DE3521501C1 - Gefederter Greiferarm für eine automatisierte Handhabungseinrichtung - Google Patents

Description

• Wie dies aus Fig. 1 der Zeichnung hervorgeht, ist einer Zahnradbearbeitungsmaschine 10 eine Handhabungseinrichtung 12 zugeordnet. Sowohl die Zahnradbearbeitungsmaschine 10 als auch die Handhabungseinrichtung 12 sind numerisch gesteuert. Die Handhabungseinrichtung 12 hat den Zweck, verzahnte Werkstücke von einer Palette aufzunehmen, einer (nicht gezeigten) automatischen Spannvorrichtung der Werkzeugmaschine 10 zuzuführen und nach erfolgter Bear- beitung aus der Spannvorrichtung herauszubewegen und auf die Palette abzusetzen, wobei die Symmetrieachse der Werkstücke während des Lager- und Bearbeitungsvorgangs eine horizontale Lage einnimmt.
• Der die Handhabungseinrichtung 12 bildende Portallader weist einen Längsträger 14 auf, der sich parallel zur Drehachse des in der Werkzeugmaschine 10 angeordneten Werkzeugs erstreckt. Auf dem Längsträger 14 ist ein Schlitten 16 verschiebbar gelagert, dem eine Antriebseinrichtung 18 zugeordnet ist. Mit dem Schlitten 16 ist ein vertikaler Arm 20 vertikal verschiebbar verbunden, dem eine Antriebseinrichtung 22 zugeordnet ist. Am unteren Ende des vertikalen Arms 20 ist eine Führung 24 befestigt. In dieser Führung 24 ist ein horizontaler Ladearm 26 verschiebbar geführt, der sich rechtwinklig zum Längsträger 14 erstreckt. Dem Ladearm 26 ist eine (nicht gezeigte) Antriebseinrichtung zugeordnet. die es ermöglicht, den Ladearm gegenüber der Führung 24 horizontal zu verschieben. Mit dem der Werkzeugmaschine 10 zugeordneten Ende des Ladearms 28 schwenkbar verbunden. Die Schwenkachse 30 des Greiferarms 28 erstreckt sich parallel zu der Drehachse des in Fig. 1 angedeuteten Werkzeugs 31. Der Greiferarm 28 trägt an seinem freien Ende zwei Greiferbacken 32a, 32b, denen die Betätigungseinrichtung 34 zugeordnet ist. Wie dies in Fig. 1 angedeutet ist, können die Greiferbacken 32a, 32b ein Werkstück 36 zwischen sich erfassen, um dieses durch eine entsprechende Bewegung des Ladearms 26 mit dem Werkzeug 31 in oder außer Eingriff zu bringen.
• Wenn das Werkstück 36 mit dem Werkzeug 31 in Eingriff gebracht wird, dann besteht die Möglichkeit, daß die Zähne von Werkstück und Werkzeug aufeinandertreffen. Die schwenkbare Verbindung des Greiferarms 28 mit dem Ladearm 26 hat den Zweck, in diesem Fall eine Beschädigung des verhältnismäßig kostspieligen Werkzeugs zu verhindern.
• Wie dies insbesondere aus F i g. 2 hervorgeht, ist der Greiferarm 28 mit einem nach unten abgewinkelten Fortsatz 38 versehen. In eine Ausnehmung 40 des Fortsatzes 38 ist eine von einem Tellerfederpaket gebildete Federanordnung 42 eingesetzt. In das vordere Ende des Ladearms 26 ist ein Gewindebolzen 44 eingeschraubt, der sich konzentrisch zu der Federanordnung 42, das heißt quer zur Schwenkachse 30 des Greiferarms 28 erstreckt. Auf den Gewindebolzen 44 ist ein mit einem Innengewinde versehenes Zahnrad 46 drehbar aufgeschraubt, das eine in das Tellerfederpaket 42 hineinragende Nabe 48 aufweist.
• Im vertikalen Bewegungsbereich des Ladearms 26 ist eine Zahnstange 50 ortsfest angeornet, die sich parallel zur Achse des Gewindebolzens 44 und damit parallel zum Ladearm 26 erstreckt. Sowohl die Zahnstange 50 als auch das Zahnrad 46 sind mit einer Schrägverzahnung versehen. Wie dies aus Fig. 3 hervorgeht, sind am Ladearm 26 zwei Seitenführungen 52 befestigt, welche die Zahnstange 50 zwischen sich aufnehmen können.
• Wenn der Ladearm 26 relativ zu der Führung 24 vor oder zurückbewegt wird, dann wird das mit der Zahnstange 50 in Eingriff stehende Zahnrad 46 auf dem Gewindebolzen 44 verdreht. Das hat zur Folge, daß sich der Abstand des Zahnrades 46 von dem abgewinkelten Fortsatz 38 des Greiferarms 28 ändert, wodurch die Vorspannung der Federanordnung 42 vergrößert oder verkleinert wird. Die Endstellung des Greiferarms 28 in bezug auf den Ladearm 26 in Entspannungsrichtung der Federanordnung 42 ist durch Anschläge 54 definiert.
• Nachfolgend wird die automatische Anpassung der Vorspannkraft der Federanordnung 42 an das Gewicht des jeweils zu bearbeitenden Werkstücks 36 näher erläutert.
• Die Handhabungseinrichtung wird so eingestellt, daß eine bestimmte Ausgangsstellung des Zahnrades 46 auf dem Gewindebolzen 44 einer bestimmten Eingriffsstellung des Zahnrades 46 mit der Zahnstange 50 entspricht.
• Diese anfängliche Eingriffsstellung des Zahnrades 46 mit der Zahnstange 50 ist in dem Rechner der Handhabungseinrichtung 12 gespeichert. Außerdem ist in dem Rechner jede Eingriffsstellung des Zahnrades 46 mit der Zahnstange 50 gespeichert, die einer bestimmten Axialstellung des Zahnrades 46 auf dem Gewindebolzen 44 und damit einer bestimmten Vorspannung der Federanordnung 42 entspricht. Wenn bei Beginn einer Produktionsserie das Gewicht der zu bearbeitenden Werkstükke in den Rechner der Handhabungseinrichtung eingegeben wird, dann bestimmt dieser die entsprechende Vorspannung der Federanordnung 42 und die hierfür erforderliche Relativstellung des Zahnrades 46 auf dem Gewindebolzen 44 bzw. auf der Zahnstange 50. Daraufhin werden die verschiedenen Antriebseinrichtungen der Handhabungseinrichtung derart betätigt, daß das Zahnrad 46 zunächst in der Ausgangsposition mit der Zahnstange 50 in Eingriff gelangt. Daraufhin wird der Ladearm 26 gegenüber der Führung 24 entsprechend einem vom Rechner der Handhabungseinrichtung bestimmten Wert bewegt. Das hat zur Folge, daß das Zahnrad 46 verdreht und gegenüber dem abgewinkelten Fortsatz 38 des Greiferarms 28 in eine solche Relativstellung gebracht wird, daß die erforderliche Vorspannung der Federanordnung 42 vorhanden ist. Anschließend wird das Zahnrad 46 durch Aufwärtsbewegen der Führung 24 längs des vertikalen Arms 20 mit der Zahnstange 50 außer Eingriff gebracht. Daraufhin werden die Werkstücke 36 von der Handhabungseinrichtung automatisch der Werkzeugmaschine 10 bzw.
• deren Spannvorrichtung zugeführt und nach der Bearbeitung wieder abgeführt. Wenn die Bearbeitungsserie abgeschlossen ist, dann kann das Zahnrad 46 wieder mit der ortsfesten Zahnstange 50 in Eingriff gebracht und durch entsprechendes Bewegen des Ladearms 26 in die Ausgangsstellung zurückgeführt werden, so daß das Zahnrad 46 auf dem Gewindebolzen 44 in die Nullstellung zurückgedreht wird.
• Wenngleich die bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel gewählte Anordnung der Zahnstange 50 parallel zum Gewindebolzen 44 und damit zum Ladearm 26 aus Gründen einer hohen Steifigkeit vorzuziehen ist, sind auch andere Anordnungen der Zahnstange möglich.
• Abweichend von dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist es auch möglich, den Gewindebolzen 44 am Fortsatz 38 des Greiferarms 28 und die Federanordnung 42 am Ladearm 26 anzubringen.

Claims (3)

1. Patentansprüche: 1. Gefederter Greiferarm für eine automatisierte Handhabungseinrichtung zum Zuführen und Abführen von verzahnten Werkstücken an einer Zahnradbearbeitungsmaschine mit einem rotierend antreibbaren Werkzeug, wobei der Greiferarm mit einem durch Programmsteuerung vertikal und in mindestens einer Richtung horizontal bewegbaren Ladearm um eine zur Drehachse des Werkzeugs näherungsweise parallele Achse schwenkbar verbunden und gegenüber diesem Ladearm mit einer Federanordnung abgestützt ist, dadurch gekennz e i c h n e t, daß der Ladearm (26) mit einem Gewindebolzen (44) versehen ist, auf den ein mit einem Innengewinde versehenes Zahnrad (46) drehbar aufgeschraubt ist, an dessen vom Ladearm abgekehrter Seitenfläche sich die dem Greiferarm (28) zugeordnete Federanordnung (42) abstützt, daß das Zahnrad (46) mit einer ortsfest angeordneten Zahnstange (50) in und außer Eingriff bringbar ist, die sich parallel zu der horizontalen Bewegungsbahn des Ladearms (26) erstreckt, und daß der Ladearm (26) nach dem Ineingriffbringen von Zahnrad (46) und Zahnstange (50) mittels der Programmsteuerung in Abhängigkeit vom Gewicht des jeweiligen Werkstücks (36), im Sinne einer Anpassung der Vorspannung der Federanordnung (42) an dieses Gewicht, horizontal bewegbar ist.
2. 2. Greiferarm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Zahnstange (50) parallel zu dem Gewindebolzen (44) erstreckt und daß die Zahnstange (50) und das Zahnrad (46) mit einer Schrägverzahnung versehen sind.
3. 3. Greiferarm nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ladearm (26) mit Seitenführungen (52) versehen ist, welche die Zahnstange (50) zwischen sich aufnehmen.

   Die Erfindung betrifft einen gefederten Greiferarm für eine automatisierte Handhabungseinrichtung zum Zuführen und Abführen von verzahnten Werkstücken an einer Zahnradbearbeitungsmaschine mit einem rotierend antreibbaren Werkzeug, wobei der Greiferarm mit einem durch Programmsteuerung vertikal und in mindestens einer Richtung horizontal bewegbaren Ladearm um eine zur Drehachse des Werkzeugs näherungsweise parallele Achse schwenkbar verbunden, und gegenüber diesem Ladearm mit einer Federanordnung abgestützt ist.

   Ein solcher gefederten Greiferarm erleichtert das Einfädeln eines verzahnten Werkstücks mit dem Werkzeug, weil der Greiferarm unter Vergrößerung des Achsabstandes von Werkstück und Werkzeug ausweichen kann, falls bei der quer zur Drehachse des Werkzeugs erfolgenden Annäherung des Werkstücks die Zähne von Werkstück und Werkzeug aufeinandertreffen sollten.

   Für eine optimale Federung des Greiferarms ist es erforderlich, die Vorspannkraft der den Greiferarm gegenüber dem Ladearm abstützenden Federanordnung an das Gewicht des jeweiligen Werkstücks anzupassen.

   Bei den herkömmlich gefederten Greiferarmen wurde diese Anpassung in der Weise bewirkt, daß die Vorspannkraft der Federanordnung mittels zugeordneter Spannschrauben verändert wurde oder, daß die gesamte Federanordnung ausgetauscht wurde.

   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den gattungsgemäßen gefederten Greiferarm dahingehend weiterzubilden, daß sich die Vorspannkraft der Federanordnung automatisch an das Gewicht der zu handhabenden Werkstücke anpassen läßt Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Ladearm mit einem Gewindebolzen versehen ist, auf den ein mit einem Innengewinde versehenes Zahnrad drehbar aufgeschraubt ist, an dessen vom Ladearm abgekehrter Seitenfläche sich die dem Greiferarm zugeordnete Federanordnung abstützt, daß das Zahnrad mit seiner ortsfest angeordneten Zahnstange in und außer Eingriff bringbar ist, die sich parallel zu der horizontalen Bewegungsbahn des Ladearms erstreckt, und daß der Ladearm nach dem Ineingriffbringen von Zahnrad und Zahnstange mittels der Programmsteuerung in Abhängigkeit vom Gewicht des jeweiligen Werkstücks im Sinne einer Anpassung der Vorspannung der Federanordnung an dieses Gewicht horizontal bewegbar ist.

   Durch diese konstruktiven Maßnahmen ist es möglich, die Anpreßkraft der Federanordung automatisch dem jeweiligen Werkstückgewicht anzupassen. Zu diesem Zweck werden zwei in der Handhabungseinrichtung bereits vorhandene Achsbewegungen verwendet.

   Das an dem Ladearm der Handhabungseinrichtung angeordnete Zahnrad wird durch eine Achsbewegung mit der ortsfest angeordneten Zahnstange in Eingriff gebracht, und durch Bewegen des Ladearms längs einer anderen Achse der Handhabungseinrichtung mittels der Programmsteuerung wird das Zahnrad auf dem Gewindebolzen gedreht und damit die Vorspannung der Federanordnung verändert und an das Gewicht des Werkstücks angepaßt.

   Damit sich die Veränderung der Vorspannung der Federanordnung mit einer parallel zu dem Gewindebolzen erfolgenden Bewegung des Ladearms bewirken läßt, ist vorgesehen, daß sich die Zahnstange parallel zu dem Gewindebolzen erstreckt und daß die Zahnstange und das Zahnrad mit einer Schrägverzahnung versehen sind.

   Um die durch die Schrägverzahnung bedingten Querkräfte aufnehmen zu können, ist es zweckmäßig, daß der Ladearm mit Seitenführungen versehen ist, welche die Zahnstange zwischen sich aufnehmen.

   Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 eine Seitenansicht einer einer Zahnradbearbeitungsmaschine zugeordneten Handhabungseinrichtung mit einem gefederten Greiferarm, Fig. 2 in größerem Maßstab einen Ausschnitt aus Fig.1, der die schwenkbare Verbindung des Greiferarms mit einem Ladearm der Handhabungseinrichtung veranschaulicht, und F i g. 3 eine Seitenansicht von F i g. 2.