestigungstisches der Werkzeugmaschine auf die erste Palettenbeförderungseinrichtung
ausgerichtet wird, die auf der ersten Palettenbeförderungseinrichtung und auf der
ersten Kreuzungsstelle befindlichen Paletten gleichzeitig um einen Bewegungsschritt
vorwärts bewegt werden, so daß die vorderste Palette auf der ersten Palettenbeförderungseinrichtung
auf den Palettenbefestigungstisch der Werkzeugmaschine befördert wird, der Palettenbefestigungstisch
der Werkzeugmaschine nach Beendigung der Bearbeitung des Werkstiickes zu einem zweiten
Endpunkt verschoben wird, wo er auf die zweite Palettenbeförderungseinrichtung ausgerichtet
ist, während gleichzeitig eine auf der dritten Palettenbeförderungseinrichtung befindliche
Palette von
dem zweiten Kreuzungspunkt zu dem ersten Kreuzungspunkt
verschoben wird, und die auf dem Palettenbefestigungstisch und der zweiten Palettenbeförderungseinrichtung
befindlichen Paletten um einen Bewegungsschritt von der Werkzeugmaschine weg verschoben
werden, so daß die vorderste Palette zum zweiten Kreuzungspunkt, der nun unbesetzt
ist, befördert wird.
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Die Erfindungsaufgabe wird nach einem weiteren Gesichtspunkt der
Erfindung durch eine Vorrichtung zum Befördern von Paletten, die Jeweils ein Werkstück
tragen, zu einer Werkzeugmaschine mit einem auf einer Führungsbahn verschiebbaren
Palettenbefestigungstisch gelöst, die folgende Merkmale aufweist: eine erste und
eine zweite Palettenbeförderungseinrichtung, die sich von einem ersten und einem
zweiten Endpunkt der Ftihrtmgsbahn rechtwinklig von der Führungsbahn weg erstrecken
und jeweils zwei Führungsschienen aufweisen, die etwa in der Höhe des Palettenbefestigungstisches
liegen, eine dritte Palettenbeförderungseinrichtung, die parallel zur Führungsbahn
verläuft, so daß sie die erste und zweite Palettenbeförderungseinrichtung an einer
ersten und einer zweiten Kreuzungsstelle schneidet, wobei die dritte Palettenbeförderungseinrichtung
einen Schlitten aufweist, einen ersten Palettenbeförderungsmechanismus an der ersten
Palettenbeförderungseinrichtung zum Vorschub der auf ihr und an der ersten Kreuzungsstelle
befindlichen Paletten um einen gleichzeitigen Bewegungsschritt, so daß die vorderste
Palette auf den Palettenbeförderungstisch befördert wird, einen zweiten Palettenbeförderungsmechanismus
an der zweiten Palettenbeförderungseinrichtung zum Vorschub einer auf dem Tisch
befindlichen und der auf der zweiten Palettenbeförderungseinrichtung befindlichen
Paletten um.-einen gleichzeitigen Bewegungsschritt, so daß die vorderste Palette
auf den zu diesem Zeitpunkt an der zweiten Kreuzungsstelle befindlichen Schlitten
befördert wird,-und einen dritten Palettenbeförderungsmechanismus
an
der dritten Palettenbeförderungseinrichtung zum Verschieben des Schlittens von der
ersten Kreuzungsstelle zur zweiten Kreuzungsstelle und umgekehrt, so daß ein Führungsabschnftt
des Schlittens auf die Führungsschienen der Palettenbeförderungseinrichtung ausgerichtet
ist, die an dieser Stelle die dritte Palettenbeförderungseinrichtung schneiden.
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Der erste und der zweite Beförderungsmechanismus können eine erste
Hydraulikeinrichtung, die einen Beförderungsstab hin und her bewegt, um so die Paletten
zur Werkzeugmascbine oder von dieser weg zu verschieben, und eine zweite Hydraulikeinrichtung
aufweisen, die den Transportstab so dreht, daß er in Eingriff mit den Paletten gebracht
wird.
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Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben
sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform sowie
an Hand der Zeichnung. Dabei zeigen: F I G . 1 ein bisher übliches Verfahren zum
Befördern von Paletten zwischen einer Werkzeugmaschine und einem Palettenmagazin;
F I G . 2 bis 5 ein Verfahren zum Befördern von Paletten gemäß der vorliegenden
Erfindung; F I G . 6 einen Aufriß#einer Palettenbeförderungsvor richtung gemäß der
Erfindung; F I G . 7 einen Längsschnitt entlang der Linie VII-VII in Fig. 6; F 1
G . 8 einen Querschnitt entlang der Linie VIII-VIII in Fig. 6, aus dem die Einzelheiten
eines Paletteneingriffs- und Palettenlösemechanismus zu ersehen sind; F I G . 9
ein Schaltbild eines Hydrauliksystems zur Steuerung#der Palettenbeförderungsvorrichtung
gemäß den Fig. 6 bis 8; und F I G . 10 eine Abbildung, aus der die Lage verschiedener
Begrenzungsschalter des in Fig. 9 dargestellten Steuersystems ersichtlich ist.
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Mit Bezug auf die Fig. 2 bis 5 wird nachstehend ein Verfahren zum
Befördern von Paletten in seinen Einzelheiten beschrieben Dabei hat in diesen Zeichnungen
eine Werkzeugmaschine 1 ein Untergestell 2, an dem ein Tisch 3 befestigt ist, der
entlang einer Gleitbahn 2a hin und her bewegbar ist. Der Tisch 3 hat zwei Führungsbauteile
3a, die eine Palette führen können, wenn diese auf den Tisch 3 aufgesetzt ist.
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Vor der Werkzeugmaschine 1 sind eine erste Palettentransporteinrichtung
4 und eine zweite Palettentransporteinrichtung 5 angeordnet, die sich beide rechtwinklig
zur Bewegungsrichtung des Tisches 3 erslrecken. Eine dritte Palettentransporteinrichtung
6 ist parallel zur Bewegungsrichtung des Tisches 3 angeordnet, so daß diese Einrichtung
6 die erste und die zweite Palettentransporteinrichtung 4 und 5 an deren von der
Werkzeugmaschine 1 entfernten Enden kreuzt. Die Palettentransporteinrichtungen 4,
5 und 6 weisen Jeweils zwei Fühngsschienen 4a, 5a und 6a auf, die in der gleichen
Höhe wie die Oberfläche des Tisches 3 verlaufen. Paletten P1 bis P6 sind an der
ersten, der zweiten und der dritten Palettentransporteinrichtung 4, 5 und 6 befestigt.
Ges§2 der Erfindung werden die Paletten zwischen der Werkzeugmaschine 1 und diesen
Palettentransporteinrichtungen befördert bzw. versetzt, wie dies nachstehend beschrieben
wird.
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Zuerst wird der Tisch 3 der Werkzeugmaschine 1 entlang der Gleitbahn
2a des Untergestells 2 in eine erste Position bewegt, in der die FUhrungsbauteile
3a des Tisches 3 auf die Führungsschienen 4a der ersten Palettentransporteinrichtung
4 ausgerichtet werden, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist.
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Dann werden alle Paletten P1, P2 und P3, die auf der ersten Palettentransporteinrichtung
4 und an einer ersten
Kreuzungsstelle zwischen der ersten Transporteinrichtung
4 und der dritten Transporteinrichtung 6 angeordnet sind, in einem Schritt auf die
Werkzeugmaschine 1 zu geschoben, so daß die vorderste Palette Pl auf den Tisch 3
der Werkzeugmaschine 1 befördert wird, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist.
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Nach Beendigung der Bearbeitung eines Werkstückes (nicht dargestellt)
wird der Tisch 3 in eine zweite Position geschoben, in der die Führungsbauteile
3a des Tisches 3 auf die Führungsschienen 5a der zweiten Palettentransporteinrichtung
5 ausgerichtet sind, wie in Fig. 4 dargestellt ist. Gleichzeitig wird die Palette
4, die an einer zweiten Kreuzungsstelle zwischen der zweiten Palettentransporteinrichtung
5 und der dritten Palettentransporteinrichtung 6 plaziert war, zur ersten Kreuzungsstelle
vorgeschoben.
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Dann werden die Paletten P1 P6 und P5 in einem Schritt auf die zweite
Kreuzungsstelle zu bewegt, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist.
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Indem die oben beschriebenen vier Schritte in einer bestimmten Anzahl
wiederholt werden, werden alle Paletten P1 bis P6 nacheinander auf dem Tisch 3 plaziert,
und die auf den Paletten befestigten Werkstücke werden bearbeitet.
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Bei dem oben beschriebenen Palettenbeförderungsver fahren ist es
möglich, der letzten Palette P6 einen Code bzw. ein Kurzsignal zuzuordnen, und.-
eine an der Werkzeugmaschine angeordnete Steuer- oder Kontrolleinrichtung kann aufgrund
des Codes ein beliebiges Werkstück auf einer Palette auswählen,.das von der Vorrichtung
ausgelesen wird.
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Ferner kann die Gesamtzahl der auf den Palettentransporteinrichtungen
angeordneten Paletten auf eine andere Zahl als sechs abgeändert werden, wenn dies
zweckmäßig ist.
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Bei dem erfindungsgemäßen Palettenbeförderungsver fahren können die
Paletten direkt zwischen der Palettentransportvorrichtung und der Werkzeugmaschine
ohne Verwendung einer Palettenaustauscheinrichtung ausgetauscht werden, und der
für den Palettenbeförderungsvorgang erforderliche Raumbedarf kann dadurch wesentlich
reduziert werden.
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Das oben beschriebene Palettenbeförderungsverfahren kann durch Verwendung
einer Palettenbeförderungsvorrichtung ausgeführt werden, wie sie in den Fig. 6 bis
10 dargestellt ist, wobei die mit Bauteilen der Fig. 2 bis 5 übereinstimmenden Teile
die gleichen Bezugszeichen erhalten.
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Wie aus den Fig. 6, 7 und 8 zu ersehen ist, weist Jede der ersten
und zweiten Palettentransporteinrichtung 4 und 5 einen Hydraulikzylinder 8 auf,
der an einem Rahmen 11 befestigt ist und sich in Längsrichtung der Einrichtung erstreckt.
Eine Kolbenstange 9 ist in den und aus dem Hydraulikzylinder- 8 bewegbar. Eine hin
und her gehende Platte 10 ist direkt mit der Kolbenstange 9 verbunden, so daß die
Platte 10 in Längsrichtung der Transporteinrichtung 4 oder 5 bewegbar ist, während
sie von einem Teil des Rahmens 11 verschiebbar gehalten ist.
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Ein Transportstab 13 erstreckt sich entlang der Platte 10.und ist
von Lagern 12 drehbar gehalten, die an der Platte 10 befestigt sind.
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Um den Transportstab 13 um seine Längsachse zu drehen, ist ein weiterer
Hydraulikzylinder 14 an dem Rahmen 11 befestigt, der sich quer zur Palettentransporteinrichtung
4 oder 5 erstreckt, wie am besten aus Fig. 8 zu ersehen ist.
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Eine Kolbenstange 15 mit einem an einer bestimmten Stelle radial
nach außen vorspringenden Stift 16 ist in dem Hydraulikzylinder 14 bewegbar. Ein
Hebel 17 mit einem gegabelten Abschnitt 17a an einem Ende und einem langgestreckten
Schlitz 17b an dem anderen Ende ist so angeordnet, daß er um eine Achse 18, die
an dem Rahmen 11 befestigt ist, drehbar ist.
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Verschiebeplatten bzw. Schaltbleche 19 sind so angeordnet, daß sie
jeweils entlang einer Nut 20 verschiebbar sind, die quer in der Platte 10 verläuft.
Die Platte 19 hat eine Aussparung 19a, die in Eingriff mit einem Keil bzw. Ansatz
13a steht, der von dem Transportstab 13 radial nach außen vorspringt. Ein Ende der
Verschiebeplatte 19 hat einen Vorsprung 19b, der mit einem Arm des gegabelten Abschnitts
17a des Hebels 17 in Eingriff geraten kann, wenn die hin und her bewegbare Platte
10 und damit der Transportstab 13 vorwärts und rückwärts in Längsrichtung der Einrichtung
bewegt werden.
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Wenn somit der Hydraulikzylinder 8 betätigt wird, um beispielsweise
die Platte 10 in eine rückwärtige Position zu bringen, greift der Vorsprung 19b
der vorderen..Verschiebeplatte 19 am Arm-des gegabelten Abschnitts 17a des schwenkbaren
Hebels 17 an. Wenn der zweite Hydraulikzylinder 14 in diesem Zustand betätigt wird,
um die Kolbenstange 15 nach links zu verschieben (Fig. 8), wird der Hebel 17 von
dem Stift 16 in dem langgestreckten Schlitz 17b im Uhrzeigersinn gedreht, wodurch
der gegabelte Abschnitt 17a des Hebels 17 die vordere Verschiebeplatte
19,
die nunmehr im Eingriff mit dem Hebel 17 steht, entlang der Nut 20 nach rechts verschiebt.
Damit bewegt die Aussparung 19a in der Verschiebeplatte 19 den Ansatz 13a des Transportstabes
13 nach rechts, so daß der Transportstab 13 im Gegenuhrzeigersinn gedreht wird (Fig.
8).
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Der Transportstab 13 hat mehrere (im dargestellten Ausführungsbeispiel
drei) Eingriffsbauteile 22, die radial nach außen vorstehen. Wenn der Transportstab
13 im Gegenuhrzeigersinn gedreht wird, wie oben beschrieben wurde, geraten die Eingriffsbauteile
22 in Eingriff mit den Haken 23 der Paletten.
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Anschließend wird der Hydraulikzylinder 8 betätigt, um die Kolbenstange
9 zusammen mit der Platte 10 und dem Transportstab 13 nach vorne (in Richtung der
Werkzeugmaschine 1) zu verschieben, so daß die Paletten, in diesem Beispiel die
Paletten P1, P2 und P3, um eine einem Verfahrensschritt entsprechende Distanz auf
die Werkzeugmaschine 1 zu vorbewegt werden. In dieser Position greift die hintere
Verschiebeplatte 19 am Hebel 17 an dessen gegabeltem Abschnitt 17a an.
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Dann wird der zweite Hydraulikzylinder 14 in umgekehrter Richtung
betätigt,-um den Hebel 17 im Gegenuhrzeigersinn zu drehen. Die hintere Verschiebeplatte
19 wird dadurch entlang ihrer eigenen Nut 20 nach links verschoben, wodurch der
Transportstab 13 im Uhrzeigersinn gedreht wird. Diese im Uhrzeigersinn ausgeführte
Drehung des Transportstabes 13 löst die Eingriffsbauteile-22 von den Haken 23 der
Paletten.
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Der erste Hydraulikzylinder 8 wird daraufhin betätigt, um die Kolbenstange
9, die hin und her bewegbare Platte 10 und den Transportstab 13 nach hinten zurückzuziehen,
bis die vordere Verschiebeplatte 19 in Eingriff
mit dem Hebel 17
gerät. Beim Eingriff des Hebels 17 mit der vorderen Verschiebeplatte 19 wird wiederum
der zweite Hydraulikzylinder 14 betätigt, wie dies im Zusammenhang mit dem ersten
Teil des Verschiebevorgangs bereits beschrieben ist, so daß der Hebel 17 sich im
Uhrzeigersinn dreht, während der Transportstab 13 im Gegenuhrzeigersinn gedreht
wird. Die im Gegenuhrzeigersinn ausgeführte Drehung des Transportstabes 13 läßt
die Eingriffsbauteile 22 in die Haken 23 der Paletten eingreifen. Indem die oben
beschriebenen Vorgänge noch einmal ausgeführt werden, werden die Paletten P2, P3
und P4 um einen weiteren Schritt nach vorne verschoben.
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Die dritte Palettentransporteinrichtung 6 weist eine endlose Kette
30 auf, die sich um vier Zahnkettenräder 31 erstreckt, wie insbesondere aus Fig.
6 zu ersehen ist.
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Eines der Zahnkettenräder 31 wird von einem Hydraulikmotor 32 angetrieben.
Ein Wagen oder Schlitten 33 ist so ausgebildet, daß er jeweils eine Palette tragen
kann, wobei er auf zwei Führungsschienen 6a der dritten Palettentransporteinrichtung
6 bewegbar ist. Eine auf dem Schlitten 33 aufliegende Palette befindet sich in der
gleichen Höhe wie die Paletten, die sich auf den Schienen 4a und 5a der ersten und
zweiten Palettentransporteinrichtungen 4 und 5 befinden. Eine Zahnstange oder Sperrstange
34, die in Eingriff mit der Kette 30 stehen kann, wird von einem Tragbauteil 35
gehalten, das am unteren Teil des Schlittens befestigt ist.
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Wenn die Kette 30 von dem Hydraulikmotor 32 angetrieben wird, bewegt
sie den Schlitten 33 zwischen der ersten und der zweiten Kreuzungsstelle entlang
der Schienen 6a, wie dies oben beschrieben ist.
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An der ersten Kreuzungsstelle sind mehrere Stützen 36 und ein Palettentragmechanismus
37 an Stellen unterhalb der
auf dem Schlitten 33 befindlichen Palette
angeordnet. Die Stützen 36 halten die Palette, wenn diese an der ersten Kreuzungsstelle
ankommt. Wenn die Palette auf den Stützen 36 aufruht, wird der Schlitten 33 von
der Kette 30 zur zweiten Kreuzungsstelle zurück bewegt. Sowie der Schlitten 33 die
erste Kreuzungsstelle verläßt, wird der Palettentragmechanismus 37 von einer Antriebsquelle
(nicht dargestellt) angehoben, um die Palette in einem stabilen Gleichgewichtszustand
abzustützen.
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Grenzschalter 5BLS bis 8BLS, 13BLS-und 14BLS sind an verschiedenen
Stellen angeordnet, wie in Fig. 10 dargestellt ist, und ein hydraulisches Steuersystem
steuert den ersten und den zweiten Hydraulikzylinder 4 und 14 sowie den Hydraulikmotor
32.
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Ein Ausführungsbeispiel eines hydraulischen Steuersystems ist in
Fig. 9 dargestellt. Das Steuersystem weist eine Druckfluid-Abgabeeinrichtung 40
und Magnetventile 3BSV bis 8BSV auf, durch die das Druckfluid den zugehörigen Hydraulikzylindern
8 und 14 der ersten und zweiten Palettentransporteinrichtungen 4 und 5 und dem Hydraulikmotor
32 der dritten Palettentransporteinrichtung 6 zugeführt wird. Auf die Beschreibung
der Wirkungsweise des hydraulischen Steuersystems wird verzichtet, da sie für den
Fachmann aus der Zeichnung ersichtlich ist. Beispielsweise werden die Magnetventile
3BSV bis 8BSV in einer bestimmten Folge gesteuert, die von einem Folgeschalter angegeben
wird.