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Titel: Gegenstandsfeststeller, -aufspannvorrich-
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tung und Bearbeitungsverfahren
Gegenstandsfeststeller,
Aufspannvorrichtung und Bearbeitungsverfahren Die Erfindung bezieht sich auf Vorrichtungen
zur Erleichterung der Bearbeitung, und insbesondere auf Gegenstandsfeststeller,
Spannvorrichtungen und Bearbeitungsmethoden.
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Es ist, wenn eine Bearbeitung an einem Gegenstand, für einen Gegenstand
oder in bezug auf einen Gegenstand ausgeführt werden soll, häufig wichtig, den Gegenstand
in bestimmter Weise zu positionieren oder festzulegen bzw. zu lokalisieren.
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Der Gegenstand kann ein Bauteil, eine Untergruppe, eine Baugruppe,
eine Anordnung oder dgl. sein, und die Bearbeitung, die an dem Gegenstand ausgeführt
werden soll, kann die mechanische Bearbeitung oder eine andere Metallbearbeitung
oder -behandlung, einen Zusammenbau, ein Zerlegen oder eine Form von Inspektion,
Wartung oder einen anderen Arbeitsvorgang, der für den oder an dem Gegenstand erforderlich
ist, umfassen. In vielen Fällen ist es wichtig, den Gegenstand mit einem mehr oder
weniger genauen Maß an Genauigkeit von einer Bezugsstelle oder von Bezugsstellen
aus zu lokalisieren bzw.
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festzulegen, so daß die Bearbeitung am Gegenstand an einer bestimmten
Stelle des Gegenstandes erfolgen kann. Dies ist insbesondere der Fall, wenn der
Gegenstand automatisch von einer Bearbeitungsstation zu einer anderen Bearbeitungsstation
weitertransportiert wird, und die Bearbeitung teilweise oder vollständig durch automatisierte
Werkzeuge, Maschinen, Geräte, Roboter oder dgl. ausgeführt wird. Es ist auch in
vielen Fällen wichtig, den zu bearbeitenden Gegenstand sicher festzulegen, damit
der Gegenstand seine Position beibehält, wenn der Arbeitsvorgang ausgeführt wird,
gleichgültig, ob dies durch eine Maschine oder durch eine Person geschieht.
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Es ist häufig erwünscht, den Zusammenbau oder andere Bearbeitungsvorgänge
an einem Gegenstand oder einem Teil eines Gerätes durchzuführen, wenn der Gegenstand
auf einer Palette
oder Unterlage angeordnet ist, die die Bewegung
des Gegenstandes längs einer Fördervorrichtung aus einer Bearbeitungsstation zu
einer anderen Bearbeitungsstation vereinfacht, wo ein aufeinanderfolgendes Zusammenbauen
oder andere Arbeitsvorgänge stattfinden. Es ist ferner erwünscht, den Gegenstand
mit der Palette in solcher Weise zu befestigen, daß er exakt positioniert werden
kann, damit Bearbeitungsvorgänge z.B.
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durch automatische Maschinen, Roboter usw. ausgeführt werden können.
Solche Anordnungen machen es erforderlich, daß der Gegenstand auf der Palette sehr
genau festgelegt wird, und es ist notwendig, exakte Oberflächen auf der Palette
zu haben, um die Palette gegen Anschläge an der Bearbeitungsstation zu positionieren,
so daß der Gegenstand in einer einwandfreien Position für den gewünschten Arbeitsvorgang
festgehalten wird. Dieser Vorgang macht erforderlich, daß exakte Toleranzen in der
Positionierung des Gegenstandes auf der Palette und zum Befestigen des Gegenstandes
auf der Palette eingehalten werden, daß eine exakte Lokalisierung der Befestigungsvorrichtungen
in bezug auf den Palettenkörper sichergestellt ist, und daß eine hohe Genauigkeit
im Körper der Palette selbst beibehalten wird, so daß die gesamte Anordnung von
den Außenflächen der Palette kalibriert werden kann, wenn die Anordnung an Anschlägen
lokalisiert wird.
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Um dies zu erreichen und gleichzeitig den Gegenstand in seiner Position
ohne Verwendung von Spezialwerkzeugen, außerordentlich komplizierten Aufspannvorrichtungen
und hochspezialisierten Bedienungspersonen festlegen zu können, sind entsprechende
Vorkehrungen erforderlich, die durch marktübliche und vorhandene Geräte und Einrichtungen
nicht erreicht werden können. Je komplizierter die vorhandenen Feststellvorrichtungen
sind, um den Gegenstand exakt und sicher zu positionieren, desto schwieriger und
zeitaufwendiger ist es üblicherweise, den Gegenstand zu seiner Bewegung durch die
eine oder durch mehrere Bearbeitungsstationen festzulegen und zu lokalisieren. ferner
ist ein Entfernen des Werkstückes dann, wenn die Bearbeitung durchgeführt worden
ist, üblicherweise für derartige Bearbeitungsfeststellvorrichtungen gleich schwierig
und zeitaufwendig.
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Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine neuartige und verbesserte
Bearbeitungs-Feststellvorrichtung zu schaffen, die vorzugsweise zur sicheren und
exakten Positionierung von zu bearbeitenden Gegenständen verwendbar ist, ferner
eine neuartige und verbesserte Aufspannvorrichtung zum sicheren und exakten Lokalisieren
und Positionieren eines zu bearbeitenden Gegenstandes zu schaffen, und desweiteren
ein neuartiges und verbessertes Verfahren zum Feststellen eines zu bearbeitenden
Gegenstandes anzugeben. Weiter ist Aufgabe der Erfindung, eine kombinierte Gegenstands-Feststell-
und Aufspannvorrichtung zum Festlegen eines zu bearbeitenden Gegenstandes auf einer
Bearbeitungsstation, und eine Bearbeitungs-Positionieranordnung zum Festlegen eines
zu bearbeitenden Gegenstandes auf einer Bearbeitungsstation anzugeben, vorzugsweise,
um eine Bearbeitung auf automatischem Wege, z.B. durch Roboter, vorzunehmen, wobei
das Positionieren eines Gegenstandes auch während der Bewegung durch eine oder mehrere
automatisierte Bearbeitungsstationen erfolgt.
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Gemäß der Erfindung werden Gegenstands- bzw. Werkstückfeststeller,
Aufspann- und Positioniervorrichtungen sowie Bearbeitungsverfahren mit Hilfe derartiger
Vorrichtungen vorgeschlagen, wie sie durch die Merkmale des Kennzeichens des Anspruches
1, des Anspruches 6 und des Anspruches 12 dargestellt sind. Weitere Ausgestaltungen
der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Mit der Erfindung wird eine exakte Kombination eines Paares von Gegenstandsfeststellern
mit einem Feststellerträger, z.B.
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einer Palette erreicht, um damit eine Aufspannvorrichtung zur Verwendung
für die exakte und sichere Positionierung eines Gegenstandes, an dem eine Bearbeitung
durchgeführt werden soll, zu erreicht. Jeder Gegenstandsfeststeller wirkt mit dem
Gegenstand so zusammen, daß eine einfache Manipulation einer gezähnten Feststellanordnung
erzielt wird, wobei der Gegenstand entweder an seiner Stelle verriegelt oder exakt
auf der Aufspannvorrichtung festgelegt oder aber zum einfachen Entfernen des Gegenstandes
aus der Aufspannvorrichtung
freigegeben wird. Desweiteren wird
mit der Erfindung die Positionierung der Aufspannvorrichtung und des davon aufgenommenen
Gegenstandes an einer Bearbeitungsstation vorgeschlagen, derart, daß eine Bearbeitung
an dem Gegenstand durch ein Gerät in Form eines automatisierten Roboters durchgeführt
werden kann. Ferner wird ein Verfahren zum Konstruieren und Kombinieren eines Gegenstandsfeststellers,
einer Aufspannvorrichtung, einer Positioniervorrichtung in der Weise vorgeschlagen,
daß der Gegenstand durch den Gegenstandsfeststeller auf der Aufspannvorrichtung
an einer Bearbeitungsstation positioniert wird, um die Durchführung einer Bearbeitung
an derartigen Gegenständen, für derartige Gegenstände oder in bezug auf derartige
Gegenstände zu vereinfachen.
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Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung anhand
eines Ausführungsbeispieles erläutert. Es zeigt: Fig. 1 eine schematische perspektivische
Darstellung einer Vielzahl von Werkstückaufspannvorrichtungen nach der Erfindung,
die auf einer Fördervorrichtung an eine automatisierte roboterartige Werkstückbearbeitungsstation
heran-und durch sie hindurchgeführt werden, Fig. 2 eine perspektivische Darstellung
einer der Werkstückspannvorrichtungen mit einer darauf angeordneten Basis für den
Gegenstand, die an der Werkstückbearbeitungsstation nach Fig. 1 positioniert ist,
wobei jedoch der Rest des Gegenstandes von der Basis entfernt ist, Fig. 3 eine Schnittansicht
längs der Linie 3-3 der Fig. 1 einer Gegenstandsfeststellvorrichtung, die in einer
Aufspannpalette eingebettet ist, um die Aufspannvorrichtungen nach Fig. 1 auszubilden,
wobei zur anschaulicheren Darstellung Teile aus der Normalstellung versetzt gezeichnet
sind, Fig. 4 eine perspektivische Explosivdarstellung der Feststei ivorrichtung
für den Gegenstand nach Fig. 3, von d y t' ct t P 1 t X p ti t ç r t' l t t.i ii
t%J I#it Ii u U # U t tz liiiilt t# ll (1 #1 Teilen sowie zur anschaulicheren Darstellung
aufges-chnitten,
Fig. 5 eine Schnittansicht ähnlich der nach Fig.
3, wobei jedoch einige Teile der Gegenstandsfeststellvorrichtung in eine Position
zwischen 0 und 900 gedreht sind, Fig. 6 eine perspektivische Explosivdarstellung
einer der Feststellvorrichtungen nach Fig. 2 in einer Position, in der sie mit dem
jeweiligen Teil einer Basis des Gegenstandes zusammenwirken, Fig. 7 eine perspektivische
Darstellung der anderen Feststellvorrichtung nach Fig. 2, wobei jedoch die Basis
für den Gegenstand in ihrer Position auf der Aufspannvorrichtung durch die Feststellvorrichtung
verriegelt ist, Fig. 8 eine Teilschnittansicht längs der Linie 8-8 der Fig.
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3, wobei die Positioniervorrichtungen für die Aufspannvorrichtung
und die Werkstückbearbeitungdsstatlon in einer Stellung dargestellt sind, die sie
einnehmen, wenn eine Aufspannvorrichtung an einer Bearbeitungsstation ankommt, Fig.
9 eine Ansicht ähnlich der nach Fig. 8, bei der die Positionier#vorrichtungen der
Werkstückbearbeiungsstation in Stellungen gezeigt sind, in denen sie mit den Feststellvorrichtungen
zusammenarbeiten, Fig. 10 eine Ansicht ähnlich der nach Fig. 9, wobei die Positioniervorrichtungen
der Bearbeitungsstation und die Feststellvorrichtungen für den Gegenstand um 900
gedreht sind, und Fig. 11 eine Teilschnittansicht einer Vielzahl von Fest-stell
vorrichtungen in ihren Trägern und übereinander gestapelt.
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Die Erfindung wird nachstehend in Verbindung mit einem Kunststoffaufspannpalette
beschrieben, die an einem Paar von Gegenstandsfeststellvorrichtungen ausgebildet
ist, die in der Palette an vorbestimmten Stellen zueinander angeordnet sind; die
Gegenstandsfeststellvorrichtungen sind für das Zusammenwirken mit einer Gegenstandsbasis
angeordnet, auf der sich ein Gegenstand befindet, der über einen Bandförderer in
und durch eine Bearbeitungsstation bewegt wird, an der ein
automatischer,
rechnergesteuerter Roboter eine Bearbeitung an dem Gegenstand ausführt. Es liegt
jedoch im Rahmen vorliegender Erfindung, daß die Spannpaletten auch aus anderem
Material, z.B. Metall oder Holz hergestellt sein können, daß die Gegenstandsfeststellvorrichtungen
in anderer Weise auf, an oder in einer Spannpalette befestigt sind, daß die Spannvorrichtung
und der Gegenstand in anderer Weise zur oder durch eine Bearbeitungsstation oder
Bearbeitungsstationen geführt werden, daß die an der Bearbeitungsstation ausgeführte
Arbeit ein Zusammenbauen, Auseinandernehmen, Reparieren, Umbauen, Warten, spanabhebendes
Bearbeiten oder eine andere Art von Bearbeitung sein kann, und daß andere Formen
von automatischen Maschinen und Steuerungen verwendet werden können, oder daß hierzu
die Bearbeitung des Gegenstandes von einer Person durchgeführt wird.
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In Fig. 1 ist mit 20 eine Bearbeitungsstation dargestellt, an der
eine automatisierte Maschine in Form eines von einem Rechner 24 gesteuerten Roboters
22 einen Bearbeitungsvorgang an einem Werkstückgegenstand 26 vornimmt, der auf einer
den Gegenstand aufnehmenden Aufspannvorrichtung 28 (Fig. 1 und 2) unter Verwendung
zweier Gegenstandsfeststellvorrichtungen 30, 32 festgelegt ist. Der Roboter 22 ist
an der Bearbeitungsstation 20 angeordnet, die längs des Bewegungspfades einer Förderbahn
33 positioniert ist. Die Förderbahn 33 weist einen Förderer 34 auf, der in seiner
Bewegung automatisiert sein kann, um eine Anzahl von Aufspannvorrichtungen 28 aufzunehmen,
deren jede einen darauf angeordneten Gegenstand 26 aufnimmt. Jeder Gegenstand 26
ist auf einer Basis 35 montiert, mit der der Gegenstand 26 durch (nicht dargestellte)
Schraubverbindungen befestigt ist, die sich durch Löcher im Teil 37 (Fig. 1) und
in entsprechende, Innengewinde aufweisende Löcher in der Basis 35 erstrecken. Es
ist wichtig, daß der Gegenstandsteil 37 exakt auf der Basis 35 angeordnet ist.
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Die Basis 35 kann ferner ein integraler Bestandteil des Gegenstandsteiles
37 sein; der gesamte Gegenstand 26 kann auch ein einzelnes Bauteil sein, an welchem
ein Bearbeitungsvorgang durchgeführt werden kann. Nach Verlassen der Bearbeitungsstation
20 werden die Gegenstände 26 in nachfolgende
Bearbeitilnqsstationen
(nicht dargestellt) bewegt, bis die II . f LI t- l # P i { t 4 t 5 P | a q t iut,
Bei dieser speziellen Ausführungsform besteht die an dem Gegenstand 26 auszuführende
Bearbeitung in einem Zusammenbauvorgang, um einen Gegenstand 26 in einen betriebsfähigen
Teil einer Vorrichtung einzubauen. Der Gegenstand 26 kann aber auch eine Untereinheit
sein, die zusammengebaut werden soll; sie kann eine Einheit oder Untereinheit sein,
die für die Reparatur oder Umkonstruktion auseinandergenommen wird.
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Der Gegenstand 26 kann ferner auch lediglich ein Bauteil sein, das
eine Bearbeitung im Rahmen der Herstellung erfährt, beispielsweise ein maschinelles
Bearbeiten, Schleifen, Profilieren, Formen, Schweißen oder einen ähnlichen Arbeitsvorgang.
Die Anzahl von Arbeitsvorgängen, die an dem Gegenstand 26 vorgenommen werden können,
während er von der Aufspannvorrichtung 28 aufgenommen ist, sind dabei praktisch
unbegrenzt.
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Die Gegenstandsfeststellvorrichtungen 30, 32 sind in ihrem Aufbau
identisch und werden über Öffnungen 34, 36 (Fig. 2) in der Gegenstandsbasis 35 aufgenommen,
wie nachstehend erläutert wird. Da die Gegenstandsfeststellvorrichtungen 30, 32
und ihre entsprechenden Spannpaletten 28 identisch sind, wird nur eine derartige
Feststellvorrichtung 30 und Spannpalette 28 beschrieben.
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Eine Basisplatte 40 (Fig. 3 und 4) ist mit vier Öffnungen 42 (Fig.
4) ausgebildet, die mit entsprechenden Öffnungen 44 in einem oberen Lagerring 46
sowie Öffnungen 48 in einem unteren Lagerring 50 angeordnet sind. Zwei Ausrichtlöcher
60 sind ferner in der Platte 40 ausgebildet, die mit Löchern 62 (nur eines dargestellt)
im oberen Lagerring 46 und Löchern 64 im unteren Lagerring 50 ausgerichtet sind
und zusammenwirken.
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Ein Paßstift 70 ist in jeden Satz von ausgerichteten Löchern 62, 60,
64 eingepreßt, um den oberen Lagerring, die Platte 40 und den unteren Lagerring
50 zueinander ausgerichtet zu halten. Schraubelemente 72 (Fig. 3) sind in jeden
Satz von
Öffnungen 44 im oberen Lagerring 46 sowie ausgerichteten
Öffnungen 42 in der Platte 40 eingesetzt und in Innengewinde 76 der Öffnungen 48
des unteren Lagerringes 50 eingeschraubt, um die Platte 40 und die Lagerringe 46,
50 als eine Untereinheit miteinander zu befestigen.
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Die Untereinheit 78 der Platte 40, der obere Lagerring 46 und der
untere Lagerring 50 werden, wenn sie mit Hilfe von Paßstiften 70 und Schraubelementen
72 zusammengebaut sind, anschließend so positioniert, daß sie in die Spannpalette
28 eingefügt werden können. Dies wird dadurch erreicht, daß die axiale Mitte der
Untergruppe 78 auf der Spannpalette 28 in einer zentrischen Position in bezug auf
die Seitenränder 80, 82 (Fig. 2) lokalisiert werden, jedoch in einer solchen Position,
daß eine ähnliche Untergruppe für die Feststellvorrichtung 32 positioniert werden
kann. Wenn die Spannpalette 28 so ausgebildet ist, daß sie aus Kunststoff besteht
und eine Platte 40 und zusammengebaute Ringe 46, 50 an Ort und Stelle in die Spannpalette
28 eingebettet werden, sind die beiden Untergruppen 78 in geeigneter Weise in einer
Form positioniert und das Kunststoffmaterial kann vergossen werden, damit die Teile
in dieser Stellung gegossen werden und die Palette 28 ausbilden. Durch die Platte
40 sind Öffnungen 84 ausgebildet, die ermöglichen, daß das Material, aus dem die
Palette 28 gegossen wird, während des Gießvorganges hindurchströmen kann. Auf diese
Weise werden die Platte 40, der obere Lagerring 46 und der untere Lagerring 50 in
der Palette 28 fest in ihrer Stellung gehalten.
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Die zusammengebaute Platte, der obere Lagerring und der untere Lagerring
für die Feststellvorrichtung 32 können in ähnlicher Weise im Kunststoff der Spannpalette
28 eingebettet sein. Eine derartige Anordnung wird jedoch an einer vorbestimmten
Stelle in bezug auf die Feststellvorrichtung 30 ausgeführt.
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Ein Halte- und Verriegelungsbolzen 100 (Fig. 3 und 4) ist mit einem
unteren Absatz 102 (Fig. 4) versehen, der einen Außendurcilmesser besitzt, welcher
einen Bewegungssitz
innerhalb einer zentrischen Öffnung 103 des
unteren Lagerringes 50 ergibt. Vier Sperrdruckfedern 104 sind in vier Löchern 106
angeordnet, die durch eine Leiste 102 ausgebildet sind und die gleichen Abstand
voneinander haben. Eine Federhaltekugel 110 (es sind nur zwei davon gezeigt) ist
am unteren Ende eines jeden Loches 106 angeordnet, und jede derartige Haltekugel
ist an dieser Stelle in ihre Position eingesteckt.
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Eine Beilage 120 aus gehärtetem Stahl ist um den Stift 100 herum am
oberen Ende der Federn 104 angeordnet, und die gesamte Einheit aus Stift 100, Beilage
120, Federn 104 und Kugeln 110 ist in die Öffnung 103 des unteren Lagerringes 50
von unten her eingesetzt, so daß die Beilage 120 gegen die untere Fläche der Platte
40 anliegt. Die Anordnung wird dann auf eine ebene Oberfläche gesetzt, und zwei
Arretierkugeln 122 werden durch eine zentrische Öffnung 124 des oberen Lagerringes
46 eingesetzt, und zwar jede in eine von zwei Aussparungen 126, die durch die Platte
40 hindurch ausgebildet sind. Eine zentrische Öffnung 128, die durch die Platte
40 hindurch hergestellt ist, nimmt einen mittleren Abschnitt 130 auf, der auf dem
Stift 100 ausgebildet ist.
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Ein Arretierring 140 ist mit einem äußeren Durchmesser hergestellt,
der einen Gleitsitz innerhalb der zentrischen Öffnung 124 des oberen Lagerringes
46 erleichtert, sowie mit einem Innendurchmesser, der erforderlich macht, daß der
Ring 140 nach unten über den oberen Teil 142 des Stiftes 100 gepreßt wird. Der Innendurchmesser
des Ringes 140 weist einen verhältnismäßig glatten unteren Abschnitt 144 (Fig. 4),
einen in vertikaler Richtung gezähnten oberen Abschnitt 146 und eine dazwischenliegende
Nut 148 auf. Der Arretierring 140 ist ferner mit vier Arretiernuten 150 (es sind
nur zwei dargestellt) und vier dazwischen angeordneten Feldern 152 ausgebildet.
Der Arretierring 140 ist auf dem Stift 100 in der Weise angeordnet, daß seine Nuten
150 den Arretierkugeln 122 zugewandt sind und daß zwei Nuten 150 mit den Arretierkugeln
122 ausgerichtet sind. Bei einem Abwärtsdruck über den Stift 100 in die Position
auf der Oberseite der Kugeln 122 sind die
Zähnungen 146 so dimensioniert,
daß sie das Metall auf den Außenflächen des Stiftes 100 deformieren; ein Teil 156
(Fig.
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3) des deformierten Metalls wird dabei in die Nut 148 getrieben, um
den Ring 140 am Stift 100 in seiner Stellung zu halten. Dann wird ein Kreuzstift
160 durch eine Öffnung 162 gedrückt, die durch die Oberseite des Stiftes 100 ausgebildet
ist. Ein axiales Loch 164 wird durch den gesamten Stift 100 geformt. Dies geschieht,
um Probleme mit Abfällen vermeiden zu helfen, die in dem inneren, konischen Teil
166 des Stiftes 100 vorhanden sind, wenn er als Feststellvorrichtung verwendet wird;
ein Stift (nicht dargestellt) wird dann in das Loch 164 eingesetzt. Obgleich das
Loch 164 durch den Querstift 160 teilweise blockiert ist, kann ein Strahl komprimierter
Luft durch das Loch 164 zur Beseitigung von Abfall in einen Reingungsvorgang geschickt
werden.
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Eine Queröffnung 170 erstreckt sich nach oben in den konischen Abschnitt
160 des Stiftes 100 von einer unteren Kante aus an gegenüberliegenden Wänden des
Stiftes. Die Öffnung 170 ist in der Breite und Tiefe so dimensioniert, daß sie den
Querstift 160 aufnimmt, wenn zwei oder mehr Paletten 28 übereinander gestapelt sind,
wie nachstehend erläutert wird.
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Die Einheit 78 aus oberem Lagerring 46, Platte 40 und unterem Lagerring
50 kann auch als ein einziger und integraler Teil mit einer Höhe und Dicke ausgebildet
sein, die äquivalent der der Einheit 78 sind. An einem solchen integralen Teil kann
ein Ansatz oder dgl. vorgesehen sein, der in den Kunststoff der Palette 28 eingebettet
ist. Zusätzlich kann die äußere Konfiguration eines solchen Bauteiles anstatt zylindrisch
auch quadratisch, rechteckförmig oder in ähnlicher Weise ausgebildet sein, solange
die zentrische Öffnung eines solchen Bauteiles zylindrisch ist und so dimensioniert
ist, daß die Bewegung des Stiftes 100 geführt ist. Die Ausbildung eines Äquivalents
für die Einheit 78 durch Verwendung zweier Teile, die miteinander und anschließend
mit der Palette 28 befestigt werden, ist ebenfalls mit eingeschlossen.
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ur.elw L d l L tJ I | ij etsprecheder Höhe und Wanddicke verwendet wird.
Ein derartiger Leitungsabschnitt wird in die Palette 28 eingebettet oder in ähnlicher
Weise mit ihr verbunden oder in die Palette 28 eingebaut. Je nach dem Grad der gewünschten
Genauigkeit für die Feststellvorrichtung kann der Stift 100 auch lediglich in eine
entsprechend dimensionierte zylindrische Öffnung eingesetzt werden, die in die Palette
28 eingegossen oder in sonstiger Weise in ihr ausgebildet wird.
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Gleichgültig, wie die Einheit 78 oder ihr Äquivalent hergestellt oder
für die Palette 28 vorgesehen ist, muß sie entsprechende Mittel zum Positionieren
der Arretierkugeln 122 zum Zusammenwirken mit dem Arretierring 140 aufweisen. Dies
geschieht beispielsweise dadurch, daß Arretierkugelsitze innerhalb des zentrischen
zylindrischen Teiles einer solchen Einheit vorgesehen sind, um die Arretierkugeln
122 in den in Fig. 3 dargestellten Positionen zu halten.
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Die Öffnungen 34, 36, die in der Basis 35 ausgebildet sind, sind jeweils
mit einem zentrischen, offenen Raum und zwei gegenüberliegenden Nuten versehen.
Ein zentrischer offener Raum 172 (Fig. 6) für die Öffnung 36 (Fig. 6) ist kreisförmig
ausgebildet und so dimensioniert, daß er im Paßsitz den Außendurchmesser des oberen
Teiles 142 des Stiftes 100 der Feststellvorrichtung 32 aufnimmt. Wenn die Feststellvorrichtung
32 in der Öffnung 36 angeordnet ist, ist sie darin fest positioniert. Zwei gegenüberliegende
Nuten 180, 182 (Fig. 2 und 6) gehen von dem zentrischen offenen Raum 172 der Öffnung
170 aus und ermöglichen einen Durchgang der Basis 35 über dem Kreuzstift 160 der
Feststellvorrichtung 32 und nach abwärts gegen die Oberfläche der Palette 28.
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Ein zentrischer offener Raum 186 (Fig. 7) für die Öffnung 34 ist jedoch
länglich ausgebildet. Der Seitenabstand der schmalen Dimension des Raumes 186 ist
so gewählt, daß ein dichter Gleitsitz mit dem oberen Teil 142 des Stiftes 100 der
Feststellvorrichtung 30 erzielt wird. Der Abstand der beiden
Enden
für die lange Dimension des Raumes 186 ist so gewählt, daß normale Toleranzänderungen
im Abstand der Öffnungen 34, 36 und in der Positionierung der Feststellvorrichtung
30 gegenüber der Feststellvorrichtung 32 ermöglicht werden (Fig.
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2). Zwei Nuten 190, 192 (Fig. 7) sind an den entsprechenden langen
Enden der Öffnung 34 so ausgebildet, daß ein Durchgang des Kreuzstiftes 160 der
Feststellvorrichtung 30 durch die Öffnung 34 ermöglicht wird, wenn die Basis 35
auf der Palette 28 in ihre Position gebracht wird.
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Wenn die Aufspannvorrichtung 28 in Betrieb genommen werden soll, braucht
sie lediglich auf eine entsprechende Abstützfläche aufgesetzt zu werden. Eine Gegenstandsbasis
35 zur Aufnahme des Gegenstandsteiles 26 wird anschließend auf die Aufspannvorrichtung
28 aufgesetzt. Dabei soll der Kreuzstift 160 der Feststellvorrichtungen 30, 32 mit
den Nuten 180, 182, 190, 192, die in den Öffnungen 34, 36 ausgebildet sind, ausgerichtet
angeordnet sein.
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Wenn die Stifte 100 und die Kreuzstifte 160 die Öffnungen durchlaufen
haben, wird die Basis 35 auf der Oberseite der Aufspannvorrichtung 28 verriegelt,
indem die Feststellvorrichtungen 30, 32 um 900 gedreht werden. Ist dies geschehen,
laufen die Seiten der Nuten 150 des Arretierringes 140 auf die Arretierkugeln 122
auf und der Stift 100 bewegt sich aus der Stellung nach Fig. 3 in die Stellung nach
Fig. 5. Im Anschluß daran laufen die Felder 152 des Arretierringes 140 auf die Arretierkugeln
122 auf, bis ein weiterer Satz von Nuten 150 über den Kugeln 122 angeordnet wird,
wobei dann der Ring 140 in die Stellung nach Fig. 3 zurückkehrt.
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Durch diesen Vorgang wird der Kreuzstift 160 über die obere Fläche
der Gegenstandsbasis 35 angehoben und ermöglicht eine Drehung der Feststellvorrichtung
30 aus seiner die Basis aufnehmenden Stellung (Fig. 6) (bei der der Kreuzstift 160
mit den Nuten 180, 182 in der Öffnung 186 ausgerichtet ist) in die die Gegenstandsbasis
lokalisierende und verriegelnde Position (Fig. 7) (in der der Kreuzstift 160 quer
zur Öffnung
186 senkrecht zu den Nuten 190, 192 liegt). Jetzt der
Stift 160 in dieser Weise angehoben, schneidet er nicht in die Oberfläche der Basis
35 ein bzw. beschädigt diese Basis 35 nicht.
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Die Drehung einer Feststellvorrichtung 30, 32 aus der Stellung nach
Fig. 6 in die Stellung nach Fig. 7 erfolgt entgegen der Vorspannung der Federn 104,
während die Aussparungen 150 des Ringes 40 sich an den Arretierkugeln 122 und unter
dem Druck der Federn 104 nach aufwärts bewegen, wenn der Stift 100 in die in den
Fig. 6 und 3 gezeigten Positionen zurückkehrt.
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Wenn die Palette 28 an der Bearbeitungsstation 20 ankommt, wird ihre
Vorwärtsbewegung durch herkömmliche Mittel (nicht dargestellt) unterbunden, so daß
der untere, konische Teil 166 in mindestens angenäherter Ausrichtung mit den Positioniervorrichtungen
200, 202 (Fig. 8-10) der Aufspannvorrichtung angeordnet ist; die Positioniervorrichtungen
sind in den Öffnungen 204, 206 (Fig. 9), die an der Bearbeitungsstation 20 vorgesehen
sind, auf- und abbewegbar angeordnet. Die Öffnungen 204, 206 sind an der Bearbeitungsstation
20 mit höchster Genauigkeit ausgebildet, und die Positioniervorrichtungen 200, 202
sind in den Öffnungen bewegbar geführt und im übrigen mit höchster Genauigkeit positioniert.
Die entsprechenden Positionen der Positioniervorrichtungen 200, 202 sind wiederum
im Rechner 24 gespeichert und werden verwendet, um die Bewegung des Roboters 22
mit höchster Genauigkeit zu steuern; damit wird eine ähnliche Genauigkeit in den
Bearbeitungsvorgängen sichergestellt, die durch den Roboter 22 an dem Gegenstand
26 ausgeführt werden.
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Die Positioniervorrichtungen 200, 202 sind so ausgebildet, daß ein
oberer Teil eine solche Gestalt und Konfiguration hat, daß er in den konischen Teil
166 der Feststellvorrichtungen 100, 102 paßt und daß die Feststellvorrichtungen
100, 102 und die Basis 35 in einer exakten Stellung in bezug auf den Roboter 24
positioniert werden. Ein Kreuzstift 210, 212, der ähnlich dem Kreuzstift 160 der
Feststellvorrichtung 100 ist, wird von den Positioniervorrichtungen 200, 202 aufgenommen.
Die
Kreuzstifte 210, 212 sind so dimensioniert, positioniert und geformt, daß sie einen
Sitz in der Kreuzöffnung 170 haben, die im Boden der Stifte 100 ausgebildet ist.
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Ein Betätiger 220 der Positioniervorrichtung, der von der Bearbeitungsstation
20 aufgenommen ist, wirkt mit den Positioniervorrichtungen 200, 202 in der Weise
zusammen, daß diese in einer Richtung nach oben in bezug auf die Bearbeitungsstation
20 bewegt werden, so daß sie sich von dort aus erstrecken, und daß die Positioniervorrichtungen
200, 202 in die Bearbeitungsstation 20 zurückgezogen werden, so daß eine Aufspannpalette
28 hindurchtreten kann. Eine Kraftantriebsanordnung 222, die in geeigneter Weise
angetrieben wird, ist mit dem Betätiger 220 verbunden, derart, daß er so betätigt
wird, daß die Positioniervorrichtungen 200, 202 bewegt werden. Der Kraftantrieb
222 und der Betätiger 220 sind ferner so betätigbar, daß die Positioniervorrichtungen
200, 202 über aufeinanderfolgende Winkel von 900 gedreht werden.
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Bei einer Betätigung des Kraftantriebes 222 und des Betätigers 220
werden die Positioniervorrichtungen 200, 202 nach oben durch die Oberfläche der
Bearbeitungsstation 20 und in die konischen Abschnitte 166 der Feststeller 30, 32
verlängert. Damit werden die Feststeller 30, 32 sowie die von der Palette 28 aufgenommene
Basis 28 zur Bearbeitung an der Bearbeitungsstation 20 exakt positioniert.
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Wenn die Bearbeitung durchgeführt ist, oder zu einem beliebigen anderen
Zeitpunkt, wird - falls dies erwünscht ist - der Kraftantrieb 222 in der Weise betätigt,
daß der Betätiger 220 die Positioniervorrichtungen 200, 202 um einen Winkel von
900 dreht. Eine Betätigung des Kraftantriebes 222 kann rechnergesteuert erfolgen;
dies ist insbesondere für einen automatisierten Ablauf der Fall.
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Wenn die Positioniervorrichtungen 200, 202 gedreht werden, drehen
die Kreuzstifte 210, 212, die in Kreuzöffnungen 170 ihren Sitz haben, ihre entsprechenden
Stifte 100 über einen
Winkel von 9t)tl. Eine derartige Bewegung
der Stifte 100 bewegt die Kreuzstifte 160 um den gleichen Winkel aus den Positionen
in Fig. 8 und 9 (wobei die Basis 35 gegen die Oberfläche der Spannpalette 28 festgelegt
wird) in ihre Positionen nach Fig.
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10. In der Position nach Fig. 10 ist der Kreuzstift 160 des Feststellers
32 mit Nuten 180, 182 und der Kreuzstift 160 des Feststellers 30 mit Nuten 190,
192 ausgerichtet, und die Basis 35 kann als solche von der Spannpalette 28 abgehoben
werden. Wenn die Kreuzstifte 160 zu Beginn ihre in Fig. 10 gezeigten Positionen
einnehmen, kann eine Gegenstandsbasis auf der Spannpalette 28 angeordnet und der
Kraftantrieb 222 so betätigt werden, daß die Feststeller 30, 32 um 900 gedreht werden,
um die Gegenstandsbasis 35 an ihrem Platz auf der Palette 28 festzulegen.
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In Fig. 11 sind eine Anzahl von Spannpaletten 28 übereinandergestapelt
dargestellt. Der konische untere Teil 166 eines jeden Stiftes 100 paßt auf die Oberseite
des konischen oberen Teiles des Stiftes an der nächsten Spannvorrichtung. Jeder
Kreuzstift 160 sitzt in der Nut 170 auf, die im unteren Teil des Stiftes 100 gerade
darüber vorgesehen ist. Die Spannpaletten 28 können als solche sicher und kompakt
übereinandergestapelt werden.
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Für andere Konstruktionen können verschiedene Variationen der Palette
28 vorgesehen werden. Wenn beispielsweise die Palette 28 aus Metallblech oder Kunststoffplatten
oder -bahnen anstelle eines gegossenen Abschnittes ausgebildet ist, kann die Platte
40, die weiter oben als in den Kunststoffausschnitt eingegossen beschrieben ist,
als Teil der Blechpalette oder Palette aus Kunststoff hergestellt werden, wobei
die entsprechenden Löcher in die Palette selbst gestanzt sind.
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Sperrdruckfedern 104 können durch eine oder mehrere gewellte Federbeilagen
oder andere kompressible Vorrichtungen, die die gleiche Funktion ausüben, ersetzt
werden.
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- - lV V # v Aus vorstehender Beschreibung ergibt sich, daß eine
verbesserte Werkstückfeststellvorrichtung, eine verbesserte Werkstückaufspannvorrichtung
und Spann-Positioniervorrichtungen sowie ein Verfahren zum Festlegen eines zu bearbeitenden
Gegenstandes vorgeschlagen werden, die einfach in der Konstruktion, in der Arbeitsweise
und in der Anwendung sind, die aber einen zu bearbeitenden Gegenstand sicher festlegen
und exakt positionieren.