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Einrichtung zum Zuführen von Werkstücken
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Die vorgeschlagene Einrichtung bezieht sich auf das Zuführen von Werkstücken
in Werkstücke bearbeitenden Maschinen, wie beispielsweise Bohr- und Fräsmaschinen
oder für beide Verarbeitungsverfahren geeignet#Werkzeugmaschinen.
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Es ist bekannt, daß derartige Maschinen u.a. eine einen Flächenbereich
überstreichende Greifeinrichtung zum Entnehmen der Werkzeuge aus einem innerhalb
des Flächenbereiches angeordneten Halter und zum Einsetzen der Werkzeuge in den
Werkzeughalter der Bearbeitungsmaschine sowie einen Bearbeitungstisch mit Halteeinrichtung
für die Werkstücke enthalten können.
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Derartige Maschinen enthalten oftmals einen sog. Werkzeugspeicher,
d.h. eine Halteeinrichtung für im Laufe mehrerer Bearbeitungsvorgänge benötigte
Werkzeuge, einen umlaufenden Revolver oder eine umlaufende als Magazin für Werkzeuge
dienende Kette. Durch eine entsprechende Greifeinrichtung werden üblicherweise die
jeweils benötigten Werkzeuge dem Speicher für die Werkzeuge entnommen und der Bearbeitungsstelle,
beispielsweise dem Bohrfutter einer Bohrmaschine oder der Spanneinrichtung an sog.
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Fräsköpfen zugeführt. Dabei sind die Greifeinrichtungen derart ausgeführt,
daß sie die Werkzeuge nicht nur an die Bearbeitungsstelle bringen, sondern darüber
hinaus derart ablegen, daß sie an der Bearbeitungsstelle von an den Bearbeitungsköpfen
befindlichen Greifern, Kupplungen oder dgl. ergriffen werden können. Auf diese Weise
kommt es zu einer automatischen Zufuhr an die jeweilige und zum selbsttätigen Spannen
des jeweils benötigten
Werkzeugs an der jeweiligen Bearbeitungsstelle.
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Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, nicht
nur Werkzeuge, sondern mit den für die Zufuhr der Werkzeuge in der Maschine bereits
befindlichen Greifeinrichtungen auch Werkstücke der jeweiligen Bearbeitungsstelle
zuzuführen. Dies soll auf eine möglichst kostengünstige Weise durchgeführt werden
und darüber hinaus derart beschaffen sein, daß sie in bereits vorhandene Werkzeugmaschinen
ohne größeren Umbau eingefügt werden kann.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in die in Rede stehende Werkzeugmaschine
eine Zuführeinrichtung für zu bearbeitende Werkstücke eingesetzt wird und zwar derart,
daß ein Ende der Zuführeinrichtung in der Nähe des Randes, jedoch innerhalb des
von der Greifeinrichtung für die Werkzeuge überstrichenen Flächenbereiches liegt.
Dabei soll mindestens eines der in den Werkzeughalter einsetzbaren Werkzeuge mit
einem Magneten oder einem anderen Greifwerkzeug versehen sein.
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Ferner wird vorgeschlagen, daß die Neigung der Zuführeinrichtung für
die Werkstücke einstellbar und ihr unteres Ende mit einem Anschlag zum Anhalten
der Werkstücke versehen ist. Daneben ist es vorteilhaft, den Bearbeitungstisch für
die Werkstücke als sog. Magnet-Spanntisch auszubilden, damit die Werkstücke auf
diesem Tisch mit magnetischen Kräften festgehalten werden können.
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Aufgrund der vorgeschlagenen Lösung wird es möglich, mit Hilfe der
bereits innerhalb der Werkzeugmaschine befindlichen Greifeinrichtung für die Werkzeuge
auch kleinere und damit leichtere Werkstücke
selbsttätig mit Hilfe
einer entsprechenden, dem Arbeitsprogramm eingegebenen Steuerung des Greifarmes
derart passgenau auf den ebenfalls in der Werkzeugmaschine bereits vorhandenen Bearbeitungstisch
abzulegen, daß sie dort gegebenenfalls selbsttätig ergriffen und auch genügend fest
zum Zwecke des Bearbeitens gespannt werden können.
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Anhand zweier in den beigefügten Figuren schematisch abgebildeter,
den Erfindungsgedanken nicht begrenzender Ausführungsbeispiele wird die vorgeschlagene
Einrichtung nunmehr näher erläutert. In den Figuren sind im vorliegenden Zusammenhang
nicht wesentliche Maschinenteile wegen einer übersichtlicheren Darstellungsweise
nicht gezeichnet, da sie dem Fachmann ohnehin hinreichend bekannt sind.
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Die einzelnen Figuren bedeuten: Fig. 1 : Ansicht von oben auf die
vorgeschlagene Einrichtung Fig. 2 : teilweise aufgeschnittene Seitenansicht der
vorgeschlagenen Einrichtung Fig. 3 : Ansicht von oben auf das zweite Ausführungsbeispiel
Fig. 4 : teilweise aufgeschnittene Seitenansicht des zweiten Ausführungsbeispiels
Fig. 5 : erstes Ausführungsbeispiel eines Greifwerkzeuges in einem anderen Maßstab
als die Fig. 1 bis 4
Fig. 6 : zweites Ausführungsbeispiel für ein
Greifwerkzeug im gleichen Maßstab wie Fig. 5 Eine Werkzeugmaschine enthält u.a.
eine Seitenwand 1 und ein Fundament 2. Auf dem Fundament kann ein Werkstücke aufnehmender
tisch 3 in Richtung des Pfeiles 4 hin- und herverschoben werden.
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An der Seitenwand 1 ist ein Halter 5 befestigt, welcher Schlitze 6,
7, 8, 9 und 10 aufweist. In diese Schlitze können Werkzeuge 11, 12, 13, 14 und 15
eingesetzt werden.
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An der Seitenwand 1 ist ferner eine Konsole 16 befestigt, auf welcher
eine Greifeinrichtung um die geometrische Achse 17 schwenkbar befestigt ist.
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Die Greifeinrichtung besteht im wesentlichen aus einem ersten Greifarm
18 und einem zweiten Greifarm 19. Die Greifarme 18 und 19 sind durch ein Gelenk
20 miteinander verbunden und können mit Hilfe eines Druckmittelzylinders 21 gegeneinander
verdreht werden. Der Greifarm 18 ist ferner mit Hilfe eines nicht dargestellten
Motors um die geometrische Achse 17 drehbar.
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Der Greifarm 19 enthält ein Gelenk 22 und einen Druckmittelzylinder
23, so daß der vordere Teil 24 des zweiten Greifarmes 19 verschwenkt werden kann.
An dem vorderen Teil 24 ist die eigentliche Greifeinrichtung 25 für die Werkzeuge
befestigt, welche mit Hilfe eines in dem Gehäuse 26 befindlichen Druckmittelzylinders
in Richtung des Pfeiles 27 vertikal verschoben werden kann.
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Quer zur Verschieberichtung des Werkstücktisches 3 ist eine Traverse
28 innerhalb der Werkzeugmaschine und
oberhalb des Werkstücktisches
angeordnet. Die Traverse 28 weist eine Schwalbenschwanzführung 29 auf, längs derer
ein Werkzeugkopf 30 verschoben werden kann.
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Der Teil 31 des Werkzeugkopfes 30 kann in Richtung des Pfeiles 32
vertikal verschoben werden. Eine Konsole 33 ist ebenfalls mit dem Teil 31 des Werkzeugkopfes
30 derart verbunden, daß auf ihm ein Werkzeug, beispielsweise das Werkzeug 13 abgelegt,
positioniert und befestigt werden kann. Der Werkzeugkopf 30/31und die Konsole 33
bilden somit einen innerhalb der Werkzeugmaschine befindlichen Werkzeughalter.
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Durch Verschwenken des ersten Greifarmes 18 um die geometrische Achse
17 sowie Verschwenken des zweiten Greifarmes 19 um das Gelenk 20 wird durch die
Greifeinrichtung insgesamt ein Flächenbereich überstrichen, dessen maximale Größe
durch den Kreisbogen 34 angedeutet ist.
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Innerhalb der Werkzeugmaschine ist eine weitere Konsole 35 im wesentlichen
in der Längsrichtung des Werkstücktisches 3 liegend und oberhalb von diesem befestigt,
welche die Grundplatte 36 der Einrichtung für die Zufuhr von Werkstücken trägt.
Die Grundplatte 36 enthält ein Gelenk 37, um das mit Hilfe einer Spindel 38 eine
Platte 39 mit Anschlag 40 verschwenkt werden kann.
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Vorzugsweise wird die Spindel 38 durch eine Mutter 41 geführt, welche
mit Hilfe eines Gelenkes 42 um die Platte 39 verschwenkt werden kann. Mit Hilfe
der Spindel 38 wird es somit ermöglicht, den Winkel 43 von Hand oder motorisch auf
verschiedene gewünschte Größen einzustellen.
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Dieser Winkel 43 kann beispielsweise so groß sein, daß die auf der
Platte 39 hintereinander aufgereihten Werkstücke 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51,
52 und 53 gegen den Anschlag 40 rutschen und dadurch in einer bestimmten
Position
gehalten werden. Das untere Ende 54 der Einrichtung 55 für die Zufuhr der Werkstücke,
welches den Anschlag 40 enthält, befindet sich in der Nähe, aber innerhalb des Kreisbogens
34, d.h. innerhalb des Flächenbereiches, den die zum Entnehmen der Werkzeuge dienende
Greifeinrichtung mit den Greifarmen 18 und 19 überstreicht.
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Die Zuführeinrichtung 55 enthält ferner eine Seitenwand 56, die mit
Hilfe einer mit einem Handrad versehenen Spindel 57 und einer Nürnberger Schere
58 je nach Größe der zu bearbeitenden Werkstücke verstellt werden kann.
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Es muß hinzugefügt werden, daß in einen der jedem Werkzeug zugeordneten
Halter, beispielsweise den Halter des Werkzeuges 14 ein Greifwerkzeug, beispielsweise
ein Magnet 59 anstelle eines spanabhebenden Werkzeuges eingesetzt ist. Es ist aber
auch möglich, daß der Magnet 59 in einen Halter integriert ist, der die gleichen
Abmaße aufweist, wie die übrigen Halter für die übrigen Werkzeuge 11, 12, 13 oder
15.
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Der Werkstücktisch 3 kann Leitungen 60 und 61 für die Zufuhr elektrischen
Stroms enthalten. Es ist aber auch möglich, Spanneinrichtungen 62 und 63 auf dem
Werkstücktisch 3 zu befestigen, welche im Sinne der Pfeile 64 und 65 verstellbar
ausgebildet ist. Diese Spanneinrichtungen können vorzugsweise selbsttätig öffnen
und schließen, so daß zwischen den Spanneinrichtungen oder aber auf der Oberfläche
des Tisches 3 ein Werkstück 66 positioniert und derart festgehalten werden kann,
daß es mit Hilfe der Werkzeuge 11, 12, 13 oder 15 bearbeitet werden kann.
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Mit Hilfe der vorgeschlagenen Einrichtung ist es möglich, die Werkstücke
44 bis 53 zunächst auf der Platte 39 ab-
zulegen. Es ist aber ebenfalls
möglich, weitere Werkstücke durch eine entsprechende Fördereinrichtung der Platte
39 zuzuführen. Das unterste auf der Platte 39 befindliche Werkstück, d.h. das in
Fig. 2 am weitesten links liegende Werkstück 44, liegt am Rande, aber innerhalb
desjenigen Flächenbereiches, der durch die Greifeinrichtung 18/19 überstrichen werden
kann. Die die Greifarme 18 und 19 enthaltende Greifeinrichtung kann durch eine entsprechende
Steuerung nun derart verschwenkt werden, daß sie anstelle eines mit einem spanabhebenden
Werkzeug versehenen Werkzeughalters auch ein solches Werkzeug 14 ergreifen kann,
welches anstelle von spanabhebenden Werkzeugen, wie es die Werkzeuge 11, 12, 13
und 15 sind, mit einem Magneten 59 oder einem ähnlich wirkenden Greifwerkzeug versehen
ist. Nachdem das Greifwerkzeug 14/59 von der Greifeinrichtung 25 des zweiten Greifarmes
19 erfasst worden ist, kann es mit Hilfe der Greifeinrichtung und deren Steuerung
über das Werkstück 44 geführt und dort gegen das Werkstück 44 zur Anlage gebracht
werden. Auf diese Weise wird das Werkstück 44 an dem Magneten 59 befestigt und kann
mit Hilfe der Greifeinrichtung 25 von der Platte 39 abgehoben werden.
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Das Werkstück 44 bleibt an dem Magneten 59 haften, so daß es in einem
nachfolgenden Bearbeitungsprozess an diejenige Stelle geführt werden kann, welche
in einem vorangehenden Bearbeitungsprozess von dem Werkstück 66 eingenommen wurde.
Dies ist insbesondere dann leicht möglich, wenn der Werkstücktisch 3 als magnetisch
spannender Werkstücktisch ausgebildet ist. In diesem Fall muß das Werkstüdc44 von
der an den Greifarmen 18 und 19 befindlichenGreifeinrichtung 25 nur an diejenige
Position gebracht werden, die das Werkstück 66 bisher eingenommen hatte und an dieser
Stelle auf dem Werkstücktisch abgesetzt werden. Durch Einschalten des durch die
Leitungen 60 und 61 fließenden Stroms kann das Werkstück nunmehr auf dem Werkstücktisch
3 genügend stark befestigt werden.
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Es ist aber auch-möglich, daß die Spanneinrichtungen 62 und 63 in
Richtung der Pfeile 64 und 65 selbsttätig verschoben werden können, um damit einerseits
Platz für die Aufnahme eines neuen Werkstücks 44 zu schaffen und andererseits dieses
Werkstück durch Zusammenfahren auf dem Werkstücktisch 3 zu befestigen.
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Nachdem das Werkstück 44 mit Hilfe der Greifeinrichtung 25 positioniert
worden ist, verschwenken die Greifarme 18 und 19 und bringen das mit dem Magneten
59 versehene Greifwerkzeug 14 an seine in dem Halter 5 vorgesehene Position zurück.
Danach können je nach dem vorliegenden Produktionsprogramm andere Werkzeuge, z.B.
die Werkzeuge 11, 125 13 und 15 aus dem Halter 5 entnommen und zum Zwecke des Bearbeitens
dem jeweils auf dem Werkstücktisch befindlichen Werkstück zugeführt werden.
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Es wird somit ersichtlich, daß die für die Positionierung von Werkzeugen
innerhalb der Werkzeugmaschine bereits befindliche Greifeinrichtung auch zum Positionieren
von Werkstücken benutzt werden kann, insbesondere dann, wenn diese Werkstücke relativ
klein und leicht sind und aus magnetisierbarem Material bestehen. In entsprechender
Weise muß der Bewegungsvorgang für die Greifeinrichtung gesteuert oder programmiert
werden, was bei programmierten Werkzeugmaschinen keine unüberwindliche Schwierigkeiten
aufwirft.
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Die Einrichtung 55 zum Zuführen der Werkstücke kann entweder aus einer
schiefen Ebene bestehen, auf welcher die Werkstücke gegen den Anschlag 40 rutschen
oder aber durch eine Rütteleinrichtung oder dgl. unterstützt oder aber auch ergänzt
werden. Es ist auch möglich, daß die Werkstücke zunächst auf einer Rütteleinrichtung
oder einem Förderband herangeführt werden, um danach der schräg stehenden Platte
39 zugeführt zu werden.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Figuren 3 und 4 ist die Traverse
28 innerhalb der Bearbeitungsmaschine in Richtung des Pfeils 67 beweglich gelagert.
Die Beweglichkeit in Richtung der Pfeile 67 und 32 und entlang der Schwalbenschwanzführung
29 ist so groß, daß der Werkzeugkopf 30 über den Halter 5 verschoben werden kann,
um ohne Zwischenschaltung von Greifarmen die Werkzeuge, beispielsweise das Werkzeug
13 in dem Halter 5 zu ergreifen, zu entnehmen und an das zu bearbeitende Werkstück
zu bringen.
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Der Bereich, innerhalb dessen sich der Werkzeugkopf 30 zu bewegen
vermag, wird somit im wesentlichen durch die Gerade 68 angedeutet. Es wird ersichtlich,
daß das untere, in den Figuren links liegende Ende der Zuführeinrichtung 55 für
die Werkstücke auch bei diesem Ausführungsbeispiel innerhalb desjenigen Flächenbereiches
liegt, der von der Greifeinrichtung, in diesem Fall von dem Werkzeughalter selbst,
überstrichen werden kann.
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Die übrigen Positionen entsprechen denjenigen des Ausführungsbeispieles
nach den Figuren 1 und 2 und sind deshalb in den Figuren 3 und 4 nicht noch einmal
ausführlich dargestellt.
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Die zum Ergreifen der Werkstücke dienenden Greifwerkzeuge oder Halter
14 enthalten beispielsweise einen Magneten 59 , der mit Hilfe eines Gelenkes 69
an einem Kolben 70 schwenkbar befestigt ist. Durch die Wirkung von Druckfedern 71
und 72 nimmt der Magnet eine Mittellage ein, sofern keine äußere Kraft auf ihn einwirkt.
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Der Kolben 70 ist in dem Konus 73 und unter Zwischenschaltung einer
Druckfeder 74 derart gehalten, daß er in Richtung der geometrischen Mittelachse
des Kolben 70 auszuweichen vermag.
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Aufgrund der durch die Druckfedern bewirkten Nachgiebigkeit ist es
nicht notwendig, die Greifeinrichtung 18/19 (den Werkzeugkopf 30) völlig exakt an
das zu ergreifende Werkstück heranzuführen. Vielmehr können geringere Ungenauigkeiten
bei der Lage der Werkstücke kompensiert werden, insbesondere was die schräge Lage
der Werkstücke in oder auf der Zuführeinrichtung 55 betrifft.
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Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 enthält eine Saugglocke 75 anstelle
eines Magneten, der Saugluft zum Halten von Werkstücken oder Druckluft zum nachträglichen
Lösen über einen Schlauch 76 zugeführt werden kann.
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Auf diese Weise wird es ermöglicht, Werkstücke aus nicht magnetischem
Material in der vorgeschlagenen Einrichtung ebenfalls zu ergreifen und zu bearbeiten.
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Ferner sei angemerkt, daß der der vorgeschlagenen Einrichtung zugrundeliegende
Gedanke auch an anderen Werkzeugmaschinen als Bohr- und Fräsmaschinen, ggf. unter
Verwendung ähnlicher oder analoger Werkzeuge und Einrichtungen ebenfalls verwirklicht
werden kann.
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Zum Zwecke des Entfernens des bearbeiteten Werkstückes aus der Werkzeugmaschine
kann ggf. das zuletzt benutzte Werkzeug in den Halter 5 abgelegt und danach das
Greifwerkzeug 14 erneut ergriffen werden. Dieses wird dann an das bearbeitete Werkstück
geführt, damit das bearbeitete Werkstück von der Greifeinrichtung 18, 19, 25/30/31/
33 erneut ergriffen und auf eine beliebige und bekannte Fördereinrichtung wie beispielsweise
ein Förderband abgelegt werden kann.
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Teileliste 1 Seitenwand 2 Fundament 3 Werkstücktisch 4 Pfeil 5 Halter
| 6 |
| 7 |
| 8 :Schlitz |
| 9 |
| 11 |
| 12 |
| 13 Werkzeuge |
| 14 |
| 15 |
16 Konsole 17 geometrische Achse 18 1. Greifarm 19 2. Greifarm 20 Gelenk 21 Druckmittelzylinder
22 Gelenk 23 Druckmittelzylinder 24 vorderer Teil des 2.Greifarms 19 25 Greifeinrichtung
für die Werkzeuge 26 Gehäuse 27 Pfeil 28 Traverse 29 Schwalbenschwanzführung 30
Werkzeugkopf 31 Teil des Werkzeugkopfes 32 Pfeil
33 Konsole 34
Kreisbogen 35 weitere Konsole 36 Grundplatte 37 Gelenk 38 Spindel 39 Platte 40 Anschlag
41 Mutter 42 Gelenk 43 Winkel
| 44 |
| 45 |
| 46 |
| 47 Werkstücke |
| 48 |
| 49 |
| 50 |
| 51 |
| 52 |
| 53 |
54 unteres Ende 55 Einrichtung für die Zufuhr der Werkstücke 56 Seitenwand 57 Spindel
58 Nürnberger Schere 59 Magnet
| 601 |
| >Leitungen |
| 61# |
| 6 2Spanneinrichtung |
| 63 |
| 64#Pfeile |
| 65 |
66 Werkstück
67 Pfeil 68 Gerade 69 Gelenk 70 Kolben 71 Druckfeder
72 Druckfeder 73 Konus 74 Druckfeder 75 Saugglocke 76 Schlauch
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