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Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebsvorrichtung für
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paarweise angeordnete Hub einheiten eines Werkstück-Handhabungssystems,
die abwechselnd von einer ersten Endstellung in eine zweite Endstellung und zurück
bewegt werden.
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Derartige Hubeinheiten werden zum automatischen Be- und Entladen von
Werkzeugmaschinen verwendet und arbeiten derart, daß zunächst beide in ihrer ersten,
normalerweise oberen Endstellung sind und abwechselnd in ihre zweite oder untere
Endstellung und wieder zurück in die erste Endstellung bewegt werden. Bei einer
typischen Arbeitsfolge wird die erste Hubeinheit mit leerem Greifer aus der ersten
Endstellung in die zweiteEndstellung bewegt, in welcher sie ein bearbeitetes Werkstück
aus der Werkzeugmaschine entnimmt und wieder in ihre erste Endstellung zurückgeführt
wird. Während dieses Vorganges bleibt die zweite Hubeinheit, deren Greifer ein unbearbeitetes
Werkstück enthält, in ihrer ersten Endstellung.
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Nun wird die zweite Hub einheit in ihre zweite Endstellung beengt,
legt das unbearbeitete Werkstück in der Werkzeugmaschine ab und kehrt in ihre erste
Endstellung zurück wShrend die erste Hubeinheit in ihrer ersten Endstellung verbleibt,
Die beiden Hubeinheiten sind auf einem Wagen angeordnet, der nach dem Werkstückwechsel
an der Werkzeugmaschine zu einem Speicher führte 3 in welchem die erste Hubeinheit
durch Bewegen aus der ersten Endstellung in die zweite Endstellung das bearbeitete
Werkstück ablegt und leer in ihre erste Endstellung zurück kehrt worauf die zweite
Hubeinheit aus ihrer ersten Endstellung in ihre zweite Endstellung gebracht wirds
ein unbebarbeitetes Werkstück aufnimmt und in ihre erste Endstellung zurückkehrt.
Daraufhin wird der Wagen wieder zur Werkzeug maschine gefahren und der vorher beschriebene
Vorgang des Werkstückwechsels wiederholt sich.
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Bei bekannten Einrichtungen ist für jede der beiden Hubeinrichtungen
ein eigener Antrieb erforderlich, was aufwendig ist und die zu bewegenden Massen
erhöht.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Antriebsvorrichtung
für paarweise angeordnete Hubeinheiten zu schaffen, die sich durch einen einfachen
Aufbau und ein geringes Gewicht auszeichnen.
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Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs
1 gelöst.
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Bei der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung ist nur ein einziger
Antriebsmotor für beide Hubeinheiten erforderlich, und der wechselweise Antrieb
der beiden Hubeinheiten wird auf einfache Weise dadurch bewerkstelligt, daß jeweils
die Ausgangswelle des Differentialgetriebes, die der Hubeinheit zugeordnet ist,
welche nicht bewegt werden soll, festgehalten, wird, sodaß der Antrieb nur auf die
andere Hubeinheit geleitet wird. Bei Erreichen der zweiten Endstellung wird der
Antriebsmotor abgeschaltet, die Greiferbewegung ausgelöst und diese Hub einheit
nach dem Umpolen des Antriebsmotors nach oben in ihre erste Endstellung gefahren.
Zum Abfahren der zweiten Hubeinheit wird deren Haltebremse gelöst und die Haltebremse
der ersten Hubeinheit betätigt, sodaß mit dem Einschalten des Antriebsmotors die
zweite Hubeinheit nach unten in die zweite Endstellung bewegt wird und nach Ablegen
des Werkstückes und Umpolen des Antriebsmotors wieder in ihre erste Endstellung
zurückgeführt wird.
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Die Übertragung des Antriebs auf die Hubeinheiten kann auf einfache
Weise dadurch erfolgen, daß die Ausgangswellen des Differentialgetriebes Ritzel
tragen, die mit Zahnstangen den
Hubeinheiten in Eingriff sind. Vorzugsweise
sind die Ausgangswellen selbst mit jeweils einer Haltebremse versehen.
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Vorzugsweise ist für die Eingangswelle des Differentialgetriebes eine
weitere Bremse vorgesehen, welche die Aufgabe hats die kinetische Energie der Hubeinheiten
aufzunehmen, wenn sich diese ihren Endstellungen nähern. Dadurch können die Haltebremsen
klein dimensioniert werden, da sie nur die Ausgangswellen des Differentialgetriebes
festzuhalten haben und im Stillstand betätigt werden.
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Bei elektrischen Antrieben ist die genaue Positionierung der Hubeinheiten
insbesondere in ihrer zweitenEndstellung, in welcher sie ein Werkstück ergreifen
oder ablegen, ein großes Problem, da ein Fahren gegen einen Festanschlag zu einer
Uberbeanspruchung der Getriebeteile führen kann, denn die Eingangswelle des Differentials
kann trotz Bremse und trotz abgeschaltetem Antriebsmotor nicht schlagartig angehalten
werden Bei der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung ist es möglich, die Hubeinheiten
auf Festanschlag zu fahren, indem beim Einfahren einer Hub einheit in eine Endstellung,
insbesondere in die zweite, untere Endstellung, die Haltebremse der anderen Hubeinheit
gelöst wird. Wenn nun die erste Hubeinheit an ihrem Festanschlag zum Stillstand
kommt, wird die andere Hubeinheit durch die restliche Rotationsenergie des Antriebsmotors
um einen kleinen Betrag bewegt, womit eine mechanische überbeanspruchung von Getriebeteilen
ausgeschlossen ist.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme
auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1 eine Seitenansicht
einer Werkstücksbe- und Entladevorrichtung mit zwei Hubeinheiten, die durch eine
gemeinsame Vorrichtung angetrieben werden, und Fig. 2 die Antriebsvorrichtung für
die Hubeinheiten in grösserem Maßstab und teilweise geschnitten.
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Auf einer waagrechten Schiene 1 ist ein Wagen 2 über Rollen 3 verschiebbar
geführt. Die Verschiebung des Wagens 2 erfolgt mittels eines auf dem Wagen 2 angeordneten
Antriebsmotors 4.
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Der Wagen zwei trägt einen Fortsatz 5, der mit Führungen 6 und 7 für
zwei Hubeinheiten 8 und 9 versehen ist. Jede Hubeinheit 8, 9 trägt an ihrem unteren
Ende einen Greifkopf 10 bzw. 11, der zwei Zangenglieder 12 und 13 aufweist, die
durch eine Feder 14 in die Schließstellung geschwenkt werden und durch nichtgezeigte
Mittel geöffnet werden können, um Werkstücke 15,16 ergreifen und loslassen zu können.
Die beiden Hubeinheiten 8 und 9 werden wechselweise aus einer oberen Endstellung
in eine untere Endstellung bewegt, um einerseits ein nicht bearbeitetes Werkstück
aus einem nichtdargestellten Speicher zu einer nicht dargestellten Werkzeugmaschine
zu führen und andererseits ein bearbeitetes Werkstück von der Werkzeugmaschine in
den Speicher zu bringen. In Fig. 1 ist die Hub einheit 8 in ihrer oberen Endstellung
und die Hubeinheit 9 in ihrer unteren Endstellung. In Fig. 2 sind beide Hubeinheiten
in ihrer oberen Endstellung.
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Zum Antrieb beider Hubeinheiten dient ein einziger umpolbarer Elektromotor
17, auf dessen Welle eine Bremse 18 angeordnet ist. Die Welle ist über ein Untersetzungsgetriebe
19 mit der Eingangswelle 20 eines Differentialgetriebes 21 in Verbindung.
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Das Differentialgetriebe 21 ist von üblicher Bauart und weist ein
Gehäuse 22 auf, das über Lager 23 im Ansatz 5 des
Wagens 2 drehbar
gelagert und mit einem Tellerrad 24 verbunden ist, das mit einem Kegelrad 25 auf
der Welle 20 in Eingriff steht. Im Gehäuse 20 sind frei um eine Achse 26 drehbare
Umlauf-Kegelräder 27 vorgesehen, die mit Kegelrädern 28 in Eingriff stehen, welche
auf den Ausgangswellen 29 und 30 des Differentialgetriebes 21 aufgekeilt sind. Die
Ausgangswellen 29 und 30 tragen jeweils ein Ritzel 31 bzw. 32, welche jeweils mit
einer an der Hubeinheit 8 bzw. 9 angebrachten Zahnstange 33 bzw. 34 in Eingriff
sind. Am Ende jeder Ausgangswelle 29 bzw. 30 ist eine Haltebremse 35 bzw. 36 angebracht.
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Die Wirkungsweise der dargestellten Antriebsvorrichtung ist folgende:
in der Grundstellung gemäß Fig. 2 sind beide Hubeinheiten 8 und 9 oben und die Haltebremsen
35 und 36 sind betätigt. Die Bremse 18 auf der Motorwelle ist ebenfalls betätigt.
Wird nun die Haltebremse 35 und die Bremse 18 gelöst und gleich zeitig der Motor
17 eingeschaltet, so bewegt sich die Hubeinheit 8 nach unten. Die andere Hubeinheit
9 wird durch die Haltebremse 36 festgehalten. Beim Erreichen der unteren Endstellung
der Hubeinheit 8 wird der Motor 17 abgeschaltet und die Bremse 18 betätigt. Dann
wird die Greiferbewegung ausgelöst und ein Werkzeugstdck erfaßtoder abgelegte die
Bremse 18 gelöst und die Hubeinheit 8 nach Umpolen des Ahtriebsmotors 17 nach oben
gefahren, bis sie ihre obere Endstellung erreichte in welcher wiederum die Bremse
18 betätigt und der Motor 17 ausgeschaltet wird. Zum Abfahren der zweiten Hubeinheit
9 wird deren Haltebremse 36 gelöst und die Haltebremse 35 der ersten Hubeinheit
8 betätigt, die Bremse 18 gelöst und der Motor 17 eingeschaltet. Es erfolgt nun
für die Hubeinheit 9
der gleiche Bewegungsablauf wie vorstehend
in Zusammenhang mit der Hubeinheit 8 beschrieben ist. Wie ersichtlich, werden die
Haltebremsen 35 und 36 nur im Stillstand betätigt und sie brauchen nur,die Ausgangswellen
29,30 gegen Drehung zu halten, während die kinetische Energie der Hubeinheiten von
der Bremse 18 aufgenommen wird.
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Um die Hub einheiten in der unteren Endstellung genau positionieren
zu können, ist für jede Hubeinheit ein Festanschlag vorgesehen, der von einem Ansatz
37 an jeder Hubeinheit und einer Fläche 38 am Fortsatz 5 des Wagens 2 gebildet ist.
Um eine mechanische Überbeanspruchung der Getriebeteile beim Anfahren des Festanschlags
zu vermeiden, wird die Haltebremse der Hubeinheit, die sich in ihrer oberen Endstellung
befindet, gelöst, wenn die andere Hubeinheit sich ihrer unteren Endstellung nähert.
Die restliche Rotationsenergie des Antriebes kann sich somit beim Anfahren dieser
Hubeinheit an ihrem Festanschlag in einer geringfügigen Bewegung der in der oberen
Endstellung befindlichen Hubeinheit auswirken, so daß mechanische Überbeanspruchungen
vermieden werden. Die Betätigung der Bremsen 18, 35 und 36 erfolgt vorzugsweise
über elektrische Mittel, so daß der Arbeitsablauf problemlos mittels entsprechender
elektrischer Schaltungen gesteuert werden kann. Die Haltebremsen 35 und 36 können
auch als elektromagnetische Kupplungen ausgebildet sein.
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Der Elektromotor 17 ist mit zwei Wicklungen ausgestattet, und zwar
mit einer 2-poligen Wicklung für 3000 U/min und einer 16-poligen Wicklung für 375
U/min. Etwa 100 mm vor Erreichen der unteren Endstellung wird die 16-polige Wicklung
eingeschaltet, um die betreffende Hubeinheit im Schleichgang in die Endstellung
zu bringen. Etwa 15 mm vor der unteren
Endstellung wird der Motor
17 abgeschaltet und die Haltebremse der anderen Hubeinheit gelöst, um in der vorher
beschriebenen Weise jede Oberlastung zu vermeiden. Die Steuerung erfolgt mittels
stationärer Auflaufnocken, die mit an den Hubeinheiten angebrachten Schaltern zusammenwirken.
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Selbstverständlich sind viele Abwandlungen des dargestellten Ausführungsbeispieles
möglich, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. So kann beispielsweise anstelle
des Elektromotors 17 ein umsteuerbarer hydraulischer oder pneumatischer Motor vorgesehen
werden, dessen Drehrichtung in bekannter Weise durch elektromagnetische Ventile
gesteuert wird.