DE3115481C2 - Werkstückpaletten-Speicher für ein Bearbeitungszentrum - Google Patents

Abstract

Bei einem Werkstückpaletten-Speicher (12) für ein Bearbeitungszentrum (10), bei dem sich die Palette (14) während der Bearbeitung in vertikaler Lage befindet, laufen Palettenträger als Kette oder Band in einer abgeschlossenen in einer vertikalen Ebene liegenden Umlaufbahn um. Die Übergabe der Paletten (14) zwischen Speicher (12) und Bearbeitungszentrum (10) erfolgt an einem Umkehrpunkt der Umlaufbahn, an welchem die Palettenträger mit den Paletten (14) senkrecht stehen und sich in der gleichen Ebene wie die Palette im Bearbeitungszentrum (10) befinden. Die Paletten (14) können daher in einfacher Weise direkt aus dem Speicher (12) in das Bearbeitungszentrum (10) eingeschoben werden, ohne daß ein aufwendiger Übergabemechanismus notwendig ist. Eine exakte Winkelpositionierung und Festlegung der Palettenträger in der Wechselposition ermöglichen eine problemlose Übergabe.

Description

laufbahn zum Bestücken der Werkstückhalter, zum Bearbeiten der Werkstücke und zum Abgeben der bearbeiteten Werkstücke ausgenützt wird. Der untere Teil der Umlaufbahn dient nur als Rückführung der leeren Werkstückhalter. Die Bearbeitung der Werkstücke erfolgt nicht in einem Bearbeitungszentrum mit vertikal gestellter Palette, sondern unmittelbar in den horizontal angeordneten umlaufenden Werkstückhalttrn.

Aus der DE-PS 5 64 270 ist eine Bearbeitungsmaschine bekann!, bei welcher die Werkstücke in einer vertikalen Position durch horizontal angeordnete Werkzeuge bearbeitet werden. Die Zuführung der Werkstücke in die Bearbeitungsposition erfolgt mittels einer endlosen Kette, die in einer vertikalen Ebene umläuft Die Werkstücke werden oben auf die Kette aufgelegt, durch diese in die vertikale Bearbeitungsposition gebracht und nach der Bearbeitung unten von der Kette wieder abgegeben. Es handelt sich nicht um einen umlaufenden Werkstückspeicher, sondern nur um eine Ladeeinrichtung zur Zuführung der Werkstücke in die Bearbeitungsposition. Der Umlauf der Kette dient nur zur Rückführung der Werkstückträger.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Werkstückpaletten-Speicher zu schaffen, der eine hohe Paletten-Speicherkapazität bei geringem Platzbedarf aufweist und der einen direkten Palettenwechsel in das Bearbeitungszentrum ermöglicht.

Diese Aufgabe wird bei einem Werkstückpaletten-Speicher der eingangs genannten Gattung erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des kennzeichnerden Teils des Patentanspruchs 1.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Anordnung der Palettenträger als eine in einer vertikalen Ebene umlaufenden Kette ermöglicht die Speicherung einer großen Zahl von Paletten mit relativ geringem Platzbedarf, insbesondere geringem Bedarf an Stellfläche. Bei dem Umlauf in einer vertikalen Ebene durchläuft die Palette auch Positionen, in welchen sie sich in vertikaler Stellung befindet Dies wird dazu ausgenützt die Palette in dieser vertikalen Position unmittelbar in das Bearbeitungszentrum einzuwechseln, ohne daß eine zusätzliche aufwendige Wechseleinrichtung notwendig ist.

Die Umlaufbahn des Werkstückpaletten-Speichers ist vorzugsweise oval ausgebildet. Ist die längere Achse der Umlaufbahn dabei horizontal angeordnet, so ergibt sich eine geringe Bauhöhe des Speichers, die eine einfachere Beschickung des Speichers in dem langgestreckten horizontalen Abschnitt der Umlaufbahn ermöglicht. Ist die längere Achse der ovalen Umlaufbahn vertikal angeordnet, so ergibt sich insbesondere der Vorteil einer noch geringeren Stellfläche. Der Speicher wird konstruktiv besonders einfach dadurch, daß die Palettenträger selbst als Glieder der umlaufenden Kette dienen, indem sie an ihren zu den Palettenführungen parallelen Seitenkanten z. B. durch Laschen gelenkig miteinander verbunden sind. Der Antrieb und das Umlenken der Palettenträger erfolgt zweckmäßig durch Sternräder. Die für die Übergabe der Paletten notwendige exakte fluchtende Ausrichtung der Palettenführungen in der Wechselposition wird vorzugsweise dadurch erreicht, daß eines der Sternräder in der Wechselposition arretierbar ist. Der Palettenträger wird durch eine Spanneinrichtung an dem auf diese Weise in seiner Winkelposition fixierten Sternrad festgelegt.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 in perspektivischer Ansicht ein Bearbeitungszentrum mit einem Werkstückpaletten-Speicher,

Fig.2 eine Frontansicht des Bearbeitungszentrums und des Speichers,

F i g. 3 eine Seitenansicht des Speichers und
Fig.4 und 5 die Wechselposition des Speichers in zwei verschiedenen vertikalen Schnitteöenen.

Der in F i g. 1 gezeigte Gesamtaufbau besteht aus ei-

lb nem Bearbeitungszentrum 10 und einem Werkstückpaletten-Speicher 12. Das Bearbeitungszentrum 10 ist herkömmlicher Art und beispielsweise in der DE-OS 26 53 928 im einzelnen beschrieben. Für die Erfindung wesentlich ist, daß die zu bearbeitenden Werkstücke in einer Palette 14 aufgespannt sind, die in vertikaler Lage in eine Palettenhalterung eingesetzt ist. Die Palettenhalterung ist an einem vertikalen Ständer des Bearbeitungszentrums 10 in vertikaler Richtung verfahrbar, um die vertikale Bearbeitungskomponente zu erzeugen.

Neben dem Bearbeitungszentrum 10 ist der im folgenden im einzelnen beschriebene Werkstückpaletten-Speicher 12 angeordnet Der Speicher 12 weist einen Rahmen 16 auf, der die Form eines langgestreckten, flachen Ovals hat und auf Säulen 18 steht.

In dem Rahmen 16 läuft eine Kette von Palettenträgern 20 um, die die Form von im wesentlichen quadratischen Platten haben und auf ihrer Oberseite quer zur Umlaufrichtung verlaufende Führungen aufweisen, auf welche die Paletten 14 geschoben werden.

Die in der Kette aufeinanderfolgenden Palettenträger 20 sind durch Laschen 22 miteinander verbunden, die mit Rollen 24 gelenkig an den Palettenträgern 20 befestigt sind. Wie aus F i g. 2 zu erkennen ist, sind die Palettenträger 20 jeweils durch zwei Laschen 22 miteinander verbunden, die symmetrisch zur Längsachse der Palettenträger 20 an deren der Palette 14 entgegengesetzten Unterseite angebracht sind.

Seitlich an den Palettenträgern 20 sind Laufrollen 26 vorgesehen. Im oberen horizontalen Abschnitt der Umlaufbahn der Palettenträger 20 sitzen die Laufrollen 26 unter dem Eigengewicht der Palettenträger 20 und der Paletten 14 auf einer horizontalen Führungsbahn 28 auf, die beiderseits der Palettenträger 20 jeweils an der Innenseite des Rahmens 16 ausgebildet ist. Im unteren horizontalen Abschnitt der Umlaufbahn der Palettenträger 20 sitzen die Laufrollen 26 ebenfalls unter dem Eigengewicht der Palettenträger 20 und der Paletten 14 auf beiderseits an der Innenseite des Rahmens 16 ausgebildeten Führungsbahnen 30 auf. Oberhalb der Führungsbahnen 30 ist eine die Laufrollen 26 an ihrer Oberseite abstützende Führungsbahn 32 vorgesehen. Die Führungsbahn 32 dient dazu, die Laufrollen 26 unmittelbar hinter bzw. unmittelbar vor den Umkehrpunkten der Umlaufbahn gegen die nach oben wirkende Zugspannung der Kette in ihrer horizontalen Bahn zu halten.

An den Umkehrpunkten der Umlaufbahn wird die Kette der Palettenträger 20 durch dreizackige Sternräder 34 und 36 transportiert. Das Sternrad 34 an dem vom Bearbeitungszentrum 10 entfernten Ende der Umlaufbahn wird von einem Elektromotor 38 über ein Getriebe 40 getaktet angetrieben. Ein an dem Sternrad 34 angreifender Verstellmechanismus 42 dient zur Einstellung der Spannung der Kette der Palettenträger 20.

Die Sternräder 34 und 36 weisen an ihren Zackenspitzen jeweils zwei nebeneinanderliegende halbkreisförmige Aussparungen 44 auf, mit welchen sie in die Rollen 24 der Palettenträger 20 eingreifen. Die Achsen der

Sternräder 34 und 36 sind jeweils mittig zwischen den Enden der Führungsbahnen 28 und 32 angeordnet, so daß die Sternräder 34 und 36 die Rollen 24 jeweils am Ende der einen Führungsbahn eingreifen und nach dem Absetzen der Laufrollen 26 auf der anderen Führungsbahn wieder freigeben. Die Sternräder 34 und 36 laufen phasengleich, so daß an einem Sternrad, in F i g. 3 dem Sternrad 34, zwei Palettenträger 20 spitzwinklig angeordnet sind, wenn an dem anderen Sternrad, in F i g. 3 dem Sternrad 36, ein Palettenträger vertikal steht. Diese phasengleiche Drehung der Sternräder 34 und 36 gewährleistet eine konstante Gesamtkettenlänge.

Der neben dem Bearbeitungszentrum 10 angeordnete Umkehrpunkt der Umlaufbahn der Palettenträger 20 ist als Wechselposition ausgebildet. Befindet sich ein Palettenträger an dem Sternrad 36 in vertikaler Lage in dieser Wechselposition, wie es in der Zeichnung dargestellt ist, so fluchtet die Führung des Palettenträgers 20 mit einer horizontal verlaufenden Palettenführung 46, die an dem dem Bearbeitungszentrum 10 zugewandten Teil des Rahmens 16 angeordnet ist und zu dem Bearbeitungszentrum 10 führt, wie F i g. 2 zeigt. An dem Bearbeitungszentrum 10 ist eine weitere Palettenführung 48 angebracht, die ihrerseits mit der Palettenführung 46 des Speichers 12 fluchtet. Mit der Palettenführung 48 fluchtet wiederum die Palettenhaiterung des Bearbeitungszentrums 10, wenn diese vertikal in ihre Übergabestellung verfahren ist, wie dies in den F i g. 1 und 2 dargestellt ist.

In dieser Übergabestellung fluchten somit die Palettenführungen des Palettenträgers 20 in der Wechselposition, die Palettenführung 46 des Speichers 12, die Palettenführung 48 des Bearbeiturigszentrums 10 und die Palettenhaiterung des Bearbeitungszentrums. Es kann somit eine Palette 14 mit bearbeiteten Werkstücken von dem Bearbeitungszentrum 10 in den Speicher 12 oder eine Palette mit unbearbeiteten Werkstücken von dem Speicher in das Bearbeitungszentrum 10 direkt geschoben werden, ohne daß ein aufwendiger Übergabemechanismus erforderlich ist.

Das Verschieben der Paletten 14 von dem Speicher 12 in das Bearbeitungszentrum 10 und umgekehrt erfolgt durch eine Kolbenstange 50, die durch eine fluiddruckbetätigte, vorzugsweise pneumatisch betätigte Kolben-Zylinder-Anordnung achsparallel zu den Palettenführungen 46 und 48 verschiebbar ist.

Die Kolbenstange 50 weist an ihrem vorderen Ende einen um ihre Längsachse schwenkbaren Finger 52 auf, mit welchem sie in die Palette eingreift. Die Kolben-Zylinder-Anordnung ist im Bearbeitungszentrum am Maschinengehäuse unterhalb des Spindelkastens angeordnet, so daB sie und die während des Bearbeitungsvorganges zurückgezogene Kolbenstange 50 ebenfalls außerhalb des Bereichs des Spänefalls liegen. Für das Verschieben der Paletten wird die Kolbenstange 50 bis zu der zu verschiebenden Palette ausgefahren, dann wird der Finger 52 hochgeschwenkt, so daß er in die Palette eingreift und anschließend wird die Kolbenstange unter Mitnahme der Palette 14 weitergeschoben, bis die Palette die gewünschte Endlage erreicht Anschließend wird der Finger 52 wieder nach unten verschwenkt, so daß die Palette 14 wieder freigegeben ist In F i g. 2 ist ausgezogen die Stellung gezeigt, in der die Kolbenstange 50 mit dem Finger in die im Bearbeitungszentrum 10 befindliche Palette eingreift, während gestrichelt die Position gezeigt ist, ir welcher der Finger 52 in die Palette 14 in der Wechselposition des Speichers 12 eingreift.

Um das für die problemlose Übergabe der Paletten 14 in der Wechselposition notwendige exakte Fluchten der Palettenführung des Palettenträgers 20 mit der Palettenführung 46 zu erreichen, ist einerseits eine exakte Winkelpositionierung des Sternrads 36 in der Wechselposition und andererseits ein spielfreies Festlegen des Palettenträgers 20 an dem Sternrad 36 in der Wechselposition vorgesehen.

Wie Fig. 4 zeigt, weist das Sternrad an seinen drei Zacken jeweils eine radiale Bohrung 54 auf. Ein axial verschiebbarer, vorzugsweise pneumatisch angetriebener Positionierungsstift 56 kann von der dem Palettenträger 20 entgegengesetzten Seite in die Bohrung 54 eingeschoben werden, so daß eine äußerst exakte Winkelpositionierung des Sternrades 36 in der Wechselposition erhalten wird.

F i g. 5 zeigt einen gegen die Darstellung der F i g. 4 in Axialrichtung des Sternrades 36 versetzten Vertikalschnitt in der Längsmittelebene der Palettenträger 20. Die Palettenträger weisen an ihrer der Palette 14 entgegengesetzten Unterseite eine mittige Spannrolle 58 auf, die in einer Ausnehmung des Palettenträgers gelagert ist. Achsparallel zu dem Positionierungsstift 56 ist eine axial verschiebbare vorzugsweise ebenfalls pneumatisch antreibbare Kolbenstange 60 vorgesehen. Am vorderen Ende der Kolbenstange 60 ist ein Hebel 62 angelenkt, der bogenförmig um die Drehachse des Sternrades 36 herumgeführt ist. Das andere Ende des Hebels 62 ist an einer gekrümmten Klaue 64 exzentrisch zu deren festen Schwenkpunkt 66 angelenkt. Wird die Kolbenstange 60 vorgeschoben, wie dies in F i g. 5 mit ausgezogenen Linien gezeichnet ist, so greift die Klaue 64 um die Spannrolle 58 und preßt aufgrund der keilförmigen Ausbildung ihres Klauenfingers die Spannrolle 58 und mit dieser den Palettenträger 20 gegen das Sternrad 36. Der Palettenträger 20 ist auf diese Weise exakt und spielfrei an dem Sternrad 36 festgelegt, welches seinerseits wieder durch den Positionierungsstift 56 in seine Winkelstellung festgelegt ist.

Wird die Kolbenstange 60 zurückgezogen, so gelangt der Hebel 62 in die in F i g. 5 gestrichelt gezeichnete Stellung, in welcher er die Klaue 64 zurückschwenkt, so daß diese die Spannrolle 58 und damit den Palettenträger 20 freigibt.

Der obere horizontale Bereich der Umlaufbahn der Palettenträger 20 befindet sich in bequemer Arbeitshöhe, so daß das Aufspannen der Werkstücke auf den Paletten und die Entnahme der bearbeiteten Werkstükke einfach durchführbar sind.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Werkstückpaletten-Speicher für ein Bearbeitungszentrum, in welchem sich die Palette während des Bearbeitungsvorgangs in vertikaler Lage befindet, mit mehreren Palettenträgern, die in einer vertikalen, zur Ebene der sich im Bearbeitungszentrum befindenden Palette senkrechten Ebene bewegbar sind zwischen einer horizontalen Position zum Bestücken der Paletten und einer vertikalen Wechselposition, in welcher sich die Paletten in der gleichen Ebene wie im Bearbeitungszentrum befinden, und mit horizontalen, miteinander fluchtenden Palettenführungen für die Übergabe der Paletten, die an dem Bearbeitungszentrum und an der Wechselposition des Speichars vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Palettenträger (20) mit ihren zu den Palettenführungen (46) parallelen Seitenkanten gelenkig zu einer endlosen Kette zusammengefügt sind, die getaktet antreibbar in der vertikalen Ebene umläuft und in der vertikalen Wechselposition mittels einer Positionierungseinrichtung (54,56) arretierbar ist.

2. Speicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Palettenträger (20) mit seitlichen Laufrollen (26) in Führungsbahnen (28, 30, 32) laufen.

3. Speicher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Palettenträger (20) jeweils durch zwei symmetrisch zu ihrer zur vertikalen Umlaufebene parallelen Mittelachse angeordnete Laschen (22) gelenkig verbunden sind.

4. Speicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Palettenträger (20) an den Unikehrpunkten ihrer Umlaufbahn von in Rollen des Palettenträgers (20) eingreifenden Sternrädern (34,36) getragen sind.

5. Speicher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sternräder (34, 36) dreizackig ausgebildet sind und phasengleich umlaufen.

6. Speicher nach den Ansprüchen 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Laschen (22) mittels der Rollen (24) an den Palettenträgern (20) angelenkt sind, in welche die Sternräder (34,36) eingreifen.

7. Speicher nach den Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Positioniereinrichtung ein axial verschiebbarer, in eine Bohrung (54) eines der Sternräder (36) eingreifender Positionierungsstift (56) ist.

8. Speicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Spanneinrichtung (58, 64) zum Festlegen des Palettenträgers (20) an dem Sternrad (36) in der Wechselposition vorgesehen ist.

9. Speicher nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Spanneinrichtung eine in eine Spannrolle (58) des Palettenträgers (20) eingreifende, diesen gegen das Sternrad (36) ziehende Klaue (64) ist.

10. Speicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Bearbeitungszentrum (tO) eine zu den Palettenführungen (46, 48) parallele, fluiddruckbetätigte Kolbenstange (50) vorgesehen ist. die mit einem schwenkbaren Finger (52) in die Paletten (14) eingreift.

Die Erfindung betrifft einen Werkstückpaletten-Speicher für ein Bearbeitungszentrum gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der AT-PS 2 89 508 ist ein Bearbeitungszentrum dieser Art bekannt, welches mit einer Werkstückpaletten-Ladevorrichtung ausgestattet ist Die Ladevorrichtung weist Palettenträger auf, die radial zu einer horizontalen Achse angeordnet und um diese horizontale Achse drehbar sind. Die mit dem zu bearbeitenden

ίο Werkstück bestückte Palette wird in den Palettenträger in der horizontalen Stellung des Palettenträgers eingeschoben und aus diesem herausgenommen, während in der vertikalen Stellung des Palettenträgers die Palette über Palettenführungen in das Bearbeitungszentrum eingeschoben bzw. aus diesem herausgeschoben wird. Auf Giaind der radialen Anordnung der Palettenträger kann die Ladevorrichtung nur einige wenige, beispielsweise vier Palettenträger aufweisen. Die Ladevorrichtung ermöglicht einen Wechsel der mit Fertigteilen und mit Rohteilen bestückten Paletten während der Bearbeitungszeit Da die Ladevorrichtung jeweils eine oder einige wenige Paletten vorrätig halten kann, beschränken sich die Stillstandzeiten des Bearbeitungszentrums auf den Palettenwechsel zwischen der Ladevorrichtung und dem Bearbeitungszentrum. Die Ladevorrichtung muß jedoch manuell oder durch zusätzliche Anlage mit

Paletten bestückt werden. Die Ladevorrichtung stellt •keinen Werkstückpaletten-Speicher dar, der eine große Zahl von Werkstückpaletten für eine automatische Be-Schickung des Bearbeitungszentrums vorrätig halten kann.

Um eine große Zahl von Werkstückpaletten für eine automatische Beschickung eines Bearbeitungszentrums vorrätig zu halten, sind Werkstückpaletten-Speicher bekannt, bei denen eine große Zahl von Paletten in einer geschlossenen Umlaufbahn in einer horizontalen Ebene getaktet umlaufen. Die horizontal in diesem Speicher angeordneten Paletten werden durch eine Palettenwechseleii.richtung, wie sie in der DE-OS 25 14 615 beschrieben ist, aus dem Speicher entnommen und dem Bearbeitungszentrum zugeführt. Die Palettenwechseleinrichtung weist einen Schwenkarm auf, der zwischen einer horizontalen Stellung, in welcher die Paletten aus dem umlaufenden Speicher entnommen werden, und einer vertikalen Stellung schwenkbar ist, in welcher die Paletten über horizontale Palettenführungen in das Bearbeitungszentrum eingeschoben oder aus diesem entnommen werden können. Der in der horizontalen Ebene umlaufende Werkstückpaletten-Speicher hat einen hohen Platzbedarf. Dieser hohe Platzbedarf beschränkt die Kapazität des Speichers. Die Palettenwechseleinrichtung ist aufwendig und erhöht die Kosten des Speichers stark.
Aus der US-PS 20 83 023 ist eine Bearbeitungsmaschine bekannt, bei welcher Werkstückhalter mit ihren Seitenkanten zu einer in der vertikalen Ebene endlos umlaufenden Kette zusammengefügt sind. Im oberen horizontal verlaufenden Abschnitt der Umlaufbahn der Werkstückhalter werden zunächst die zu bearbeitenden Werkstücke in die Halter eingesetzt. Dann werden die Werkstückhalter getaktet unter die vertikal von oben zugestellten Werkzeuge bewegt, die die in die Halter eingesetzten Werkstücke bearbeiten. Schließlich werden die bearbeiteten Werkstücke am Umkehrpunkt abgeführt, indem sie aus den sich nach unten bewegenden Werkstückhaltern herausgekippt werden. Es handelt sich somit nicht um einen umlaufenden Werkstückspeicher, da nur der obere horizontale Abschnitt der Um-