DE3420134C2 - Vorrichtung zum Ein- und Ausladen von Werkstücken in einer Presse - Google Patents

Vorrichtung zum Ein- und Ausladen von Werkstücken in einer Presse

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Ein- und Ausladen von Werkstücken in eine und/oder aus einer Presse entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Eine solche Vorrichtung ist aus der DE-28 47 543 C3 bekannt. Das Parallelgestänge der bekannten Anordnung ist mit zwei parallelen, in festen Drehpunkten gelagerten Antriebshebeln verbunden, von denen einer in Art eines Kurbelarmes auf einer Antriebswelle sitzt und durch eine Kurvensteuerung auf eine Verlängerung eines Hebels des Parallelogrammgestänges wirkt. Durch diese Kurvensteuerung mit entsprechendem Getriebe wird eine gewünschte Bewegungsrichtung des Trägerarmes, mit dem ein lösbares Festhalten eines Werkstückes erreicht wird, erzeugt.
Die bekannte Vorrichtung hat den Nachteil, daß das Bewegungsgetriebe mechanisch sehr aufwendig konstruiert ist und wirkt, insbesondere die Bewegungssteuerung durch die Kurvenscheibe beinhaltet eine nachteilige Lösung.
Aufgabe der Erfindung ist es, den Bewegungsablauf beim Ein- und Ausladen einer Presse der genannten Art durch eine vereinfachte und in ihrer Wirkung verbesserte Anordnung zu ersetzen.
Die Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfinderischen Lösung ergeben sich aus den Unteransprüchen 2-9.
Die erfindungsgemäße Ein- und/oder Ausladevorrichtung enthält einen Tragrahmen, der an die gewünschte Verarbeitungsmaschine montiert wird. Der Tragrahmen weist einen hieran befestigten Schlitten auf, der relativ zum Tragrahmen und somit zur Verarbeitungsmaschine durch eine erste Antriebsvorrichtung auf und ab bewegt wird. Der Schlitten trägt ein Parallelogrammgestänge, das ein oberes Verbindungsstück, das relativ zum Schlitten vertikal auf und ab bewegbar am Schlitten angebracht ist, ein unteres Verbindungsstück und zwei seitliche Verbindungsstangen gleicher Länge enthält, die das obere und das untere Verbindungsstück in einer vertikalen Ebene verbinden. Mit dem unteren Verbindungsstück des Parallelogrammgestänges ist eine Trägervorrichtung verbunden, mit der ein Werkstück lösbar gehalten werden kann, um es in und/oder aus einer Verarbeitungsmaschine ein- bzw. auszuladen. Ein Antriebshebel, der die halbe Länge jeder dieser seitlichen Verbindungsstangen des Parallelogrammgestänges aufweist, ist an einem Ende drehbar an dem Schlitten und am anderen Ende drehbar im Mittelpunkt einer dieser seitlichen Verbindungsstangen befestigt. Eine zweite Antriebsvorrichtung arbeitet so, daß der Antriebshebel um einen vorgegebenen Winkel in zwei Richtungen schwingt.
Die oben genannte Schwingbewegung des Antriebshebels hat zur Folge, daß das obere Verbindungsstück des Parallelogrammgestänges sich relativ zum Schlitten auf und ab bewegt, und daß sich das untere Verbindungsstück des Parallelogrammgestänges linear in horizontaler Richtung hin- und herbewegt. Diese horizontale Hin- und Herbewegung des Parallelogrammgestänges ist mit der Auf- und Abbewegung des Schlittens relativ zum Tragrahmen kombiniert, damit die am unteren Verbindungsstück befestigte Trägervorrichtung die Verarbeitungsmaschine be- und /oder entladen kann. Die horizontale Hin- und Herbewegung der Trägervorrichtung ist besonders für ein gleichmäßiges, ununterbrochenes Ein- und Ausladen von im allgemeinen tafelförmigen Werkstücken in und aus den Formen einer Presse wünschenswert.
Die zweite Antriebsvorrichtung weist eine Antriebsverbindung zur Übertragung der in zwei Richtungen ablaufenden Rotationen eines rotierenden Antriebes auf die Antriebsmittel zur Auf- und Abbewegung des Schlittens relativ zu dem Tragrahmen auf. Ferner weist dieser Antrieb Verbindungsmittel auf, wodurch der Schlitten und der rotierende Antrieb bei seiner Auf- und Abbewegung in horizontaler Richtung relativ zum Tragrahmen verschiebbar wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform enthalten die erste und die zweite Antriebsvorrichtung Stellmotoren, die beide an dem Tragrahmen statt an dem Schlitten befestigt sind, und die mechanisch mit diesem verbunden sind, um eine Auf- und Abbewegung bzw. die Schwingbewegung des Antriebshebels zu bewirken. Der Schlitten ist dadurch frei vom Gewicht der beiden Stellmotoren, wodurch die Belastung des Stellmotors für die vertikale Bewegung des Schlittens vermindert wird. Der Stellmotor der ersten Antriebsvorrichtung kann am Tragrahmen befestigt sein, da er den Schlitten über eine Zahnstangen- und Zahnradvorrichtung bewegt. Der Stellmotor der zweiten Antriebsvorrichtung muß jedoch verschiebbar relativ zum Tragrahmen angebracht sein, da dieser zweite Stellmotor eingesetzt wird, um eine in zwei Richtungen ablaufende Drehbewegung des auf dem vertikal bewegbaren Schlitten angebrachten Antriebshebels zu vermitteln. Somit ist der zweite Stellmotor horizontal verschiebbar an dem Tragrahmen befestigt und mit dem Schlitten über Spannanker verbunden, so daß die Drehmomentübertragung vom zweiten Stellmotor zum Antriebshebel trotz der variablen vertikalen Position des Schlittens möglich ist.
Beispielhafte Ausführungsformen werden im folgenden unter Hinweis auf die Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht einer Presse, die gemäß dem erfindungsgemäßen Konzept konstruiert ist; die Ansicht zeigt zwei Preßstationen zusammen mit zugeordneten erfindungsgemäßen Ein- und Ausladevorrichtungen und einer Fördereinrichtung;
Fig. 2 eine Draufsicht auf die Presse der Fig. 1;
Fig. 3 eine Stirnansicht der Presse zusammen mit der zugeordneten erfindungsgemäßen Ein- und Ausladevorrichtung und einer Fördereinrichtung;
Fig. 4 eine vergrößerte Seitenansicht der wesentlichen Teile der erfindungsgemäßen Ein- und Ausladevorrichtung, wie sie in der Presse der Fig. 1 benutzt werden (ein Teil ist unterbrochen gezeichnet, um andere Teile zu zeigen);
Fig. 5 einen vertikalen Schnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung der Fig. 4;
Fig. 6 einen horizontalen Schnitt längs der Linie VI-VI der Fig. 5;
Fig. 7 einen horizontalen Schnitt längs der Linie VII-VII der Fig. 5.
In den Fig. 1 bis 3 ist eine automatische Presse dargestellt, die zwei Preßstationen 20 und 22 aufweist, die im Abstand zueinander angeordnet sind. Eine Fördereinrichtung 24, wie ein standardmäßiges Förderband mit einem bewegten Endlosband 26, überbrückt den Zwischenraum zwischen den beiden Preßstationen 20 und 22. Eine Werkstückablage 28 ist auf dem Förderband montiert dargestellt, um ein Werkstück W während des Transportes von einer Preßstation zur anderen (z. B. von der Preßstation 20 zur Preßstation 22) auf dem Förderband festzuhalten.
Jede der beiden Ein- und Ausladevorrichtungen 30 sind hier an den gegenüberliegenden Enden der Preßstationen 20 und 22 anmontiert dargestellt sind. In der dargestellten Ausführungsform (Fig. 1 und 2) entnimmt die linke Ein- und Ausladevorrichtung 30 jedes Werkstück W aus der linken Preßstation 20 und legt sie auf die Werkstückablage 28, während diese auf der äußersten linken Seite des Förderbandes 24 gehalten wird. Dieses Förderband überführt das abgelegte Werkstück W zur äußersten rechten Seite. Dann nimmt die rechte Ein- und Ausladevorrichtung das Werkstück W von der Werkstückablage 28 auf und führt es in die rechte Preßstation 22 ein. Die Fördereinrichtung 24 kann auf einem geeigneten Schlitten 31 montiert sein, um sie, falls erforderlich, schnell aus dem Raum zwischen den Preßstationen 20 und 22 zurückzuziehen.
Die beiden Ein- und Ausladevorrichtungen 30 sind identisch in der Konstruktion, außer daß sie in entgegengesetzten Richtungen an den Preßstationen 20 und 22 anmontiert sind. Demgemäß trifft die Beschreibung der einen Ein- und Ausladevorrichtung 30 auch auf die andere Ein- und Ausladevorrichtung zu.
In den Fig. 4 bis 7 ist in größeren Einzelheiten eine der Ein- und Ausladevorrichtungen 30 dargestellt. Aus diesen Figuren ist zu entnehmen, daß die dargestellte Ein- und Ausladevorrichtung 30 im allgemeinen einen kastenförmigen Tragrahmen 32 aufweist. Außerhalb des Tragrahmens 32 ist ein vertikal angeordneter Schlitten 34 befestigt, der ein relativ schmales Oberteil 36 und ein breites Unterteil 38 aufweist. Das schmale Oberteil 36 des Schlittens 34 weist zwei Flansche 40 auf, die sich auf gegenüberliegenden Seiten des Schlittens 34 vertikal erstrecken. Diese Flansche 40 stehen im Eingriff mit zwei Sätzen von Führungsrollen 42 auf dem Tragrahmen 32. Das breite Unterteil 38 des Schlittens 34 weist zwei Flansche 44 auf, die im Eingriff mit zwei Sätzen von Führungsrollen 46 auf dem Tragrahmen 32 stehen. Dadurch rollt der Schlitten 34 relativ zum Tragrahmen 32 auf und ab. Die Führungsrollen 42 und 46 sind so angeordnet, daß sie den Schlitten 34 gegen Verschiebungen in eine andere als die vertikale Richtung schützen. Zwei Anschläge 48 auf dem Tragrahmen 32 begrenzen die vertikale Auf- und Abbewegung des Schlittens 34.
In den Fig. 5 und 6 ist eine Antriebsvorrichtung 50 (nachfolgend als vertikale Antriebsvorrichtung bezeichnet) für die vertikale Verschiebung des Schlittens 34 gezeigt. Die vertikale Antriebsvorrichtung 50 enthält einen in zwei Richtungen rotierenden Antrieb, vorzugsweise einen Stellmotor 52, der im Inneren an dem Tragrahmen 32 befestigt ist. Der Stellmotor 52 ist über einen Treibriemen 54 mit einem Untersetzungsgetriebe 56 verbunden, das ebenfalls am Tragrahmen 32 befestigt ist. Das Untersetzungsgetriebe 56 weist ein Zahnrad 58 auf, das fest auf der Antriebswelle 60 des Untersetzungsgetriebes 56 montiert ist und formschlüssig in eine aufrecht angeordnete Zahnstange 62 eingreift, die mit dem Schlitten 34 durch einen Schlitz 64 im Tragrahmen 32 befestigt ist. Somit läuft der Schlitten 34 entsprechend der in zwei Richtungen ablaufenden Rotation des Stellmotors 52 auf und ab.
In den Fig. 4 und 5 ist ein flüssigkeitsbetriebener Zylinder 66 gezeigt, der funktionsmäßig zwischen dem Tragrahmen 32 und dem Schlitten 34 angeordnet ist. Dieser Zylinder 66 balanciert die auf dem Schlitten 34 liegende Last aus und vermindert somit die Belastung des Stellmotors 52.
Ebenfalls in den Fig. 4 und 5 ist ein Parallelogrammgestänge 68 dargestellt, das an dem Schlitten 34 befestigt ist. Das Parallelogrammgestänge 68 enthält ein oberes Verbindungsstück 70, zwei seitliche Verbindungsstangen 72 und 74 und ein unteres Verbindungsstück 76. Wie in Fig. 6 zu sehen ist, ist das obere Verbindungsstück 70 als polygonale ebene Platte dargestellt, die eine Vielzahl von Rollen 78 aufweist, welche im Eingriff mit der Führungsschiene 80 stehen, die sich vertikal auf dem Schlitten 34 erstreckt. Demgemäß rollt das obere Verbindungsstück 70 bezüglich des Schlittens 34 längs der Führungsschiene 80 auf und ab. Die Anordnung der Laufrollen 78 ist bezüglich der Führungsschiene 80 so ausgelegt, daß eine Verschiebung des oberen Verbindungsstücks 70 in eine andere als die vertikale Richtung verhindert wird.
Die zwei seitlichen Verbindungsstangen 72 und 74 des Parallelogrammgestänges 68 sind gleich lang und liegen in einer vertikalen Ebene im Abstand parallel nebeneinander. Die oberen Enden der seitlichen Verbindungsstangen 72 und 74 sind drehbar an dem oberen Verbindungsstück 70 in Punkten befestigt, die in horizontaler Richtung bzw. in Längsrichtung der Presse auseinander liegen. Die unteren Enden der seitlichen Verbindungsstangen 72 und 74 sind an dem unteren Verbindungsstück 76 ebenfalls in Punkten drehbar befestigt, die horizontal in Längsrichtung der Presse auseinander liegen.
An der Unterseite des unteren Verbindungsstücks 76 hängt über einem Halter 82 ein Tragarm 84, mit dem jedes Werkstück W lösbar gehalten und getragen werden kann, um dieses Werkstück W in die Preßstation 20 oder 22 ein- bzw. aus der Preßstation 20 oder 22 auszuladen. Der Tragarm 84 weist eine Mehrzahl von nach unten gerichteten Saugnäpfen 86 auf, die durch Ansaugen ein Anhaften jedes Werkstückes W bewirken. Der Tragarm 84 mit seinen Saugnäpfen 86 wird mit dem Schlitten 34 durch die vertikale Antriebsvorrichtung 50 vertikal und durch das Parallelogrammgestänge 68 horizontal bewegt, das seine eigenen Antriebsmittel, wie nachfolgend ausgeführt, aufweist.
Wie in den Fig. 4 und 5 gezeigt ist, wird ein Antriebshebel 88 für die Drehung der beiden seitlichen Verbindungsstangen 72 und 74 des Parallelogrammgestänges 68 um ihre Achsen an dem oberen Verbindungsstück 70 verwendet. Ein Ende des Antriebshebels 88 ist fest mit einer Spindel 90 verbunden, die drehbar am unteren Ende des Schlittens 34 befestigt ist, so daß diese Spindel 90 sich senkrecht zur Ebene des Parallelogrammgestänges 68 erstreckt. Das andere Ende des Antriebshebels 88 ist drehbar am Mittelpunkt 92 der seitlichen Verbindungsstange 72 des Parallelogrammgestänges 68 befestigt. Der Antriebshebel 88 hat eine Länge, die gleich der halben Länge jeder seitlichen Verbindungsstange 72 oder 74 des Parallelogrammgestänges 68 ist. Folglich schwingen mit dem Hin- und Herschwingen des Antriebshebels 88 um die Spindel 90 die beiden seitlichen Verbindungsstangen 72 und 74 des Parallelogrammgestänges 68 in einer vertikalen Ebene vor und zurück, wobei dessen oberes Verbindungsstück 70 auf dem Schlitten 34 auf- und abrollt, um so die gewünschte horizontale Hin- und Herbewegung des Tragarms 84 zu bewirken.
In den Fig. 5 und 7 ist ein Antriebsmechanismus 94 für die Drehung in zwei Richtungen des Antriebshebels 88 um die Spindel 90 gezeigt, wodurch das Parallelogrammgestänge 68 den Tragarm 84 horizontal hin und her bewegt. Diese zweite Antriebsvorrichtung 94 wird im folgenden im Gegensatz zur vertikalen Antriebsvorrichtung 50 als horizontale Antriebsvorrichtung 94 bezeichnet.
Die horizontale Antriebsvorrichtung 94 enthält einen in zwei Richtungen rotierenden Antrieb, wie einen Stellmotor 96, der an den Tragrahmen 32 anmontiert ist. Eine Antriebsverbindung, wie ein Treibriemen 98, verbindet den Stellmotor 96 mit dem Untersetzungsgetriebe 100, das an dem Unterteil 38 des Schlittens 34 befestigt ist. Die Riemenscheiben 102 und 104, um die der Treibriemen 98 liegt, weisen den gleichen Durchmesser auf. Das Untersetzungsgetriebe 100 weist ein Zahnrad 106 auf, das an der Antriebswelle 108 des Untersetzungsgetriebes 100 starr befestigt ist. Dieses Zahnrad 106 greift in ein Sektorzahnrad 110 ein, das koaxial an der Spindel 90 angeordnet ist und das sich in zwei Richtungen um einen vorgegebenen Winkel dreht. Somit schwingt der Antriebshebel 88 um die Spindel 90 vor und zurück, wenn die in zwei Richtungen ablaufende Rotation des Stellmotors 96 über den Antriebsriemen 98, das Untersetzungsgetriebe 100 und die ineinander greifenden Zahnräder 106 und 110 hierher übertragen werden. Es tritt jedoch ein Problem auf, wenn der Stellmotor 96 an dem Tragrahmen 32 befestigt ist und der Antriebshebel 88 mit dem Schlitten 34 relativ zum Tragrahmen 32 auf und ab läuft. Die Drehmomentübertragung vom Stellmotor 96 zum Antriebshebel 88 muß trotz der vertikalen Verschiebung des Schlittens 34 exakt erfolgen.
Eine Lösung dieses Problems stellt die verschiebbare oder rollende Befestigung des Stellmotors 96 am Tragrahmen 32 dar, so daß der Stellmotor 96 in horizontaler Richtung senkrecht zur Ebene des Schlittens 34 und des Parallelogrammgestänges 68 verschiebbar ist. In der dargestellten Ausführungsform ist der Stellmotor 96 längs zweier Führungen 112 beweglich, die am Tragrahmen 32 befestigt sind. Zwei Spannanker 114 oder ähnliche Verbindungsmittel verbinden das Gehäuse des Stellmotors 96 mit dem Gehäuse des Untersetzungsgetriebes 100, um bei der vertikalen Bewegung des Schlittens 34 eine horizontale Verschiebung des Stellmotors 96 zu bewirken.
Obwohl die elektrischen Einzelheiten dieser und anderer Ein- und Ausladevorrichtungen 30 nicht dargestellt sind, sei darauf hingewiesen, daß der Stellmotor 52 der vertikalen Antriebsvorrichtung 50 und der Stellmotor 96 der horizontalen Antriebsvorrichtung 94 von getrennten, geschlossenen, numerischen Kontrolleinheiten (CNCs) gesteuert werden. Die vertikalen und horizontalen Bewegungen des Tragarms 84 sind dadurch unabhängig voneinander veränderbar.
Ein flüssigkeitsbetriebener Zylinder 116 ist funktionsmäßig zwischen dem Schlitten 34 und dem Antriebshebel 88 angeordnet, um das auf dem Antriebshebel 88 lastende Gewicht während der Überführung des Werkstückes W auszubalancieren. Dieser Zylinder 116 dient zur Verminderung der Belastung des Stellmotors 96.
Der Tragrahmen 32 jeder Ein- und Ausladevorrichtung 30 ist auf einem fahrbaren, selbstangetriebenen Schlitten 118 für eine Bewegung längs einer an den entsprechend zugeordneten Preßstationen 20 oder 22 befindlichen Fahrbahn 120 montiert. Die Fahrbahn 120 erstreckt sich horizontal und im rechten Winkel zur Transportrichtung der Werkstücke W. Die gesamte in den Fig. 4 bis 7 dargestellte Vorrichtung ist längs einer Fahrbahn 120 bewegbar und relativ zu dem selbstangetriebenen Schlitten 118 auf- und abbewegbar.

Claims (10)

1. Vorrichtung zum Ein- und Ausladen von Werkstücken in eine und/oder aus einer Presse, mit
  • a) einem Tragrahmen (32), der an der Presse (20, 22) anbringbar ist,
  • b) einem Schlitten (34), der an dem Tragrahmen (32) gelagert und bezüglich des Tragrahmens (32) auf und ab bewegbar ist,
  • c) einer ersten Antriebsvorrichtung (50) für die kontrollierte Auf- und Abbewegung des Schlittens (34) relativ zu dem Tragrahmen (32),
  • d) einem Parallelogrammgestänge (68), das
  • (1) ein oberes Verbindungsstück (70), das auf und ab bewegbar an dem Schlitten (34) befestigt ist,
  • (2) ein unteres Verbindungsstück (76) und
  • (3) zwei seitliche Verbindungsstangen (72, 74) umfaßt, die in einer vertikalen Ebene parallel zueinander angeordnet sind und die an einem Ende drehbar in horizontal beabstandeten Punkten an dem oberen Verbindungsstück (70) und am anderen Ende drehbar in horizontal beabstandeten Punkten an dem unteren Verbindungsstück (76) gelagert sind,
  • e) einer Trägervorrichtung (84), die an dem unteren Verbindungsstück (76) des Parallelogrammgestänges (68) befestigt ist und die zum lösbaren Festhalten eines Werkstückes dient, das in die Presse ein und/oder aus der Presse auszuladen ist,
  • f) einem Antriebshebel (88), der an einem Ende drehbar an dem Schlitten (34) und am anderen Ende drehbar am Mittelpunkt (92) einer der seitlichen Verbindungsstangen (72, 74) befestigt ist,
  • g) einer zweiten Antriebsvorrichtung (94) für die in zwei Richtungen relativ zu dem Schlitten (34) ablaufende Drehbewegung des Antriebshebels (88) zur hin- und hergehenden Bewegung der Trägervorrichtung (84) in horizontaler Richtung durch das Parallelogrammgestänge (68),
dadurch gekennzeichnet, daß
  • h) die Verbindungsstangen (72, 74) gleiche Längen haben,
  • i) der Antriebshebel (88) eine Länge aufweist, die gleich der halben Länge jeder der seitlichen Verbindungsstangen (72, 74) ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der rotierende Antrieb ein Stellmotor (96) ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb einen Treibriemen (98) umfaßt.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Verbindungsmittel ein Paar Spannanker (114) vorgesehen sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß
  • a) die erste Antriebsvorrichtung (50) einen an dem Tragrahmen (32) befestigten, in zwei Richtungen rotierenden Antrieb und
  • b) Mittel zum Umsetzen der in zwei Richtungen ablaufenden Drehbewegung des rotierenden Antriebs in eine lineare Auf- und Abwärtsbewegung des Schlittens (34) umfaßt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß dieser rotierende Antrieb ein Stellmotor (52) ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß diese Mittel zum Umsetzen der in zwei Richtungen ablaufenden Drehbewegung des rotierenden Antriebs in eine lineare Auf- und Abwärtsbewegung dieses Schlittens (34)
  • a) ein Zahnrad (58), das von diesem rotierenden Antrieb antreibbar ist, und
  • b) eine Zahnstange (62) enthalten, die an diesem Schlitten (34) befestigt ist und die in dieses Zahnrad (58) eingreift.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen flüssigkeitsbetriebenen Zylinder (66), der funktionsmäßig zwischen diesem Tragrahmen (32) und diesem Schlitten (34) angeordnet ist, um die auf diesem Schlitten (34) liegende Last auszubalancieren.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen flüssigkeitsbetriebenen Zylinder (116), der funktionsmäßig zwischen diesem Schlitten (34) und dem Antriebshebel (88) zum Ausbalancieren der auf diesem Antriebshebel (88) liegenden Last angeordnet ist.
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