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Werkstück-Magazin- und Transporteinrichtung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Werkstück-Magazin-und Transporteinrichtung
nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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Um bei der Serienfertigung von Werkstücken mit Hilfe von Werkzeugmaschinen
eine wesentliche Produktionssteigerung zu erzielen, ist es bekannt, die unbearbeiteten
Werkstück-Rohteile in einem Magazin in der Nähe der Werkzeugmaschine bereitzuhalten
und eine Werkstückbeschikkungsvorrichtung etwa in der Form eines sogenannten "Roboterarms"
die unbearbeiteten Werkstücke oder Rohlinge aus dem Magazin entnehmen und beispielsweise
in die Spannvorrichtung einer Werkzeugmaschine einsetzen zu lassen. Nach der Bearbeitung
des Werkstückes entnimmt der Roboterarm das fertige Werkstück aus der Werkzeugmaschine
und transportiert es auf einen freien Platz im Werkzeugmagazin.
Es
liegt auf der Hand, daß durch eine derartige Hinzufügung eines Werkstückmagazins
und einer Beschikkungsvorrichtung die Totzeiten aufgrund einer manuellen Beschickung
einer Werkzeugmaschine stark reduziert werden können.
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Werkstückmagazine sind in vielen verschiedenen Formen gebaut worden.
Eine Möglichkeit besteht darin, bei rotationssymmetrischen oder prismatischen Werkstücken
auf einem in einer horizontalen Ebene beweglichen scheibenförmigen Werkstückmagazin
mehrere Werkstückstapel anzuordnen, die jeweils auf Werkstückstapeltellern angeordnet
sind, welche an der Entnahme- bzw. Ablageposition vertikal verfahrbar sind. Auf
diese Weise kann das jeweils oberste Werkstück des in der Werkstückwechselstellung
befindlichen Stapels in eine bestimmte vertikale Entnahme- oder Ablageposition angehoben
werden, damit die Beschickungsvorrichtung Werkstücke immer an einer definierten
Stelle entnehmen oder ablegen kann.
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Ein derartiges Werkstückmagazin sorgt zwar dafür, daß ein gewisser
Vorrat an unbearbeiteten Werkstücken in der Nähe der Werkzeugmaschine zur Verfügung
steht bzw. daß fertig bearbeitete Werkstücke auf einem von Rohteilen unbesetzten
Werkstückstapelteller abgelegt werden können, doch muß das Werkstückmagazin seinerseits
kontinuierlich beschickt bzw.
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entladen werden, es sei denn, es wird ein gelegentlicher
vorübergehender
Produktionsstop für das Be- bzw. Entladen des Magazins hingenommen. Für die kontinuierliche
Zu- und Abfuhr der Rohteile bzw. Fertigteile kommt entweder eine teuere Handarbeit
oder ein mit hohen Investitionskosten verbundenes Werkstücktransportsystem in Frage.
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Es ist daher die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe,
ein Werkstückmagazin der eingangs beschriebenen Art derart weiterzubilden, daß ohne
teure Handarbeit oder hohe Investitionskosten der Werkstücknachschub so organisiert
werden kann, daß keine Produktionsausfälle oder Totzeiten aufgrund des Werkstücknachschubs
zum Magazin entstehen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Werkstückspeicher
mit einem separat abnehmbaren Magazin-Grundteller zur Aufnahme der einzelnen Werkstückstapelteller
versehen ist. Vorzugsweise ist der Grundteller mitsamt den darauf befindlichen Werkstückstapeltellern
und Werkstückstapeln vertikal aus dem Werkstückspeichermagazin heraushebbar, z.B.
mit Hilfe eines Gabelstaplers.
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Durch diese Lösung wird es möglich, wie im Stand der Technik zunächst
den Magazin-Grundteller-mit sämtlichen darauf befindlichen Rohteilstapeln abzuarbeiten
und in Fertigteile umzuwandeln, um dann - z.B. während der Bearbeitung
des
letzten Rohteiles durch die WZM - den Magazin-Grundteller mit den Fertigteilen gegen
einen anderen Magazin-Grundteller mit neuen Rohteilen auszutauschen, was etwa durch
einen in jedem größeren Betrieb vorhandenen Gabelstapler geschehen kann. Dabei dient
der Magazin-Grundteller gleichzeitig als separater Zwischenspeicher für Roh/Fertigteile,
da er so ausgebildet ist, daß er problemlos auf dem Werkstattboden abgesetzt werden
kann, d.h.
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er kann in der Nähe der WZM bzw. des Magazins bereitgestellt werden,
um dann bei Bedarf den Wechsel zügig durchführen zu können.
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Wenn zwei derartige Werkstück-Magazine mit abnehmbaren Magazin-Grundtellern
in der Nähe der WZM bzw. im Zugriffs-Bereich der Beschickungsvorrichtung eingesetzt
werden, wird das ganze System besonders variabel einsetzbar. Durch diese Lösung
wird es z.B. möglich, wie im Stand der Technik, zunächst den einen Magazin-Grundteller
mit sämtlichen darauf befindlichen Rohteilstapeln abzuarbeiten und in Fertigteile
umzuwandeln, um dann ohne Unterbrechung die Werkstücke von dem zweiten Grundteller
abzuarbeiten. Zu diesem Zweck ist es lediglich notwendig, daß die Beschikkungsvorrichtung
der Werkzeugmaschine die Werkstücke an einer etwas anderen Stelle ergreift bzw.
ablegt, sobald die Roh- bzw. Fertigteile auf dem ersten Magazin-Grundteller abgearbeitet
sind. Mit anderen Worten werden also die beiden Werkstückmagazin-Grundteller alternierend
abgearbeitet.
Während der Bearbeitung der Rohlinge auf dem einen
Grundteller kann der andere Grundteller mit den Fertigteilen von der Magazinvorrichtung
abgehoben und beispielsweise zum Versand oder zur Bearbeitung an einer anderen Werkzeugmaschine
gebracht werden, ohne daß es einer Produktionsunterbrechung bedarf. Anschließend
wird ein mit Rohteilen voll besetzter Grundteller auf den leeren Platz in der Werkstückspeichervorrichtung
gesetzt, während die Werkzeugmaschine damit beschäftigt ist, die Werkstücke auf
dem anderen Grundteller vom Rohzustand in den Fertigzustand zu überführen.
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Insgesamt kann das erfindungsgemäße Werkstückmagazin für vier Grundvarianten
eingesetzt werden: 1) Ein Magazin für Roh- und Fertigteil 2) Zwei Magazine für kontinuierliche
Bearbeitung: Erstes Magazin im Bearbeitungszyklus (Roh- und Fertigteile), Zweites
Magazin in Wartestellung 3) Zwei Magazine u.a. für große maßliche Abweichungen zwischen
Rohmaßen und Fertigmaßen: Erstes Magazin nur für Rohteile, Zweites Magazin nur für
bearbeitete Fertigteile 4) Zwei Magazine für optimale Magazinkapazität bei mannlosen
Überschichten.
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Nur 1 Stapel auf einem Magazin-Grundteller ist
frei,
alle anderen können bei Beginn der Schicht mit Rohteilen bestückt werden.
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Im nachfolgenden wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
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Fig.1 zeigt eine Gesamtansicht eines Werkstückmagazins nach der Erfindung.
Dabei ist die zugeordnete Beschikkungsvorrrichtung mit dem Greifer und das Transportsystem
(in Form eines Gabelstaplers) für den abnehmbaren Werkstückstapeltisch strichpunktiert
dargestellt; Fig.2 zeigt das Werkstückmagazin in Fig. 1 von links gesehen, wobei
der Magazin-Grundteller abgehoben und ohne die Werkstücksstapelteller dargestellt
ist; Fig. 3 zeigt ein Detail des Werkstückmagazin-Grundtellers, d.h. die in den
Werkstückstapelteller eingefahrene Hubstange der Hubeinrichtung; Fig. 4 zeigt den
zwischen dem anhebbaren Werkstückstapelteller und dem vom Grundgestell (Baugruppe
1) ababnehmbaren Magazin-Grundteller angeordneten dreiarmigen, mit Langlöchern versehenen
Stapelstangenhalter.
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Durch die Langlöcher sind die Stapelstangen auf beliebige
Umrisse
der Werkstücke einstellbar.
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Die Art der Werkzeugmaschine ist für die Zwecke dieser Beschreibung
beliebig. Auch die Beschickungsvorrichtung -vielfach auch Einleger genannt - kann
beliebiger, herkömmlicher Art sein. Es kommt lediglich darauf an, daß sie in der
Lage ist, die zu bearbeitenden Werkstücke (Roh- bzw. Fertigteile) zwischen der Werkstückaufnahme
der Werkzeugmaschine und der Werkstückentnahme- bzw.
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Ablageposition im Bereich des Werkstückmagazins hin- und herzutransportieren.
Um einen besonders schnellen Austausch des Roh- bzw. Fertigteils an der Werkstückaufnahme
der Werkzeugmaschine zu erreichen, kann die Beschikkungsvorrichtung in bekannter
Weise mit einem Doppelgreifer versehen sein, so daß der "Einleger" in der zur Werkzeugmaschine
hin verschwenkten Stellung mit dem leeren Greifer das fertig bearbeitete Werkstück
entnehmen kann und dann nur um seine Längsachse um 1800 verdreht wird, um sogleich
ein unbearbeitetes Werkstück in die Werkstückaufnahme der WZM einsetzen zu können.
Anschließend verschwenkt der Einleger mit dem Fertigteil im einen Greifer und dem
leeren zweiten Greifer zum Werkstückmagazin hin, um dort an einer geeigneten Stelle
das Fertigteil im Magazin abzulegen und mit dem leeren zweiten Greifer eventuell
gleichzeitig ein Rohteil aufzunehmen, das dann beim nächsten Werkstückaustausch
in die WZM eingesetzt wird.
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Derartige Beschickungsvorrichtungen sind zur Genüge bekannt.
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Auf dem Grundgestell 1 der Magazinvorrichtung (Baugruppe 1) ist ein
um eine senkrechte Achse 2 drehbarer Magazin-Grundteller 4 (Baugruppe 2) angeordnet,
wobei jeder Grundteller mehrere Werkstückstapelteller 6 trägt, die in der Nähe des
Umfanges des Grundtellers 4 gleichmäßig verteilt angeordnet sind. Auf den Stapeltellern
6 können die prismatischen oder rotationssymmetrischen Werkstücke 8, z.B.
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Drehteile gestapelt werden, wobei die Stapel, deren vertikale Achse
bei 3 angedeutet ist, von mindestens drei vertikalen Stangen 10 abgestützt sind,
die zur Anpassung an verschiedene Werkstückgrößen in mit Langlöchern 12 versehenen,
dreiarmigen Stapelstangenhaltern 14 befestigt sind.
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Die Werkstückstapelteller 6 auf dem Umfang des Grundtellers 4 können
nacheinander in eine bestimmte Drehstellung eingefahren werden, die die Werkstückwechselposition
darstellt.
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In dieser Position ist unterhalb des Grundtellers eine Hubeinrichtung
16 vorgesehen, deren Hubstange 18 den Grundteller durchsetzt und den Werkstückstapelteller
6 mitsamt dem Werkstückstapel in Abhängigkeit von der aktuellen Stapelhöhe so weit
anhebt, daß das jeweils oberste Werkstück sich gerade auf dem Niveau befindet, auf
dem der Doppelgreifer der Beschickungsvorrichtung die Werkstücke 8 entnimmt. In
dieser Entnahmestellung befindet sich das oberste Werkstück des Werkstückstapels
oberhalb der oberen
Enden der vertikalen Stangen 10.
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Jeder der Magazin-Grundteller 4 ist lösbar auf dem dazugehörigen Antrieb
(Rundtakttisch 22) aufgesetzt, und zwar in der Weise, daß der Grundteller 4 beispielsweise
mit Hilfe eines (in Fig. 1 angedeuteten) Gabelstaplers einfach abgehoben werden
kann, damit ein Grundteller mit fertig bearbeiteten Werkstücken entfernt und ein
anderer Grundteller mit noch unbearbeiteten Werkstücken auf die Werkstückmagazinvorrichtung
aufgesetzt werden kann.
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Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, wird der Rundtakttisch 22 von einem
Motor 24 über ein geeignetes Getriebe 26 angetrieben um die senkrechte Achse 2 verschwenkt
derart, daß mit jedem Weiterschalten des Rundtakttisches 22 der in Umfangsrichtung
nächste Werkstückstapelteller 6 in eine Position senkrecht über der Hubstange 18,
d.h. in die Werkstückwechselstellung eingefahren wird. Die Antriebsverbindung zwischen
dem abnehmbaren Magazin-Grundteller 4 und dem Rundtakttisch 22 wird durch mehrere,
auf dem Umfang des Rundtakttisches 22 verteilte Zentrierbolzen 28 hergestellt, die
in entsprechend angeordnete Zentrierbohrungen 30 in der Unterseite 32 des Magazin-Grundtellers
4 eingreifen. Die Unterseite 32 ist eben ausgestaltet, damit der Grundteller problemlos
auf dem Werkstattboden oder an sonstigen Stellen abgesetzt werden kann. Damit können
dann z.B. mehrere solcher Grundteller als
Fertigteil- oder Rohteil-Zwischenspeicher
in der Nähe der gesamten Vorrichtung abgestellt werden, bevor die Roh- oder Fertigteile
weiterverarbeitet werden.
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Die Werkzeugmaschine, die Beschickungsvorrichtung und das Werkstückmagazin
mit dem Grundteller werden in aufeinander abgestimmter Weise wie üblich von einem
geeigneten Rechner gesteuert.
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1 Grundgestell 31 61 2 senkrechte Ächse 32 Grundteller- 62 Unterseite
3 Stapelachse 33 63 4 Magazin-Grundteller 34 Rammschutz 64 5 35 65 6 Werkstückstapel-
36 66 teller 7 37 67 8 Werkstücke 38 68 9 39 69 10 Stützstangen 40 70 11 41 71 12
Lailglöcher 42 72 13 43 73 14 Stapelstangenhalter 44 74 15 45 75 16 Hubeinrichtung
46 76 17 ~ 47 77 18Hubstange 48 78 19 49 79 20 Entnahmestellung 50 80 21 51 81 22
Rundtakttisch 52 82 23 53 83 24 Motor 54 84 25 55 85 26 Getriebe 56 86 27 57 87
28 Zentrierbohrungen 58 88 29 59 89 30 Zentrierbohrungen 60 90
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