DE3328602C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

In der DE-OS 24 42 445 ist eine Werkstückhalterung für eine Werkzeugmaschine beschrieben und dargestellt, wobei die Werkstücke für die Bearbeitung in der Werkzeug­ maschine auf Werkstückträgerplatten angeordnet und befestigt werden. Zur Befestigung der Werkstücke sind auf den Werkstückträgerplatten Klemmorgane vorgesehen. Die Werkstücke werden außerhalb der Werkzeugmaschine auf der zugehörigen Werkstückträgerplatte fixiert. Auf welche Weise dies erfolgt, ist jedoch nicht be­ schrieben.

Eine vergleichbare Anordnung ist auch aus der nicht veröffentlichten EP-A 00 93 196 zu entnehmen, wobei ebenfalls keine Angaben darüber offenbart sind, auf welche Weise die Befestigung der Werkstücke auf den Werkstücktragteilen, die, wie auch bei der vorbeschriebenen bekannten Anordnung mit Paletten zu vergleichen sind, erfolgt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ausgestal­ tung für eine Vorrichtung der eingangs bezeichneten Art zu finden, mit der in einfacher Weise Werkstücke auf Paletten befestigbar bzw. wieder lösbar sind.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Erfindungsgemäß wird eine Vorrichtung vorgeschlagen, die nicht nur ein maschinelles Spannen bzw. Lösen der auf der Palette angeordneten Spanneinrichtung für das Werkstück ermöglicht, sondern mit der das Werkstück auch maschinell auf die Palette geladen bzw. von der Palette entladen werden kann. Die Vorrichtung eignet sich insbesondere für Fertigungsstraßen, auf denen ein Werkstück während des Transports auf einer solchen Straße in einer oder mehreren Bearbeitungsstationen mittels Werkzeugen bearbeitet wird. Dabei wird das Werkstück am Beginn der Fertigungsstraße mittels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung auf die Palette geladen und fixiert und am Ende der Fertigungsstraße durch eine weitere erfindungsgemäße Vorrichtung von der Palette gelöst und entladen. Hierbei wird jeweils das Werkstück mittels eines Handhabungs-Werkzeugkopfes zwischen einer ersten und einer zweiten Station transportiert. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich bei einfacher Bauweise durch Funktionssicherheit und Wirtschaftlich­ keit aus.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Fertigungsstraße mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 2 den Schnitt II-II in Fig. 1;

Fig. 3 eine Draufsicht auf einen wesentlichen Teil der Vorrichtung;

Fig. 4 eine Draufsicht auf eine Palette, auf der ein Werkstück fixiert ist;

Fig. 5 einen wesentlichen Teil der Vorrichtung im vertikalen Teilschnitt.

Fig. 1 zeigt eine Fertigungsstraße 3, entlang der mehrere Werk­ zeugköpfe 4 verteilt sind. Dabei ist das Werkstück 1 auf einer Palette 2 befestigt. Eine das Werkstück aufgebende oder abnehmende Vorrichtung nach der Erfindung ist an jedem Ende der Fertigungsstraße 3 vorgesehen, d. h. eine in Figur links und eine in Fig. 1 rechts.

Wie aus Fig. 2 und 3 klar ersichtlich, weist die Aufnahme- bzw. Abnahme-Vorrichtung eine Stützsäule 7 auf mit einer ersten Station 5 an einer Seite ihres Außenumfangs für eine Palette 2, die beladen bzw. entladen werden soll, und mit einer zweiten Station 6 für ein aufzugebendes bzw. ab­ zunehmendes Werkstück 1 auf der anderen Seite ringförmige, paarweise obere und untere Schienen 8 sind am Umfang der Säule 7 angeordnet und befestigt. Auf ihnen sind mehrere Werkzeugköpfe 9 z. B. vier Werkzeugköpfe 9 angeordnet, die verschiedenen Werkstücken 1 entspre­ chend ausgestaltet sind. Sie werden von den Schienen 8 mit­ tels Rahmenteilen 10 getragen. Durch Betätigung einer Index­ einrichtung 11, die auf dem oberen Teil der Säule 7 angeord­ net ist, kann im Betrieb jeder gewünschte Werkzeugkopf 9 aus­ gewählt und zwischen einer ersten Arbeitsposition oberhalb der Station 5 und einer zweiten Arbeitsposition oberhalb der Station 6 verfahren werden.

Im einzelnen weist die Indexeinrichtung 11 ein Malterserkreuzgetriebe auf mit einem Stift 11 b, der von einem Elektromotor 11 a ange­ trieben wird, einem Indextisch 11 c mit dem der Stift 11 b zusammenarbeitet, und einen Koppelstift 11 e, der am vorderen Ende eines Armes 11 d vom Indextisch 11 c vorragt.

Der Koppelstift 11 e ist durch einen Kraftzylinder 11 f so beweg­ bar, daß er in eine Öffnung 10 a eingeführt bzw. daraus heraus­ gezogen werden kann, die in der Oberseite jedes Rah­ menteiles 10 angeordnet ist. Dadurch kann der Indextisch 11 c verdreht werden, wobei der Koppelstift 11 e in die Öffnung 10 a des Rahmenteiles 10 eines vorbestimmten Werkzeugkopfes 9 eingreift. Der Indextisch 11 c wird dann gedreht, wodurch der Werkzeugkopf 9 in eine der Arbeitspositionen und weiterhin in die andere Arbeits­ position verfahren wird.

Jeder Werkzeugkopf 9 ist sowohl mit einer Halteeinrichtung 12 für das Werkstück 1 als auch einer Betätigungseinrichtung 14 für eine Spannvorrichtung 13 zum Spannen bzw. Lösen eines Werkstücks 1 auf der Palette 2 ausgerüstet. Beim Verfahren jedes Werkzeugkopfes 9 zwischen den genannten beiden Arbeitspositionen kann daher gleichzeitig eine Verle­ gung des Werkstücks 1 zwischen der ersten Station 5 und der zweiten Station 6 durchgeführt werden. Dabei wird das Werkstück 1 durch die Halteeinrichtung 12 festgehalten und auch die Spann­ vorrichtungen 13 können mittels der Betätigungsvorrichtungen 14 in der ersten Station 5 gespannt bzw. gelöst werden.

Die Halteeinrichtung 12 (am Werkzeugkopf 9) besitzt mehrere Greifhaken 12 a, um das Werkstück 1 festzuhalten und einen Druck­ luftzylinder 12 b, um die Greifhaken 12 a zu schließen bzw. zu öffnen. Die Greifhaken 12 a befinden sich normalerweise in der Verschlußstellung. Sie werden geöffnet, wenn der Druckluft-Zylin­ der 12 b über einen Druckluftanschluß 15 am oberen Teil des Werkzeugkopfes 9 und eine Verbindung zum Zylinder 12 b mit Druckluft beaufschlagt wird.

Die Spannvorrichtung 13 (auf der Palette 2) besitzt ein Spann­ glied 13 a, wie es in den Fig. 2 und 4 klar erkennbar ist, das mit einer Spannfläche 1 a an einem stufenförmig ausgebildeten Teil des Werkstücks 1 in Eingriff gebracht wird, und einen Spannbolzen 13 b. Wird der Spannbolzen 13 b in Anzugsrichtung verdreht, so wird auch das Spannglied 13 a zusammen mit dem Spannbolzen 13 b aus der gelösten Stellung in die Eingriffsstellung verschwenkt, so daß es mit Druck an der Spannfläche 1 a angreift.

Um unterschiedlich geformte Werkstücke 1 festsetzen zu können, die sich durch unterschiedliche Anordnungen der Spannflächen 1 a unterscheiden, ist auf jeder Palette 2 jede Gruppe von Spannvorrichtungen 13 für die verschiedenen Spannflächen 1 a bzw. -anordnungen vorgesehen, so daß jede Werkstückform auf jeder Palette 2 durch eine Spannvorrichtung 13 festgesetzt werden kann. 13 c bezeichnet einen Anschlag für jedes Spannglied 13 a.

Jede der Betätigungseinrichtungen 14 umfaßt mehrere druckluft­ betriebene Spannbolzendreher 14 a, die in Eingriff mit den Spannbolzen 13 b der Gruppe der Spannvorrichtung 13 ent­ sprechend einer bestimmten Art der Werkstücke 1 und entspre­ chenden Werkzeugköpfen 9 gebracht werden. Jeder Spannbolzen­ dreher 14 a wird durch von einem zweiten Druckluftanschluß 16, der im Oberteil des Werkzeugkopfes 9 angeordnet ist, mit Druck­ luft versorgt, um die Spannbolzen 13 b zu spannen oder zu lösen.

Die Bezugszeichen 17 und 18 bezeichnen Förderbänder für die Palette 2 bzw. das Werkstück 1, die der ersten Station 5 und der zweiten Station 6 benachbart angeordnet sind. In der zweiten Station 6 ist durch einen Zylinder 6 b ein auf- und abbewegbarer Aufnahmetisch 6 a vorgesehen. In seiner unteren Stellung ermöglicht er die Überführung des Werkstücks 1 vom Aufnahmetisch 6 a zum Förderband 18, in seiner oberen Stellung die Überführung vom Aufnahmetisch 6 a zum Werkzeugkopf 9, der sich oberhalb der abgesenkten Stellung in der zweiten Arbeitsposition befin­ det. Eine Aufnahmeplattform 5 a ist bei der ersten Station 5 vorgesehen und durch einen Zylinder 5 b zwischen einer oberen senkrechten und einer unteren flach liegenden Stellung ver­ schwenkbar. In der oberen Stellung ermöglicht sie die Über­ führung der das Werkstück 1 in aufrechter Stellung tragenden Palette 2 auf eine Überführungsstange 3 a, die am Ende der Fertigungsstraße 3 angeordnet ist und in der unteren flach liegenden Stellung ermöglicht sie die Überführung der Palette 2 von der Aufnahmeplattform 5 a zum Förderband 17, um die Palette 2 weiterzutransportieren. Zusätzlich ist der Werkzeug­ kopf 9 so angeordnet, daß er in der ersten Arbeitsposition oberhalb der ersten Station 5 auf- und abbewegt werden kann, so daß in seiner unteren Stellung eine Überführung des Werk­ stücks 1 vom Werkzeugkopf 9 zur Palette 2, die sich in der ersten Position 5 befindet, und ein Spannen bzw. Lösen der Spannvorrichtung 13 ausgeführt werden kann.

Im einzelnen bestehen Bauteile wie die ringförmigen Schienen 8, die der ersten Arbeitsposition entsprechen, aus hochlie­ genden Schienen 8 a, die an einem hochliegenden Rahmenteil 20 befestigt und durch einen Zylinder 19 auf- und abbewegbar sind, so daß mit den sich auf- und abbewegenden Schienen 8 a der Werkzeugkopf 9, den sie tragen, auf- und abbewegt wird.

Mit 21 und 22 sind Anschlußglieder für erste und zweite Öff­ nungen 15 und 16 für Druckluft bezeichnet, die im oberen Teil des Werkzeugkopfes 9 angeordnet sind. Ein Paar der ersten An­ schlußglieder 21 sind so an dem der zweiten Arbeitsposi­ tion entsprechenden Teil der Säule 7 und des Rahmenteils 20 ange­ ordnet, daß sie durch jeweilige Zylinder 23 an die Versor­ gungsöffnung 15 angeschlossen bzw. davon gelöst werden können. Das zweite Anschlußglied 22 ist so auf dem oberen Rahmenteil 20 an­ geordnet, daß es durch einen Zylinder 24 an die Versorgungs­ öffnung 16 angeschlossen bzw. davon gelöst werden kann.

Mit 25 ist ein Luftschlauch bezeichnet, der an die Anschluß­ glieder 21, 22 angeschlossen ist. 26 bezeichnet eine Führungs­ stange für das Rahmenteil 20.

Nachfolgend wird die Funktion der erfindungsgemäßen Vorrich­ tung beschrieben, wenn das Werkstück 1 am Anfang der Ferti­ gungsstraße 3 mit der Palette 2 verbunden wird.

Zunächst wird der Aufnahmeplattform 5 a der ersten Station 5 durch das Förderband 17 die Palette 2 und der Aufnahmeplatt­ form 6 a der zweiten Station 6 ein Werkstück 1 durch das För­ derband 18 zugeführt. Dann wird der passende Weerkzeugkopf 9, der dem Werkstück 1 entspricht, durch die Indexeinrichtung 11 zur Station 6 gefahren, der Aufnahmetisch 6 a in der zweiten Station 6 angehoben und in diesem Fall das erste Druckluft-Anschlußglied 21 an den ersten Druckluftanschluß 15 angeschlossen. Dadurch werden die Greifhaken 12 a der Halte­ einrichtung 12 geöffnet. Wenn die Aufnahmeplattform 6 a in die vorgesehene Stellung angehoben ist, wird das erste Druckluft- Anschlußglied 21 vom ersten Druckluftanschluß 15 gelöst. Dadurch werden die Greifhaken 12 a geschlossen, um das Werkstück 1 durch ihre Schließbewegung auf der Aufnahmeplatt­ form 6 a festzuhalten, wodurch sie in die in Fig. 2 gezeigte Stellung gebracht werden.

Der Werkzeugkopf 9 wird dann durch die Indexeinrichtung 11 in die erste Arbeitsposition bewegt und dann zusammen mit den Hubschienen 8 a durch Absenken des Rahmenteils 20 abge­ senkt. Wenn die vorgesehene, abgesenkte Stellung gemäß Fig. 5 erreicht ist, werden die zweiten Druckluft-An­ schlußglieder 21, 22 an die ersten bzw. zweiten Druckluftanschlüsse 15, 16 angeschlossen. Dadurch werden die Greifhaken 12 a geöff­ net, um das Werkstück 1 auf die Palette 2 zu setzen. Gleich­ zeitig wird jeder Spannbolzendreher 14 a der Betätigungsein­ richtung 14 gedreht, wodurch jede vorgesehene Spannvorrichtung 13, die zur Werkstückform paßt, festgespannt wird, so daß das Werkstück 1 auf der Palette 2 festgesetzt ist.

Dann wird der Werkzeugkopf 9 durch das Rahmenteil 20 angehoben und die entsprechenden Druckluft-Anschlußglieder 21, 22 werden von den entsprechenden Druckluftanschlüssen 15, 16 gelöst. Der Werkzeug­ kopf 9 wird durch die Indexeinrichtung 11 gedreht, so daß ein zum nächsten Werkstück 1 passender Werkzeugkopf 9 in der zwei­ ten Station 6 in die zweite Bearbeitungsposition bewegt wird. Während dieser Bewegung wird die Aufnahmeplattform 5 a an der ersten Station 5 in ihre obere Stellung angehoben. Dabei wird die Palette 2 mit dem Werkstück 1 mit der Überführungsstange 3 a in Verbindung gebracht, worauf die Aufnahmeplattform 5 a in die flachliegende Stellung zurückbewegt wird und dort mit einer neuen Palette 2 beschickt wird.

Durch Wiederholung der vorstehend beschriebenen Vorgänge wer­ den die Paletten fortlaufend nacheinander mit Werkstücken be­ schickt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung die am Ende der Fertigungsstraße 3 vorgesehen ist, arbeitet in umge­ kehrter Reihenfolge, d. h. die Palette 2 mit dem Werkstück 1, die durch die Über­ führungsstange 3 a herantransportiert wurde, wird an die Aufnahme­ plattform 5 a durch Auf- und Abwärtsbewegen der Aufnahmeplattform 5 a übergeben, der Werkzeugkopf 9, der dem Werkstück 1 entspricht, wird in die erste Arbeitsposition verschoben und abgesenkt, das Lösen der Spannvorrichtung 13 wird durch die Betätigungseinrich­ tungen 14 bewirkt, und das Werkstück 17 wird durch die Halte­ einrichtung 12 festgehalten. Der Werkzeugkopf 9 wird dann an­ gehoben und in die zweite Arbeitsposition bewegt, wo nach dem Lösen der Haltevorrichtung 12 das Werkstück 1 an der zweiten Station 6 durch die Auf- und Abbewegung der Aufnahmeplattform 6 a an die Aufnahmeplattform 6 a abgegeben wird. Das Werkstück 1 wird dann von der Plattform 6 a an das anschließende Förderband 18 übergeben.

Die Palette 2 wird nach Abnahme des Werkstücks 1 von der Auf­ nahemplattform 5 a an das angeschlossene Förderband 17 abgege­ ben und dann über eine Umführung 27 an das Förderband 17 zurückgegeben, das an die vorerwähnte Aufnahme-Vor­ richtung am Anfang der Fertigungsstraße 3 angeschlossen ist.

Beim beschriebenen Ausführungsbeispiel wurde angegeben, daß die Werkzeugkköpfe 9 entsprechend unterschiedlich ausgeführter Werkstücke 1 unterschiedlich ausgestaltet wären. Wenn jedoch die Werkstücke alle gleich gestaltet sind, so können auch die Werkzeugkköpfe 9 alle gleich sein, und dann kann die Arbeits­ produktivität dadurch weiter erhöht werden, daß die Transport­ bewegung des Werkstücks 1 in der zweiten Arbeitsposition gleichzeitig mit den Operationen bei der ersten Arbeitsposi­ tion ausgeführt werden.

Nach der Erfindung ist also jeder Werkzeugkopf 9, der von ringförmigen Schienen 8, 8 a getragen wird, mit einer Halteeinrichtung 12 für das Werkstück 1 und Betätigungseinrichtungen 14 für eine Spannvorrichtung 13 auf der Palette 2 versehen, und diese Werkzeugköpfe 9 sind so angeordnet, daß jeder gewünschte Werkzeugkopf von ihnen ausgewählt und zwischen einer ersten Arbeitsposi­ tion, die gegenüber einer Station für eine zu beladende oder zu entladende Palette 2 und einer zweiten Arbeitsposition ge­ genüber einer zweiten Station für die Be- bzw. Entladung eines Werkstücks 1 transportiert werden kann. Solche Operatio­ nen können also nacheinander durch einen einzigen gemeinsamen Werkzeugkopf 9 durchgeführt werden. Das Werkstück 1 wird dabei durch Haltemittel festgehalten und von einer der beiden Stationen zur anderen bewegt. Die Spannvorrichtung 13, die auf der Palette 2 vorgesehen ist, wird durch die Betätigungseinrichtung 14 zu betätigen. Dies ergibt eine Verbesserung der Arbeitsproduktivität und eine Einsparung von Wartezeiten, wie sie bei bekannten Anordnungen auftreten, bei denen die Trans­ porteinrichtungen für ein Werkstück und die Spannvorrichtungen voneinander getrennt vorgesehen sind. Außerdem kann die Vor­ richtung, wenn die verschiedenen Werkzeugköpfe 9 so unterschied­ lich ausgebildet sind, daß sie zu unterschiedlichen Werkstück­ formen passen, und der dem Werkstück 1 entsprechende Werkzeug­ kopf 9 ausgewählt und betätigt wird, jedem Wechsel der Werkstück­ form angepaßt werden.

Claims (7)

1. Vorrichtung zum Aufbringen bzw. Entfernen eines Werkstücks (1) auf eine bzw. von einer Palette (2) durch Spannen bzw. Lösen einer auf der Palette (2) angeordneten Spanneinrich­ tung (13), wobei das auf der Palette (2) aufgespannte Werkstück (1) einer Bearbeitung unterwerfbar ist bzw. war, dadurch gekennzeichnet,
daß die Vorrichtung eine zentrale Stützsäule (7) aufweist,
daß die Stützsäule (7) auf einer Seite eine erste Station (5) zum Empfang einer zugeführten zu beladenden bzw. zum Ab­ geben einer abzuführenden entladenen Palette (2) und auf einer anderen Seite eine zweite Station (6) zum Empfang eines zugeführten auf einer Palette (2) zu befestigenden Werkstücks (1) bzw. zur Abgabe eines abzuführenden von der Palette (2) gelösten Werkstücks (1) aufweist,
daß die Stützsäule (7) durch Schienen (8) ringförmig umge­ ben ist,
daß die Schienen (8) mindestens einen Handhabungs-Werkzeug­ kopf (9) tragen,
daß eine der Stützsäule (7) zugeordnete Indexeinrichtung (11) den Handhabungs-Werkzeugkopf (9) selektiv zwischen einer der ersten Station (5) zugeordneten ersten Arbeitsstellung und einer der zweiten Station (6) zugeordneten zweiten Ar­ beitsstellung, und umgekehrt, bewegt, und
daß der Handhabungs-Werkzeugkopf (9) eine Halteein­ richtung (12) für ein Werkstück (1) und eine Betäti­ gungseinrichtung (14) zum Spannen bzw. Lösen der Spann­ einrichtung (13) einer in der ersten Station (5) be­ findlichen Palette (2) aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie am Anfang einer Fertigungsstraße (3) angeordnet ist und das auf der Palette (2) befestigte Werkstück (1) der Fertigungsstraße (3) zwecks Transport längs dieser zuführt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie am Ende einer/der Fertigungsstraße (3) angeord­ net und das auf der Palette (2) befestigte Werkstück (1) nach Transport längs der Fertigungsstraße (3) zwecks Lösen des Werkstücks (1) von der Palette (2) empfängt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Indexeinrichtung (11) einen Elektromotor (11 a) zum Antrieb eines Malteserkreuzgetriebe-Stiftes (11 b), einen Malteserkreuzgetriebe-Indextisch (11 c) zum Ein­ griff in den Malteserkreuzgetriebe-Stift (11 b), einen am Vorderende eines von dem Malteserkreuzgetriebe-In­ dextisch (11 c) wegragenden Arms (11 d) angeordneten Kop­ pelstift (11 e) und einen Druckluftzylinder (11 f) zur Bewegung des Koppelstiftes (11 e) aufweist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtung (12) mehrere Greifhaken (12 a) zum Halten des Werkstücks (1) und einen Druckluftzylin­ der (12 b) aufweist, der die Greifhaken (12 a) aus der Haltestellung bzw. in die Haltestellung bewegt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Spanneinrichtung (13) mindestens ein Spannglied (13 a), das in der Einspannstellung an einer stufenförmi­ gen Spannfläche (1 a) des auf der Palette (2) angeordne­ ten Werkstücks (1) angreift, und einen Spannbolzen (13 b) aufweist, der das Spannglied (13 a) in die bzw. aus der Einspannstellung bewegt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung (14) einen pneumatischen Spannbolzendreher (14 a) aufweist, der zum Spannen bzw. zum Lösen an dem Spannbolzen (13 b) der Spanneinrich­ tung (13) angreift.